Уроки химии. Неорганическая химия

«Экологические капельки»

(предметные поурочные задания)

Предметные сборники поурочных заданий для 8-9 классов позволяют на каждом уроке каждого предмета, в рамках плановой темы этого урока обратиться к самой важным проблемам, стоящей сегодня перед Человечеством – проблемам экологическим.

ХИМИЯ 8-9

Тема Предмет химии. Вещества

Задание 1. Приведите примеры физических тел и веществ, присутствие которых в природе (воде, почве, воздухе) является загрязнением. Какой вид загрязнения является более заметным: загрязнение физическими телами (например, осколками бутылок, обрывками бумаги) или загрязнение веществами (например, метан в атмосфере или соли свинца в воде)? Согласны ли вы с тем, что более заметное загрязнение является и более вредным? Почему?

Тема Химические формулы. Относительная атомная и
молекулярная массы

Задание 1. В 2000 г. человечество выбросило в атмосферу такое количество углекислого газа, что содержание углерода в нем составило примерно 6 млрд. тонн. Сколько углекислого газа было выброшено в 2000 году?

Тема Простые вещества – металлы

Задание 1. Некоторые металлы ядовиты даже в очень малых количествах. Например, если положить в воду кусок свинца, даже через много дней мы не увидим в нем никаких изменений: он не растворится, не уменьшится, даже не заржавеет. По свинцовой трубе десятки лет может течь вода, и стенки трубы не станут заметно тоньше. Можно ли на основании таких наблюдений сделать вывод, что свинец совсем не попадает в воду?

Задание 3. Ознакомьтесь с данными о ПДК металлов в продуктах питания. Какие металлы являются наиболее опасными при попадании в продукты?

Задание 4. Одним из основных поставщиков свинца в окружающую среду является автомобильный транспорт, так как в автомобильное топливо раньше добавляли соединения свинца. Экологи исследовали почву вблизи автострады. На участке длиной и шириной 100 м количество свинца составило 11,6 кг, причем большая часть свинца находилась в почве не глубже 10 см.

Как попал в почву свинец, добавляемый в автомобильное топливо? Почему категорически запрещается собирать грибы и ягоды в посадках вдоль оживленных автомобильных трасс?

Задание 5. В названии каких красок есть прилагательное «свинцовый»? Почему опасно распылять эти краски из пульверизатора? Как свинец с покрашенной и давно высохшей поверхности может попасть в организм?

Тема Молярный объем газов

Задание 1. 

Если весь озон, содержащийся в атмосфере Земли, привести к нормальным условиям, получится слой толщиной всего 4 мм. Этот тонкий слой озона защищает всех нас от губительного ультрафиолетового излучения.

Человеческая деятельность может существенно влиять на количество озона в атмосфере именно потому, что его там очень мало. Так, объем озона, приходящийся на каждого жителя Земли, составляет при н.у. всего около 400 м3. Найдите массу озона, приходящегося на одного человека.

Тема Соли

Задание 1. 

Если одним из эффективных видов органических удобрений является навоз, то почему рядом с животноводческими фермами водоемы отравлены стоками отходов органических соединений? Почему водоемы становятся не только «мертвыми», но – что еще хуже – опасными для живой природы?

Тема Химические реакции

Задание 2. Почему самоочистка воды от разлитых нефтепродуктов в южных морях длится несколько лет, а в северных – до 50 лет и более? Чем грозит Северному Ледовитому океану разработка нефтяных месторождений на его дне? Почему такая разработка более опасна, чем, например, в Персидском заливе?

Тема Типы химических реакций на примере свойств воды

Задание 2. Для сжигания водорода требуется кислород, как и для сжигания бензина. Водяной пар, образующийся при сгорании водорода, тоже является парниковым газом. Почему же водород, в отличие от бензина, считается экологически чистым топливом?

Удивительные свойства золота

Природа золота уникальна, как и каждое украшение, из него сотворённое. Эти любопытные факты помогут блеснуть знаниями и в который раз убедиться, что любая обладательница золотых изделий — настоящая счастливица! М — МЯГКОСТЬ

Лишённое примесей золото является чрезвычайно мягким металлом. Судите сами: в канонической шкале Мооса алмазу присуждена 10-балльная отметка по твёрдости, а золоту — всего 2,5-3 балла! Так что производители украшений ни в коем случае не «недовешивают» вам золотца, продавая изделия, выполненные с добавлением других, куда более прочных металлов. Если бы ваши любимые серьги или колечко были выполнены из чистого золота, они б запросто царапались ногтём! Ещё один любопытный факт: увесистый золотой слиток, при желании, можно разрезать обыкновенным ножом.

К — КОВКОСТЬ

Мы уже писали про необыкновенную ковкость и тягучесть драгоценного жёлтого металла, из 1 грамма которого получается тончайшая нить длиной в целых три километра. Если бы какой-нибудь искушённый арабский шейх пожелал бы покрыть золотом приусадебный участок размером с небольшое футбольное поле, ему бы понадобился слиток размером со спичечный коробок!

П — ПЛОТНОСТЬ

Плотность — не менее любопытная физическая характеристика золота. Большая плотность наблюдается только у платиновых металлов, а остальным золото может дать фору. Химически чистое золото — очень тяжёлый металл с показателем плотности 19,32 г/см³: шарик, составляющий в диаметре 46,237 мм будет весить целый килограмм. Если взять две равные по объёму бутылки и наполнить их чистой водой и измельчённым золотом соответственно, «золотая» бутыль будет тяжелее в 19,3 раза!

Р — РЕАКЦИОННОСТЬ

Золото довольно инертно. Воздействовать химически на этот благородный металл непросто — оно «поддаётся» лишь некоторым щелочным растворам (с содержанием цианистого калия либо натрия) и так называемой царской водке. Царская водка — вовсе не брендированный напиток, а химическое вещество — смесь, в состав которой входят азотная, соляная и концентрированные кислоты.

Приятно осознавать, что мы можем носить золотые украшения, не опасаясь за их внешний вид и качество: при условии бережной эксплуатации они сохраняют первозданный блеск многие годы. И всё же, поскольку ювелирные изделия по упомянутым выше причинам не могут состоять из чистого золота, а примеси других металлов могут вступать в нежелательные реакции с йод- и хлорсодержащими веществами. Держите от них подальше свои золотые сокровища! 😌

Т — ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ

Тепло- и электропроводящие свойства золота не без оснований называют образцовыми. Его достаточно широко применяют в микроэлектронике — например, покрывают драгоценным металлом группы контактов в электроприборах.

