Методичка+д\з по химии. Учебнометодическое пособие для практических занятий и самостоятельной работы студентов инженернотехнических направлений подготовки бакалавров всех форм обучения

• Название: Учебнометодическое пособие для практических занятий и самостоятельной работы студентов инженернотехнических направлений подготовки бакалавров всех форм обучения
• Анкор: Методичка+д\з по химии.doc
• Дата: 05.11.2017
• Размер: 3.51 Mb.
• Имя файла: Методичка+д\з по химии.doc
• Тип: Учебно-методическое пособие; #10123
• страница: 29 из 41

1. Вопросы, которые необходимо изучить и уметь дать на них ответ:

1.1. Какие реакции называют окислительно-восстановительными (ОВР); какие химические частицы переносятся в ходе ОВР.

1.2. Что представляет собой степень окисленности (степень окисления) и как она определяется для элементов в соединениях.

1.3. Как называется вещество (реагент), в состав которого входит окисляющийся элемент; какой процесс называется окислением. Как называется вещество (реагент), в состав которого входит восстанавливающийся элемент; какой процесс называется восстановлением.

1.4. Как изменяются в ходе ОВР степени окисления окислителя и восстановителя и почему.

1.5. Какие простые вещества могут быть только восстановителями и почему.

1.6. Какие простые вещества могут быть и окислителями, и восстановителями и почему.

1.7. По каким признакам строения и характеристикам атомов, входящих в состав реагентов, определяются окислитель и восстановитель в реакциях между простыми веществами.

1.8. Какой признак (характеристика) и почему определяет способность элемента в молекулах сложных веществ проявлять только восстановительные, только окислительные или двойственные окислительно-восстановительные свойства.

1.9. Какое значение и распространенность в природных и технологических процессах имеют ОВР.

2. Письменное задание для контроля усвоения темы:

2.1. Для данных в таблице 3.41 по Вашему варианту веществ-реагентов ОВР укажите:

2.1.1. Степени окисления указанных в таблице анализируемых элементов.

2.1.2. Какую роль данные вещества-реагенты могут выполнять в ОВР: только окислитель, только восстановитель или могут проявлять окислительно-восстановительную двойственность, и объясните почему. Дайте определение окислителя и восстановителя, процессов окисления и восстановления.

2.2. В таблице 34.2 приведены схемы ОВР.

Для данной Вам реакции:

2.2.1. Определите степени окисления всех элементов в молекулах всех веществ, участвующих в данной реакции; подпишите реагенты – окислитель и восстановитель, обоснуйте свой ответ.

2.2.2. Составьте электронные уравнения и электронный баланс с указанием реагентов и процессов; укажите, какой фундаментальный закон и какое правило используются при их составлении.

2.2.3. Составьте полное уравнение реакции и проверьте правильность проведенного подбора стехиометрических коэффициентов по сумме атомов кислорода в левой и правой частях составленного уравнения.

2.2.4. Определите, к какому типу ОВР относится данная реакция (межмолекулярная, внутримолекулярная, реакция диспропорционирования) и почему.

2.2.5. Напишите общее математическое уравнение, позволяющее прогнозировать возможность протекания ОВР (с расшифровкой составляющих его величин). Укажите, при каком условии, вытекающем из этого выражения, ОВР возможна.
Таблица 3.41

Ва-ри-ант	Реагенты в ОВР		Ва-ри-ант	Реагенты в ОВР
	Вещества	Анализируемый элемент во всех реагентах		Вещества	Анализируемый элемент во всех реагентах
	1	2		1	2
1	H2S, Na2SO3, H2SO4	S	19	AgNO3, Ag, O2	Ag, N и O
2	HCl, HClO, Cl2O7	Cl	20	P2O5, P, Mg3P2	P
3	K2CrO4, Cr, Cr2O3	Cr	21	Ca3N2, NaNO3, NO	N
4	H2O, NaH, H2	H	22	ZnS, S, Zn	Zn и S
5	Sn, SnO2, SnO	Sn	23	KMnO4, K2MnO4	Mn и O
6	CH4, CO, CO2	C	24	S, MgS, Mg	S и Mg
7	HNO2, NH3, HNO3	N	25	NaNH2, NH4NO2	N
8	KI, I2, KIO4	J	26	Fe, S, FeS	Fe и S
9	KMnO4, MnO2, Mn	Mn	27	H2Se, H2SeO4, SeO2	Se
10	H2O2, H2O, OF2	O	28	V, V2O3, NaVO3	V
11	HBr, HBrO3, HBrO4	Br	29	Ag2O, Ag, Na2O2	Ag и O
12	Na2S, K2CrO4, HCrO2	S и Cr	30	C, CO, Fe3C	C и Fe
13	F2, Cl2, HF	F и Cl	31	I2, HI, I2O7	J и H
14	Mo, MoO2, Na2MoO4	Mo	32	PbO2, Pb, PbO	Pb и O
15	H3PO4, PH3, P2O3	P	33	Si, SiO2, Mg2Si	Si
16	HClO4, Ca3P2, Cl2O3	Cl и P	34	O3, NO, NH3	N и O
17	Mg3N2, N2, NH4Cl	N	35	SO2, Cu2S, SO3	S и Cu
18	NH4NO3, HNO2	N	36	СaH2, H2SO4, NH3	H

