Задания части С1 проверяют умение составлять уравнения окислительно-восстановительных реакций. Сложность состоит в том, что некоторые реагенты или продукты реакции пропущены. Учащиеся, логически рассуждая, должны их определить. Предлагаем два варианта выполнения таких заданий: первый – логические рассуждения и нахождение недостающих веществ; второй - написание уравнения методом ионно-электронного баланса (метод полуреакций – см. приложение №3), а затем составление традиционного электронного баланса, т.к. это и требуется от экзаменующегося. В разных случаях учащиеся сами определяют, каким способом предпочтительнее воспользоваться. Для обоих вариантов просто необходимо хорошо знать основные окислители и восстановители, а также их продукты. Для этого предлагаем учащимся таблицу«Окислители и восстановители», знакомим с нею (приложение №3).
Предлагаем выполнение задания с использованием первого способа.
Задание. Используя метод электронного баланса, составьте уравнение реакцииP+HNO3 ?NO2 + …Определите окислитель и восстановитель.
Азотная кислота – сильный окислитель, следовательно, простое вещество фосфор – восстановитель. Запишем электронный баланс:
|
N+5 + 1 e- ? N+4
P0 – 5e- ? P+5
|
5
1
|
Логично предположить, что образуется H3PO4, записываем уравнение с коэффициентами:
P + 5 HNO3 ? 5NO2 + H3PO4
В левой части избыток 2Н и О, запишем в правую часть Н2О.
Окончательная запись уравнения:
P + 5 HNO3 = 5NO2 + H3PO4 + Н2О
|
N+5 + 1 e- ? N+4 P0 – 5e- ? P+5
|
5
1
|
HNO3 (N+5) – окислитель, Р0 – восстановитель.
Задание. Используя метод электронного баланса, составьте уравнение реакцииK2Cr2O7 + … + H2SO4 ? I2 + Cr2(SO4)3 + … + H2O. Определите окислитель и восстановитель.
K2Cr2O7 –окислитель, т. к. хром в высшей степени окисления +6, H2SO4 – среда, следовательно, пропущен восстановитель. Логично предположить, что это ион I-. Запишем электронный баланс:
|
Cr+6 + 3e- ? Cr+3
2I-1 – 2e- ? I20
|
2
3
|
Ионы К+ свяжем с ионами SO42-, недостающее вещество в правой части – K2SO4. Скорее всего восстановитель тоже содержал ионы К+. Это - KI.
Запишем уравнение с учетом электронного баланса:
K2Cr2O7 + 6KI + H2SO4 ? 3I2 + Cr2(SO4)3 +4K2SO4+ H2O
Добавим коэффициенты перед серной кислотой и водой – 7.
Окончательная запись уравнения:
K2Cr2O7 + 6KI + 7H2SO4 = 3I2 + Cr2(SO4)3 +4K2SO4 + 7H2O
|
Cr+6 + 3e- ? Cr+3
2I-1 – 2e- ? I20
|
2
3
|
K2Cr2O7 (Cr+6) – окислитель, KI (I-1) – восстановитель.
Наиболее сложные задания С2. Они ориентированы на проверку усвоения знаний о химических свойствах неорганических веществ, взаимосвязи веществ различных классов, об условиях необратимого протекания обменных и окислительно-восстановительных реакций и наличия навыков составления уравнений реакций. Выполнение этого задания предусматривает анализ свойств неорганических веществ различных классов, установление генетической связи между заданными веществами и применение умений составлять уравнения химических реакций с соблюдением правила Бертолле и окислительно-восстановительных реакций.
Учащимся при выполнении таких заданий рекомендуется:
- внимательно проанализировать данные в задании вещества;
- используя схему генетической связи между классами веществ, оценить взаимодействие их друг с другом (найти кислотно-основные взаимодействия, обменные, металл с кислотой (или щелочью), металл с неметаллом и др.);
- определить степени окисления элементов в веществах, оценить, какое вещество может быть только окислителем, только восстановителем, а какое - и окислителем и восстановителем. Далее составить окислительно-восстановительные реакции.