С — СВЕТООТРАЖАТЕЛЬНАЯ СПОСОБНОСТЬ

Удивительный драгметалл прекрасно отражает инфракрасные лучи, а потому используется при остеклении небоскрёбов и даже в... космосе! Специальный вид пластика в тандеме с золотом обеспечивает защиту зрение космонавтов, нивелируя воздействие инфракрасного и УФ-излучения.

Л — ЛЕЧЕНИЕ

Нетрадиционная медицина жалует золото за приписываемые ему лечебные свойства, в которые, к слову, верили ещё наши предки. Так, древние китайцы исцеляли с помощью драгоценного металла кожные недуги (язвы и оспу), а египтяне догадались использовать золотые зубные протезы! В Индии ценился целебный золотой порошок, а в Японии — золотая фольга, добавляемая в напитки. Золото применялось для лечения заболеваний сердечно-сосудистой системы, гриппа и простуды; врачевания недугов печени; избавления от артрита, опухолей, некоторых видов аллергии; улучшения работы нервной системы, а также повышения активности мозга.

М — МАГИЯ

Считается, что золото обладает сильнейшей магической энергетикой, а также драгоценной «памятью»: оно «запоминает» эмоции, которые вы заключаете при дарении золотого талисмана. Сведущие люди говорят, что золото — рождённый двумя полярными стихиями — Огня и Земли — металл, которые и дарят ему его непоколебимую силу и власть над умами и сердцами.

Золотые украшения издавна считались мощнейшими амулетами для привлечения удачи, богатства и процветания, однако алчных людей золото губит. Золото учит наслаждаться благами жизни, помогает бороться со стрессом и депрессией, защищает от сглаза и порчи, улучшает память и дарует уверенность в собственных возможностях. А ещё — в собственной привлекательности: глядя на украшения из этой статьи с этим трудно спорить, правда? 😌

Окислительно-восстановительные реакции.

Окислительно-восстановительные реакции – это реакции, протекающие с изменением степеней окисления атомов элементов, входящих в состав молекул реагирующих веществ:

                                                                0        0               +2   -2

                                 2Mg + O2 → 2MgO,

                                                          +5  -2                      -1         0

                             2KClO3  2KCl + 3O2.

Напомним, что степень окисления – это условный заряд атома в молекуле, возникающий исходя из предположения, что электроны не смещены, а полностью отданы атому более электроотрицательного элемента.

Наиболее электроотрицательные элементы в соединении имеют отрицательные степени окисления, а атомы элементов с меньшей электроотрицательностью – положительные.

Степень окисления – формальное понятие; в ряде случаев значение степени окисления элемента не совпадает с его валентностью.

Для нахождения степени окисления атомов элементов, входящих в состав реагирующих веществ, следует иметь в виду следующие правила:

1. Степень окисления атомов элементов в молекулах простых веществ равна нулю.

Например:  

Mg0,  Cu0.

2. Степень окисления атомов водорода в соединениях обычно равна +1.

Например:                             +1          +1

                                                 HCl,   H2S

Исключения: в гидридах (соединениях водорода с металлами) cтепень окисления атомов водорода равна –1.

Например:

  NaH–1.

3. Степень окисления атомов кислорода в соединениях обычно равна –2.

Например:

Н2О–2, СаО–2.

Исключения:

∙ степень окисления кислорода во фториде кислорода (OF2) равна +2.      

∙ степень окисления кислорода в пероксидах (Н2О2, Na2O2), содержащих группу –O–O–,  равна –1.

4. Степень окисления металлов в соединениях обычно положительная величина.

Например:                                +2

                                              СuSO4.

5. Степень окисления неметаллов может быть и отрицательной, и положительной.

Например:                                       –1          +1

                                           HCl,  HClO.

6. Сумма cтепеней окисления всех атомов в молекуле равна нулю.

Окислительно-восстановительные реакции представляют собой два взаимосвязанных процесса – процесса окисления и процесса восстановления.

Процесс окисления – это процесс отдачи электронов атомом, молекулой или ионом; при этом степень окисления увеличивается, а вещество является восстановителем:

 – 2ē → 2H+    процесс окисления,

Fe+2 – ē → Fe+3    процесс окисления,

2J– – 2ē →       процесс окисления.

Процесс восстановления – это процесс присоединения электронов, при этом степень окисления уменьшается, а вещество является окислителем:

 + 4ē → 2O–2       процесс восстановления,

Mn+7 + 5ē → Mn+2   процесс восстановления,

Cu+2 +2ē → Cu0       процесс восстановления.

Окислитель – вещество, которое принимает электроны и при этом восстанавливается (степень окисления элемента понижается).

Восстановитель – вещество, которое отдает электроны и при этом окисляется (степень окисления элемента понижается).

Сделать обоснованное заключение о характере поведения вещества в конкретных окислительно-восстановительных реакциях можно на основании значения окислительно-восстановительного потенциала, который рассчитывается по величине стандартного окислительно-восстановительного потенциала. Однако, в ряде случаев, можно, не прибегая к расчетам, а зная общие закономерности, определить, какое вещество будет являться окислителем, а какое - восстановителем, и сделать заключение о характере  протекания окислительно - восстановительной реакции.

Типичными восстановителями являются:

∙ некоторые простые вещества:

   металлы: например, Na, Mg, Zn, Al, Fe,

   неметаллы: например, H2, C, S;

∙ некоторые сложные вещества: например, сероводород (H2S) и сульфиды (Na2S), сульфиты (Na2SO3), оксид углерода (II) (CO), галогеноводороды (HJ, HBr, HCI) и соли галогеноводородных кислот (KI, NaBr), аммиак (NH3);

∙ катионы металлов в низших степенях окисления: например, SnCl2, FeCl2, MnSO4, Cr2(SO4)3;

∙ катод при электролизе.