Таблица 3.42

Ва-ри-ант	Окислительно-восстановительная реакция	Ва-ри-ант	Окислительно-восстановительная реакция
1	K2Cr2O7 + NaNO2 + H2SO4 → Cr2(SO4)3 + NaNO3 + K2SO4 + H2O	19	KI + KClO3 + H2SO4 → I2 + KCl + K2SO4 + H2O
2	H2S + KMnO4 + H2SO4 → S + MnSO4 + K2SO4 + H2O	20	NH4NO2 → N2 + H2O
3	HCl + KClO3 → Cl2 + KCl + H2O	21	C + H2SO4 → SO2 + CO2 + H2O
4	KOH + S → K2S + K2SO3 + H2O	22	P + HNO3 + H2O → H3PO4 + NO
5	KMnO4 → K2MnO4 + MnO2 + O2	23	H2C2O4 + KMnO4 + H2SO4 → CO2 + MnSO4 + K2SO4 + H2O
6	HCl + MnO2 → Cl2 + MnCl2 + H2O	24	Cl2 + KOH → KCl + KClO3 + H2O
7	P + H2SO4 → H3PO4 + SO2 + H2O	25	Pb(NO3)2 → PbO + NO2 + O2
8	PbO2 + KI + H2SO4 → I2 + PbSO4 + K2SO4 + H2O	26	C2H4 + KMnO4 + H2O → HOH2C-CH2OH + MnO2 + KOH

Продолжение таблицы 3.42

Ва-ри-ант	Окислительно-восстановительная реакция	Ва-ри-ант	Окислительно-восстановительная реакция
9	Cr(OH)3 + Br2 + NaOH → Na2CrO4 + NaBr + H2O	27	KBr + KBrO3 + H2SO4 → Br2 + K2SO4 + H2O
10	K2Cr2O7 + KI + H2SO4 → Cr2(SO4)3 + I2 + K2SO4 + H2O	28	H2O2 + KMnO4 + H2SO4 → O2 + MnSO4 + K2SO4 + H2O
11	C + HNO3 → CO2 + NO + H2O	29	(NH4)2Cr2O7 → N2 + Cr2O3 + H2O
12	KClO3 → KCl + O2	30	FeCl2 + KMnO4 + HCl → FeCl3 + MnCl2 + KCl + H2O
13	K2Cr2O7 + H2S + H2SO4 → S + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O	31	CuS + HNO3 → Cu(NO3)2 + H2SO4 + NO2 + H2O
14	S + HNO3 → H2SO4 + NO2 + H2O	32	KBrO + MnCl2 + KOH → KBr + MnO2 + KCl + H2O
15	C2H2 + KMnO4 + H2SO4 → CO2 + H2O + MnSO4 + K2SO4	33	NaCrO2 + PbO2 + NaOH → Na2CrO4 + Na2PbO2 + H2O
16	HCl + KMnO4 → Cl2 + MnCl2 + KCl + H2O	34	KOH + Cl2 → KCl + KClO3 + H2O
17	N2H4 + Zn + KOH + H2O → NH3 + K2[Zn(OH)4]	35	HNO2 → HNO3 + NO + H2O
18	Si + HF + HNO3 → SiF4 + NO + H2O	36	N2H4 + AgNO3 + NaOH → N2 + Ag + NaNO3 + H2O

Комплексное тестовое задание 9 по теме "Окислительно-восстановительные реакции и свойства веществ"

Правильные ответы по п. А приведены в конце пособия в таблице 4.2.

Даны ряды веществ-реагентов в ОВР (табл. 3.43). Для веществ по Вашему варианту выполните задания:

А. Определите, в какой последовательности изменяются указанные свойства частиц этих веществ в ОВР.

Б. 1. Определите степени окисления всех элементов в данных молекулах и возможные роли содержащихся в них химических частиц (атомы, анионы, катионы) в окислительно-восстановительных реакциях. Ответ обоснуйте.

2. Укажите классы веществ, их химические названия и характер (кислотные, основные или амфотерные оксиды или гидроксиды; соединения элементов с водородом). Ответ обоснуйте.

3. Свой ответ по заданию А обоснуйте с объяснением, что такое окислитель и восстановитель, окислительная и восстановительная способность.

4. Напишите общее математическое уравнение, позволяющее прогнозировать возможность протекания ОВР (с расшифровкой составляющих их величин). Укажите, при каком условии, вытекающем из этого выражения, ОВР возможна.