Задание. Даны водные растворы: хлорида железа (III), иодида натрия, бихромата натрия, серной кислоты и гидроксида цезия. Приведите уравнения четырех возможных реакций между этими веществами.
Среди предложенных веществ есть кислота и щелочь. Записываем первое уравнение реакции: 2CsOH + H2SO4 = Cs2SO4 + 2H2O.
Находим обменный процесс, идущий с выпадением осадка нерастворимого основания. FeCl3 + 3CsOH = Fe(OH)3? + 3CsCl.
В теме «Хром» изучаются реакции превращения бихроматов в хроматы в щелочной среде.Na2Cr2O7 + 2CsOH = Na2CrO4 + Cs2CrO4 + H2O.
Проанализируем возможность протекания окислительно-восстановительного процесса. FeCl3 проявляет окислительные свойства, т.к. железо в высшей степени окисления +3, NaI – восстановитель за счет йода в низшей степени окисления -1.
Используя методику написания окислительно-восстановительных реакций, рассмотренную при выполнении заданий части С1, запишем:
2FeCl3 + 2NaI = 2NaCl + 2FeCl2 + I2
|
Fe+3 + 1e-?Fe+2
2I-1 - 2e- ?I20
|
2
1
|
В бланке ответов электронный баланс писать не обязательно. Он необходим для расстановки коэффициентов в уравнении.
Na2Cr2O7 тоже проявляет окислительные свойства,NaI – восстановитель, H2SO4 – может играть роль среды.Na2Cr2O7 +NaI +H2SO4 ?
При написании таких уравнений удобно воспользоваться ионно-электронным балансом (метод полуреакций). В бланке ответов его также писать не обязательно. Алгоритм написания уравнений таким методом описан во многих пособиях (см. приложение №3).
|
Cr2O72- +14H+ + 6e- ? 2Cr3+ + 7H2O
2I- - 2e- ? I20
|
1
3
|
Cr2O72- +14H+ + 6I- ? 2Cr3+ + 7H2O + 3 I20
2Na+ + 7SO42- + 6Na+ ? 8Na+ + 7SO42-
Суммируем:Na2Cr2O7 + 6 NaI + 7H2SO4 = Сr2(SO4)3 + 4 Na2SO4 + 3I2
Итак, мы написали пять уравнений реакций, однако задание оценивается лишь четырьмя баллами. Рекомендуем учащимся записать в бланке ответов все найденные ими варианты, так как комиссия может посчитать некоторые уравнения некорректными или учащимися могут быть допущены ошибки.
Если задание выполнено лишь частично, его также необходимо перенести в бланк ответов.
Задание. Даны водные растворы: брома, хлорной кислоты, сероводорода, гидроксида калия. Приведите уравнения четырех возможных реакций между этими веществами.
Среди приведенных веществ есть две кислоты и основание.
HClO4 + KOH = KClO4+ H2O
2KOH + H2S = K2S + 2H2O
Галогены взаимодействуют с растворами щелочей:
Br2 + 2KOHхол. = KBr + KBrO + H2O
3Br2 + 6KOHгор. = 5KBr + KBrO3 + 3H2O
Br2 – окислитель,H2S – восстановитель.
Br2 +H2S = S + 2HBr
В этом задании мы вновь написали пять уравнений реакций вместо четырех.
Курысева Н.Г.
Комментарии
Na2Cr2O7 + 6NaI + 7H2SO4 = Сr2(SO4)3 + 4Na2SO4 + 3I2
не хватает со стороны продуктов реакции 7 H2O, т.к.
Cr2O72- +14H+ + 6e- = 2Cr3+ +7H2O - чтобы уравнять
поэтому должно быть:
Na2Cr2O7 + 6NaI + 7H2SO4 = Сr2(SO4)3 + 4Na2SO4 + 3I2 + 7H2O