Типичными окислителями являются:

∙ некоторые простые вещества – неметаллы: например,галогены (F2, CI2, Br2, I2), халькогены (О2, О3, S);

∙ некоторые сложные вещества: например, азотная кислота (HNO3),серная кислота (H2SO4 конц.), прерманганат калия (K2MnO4), бихромат калия (K2Cr2O7), хромат калия (K2CrO4), оксид марганца (IV) (MnO2), оксид свинца (IV) (PbO2), хлорат калия (KCIO3), пероксид водорода (H2O2);

∙ анод при электролизе.

При составлении уравнений окислительно-восстановительных реакций следует иметь в виду, что число электронов, отданных восстановителем, равно числу электронов, принятых окислителем.

Существуют два метода составления уравнений окислительно-восстановительных реакций – метод электронного баланса и электронно-ионный метод (метод полуреакций).

При составлении уравнений окислительно-восстановительных реакций методом электронного баланса следует придерживаться определенного порядка действий. Рассмотрим порядок составления уравнений этим методом на примере реакции между перманганатом калия и сульфитом натрия в кислой среде.

1. Записываем схему реакции (указываем реагенты и продукты реакции):

KMnO4 + Na2SO3 + H2SO4 → MnSO4 + Na2SO4 + K2SO4 + H2O.

2. Определяем степени окисления у атомов элементов, изменяющих ее величину:

 +7                           + 4                                           + 2                      + 6

       KMnO4 + Na2SO3 + H2SO4 → MnSO4 + Na2SO4 + K2SO4 +  H2O.

3) Составляем схему электронного баланса. Для этого записываем химические знаки элементов, атомы которых изменяют степень окисления, и определяем, сколько электронов отдают или присоединяют соответствующие атомы или ионы.

Указываем процессы окисления и восстановления, окислитель и восстановитель.

Уравниваем количество отданных и принятых электронов и, таким образом, определяем коэффициенты при восстановителе и окислителе (в данном случае они соответственно равны 5 и 2):

5     S+4  –  2 e- → S+6        процесс окисления,  восстановитель

2    Mn+7 +  5 e- → Mn+2   процесс восстановления, окислитель.

4) Далее остальные элементы уравниваем обычным путем и заменяем стрелку в схеме на знак равенства в уравнении реакции:

2KMnO4 +5Na2SO3 + 8H2SO4 = 2MnSO4 + 5Na2SO4 + K2SO4 + 8H2O.

5) Если водород и кислород не меняет своих степеней окисления, то их количество подсчитывают в последнюю очередь и добавляют нужное количество молекул воды в левую или правую часть уравнения.

Окислительно-восстановительные реакции подразделяются на три типа: межмолекулярные, внутримолекулярные и реакции самоокисления – самовосстановления (диспропорционирования).

Реакциями межмолекулярного окисления – восстановления называются окислительно-восстановительные реакции, окислитель и восстановитель в которых представлены молекулами разных веществ.

Например:

                                     0        +3                   0            +3

                                       2Al + Fe2O3 = 2Fe + Al2O3,

Al0 – 3e– → Al+3   окисление, восстановитель,

   Fe+3 +3e– → Fe0     восстановление, окислитель.

В этой реакции восстановитель (Al) и окислитель (Fe+3) входят в состав различных молекул.

Реакциями внутримолекулярного окисления – восстановления называются реакции, в которых окислитель и восстановитель входят в состав одной молекулы (и представлены либо разными элементами, либо одним элементом, но с разными степенями окисления):

                                                                +5                 –1            0

                                2 KClO3  = KCl  + 3O2

2           CI+5 + 6e– → CI–1     восстановление, окислитель

3           2O–2  – 4е– →        окисление, восстановитель

В этой реакции восстановитель (O–2) и окислитель (CI+5) входят в состав одной молекулы и представлены различными элементами.

В реакции термического разложения нитрита аммония меняют свои степени окисления атомы одного и того же химического элемента – азота, входящие в состав одной молекулы:

                                                      -3      +3              0            

                                     NH4NO2 = N2 + 2H2O

                N–3 – 3e– → N0     восстановление, окислитель

                N+3 + 3e– → N0     окисление, восстановитель.

Реакции подобного типа часто называют реакциями контрпропорционирования.

Реакции самоокисления – самовосстановления (диспропорционирования) – это реакции, при протекании которых один и тот же элемент с одной и той же степенью окисления сам и повышает, и понижает свою степень окисления.

Например:                 0                            -1            +1

                                    Cl2 + H2O = HCI + HCIO

        CI0 + 1e– → CI–1      восстановление, окислитель

        CI0 – 1e– → CI+1      окисление, восстановитель.

Реакции диспропорционирования возможны, когда в исходном веществе элемент имеет промежуточную степень окисления.

Свойства простых веществ могут прогнозироваться по положению атомов их элементов в периодической системе элементов Д.И. Менделеева. Так, все металлы в окислительно-восстановительных реакциях будут являться восстановителями. Катионы металлов могут быть и окислителями. Неметаллы в виде простых веществ могут быть как окислителями, так и восстановителями (исключая фтор и инертные газы).

Окислительная способность неметаллов усиливается в периоде слева направо, а в группе – снизу вверх.

Восстановительные способности, наоборот, уменьшаются слева направо и снизу вверх как для металлов, так и для неметаллов.

Если окислительно-восстановительная реакция металлов происходит в растворе, то для определения восстановительной способности используют ряд стандартных электродных потенциалов (ряд активности металлов). В этом ряду металлы расположены по мере убывания восстановительной способности их атомов и возрастания окислительной способности их катионов (см. табл. 9  приложения).

Наиболее активные металлы, стоящие в ряду стандартных электродных потенциалов до магния, могут реагировать с водой, вытесняя из нее водород.

Например:

Ca + 2H2O = Ca(OH)2 + H2 ↑

При взаимодействии металлов с растворами солей следует иметь в виду, что каждый более активный металл (не взаимодействующий с водой) способен вытеснять (восстанавливать) стоящий за ним металл из раствора его соли.

Так, атомы железа могут восстановить катионы меди из раствора сульфата меди (CuSO4):

Fe  +  CuSO4  =  Cu  +  FeSO4

          Fe0  –  2e–  =  Fe+2     окисление, восстановитель

          Cu+2  +  2e–  =  Cu0    восстановление, окислитель.

В этой реакции железо (Fe) расположено в ряду активности до меди (Cu) и является более активным восстановителем.

