ОКИСЛИТЕЛЬНО- ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ

Задачи урока: Закрепить умения применять понятие «степень окисления» на практике. Обобщить и дополнить знания об опорных понятиях теории ОВР. Совершенствовать умение применять эти понятия на различных типах реакциий ОВР в заданиях ЕГЭ.

Окислитель и восстановитель Окислителем называют реагент, который принимает электроны в ходе окислительно- восстановительной реакциии. Восстановителем называют реагент, который отдает электроны в ходе окислительно-восстановительной реакции и.

ПРОЦЕСС ОКИСЛЕНИЯ И ВОССТАНОВЛЕНИЯ Окислением называют процесс отдачи электронов атомом, молекулой или ионом, который сопровождается повышением степени окисления. Восстановлением называют процесс присоединения электронов атомом, молекулой или ионом, который сопровождается понижением степени окисления.

Какие из перечисленных ниже процессов представляют собой: окисление (0), какие – восстановление (В)?

Правила определения функции соединения в окислительно-восстановительных реакцииях. 1. Если элемент проявляет в соединении высшую степень окисления, то это соединение может быть окислителем. 2. Если элемент проявляет в соединении низшую степени окисления, то это соединение может быть восстановителем. 3. Если элемент проявляет в соединении промежуточную степень окисления, то это соединение может быть как восстановителем, так и окислителем. Задание: Предскажите функции веществ в окислительно- восстановительных реакцииях:

1. Установите соответствие между свойствами серы и уравнением ОВР, в котором она проявляет эти свойства. Свойства серы Уравнение ОВР А) окислитель 1) 3 S + 2 H 2 O(пар) = 2H 2 S + SO 2 Б) восстановитель 2) FeS + 2 HCl = FeCl 2 + H 2 S В) и окислитель, и 3) 2 H 2 S + 3 O 2 = 2 H 2 O + 2 SO 2 восстановитель 4) 2 SO 3 = 2 SO 2 + O 2 Г) ни окислитель, ни восстановитель 2. Установите соответствие между изменением с.о. хлора и схемой реакциии. Изменение с.о. хлора Схема реакциии А) Cl +4 Cl +3 1 ) Cl 2 + Al 4 C 3 AlCl 3 + CCl 4 Б) Cl +1 Cl -1 2) HCl + MnO 2 MnCl 2 + Cl 2 + H 2 O В) Cl +5 Cl -1 3) KClO 3 + P KCl + P 2 O 5 Г) Cl -1 Cl 0 4) ClO 2 + H 2 O 2 HClO 2 + O 2 5) KClO 4 KCl + O 2 6) HClO + HI HCl + I 2 + H 2 O

Ответы:

Основные окислители и восстановители

Восстановитель СилаСреда, условия До чего окисляется Атомы металлов Сила восстановителя зависит от свойств металла Ионы металлов водород Слабый восстановитель Ионы водорода углерод Сильный восстановитель При взаимодействии с окислителем средней силы СOСO При взаимодействии с сильным окислителем СO2СO2 Фосфор, сера Слабые восстановители При взаимодействии с сильным окислителем P 2 O 5, H 3 PO 4 SO 2, H 2 SO 4 H 2 S и ее соли Сильный восстановитель При взаимодействии с окислителем средней силы S0S0 При взаимодействии с сильным окислителем S +6 (в виде SO 4 2- ) SO 2 и соли H 2 SO 3 Слабый восстановительSO 3, H 2 SO 4 и ее соли Азотистая кислота HNO 2 и ее соли Слабый восстановитель Азотная кислота HNO 3 и ее соли Cu + Слабый восстановительCu 2+ Fe 2+, Cr 2+ Сильный восстановительВ кислой средеFe 3+, Cr 3+ В щелочной средеFe(ОН) 3, Cr(ОН) 3 Cr 3+ Слабый восстановительВ кислой средеCr 2 O 7 2- В щелочной средеCrO 4 2- Галогеноводородные кислоты и их соли Сильные восстановители (HCl слабый)Галогены - простые вещества H 2 O 2 (О -1 )Слабый восстановительO20O20