Для правильного ответа необходимо принять во внимание последовательность изменения атомных радиусов, значений электроотрицательностей и степеней окисления элементов в молекулах веществ-реагентов.
Таблица 3.43 – Тестовое задание 21 (Т-21)

Ва-ри- ант	Вещества – реагенты в ОВР	Анализируемые в данных веществах:		Последовательность изменения анализируемых свойств
		химические частицы	свойства химических частиц	1	2	3
1	HJ, J2, J2O5	J	восстановительные	увеличиваются	уменьшаются	не изменяются
2	MoO3, CrO3	катионы металлов	окислительные	уменьшаются	увеличиваются	не изменяются
3	NiBr2, FeBr2	катионы металлов	восстановительные	не изменяются	уменьшаются	увеличиваются
4	HJ, HBr, HCl	H	окислительные	увеличиваются	не изменяются	уменьшаются
5	CoO, FeO	катионы металлов	восстановительные	уменьшаются	не изменяются	увеличиваются
6	H2TeO4, H2SO4	элементы VI гр.	окислительные	уменьшаются	увеличиваются	не изменяются
7	S, SO2, SO3	S	окислительные	увеличиваются	уменьшаются	не изменяются
8	H2S, H2Se, H2Te	элементы VI гр.	восстановительные	уменьшаются	не изменяются	увеличиваются
9	HCl, HBr, HJ	галогены	восстановительные	не изменяются	увеличиваются	уменьшаются
10	CH4, NH3, H2O	элементы 2-го периода	восстановительные	не изменяются	увеличиваются	уменьшаются
11	Fe, FeCl2, FeCl3	Fe и его катионы	восстановительные	не изменяются	уменьшаются	увеличиваются
12	VO, VO2, V2O5	катионы V	окислительные	увеличиваются	уменьшаются	не изменяются
13	As, As2O3, As2O5	As	окислительные	уменьшаются	увеличиваются	не изменяются
14	NO, N, NH3	N	восстановительные	уменьшаются	не изменяются	увеличиваются
15	CrO, Cr2O3, CrO3	катионы Cr	окислительные	не изменяются	уменьшаются	увеличиваются
16	CuO, CaO	катионы металлов	окислительные	не изменяются	увеличиваются	уменьшаются
17	Na2O, H2O	катионы	окислительные	уменьшаются	не изменяются	увеличиваются

Продолжение таблицы 3.43 – Тестовое задание 21 (Т-21)

Ва-ри- ант	Вещества – реагенты в ОВР	Анализируемые в данных веществах:		Последовательность изменения анализируемых свойств
		химические частицы	свойства химических частиц	1	2	3
18	GeO2, PbO2	катионы металлов	окислительные	увеличиваются	уменьшаются	не изменяются
19	C, CO, CO2	C	окислительные	увеличиваются	не изменяются	уменьшаются
20	TeO3, SeO3, SO3	элементы VI гр.	окислительные	уменьшаются	увеличиваются	не изменяются
21	V2O3, Fe2O3	катионы металлов	окислительные	увеличиваются	не изменяются	уменьшаются
22	Mn, MnO, Mn2O5	Mn и его катионы	восстановительные	уменьшаются	не изменяются	увеличиваются
23	HNO3, H3PO4,	элементы V гр.	окислительные	увеличиваются	уменьшаются	не изменяются
24	BeH2, MgH2, CaH2	Н	восстановительные	уменьшаются	не изменяются	увеличиваются
25	GeCl2, SnCl2	катионы металлов	восстановительные	не изменяются	увеличиваются	уменьшаются
26	H2SiO3, H3PO4, H2SO4(разб)	Н	окислительные	уменьшаются	увеличиваются	не изменяются
27	SiH4, AlH3, NaH	Н	восстановительные	увеличиваются	уменьшаются	не изменяются
28	V2O5, CrO3, Mn2O7	катионы металлов	окислительные	не изменяются	увеличиваются	уменьшаются
29	KH, NaH, LiH	Н	восстановительные	не изменяются	уменьшаются	увеличиваются
30	Br2, HBr, HJ	галогены	восстановительные	увеличиваются	уменьшаются	не изменяются
31	HBrO3, HClO3	галогены	окислительные	уменьшаются	увеличиваются	не изменяются
32	HF, H2O, NH3	Н	окислительные	увеличиваются	не изменяются	уменьшаются
33	BH3, AlH3, GaH3	Н	восстановительные	уменьшаются	не изменяются	увеличиваются
34	P, P2O3, P2O5	Р	окислительные	не изменяются	уменьшаются	увеличиваются
35	As2O3, P2O3, N2O3	элементы V гр.	восстановительные	не изменяются	увеличиваются	уменьшаются

Задание 14. Электродные потенциалы и гальванические элементы (по разделам стандартов: окислительно-восстановительные свойства веществ, химия элементов (металлов), электрохимические системы).

Рекомендуемая литература: [1], гл. 9, § 9.3, 9.4; [2], гл. 9, § 9.2, 9.3; [3], гл. 8, § 5, 6; [4], гл. 10, § 4-6; лекции.