Реакция, например, серебра с раствором хлорида цинка будет невозможна, так как серебро расположено в ряду стандартных электродных потенциалов правее цинка и является менее активным восстановителем.

Ag  +  ZnCl2 ≠

Все металлы, которые стоят в ряду активности до водорода, могут вытеснять водород из растворов обычных кислот, то есть восстанавливать его:

Zn + 2HCl = ZnCI2  + H2↑

          Zn0  –  2e–   =  Zn+2   окисление, восстановитель

          2H+ + 2e– →         восстановление, окислитель.

Металлы, которые стоят в ряду активности после водорода, не будут восстанавливать водород из растворов обычных кислот.

Cu   +  HCI  ≠

Чтобы определить, может ли быть окислителем или восстановителем сложное вещество, необходимо найти степень окисления элементов, его составляющих. Элементы, находящиеся в высшей степени окисления, могут ее только понижать, принимая электроны. Следовательно, вещества, молекулы которых содержат атомы элементов в высшей степени окисления, будут только окислителями.

Например, HNO3, KMnO4, H2SO4 в окислительно-восстановитель-ных реакциях будут выполнять функцию только окислителя. Степени окисления азота (N+5), марганца (Mn+7) и серы (S+6) в этих соединениях имеют максимальные значения (совпадают с номером группы данного элемента).

Если элементы в соединениях имеет низшую степень окисления, то они могут ее только повышать, отдавая электроны. При этом такие вещества, содержащие элементы в низшей степени окисления, будут выполнять функцию только восстановителя.

Например, аммиак, сероводород и хлороводород (NH3, H2S, НCI) будут только восстановителями, так как степени окисления азота (N–3), серы (S–2) и хлора (Cl–1) являются для этих элементов низшими.

Вещества, в состав которых входят элементы, имеющие промежуточные степени окисления, могут быть как окислителями, так и восстановителями, в зависимости от конкретной реакции. Таким образом, они могут проявлять окислительно-восстановительную двойственность.

К таким веществам относятся, например, пероксид водорода (H2O2), водный раствор оксида серы (IV) (сернистая кислота), сульфиты и др. Подобные вещества, в зависимости от условий среды и наличия более сильных окислителей (восстановителей) могут проявлять в одних случаях окислительные свойства, а в других - восстановительные.

Как известно, многие элементы имеют переменную степень окисления, входя в состав различных соединений. Например,  сера в соединениях H2S, H2SO3, H2SО4 и сера S в свободном состоянии имеет соответственно степени окисления –2,  +4, +6 и 0. Сера относится к элементам р-электронного семейства, ее валентные электроны расположены на последнем s- и р-подуровнях (...3s3р). У атома серы со степенью окисления – 2 валентные подуровни полностью укомплектованы. Поэтому, атом серы с минимальной степенью окисления (–2) может только отдавать электроны (окисляться) и быть только восстановителем. Атом серы со степенью окисления +6 потерял все свои валентные электроны и в данном состоянии может только принимать электроны (восстанавливаться). Поэтому атом серы с максимальной степенью окисления (+6) может быть только окислителем.

Атомы серы с промежуточными степенями окисления (0, +4) могут и терять и присоединять электроны, то есть быть как восстановителями, так и окислителями.

Аналогичные рассуждения правомочны при рассмотрении окислительно-восстановительных свойств атомов других элементов.

На характер протекания окислительно-восстановительной реакции влияет концентрация веществ, среда раствора и сила окислителя и восстановителя. Так, концентрированная и разбавленная азотная кислота по-разному реагирует с активными и малоактивными металлами. Глубина восстановления азота (N+5) азотной кислоты (окислителя) будет определяться активностью металла (восстановителя) и концентрацией (разбавлением) кислоты.

4HNO3(конц.)  +  Cu  = Cu(NO3)2  +  2NO2  +  2H2O,

8HNO3(разб.)  +  3Cu  = 3Cu(NO3)2  +  2NO  +  4H2O,

10HNO3(конц.)  +  4Мg  =  4Mg(NO3)2  +  N2O  +  5H2O,

10HNO3(c. разб.)  +  4Мg  =  4Mg(NO3)2  +  NH4NO3 +  3H2O.

Существенное влияние на протекание окислительно-восстановительных процессов оказывает реакция среды.

Если в качестве окислителя используют перманганат калия (KMnO4), то в зависимости от реакции среды раствора, Mn+7 будет восстанавливаться по-разному:

в кислой среде (до Mn+2) продуктом восстановления будет соль, например, MnSO4,

в нейтральной среде (до Mn+4) продуктом восстановления будет MnO2 или MnO(OH)2,

в щелочной среде (до Mn+6) продуктом восстановления будет манганат, например, К2MnO4.

Например, при восстановлении раствора перманганата калия сульфитом натрия, в зависимости от реакции среды, будут получаться соответствующие продукты:

кислая среда –

2KMnO4 + 5Na2SO3 + 3H2SO4 = 5Na2SO4 + 2MnSO4 + K2SO4 +H2O

нейтральная среда –

2KMnO4 + 3Na2SО3 + H2O = 3Na2SO4 + 2MnO2 + 2KOH

щелочная среда –

2KMnO4 + Na2SO3 + 2NaOH = Na2SO4 + Na2MnO4 + K2MnO4 + H2O.

Температура системы также влияет на ход окислительно-восстановительной реакции. Так, продукты взаимодействия хлора с раствором щелочи будут различны в зависимости от температурных условий.

При взаимодействии хлора с холодным раствором щелочи реакция идет с образованием хлорида и гипохлорита:

                                        0                                    -1               +1

                   Cl2 + KOH  →  KCI   +  KCIO  +  H2O

                CI0 + 1e– → CI–1      восстановление, окислитель

                CI0 – 1e– → CI+1      окисление, восстановитель.

Если взять горячий концентрированный раствор КОН, то в результате взаимодействия с хлором получим хлорид и хлорат:

                   0                             t°            -1               +5

              3CI2  +  6KOH →  5KCI  +  KCIO3  +  3H2O

          5 │ CI0 + 1e– → CI–1      восстановление, окислитель

          1 │ CI0 – 5e– → CI+5      окисление, восстановитель.

Вопросы для самоконтроля по теме «Окислительно-восстановительные реакции»

1. Какие реакции называются окислительно-восстановитель-ными?

2. Что такое степень окисления атома? Как она определяется?