Окислитель СилаСреда, условия До чего восстанавливается Галогены - простые вещества Сильные окислители (I слабый) Галогеноводородные кислоты и их соли Перманганат калия KMnO 4, манганат калия K 2 MnO 4, оксид марганца (IV) MnO 2 Сильные окислителиВ кислой средеMn 2+ ( в составе солей) KMnO 4 Сильный окислительВ нейтральной и слабощелочной средеMnO 2 В сильнощелочнойK 2 MnO 4 (MnО 4 2- ) Хромат калия K 2 CrO 4 и дихромат калия K 2 Cr 2 O 7 Сильные окислителиВ кислой средеCr 3+ ( в составе солей) В сильнощелочной[ Cr(ОН) 6 ] 3- Серная кислота H 2 SO 4 конц Сильный окислительС неактивными металлами, неметаллами, HBrSO 2 С магниемS0S0 С цинкомH2SH2S Азотная кислота HNO 3 разбавил Сильный окислительС тяжелыми металлами N +2 O С легкими металламиN 2 0 ; N 2 +1 O Очень разбавиленная с активными металламиN -3 H 3 (NH 4 NO 3 ) HNO 3 конц Сильный окислительС неметаллами, тяжелыми металлами N +4 O 2 С легкими металламиN 2 +1 O Кислородсодержащие кислоты галогенов и их соли Сильные окислителиHОCl HClО 3 HBrО 3 Cl -, Br - HIО, HIО 3 I20I20 Fe 3+, Cr 3+ Слабые окислителиFe 2+, Cr 2+ SO 2 и соли H 2 SO 3 Слабый окислительS0S0 H 2 O 2 (О -1 )Сильный окислительВ кислой средеH2OH2O В нейтральной и щелочной средеОН -

Сильным и достаточно распространенным окислителем является перманганат калия, который в различных средах восстанавливается до соединений марганца в различных с.о. Mn 2+ - кислая среда (Mn +7 +5ē Mn +2 ); KMnO 4 MnO 2 – нейтральная среда (Mn +7 +3ē Mn +4 ); MnO щелочная среда (Mn +7 +ē Mn +6 )

Классификация ОВР 1. Межмолекулярные реакциии- реакциии, которые идут с изменением степеней окисления атомов в различных молекулах. KMnO 4 + KI +H 2 SO 4 =MnSO 4 + I 2 + K 2 SO 4 + H 2 O

2. Внутримолекулярные реакциии – реакциии, в которых атомы, изменяющие свои степени окисления, находятся в одной молекуле. KClO 3 = KCl + O 2

Реакции диспропорционирования (самоокисления-самовосстановления) – реакциии, которые идут с изменением степени окисления атомов одного и того же элемента. Cl 2 + KOH = KCl +KClO 3 + H 2 O

Реакции компропорционирования – те, в которых атомы одного и того же элемента в различных с.о. в результате реакциии приобретают одну и ту же с.о. Реакции компропорционирования бывают как межмолекулярными, так и внутримолекулярными. H 2 S + SO 2 = S+ H 2 O

Межмолекулярные реакциии: Частицы- доноры электронов (восстановители) – и частицы- акцепторы электронов (окислители) – находятся в разных веществах. К этому типу относится большинство ОВР.

Внутримолекулярные реакциии Донор электронов - восстановитель и акцептор электронов – окислитель – находятся в одном и том же веществе.

Реакции диспропорционирования (самоокисления-самовосстановления) Атомы одного и того же элемента в веществе выполняют одновременно функции и доноров электронов (восстановителей) и акцепторов электронов (окислителей). Эти реакциии возможны для веществ, содержащих атомы химических элементов в промежуточной степени окисления.