3. Чему равна степень окисления атомов в простых веществах?

4. Чему равна сумма степеней окисления всех атомов в молекуле?

5. Какой процесс называется процессом окисления?

6. Какие вещества называются окислителями?

7. Как меняется степень окисления окислителя в окислительно-восстановительных реакциях?

8. Приведите примеры веществ, являющихся в окислительно-восстановительных реакциях только окислителями.

9. Какой процесс называется процессом восстановления?

10. Дайте определение понятию «восстановитель».

11. Как меняется степень окисления восстановителя в окислительно-восстановительных реакциях?

12. Какие вещества могут быть только восстановителями?

13. Какой элемент является окислителем в реакции взаимодействия разбавленной серной кислоты с металлами?

14. Какой элемент является окислителем при взаимодействии концентрированной серной кислоты с металлами?

15. Какую функцию выполняет азотная кислота в окислительно-восстановительных реакциях?

16. Какие соединения могут образоваться в результате восстановления азотной кислоты в реакциях с металлами?

17. Какой элемент является окислителем в концентрированной, разбавленной и очень разбавленной азотной кислоте?

18. Какую роль в окислительно-восстановительных реакциях может выполнять пероксид водорода?

19. Как классифицируются все окислительно-восстановительные реакции?

Вопросы и упражнения для самостоятельной работы по изучению темы.

1. Укажите номер или сумму условных номеров, под которыми расположены схемы окислительно-восстановительных реакций:

1) MgCO3 + HCl →  MgCl2 + CO2 + H2O,

2) FeO + P → Fe + P2O5,

4)  H2O2 → H2O + O2,   8)  KOH + CO2 → KHCO3.

2. Укажите номер или сумму условных номеров, под которыми расположены окислительно-восстановительные процессы:

1) электролиз раствора хлорида натрия,

2) обжиг пирита,

3) гидролиз раствора карбоната натрия,

4) гашение извести.

3. Укажите номер или сумму условных номеров, под которыми расположены названия групп веществ, характеризующихся возрастанием окислительных свойств:

1) хлор, бром, фтор,

2) углерод, азот кислород,

3) водород, сера, кислород,

4) бром, фтор, хлор.

4. Какое из веществ – хлор, сера, алюминий, кислород – является более сильным восстановителем? В ответе укажите значение молярной массы выбранного соединения.

5. Укажите номер или сумму условных номеров, под которыми расположены только окислители:

1) K2MnO4, 2)  KMnO4, 4)  MnO3 , 8)  MnO2,

16) K2Cr2O7, 32)  K2SO3.

6. Укажите номер или сумму условных номеров, под которыми расположены формулы веществ, обладающих окислительно-восстановительной двойственностью:

1)  KI,   2)  H2O2, 4)  Al,   8)  SO2,  16)  K2Cr2O7, 32)  H2.

7. Какое из соединений – оксид железа (III), оксид хрома (III), оксид серы (IV), оксид  азота (II), оксид азота (V) – может быть только окислителем? В ответе укажите значение молярной массы выбранного соединения.

8. Укажите номер или сумму условных номеров, под которыми расположены формулы веществ, которые имеют степень окисления кислорода – 2:

1)  H2O, Na2O, Cl2O,                2)  HPO3, Fe2O3, SO3,

4)  OF2, Ba(OH)2, Al2O3,        8)  BaO2, Fe3O4, SiO2.

9. Какое из указанных соединений может быть только окислителем: нитрит натрия, сернистая кислота, сероводород, азотная кислота? В ответе укажите значение молярной массу выбранного соединения.

10. Какое из приведенных соединений азота – NH3; HNO3; HNO2; NO2 – может быть только окислителем? В ответе запишите значение относительной молекулярной массы выбранного соединения.

11. Под каким номером, среди перечисленных ниже названий веществ, указан наиболее сильный окислитель?

1) концентрированная азотная кислота,

2) кислород,

3) электрический ток на аноде при электролизе,

4) фтор.

12. Какое из приведенных соединений азота – HNO3; NH3; HNO2; NO – может быть только восстановителем? В ответе запишите значение молярной массы выбранного соединения.

13. Какое из соединений – Na2S; K2Cr2O7; KMnO4; NaNO2; KClO4 – может быть и окислителем и восстановителем, в зависимости от условий протекания реакции? В ответе запишите значение молярной массы выбранного соединения.

14. Укажите номер или сумму условных номеров, где указаны ионы, которые могут быть восстановителями:

1)  (MnO4)2–,  2)  (CrO4) –2,   4)  Fe+2,   8)  Sn+4,   16)  (ClO4) –.

15. Укажите номер или сумму условных номеров, под которым расположены только окислители:

1) K2MnO4,  2)  HNO3,  4)  MnO3,  8)  MnO2,  16)  K2CrO4,  32)  H2O2.

16. Укажите номер или сумму условных номеров, под которыми расположены только названия веществ, между которыми не возможно протекание окислительно-восстановительных реакций:

1) углерод и серная кислота,

2) серная кислота и сульфат натрия,

4) сероводород и иодоводород,

8) оксид серы (IV) и сероводород.

17. Укажите номер или сумму условных номеров, под которыми расположены процессы окисления:

1)  S+6  →  S–2,                   2)  Mn+2 →  Mn+7,       4)   S–2 →  S+4,

8)   Mn+6 →  Mn+4,     16)  О2 →  2О–2,              32)   S+4 →  S+6.

18. Укажите номер или сумму условных номеров, под которыми расположены процессы восстановления:

1)  2I–1  →   I2,                 2)  2N+3 →  N2,            4)  S–2 →  S+4,

8)   Mn+6   →   Mn+2,         16)  Fe+3   →  Fe0,     32)  S0 →  S+6.

19. Укажите номер или сумму условных номеров, под которыми расположены процессы восстановления:

1)  С0 →  CО2,                       2)  Fe+2 →  Fe+3,

4)  (SO3)2– →  (SO4)2–,          8)   MnO2 →   Mn+2.

20. Укажите номер или сумму условных номеров, под которыми расположены процессы восстановления:

1)  Mn+2 →  MnO2,                2)  (IO3) – →  (IO4) –,

4)  (NO2) – →  (NO3) –,          8)   MnO2 →   Mn+2.

21. Укажите номер или сумму условных номеров, под которыми расположены ионы, являющиеся восстановителями.

1)  Ca+2,   2)  Al+3,   4)  K+,   8)  S–2,   16)  Zn+2,    32)   (SO3)2–.

22. Под каким номером приведена формула вещества, при взаимодействии с которым водород выполняет роль окислителя?

1)  O2,   2)  Na,  3)  S,   4)  FeO.

23. Под каким номером приведено уравнение реакции, в которой проявляются восстановительные свойства хлорид-иона?

1) MnO2 + 4HCl = MnCl2 + Cl2 + 2H2О,

2) CuO + 2HCl = CuCl2 + H2O,

3) Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2,

4) AgNO3 + HCl = AgCl + HNO3.

24. При взаимодействии с каким из указанных веществ – O2,  NaOH,  H2S – оксид серы (IV) проявляет свойства окислителя? Напишите уравнение соответствующей реакции и в ответе укажите сумму коэффициентов у исходных веществ.

25. Укажите номер или сумму условных номеров, под которыми расположены схемы реакций диспропорционирования:

1)  NH4NO3 →  N2O + H2O,     2)  NH4NO2 →  N2 + H2O,

4)  KClO3 →  KClO4 + KCl,           8)  KClO3 →  KCl + O2.

26. Составьте схему электронного баланса и укажите, какое количество вещества перманганата калия  участвует в реакции c десятью моль оксида серы (IV). Реакция протекает по схеме:

KMnO4 + SO2  → MnSO4 + K2SO4 + SO3.

27. Составьте схему электронного баланса и укажите, какое количество вещества сульфида калия взаимодействует с шестью моль перманганата калия в реакции:

K2S + KMnO4 + H2O → MnO2 + S + KOH.

28. Составьте схему электронного баланса и укажите, какое количество вещества перманганата калия взаимодействует с десятью молями сульфата железа (II) в реакции:

KMnO4 + FeSO4 + H2SO4  → MnSO4 + Fe2(SO4)3 + K2SO4  + H2O.

29. Составьте схему электронного баланса и укажите, какое количество вещества хромита калия (KCrO2) взаимодействует с шестью моль брома в реакции:

KCrO2 + Br2 + KOH →  K2CrO4 + KBr + H2O.

30. Составьте схему электронного баланса и укажите, какое количество вещества оксида марганца (IV) взаимодействует с шестью моль оксида свинца (IV) в реакции:

MnO2 + PbO2 + HNO3 →  HMnO4 + Pb(NO3)2 + H2O.

31. Составьте уравнение реакции:

KMnO4 + NaI + H2SO4  →  I2 + K2SO4 + MnSO4 + Na2SO4 + H2O.

В ответе укажите сумму стехиометрических коэффициентов в уравнении реакции.

32. Составьте уравнение реакции:

KMnO4 + NaNO2 + H2O →  MnO2 + NaNO3 + KOH.

В ответе укажите сумму стехиометрических коэффициентов в уравнении реакции.

33. Составьте уравнение реакции:

K2Cr2O7 + HClконц. →  KCl + CrCl3 + Cl2 + H2O.

В ответе укажите сумму стехиометрических коэффициентов в уравнении реакции.

34. Составьте схему электронного баланса и укажите, какое количество вещества нитрита натрия (NaNO2) взаимодействует с четырьмя моль перманганата калия в реакции:

KMnO4 + NaNO2 + H2SO4 →  MnSO4 + NaNO3 + K2SO4 + H2O.

35. Составьте схему электронного баланса и укажите, какое количество вещества сероводорода взаимодействуют с шестью моль перманганата калия в реакции:

KMnO4  + H2S + H2SO4  → S + MnSO4 + K2SO4 + H2O.

36. Какое количество вещества железа в молях окислится кислородом объемом 33,6 л (н.у.) в реакции, протекающей по нижеприведенной схеме?

Fe + H2O + O2 →  Fe(OH)3.

37. Какой из приведенных металлов – Zn, Rb, Ag, Fe, Mg – не растворяется в разбавленной серной кислоте? В ответе укажите значение относительной атомной массы этого металла.

38. Какой из приведенных металлов – Zn, Rb, Ag, Fe, Mg – не растворяется в концентрированной серной кислоте? В ответе укажите порядковый номер элемента в периодической системе Д.И. Менделеева.

39. Укажите номер или сумму условных номеров, под которыми расположены металлы, пассивирующиеся в концентрированных растворах кислот-окислителей.

1)  Zn,   2)  Cu,   4)  Au,   8)  Fe,  16)  Mg,  32)  Cr.

40. Укажите номер или сумму условных номеров, под которыми расположены химические знаки металлов, не вытесняющих водород из разбавленного раствора серной кислоты, но вытесняющих ртуть из растворов солей Hg2+:

1)  Fe,  2)  Zn,  4)  Au,  8)  Ag,  16)  Cu.

41. Под каким номером указаны химические знаки металлов, каждый из которых не реагируют с азотной кислотой?

1)  Zn, Ag;   2)  Pt, Au;   3)  Cu, Zn;   4)  Ag, Hg.

42. Под каким номером указан способ получения хлора в промышленности?

1) электролизом раствора хлорида натрия;

2) действием оксида марганца (1V) на соляную кислоту;

3) термическим разложением природных соединений хлора;

4) действием фтора на хлориды.

43. Под каким номером расположена химическая формула газа, преимущественно выделяющегося при действии концентрированного раствора азотной кислоты на медь?

1)  N2,  2)  NO2,  3)  NO,   4)  H2.

44. Под каким номером указаны формулы продуктов реакции горения сероводорода на воздухе при недостатке кислорода?

1)  SO2 + H2O,                        2)  S + H2O,

3)  SO3 + H2O,                        4)  SO2 + H2.

Укажите номер правильного ответа.

45. Составьте уравнение реакции взаимодействия концентрированной серной кислоты с медью. В ответе укажите сумму коэффициентов в уравнении реакции.

Ответы на задания тестов для самоконтроля

знания теории по теме.

«Окислительно-восстановительные реакции»

Тесты для самоконтроля знаний теории по теме «Окислительно-восстановительные реакции»

Вариант  № 1

1. Под каким номером приведено уравнение окислительно-восстановительной реакции?