Составление окислительно-восстановительных реакциий в заданиях ЕГЭ часть С1 Схемы с пропусками веществ 1)Ключевые вещества не пропущены 2)Пропущено ключевое вещество слева 3) Пропущено ключевое вещество справа

1. Указаны формулы окислителя и восстановителя, а также формулы продуктов их восстановления и окисления. 2. Составление баланса, подобрать коэффициенты перед формулами окислителя, восстановителя и соответствующих им веществ в правой части схемы. 3. После этого подсчитать число атомов других элементов и определить формулы пропущенных веществ. Ключевые вещества не пропущены. NO + KClO + … KNO 3 + KCl + …

Ответ: N ē N +5 2 окисляется, N +2 - восстановитель Cl ē Cl -1 3 восстанавливается, Cl +1 – окислитель 2 NO + 3 KClO + … 2 KNO KCl + … 2 NO + 3 KClO + 2 КОН = 2 KNO KCl + Н 2 О

Пропущено ключевое вещество слева … + KMn +7 O 4 + … N К 2 Mn +6 O 4 + … 1. Определение степени окисления частиц в веществах. 2. Логическое рассуждение (предположить формулу пропущенного ключевого вещества). 3. Составление баланса. 4. Коэффициенты перед ключевыми веществами и продуктами их превращения в правой части схемы, подсчетом атомов других элементов (не изменивших с.о.) определяют формулы остальных пропущенных веществ.

Ответ: 2 N ē N окисляется, N -3 - восстановитель Mn +7 + ē Mn +6 6 восстанавливается, Mn +7 - окислитель 2 NH KMnO 4 + … N К 2 MnO 4 + … 2 NH KMnO КОН N К 2 MnO Н 2 О

Пропущено ключевое вещество справа. Р -3 Н 3 + Ag +1 NO 3 + … Ag 0 + … + HNO Определение окислителя и восстановителя. 2. Восстановитель – фосфин за счет фосфора в с.о. -3. В результате окисления фосфор должен повысить с.о. 3. Составление баланса. 4. Подбор коэффициентов.

Ответ: Р -3 Н 3 + Ag +1 NO 3 + … Ag 0 + Н 3 РО 4 + HNO 3. Р ē Р +5 1 окисляется, P -3 - восстановитель Ag +1 + ē Ag 0 8 восстанавливается, Ag +1 - окислитель РН AgNO 3 + … 8 Ag + Н 3 РО HNO 3. РН AgNO Н 2 О 8 Ag + Н 3 РО HNO 3.

Задания для самостоятельной работы 1. Используя метод электронного баланса, составьте уравнение реакциии: Pt + HNO 3 + HCl PtCl 4 + NO + … Определите окислитель и восстановитель. 2. Используя метод электронного баланса, составьте уравнение реакциии: C 2 H 4 + K 2 Cr 2 O 7 + H 2 SO 4 CO 2 + … + K 2 SO 4 + … Определите окислитель и восстановитель. 3. Используя метод электронного баланса, составьте уравнение реакциии: (NH 4 ) 2 Cr 2 O 7 Cr 2 O 3 + N 2 + … Определите окислитель и восстановитель. 4. Используя метод электронного баланса, составьте уравнение реакциии: Br 2 + Na 2 CO 3 … + NaBrO 3 + CO 2 Определите окислитель и восстановитель.

Ответы: 1. Pt + HNO 3 + HCl PtCl 4 + NO + … 3 Pt + 4 HNO HCl = 3 PtCl NO + 8 H 2 O Pt – восстановитель, HNO 3 (или N +5 ) – окислитель. 2. C 2 H 4 + K 2 Cr 2 O 7 + H 2 SO 4 CO 2 + … + K 2 SO 4 + … C 2 H K 2 Cr 2 O H 2 SO 4 = 2 CO Cr 2 (SO 4 ) K 2 SO H 2 O C 2 H 4 (или С -2 ) – восстановитель, K 2 Cr 2 O 7 (или Cr +6 ) – окислитель. 3. (NH 4 ) 2 Cr 2 O 7 Cr 2 O 3 + N 2 + … (NH 4 ) 2 Cr 2 O 7 = Cr 2 O 3 + N H 2 O Азот в степени окисления -3 – восстановитель, хром в степени окисления +6 – окислитель. 4. Br 2 + Na 2 CO 3 … + NaBrO 3 + CO 2 3 Br Na 2 CO 3 = 5 NaBr + NaBrO CO 2 Br 2 (или Br 0 ) – и окислитель, и восстановитель: это реакциия диспропорционирования.