1) CuSO4 + Zn = ZnSO4 + Cu,

2) CaCO3 + CO2 + H2O = Ca(HCO3)2,

3) SO3 + H2O = H2SO4,

4) FeCl3 + 3NaOH = Fe(OH)3 + 3NaCl,

5) NaHCO3 + NaOH = Na2CO3 + H2O.

2. Руководствуясь строением атомов, определите, под каким номером указана формула иона, который может быть только окислителем:

1) Mn,     2) NO3–,       3) Br –,       4) S2– ,     5) NO2–?

3. Под каким номером приведена формула вещества, являющегося наиболее сильным восстановителем, из числа приведенных ниже:

1) NO3–,     2) Сu,   3) Fe,   4) Ca,   5) S?

4. Под каким номером указано количество вещества KMnO4, в молях, которое взаимодействует с 10 моль Na2SO3 в реакции, представленной следующей схемой:

KMnO4 + Na2SO3 + H2SO4  → MnSO4 + Na2SO4 + K2SO4 + H2O?

1) 4,   2) 2,   3) 5,    4) 3,   5) 1.

5. Под каким номером приведена реакция диспропорционирования (самоокисления – самовосстановления)?

1) 2H2S + H2SO3 = 3S + 3H2O,

2) 4KClO3 = KCl + 3KClO4,

3) 2F2 + 2H2O = 4HF + O2.

4) 2Au2O3 = 4Au + 3O2,

5) 2KClO3 = 2KCl + 3O2.

Вариант № 2

1. Под каким номером приведено уравнение окислительно-восстановительной реакции?

1) 4KClO3 = KCl + 3KClO4,

2) CaCO3 = CaO + CO2,

3) CO2 + Na2O = Na2CO3,

4) CuOHCl + HCl = CuCl2 + H2O,

5) Pb(NO3)2 + Na2SO4 = PbSO4 + 2NaNO3.

2. Под каким номером приведена формула вещества, которое может быть только восстановителем:

1) SO2,  2) NaClO,  3)  KI,  4) NaNO2,  5) Na2SO3?

3. Под каким номером приведена формула вещества, являющегося наиболее сильным окислителем, из числа приведенных:

1) I2,  2) S,   3) F2,   4) O2,   5) Br2?

4. Под каким номером приведен объем водорода в литрах при нормальных условиях, который можно получить из 9 г Al в результате следующей окислительно-восстановительной реакции:  

2Al + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2

1) 67,2,   2) 44,8,   3) 33,6,   4) 22,4,  5) 11,2?

5. Под каким номером приведена схема окислительно-восстано-вительной реакции, которая протекает при рН > 7?

1) I2 + H2O  →  HI + HIO,    

2) FeSO4 + HIO3 + …  →  I2 + Fe(SO4)3 + …,

3) KMnO4 + NaNO2 + … → MnSO4 + …,

4) KMnO4 + NaNO2 + … →    K2MnO4 + …,

5) CrCl3 + KMnO4 + …    →   K2Cr2O7 + MnO(OH)2 + … .

Вариант № 3

1. Под каким номером приведено уравнение окислительно-восстановительной реакции?

1) H2SO4 + Mg  → MgSO4 + H2,    

2) CuSO4 + 2NaOH →Cu(OH)2 + Na2SO4,

3) SO3 + K2O  →   K2SO4,  

4) CO2 + H2O  →   H2CO3,

5) H2SO4 + 2KOH   →   K2SO4 + 2H2O.

2. Руководствуясь строением атома, определите, под каким номером приведена формула иона, который может быть восстановителем:

1) Ag+,    2)  Al3+,   3)  Cl7+,   4) Sn2+,    5) Zn2+?

3. Под каким номером приведен процесс восстановления? 

1) NO2–   → NO3–,   2)  S2–  →  S0,   3) Mn2+  →  MnO2,

4) 2I–  →  I2,   5)   →  2Cl–.

4. Под каким номером приведена масса прореагировавшего железа, если в результате реакции, представленной следующей схемой:

Fe + HNO3  →  Fe(NO3)3 + NO + H2O

          образовалось 11,2 л  NO (н.у.)?

1) 2,8,   2) 7,   3)  14,   4) 56,   5) 28.

5. Под каким номером приведена схема реакции самоокисления-самовосстановления (дисмутации)?

1) HI + H2SO4  → I2 + H2S + H2O,

2) FeCl2 + SnCl4  → FeCl3 + SnCl2,

3) HNO2  →  NO + NO2 + H2O,

4) KClO3  →   KCl + O2,

5) Hg(NO3)2  →   HgO + NO2 + O2.

Свойства простых веществ − металлов.

1. Задание 7 № 195. Верны ли следующие суждения о металлах и их соединениях?

А. Все металлы реагируют с водой с образованием оксидов.

Б. Все оксиды металлов — основные.

1) верно только А

2) верно только Б

3) верны оба суждения

4) оба суждения неверны

2. Задание 7 № 238. С водой при обычной температуре взаимодействуют

1) кислород и сера

2) фтор и калий

3) кремний и кальций

4) железо и медь

3. Задание 7 № 281. Только при высокой температуре с водой реагирует

1)

2)

3)

4)

4. Задание 7 № 324. Общим свойством серебра и железа является их способность растворяться в

1) воде

2) серной кислоте (р-р)

3) азотной кислоте (конц.)

4) растворе щелочи

5. Задание 7 № 367. Верны ли следующие суждения о свойствах железа?

А. При взаимодействии железа с разбавленной хлороводородной кислотой образуется

хлорид железа (II).

Б. При взаимодействии железа с хлором образуется хлорид железа (II).

1) верно только А

2) верно только Б

3) верны оба суждения

4) оба суждения неверны

6. Задание 7 № 410. Верны ли следующие суждения о меди и ее соединениях?

А. Степень окисления меди в высшем оксиде равна +1.

Б. Медь вытесняет алюминий из раствора нитрата алюминия.

1) верно только А

2) верно только Б

3) верны оба суждения

4) оба суждения неверны

7. Задание 7 № 453. Алюминий не вытесняет водород из

1)

2)

3)

4)

8. Задание 7 № 496. С водой даже при нагревании не реагирует

1) магний

2) железо

3) цинк

4) серебро

9.Задание 7№ 582. При обычных условиях практически осуществима реакция между железом и

1) серой (тв.)

2) серной кислотой (конц.)

3) нитратом меди (II) (р-р)

4) нитратом цинка (р-р)

10. Задание 7 № 711. Верны ли следующие суждения о свойствах кальция?

А. Для кальция характерны восстановительные свойства.

Б. При взаимодействии кальция с водой образуется оксид и вода.

1) верно только А

2) верно только Б

3) верны оба суждения

4) оба суждения неверны

11. Задание 7 № 797. При взаимодействии каких веществ водород не выделяется?

1)

2)

3)

4)

12. Задание 7 № 840. Какие вещества не взаимодействуют между собой?

1)

2)

3)

4)

13. Задание 7 № 883. Химическая реакция протекает между

1)

2)

3)

4)

14. Задание 7 № 926. При взаимодействии меди с концентрированной серной кислотой образуются:

  1) сульфат меди (II), оксид серы (IV), вода

  2) сульфат меди (II), вода

3) оксид меди (II), оксид серы (IV), вода

4) сульфат меди (I), вода, оксид серы (IV)

15. Задание 7 № 1012. Только при нагревании вода реагирует с

1) серебром

2) медью

3) золотом

4) железом

16. Задание 7 № 1098. Верны ли следующие суждения о меди?

А. Для меди характерны степени окисления +1 и +2.

Б. Медь вытесняет железо из раствора хлорида железа (II).

1) верно только А

2) верно только Б

3) верны оба суждения

4) оба суждения неверны

17. Задание 7 № 1184. Верны ли следующие суждения о металлах и их соединениях?

А. Все металлы реагируют с кислотами с выделением водорода.

Б. Все оксиды металлов основные.

1) верно только А

2) верно только Б

3) верны оба суждения

4) оба суждения неверны

18. Задание 7 № 1227. Верны ли следующие суждения о свойствах железа?

   А. При взаимодействии железа с хлором образуется хлорид железа (III).

   Б. При взаимодействии железа с разбавленной серной кислотой образуется сульфид железа (II).

1) верно только А

2) верно только Б

3) верны оба суждения

4) оба суждения неверны

19. Задание 7 № 1313. С водой при обычной температуре взаимодействуют

1) магний и углерод

2) фтор и натрий

3) азот и алюминий

4) железо и серебро

20. Задание 7 № 1399. Верны ли следующие суждения о меди?

А. Для меди характерны степени окисления +1 и +2.

Б, Медь вытесняет цинк из раствора сульфата цинка.

1) верно только А

2) верно только Б

3) верны оба суждения

4) оба суждения неверны

21. Задание 7 № 1442. Верны ли следующие суждения о свойствах железа?

   А. При взаимодействии железа с разбавленной серной кислотой образуется сульфат железа (II).

   Б. При взаимодействии железа с концентрированной серной кислотой образуется сульфид

    железа (II).

1) верно только А

2) верно только Б

3) верны оба суждения

4) оба суждения неверны

22. Задание 7 № 1576. При взаимодействии натрия с водой образуются

1)

2)

3)

4)

23. Задание 7 № 1741. При нормальных условиях и железо, и алюминий растворяются в

1) H2O

2) концентрированной H2SO4

3) растворе KOH

4) растворе HCl

24. Задание 7 № 1827. Щёлочь образуется при взаимодействии воды с

1) алюминием

2) магнием

3) барием

4) цинком

25. Задание 7 № 1829. Водород не выделяется при взаимодействии кальция с раствором

1) HNO3

2) H2SO4

3) HCl

4) HCOOH

26. Задание 7 № 1870. Щёлочь не образуется при взаимодействии воды с

1) калием

2) магнием

3) барием

4) натрием

27. Задание 7 № 2116. При взаимодействии железа с соляной кислотой образуются

1) FeCl3 и Н2

2) FeCl3 и Н2O

3) FeCl2 и Н2

4) FeCl2 и Cl2

28. Задание 7 № 3347. С сильными кислотами реагирует с выделением водорода

1) цинк

2) серебро

3) хлор

4) азот

29. Задание 7 № 3389. С водой при обычных условиях взаимодействует

1) литий

2) железо

3) сера

4) кислород

30. Задание 7 № 3540. Простое вещество, которое реагирует с разбавленной соляной кислотой,

1) сера

2) бром

3) медь

4) олово

31.Задание 7 № 3585. И с соляной к-той, и с раствором гидроксида натрия может реагировать

1) магний

2) алюминий

3) железо

4) кремний

32. Задание 7 № 3690. Медь реагирует с

1) раствором

2) раствором

3) разбавленной

4) концентрированной

33. Задание 7 № 3732. Железо реагирует с

    1) раствором

    2) холодной концентрированной

3) раствором

4) раствором

34. Задание 7 № 3774. Верны ли следующие суждения о свойствах железа?

А. Железо реагирует с разбавленной азотной кислотой.

Б. В холодной концентрированной серной кислоте железо пассивируется.

1) верно только А

2) верно только Б

3) верны оба суждения

4) оба суждения неверны

35. Задание 7 № 3816. С раствором гидроксида лития взаимодействует

1) золото

2) медь

3) цинк

4) никель

36. Задание 7 № 3858. Кальций реагирует с каждым из двух веществ:

1) и

2) и

3) и

4) и

   (открыт в 1808 г.  Г. Дэви)  

      Данную таблицу можно использовать при изучении нового материала по теме «Металлы II А группы» в  общеобразовательном  9 классе, также при обобщении и систематизации знаний по общей и неорганической химии в 11 классе и при подготовке к экзаменам.

     Применение таблицы даст экономию времени, позволит улучшить мотивацию учебного материала, сделать объяснение более красочным и эмоциональным, приблизит обучение к жизни.

Х Л О Р

Литература

В.А.Волков, Е.В.Вонский, Г.И.Кузнецова «Выдающиеся химики мира», Москва, «Высшая школа», 1991г

А.И.Врублевский, Е.В.Барковский «Химия элементов», Минск, «Юнипресс», 2002г

Дж.Эмсли «Элементы», Москва, «Мир», 1993г

Г.Е.Рудзитис, Ф.Г.Фельдман «Химия. 8 класс», Москва, Просвещение, 1991г

И.И.Новошинский, Н.С.Новошинская «Химия. 9 класс», Москва, Оникс 21 век, 2004г