Задание 1. Методом электронного баланса подберите коэффициенты в схемах реакций взаимодействия металлов с кислотами: Номер варианта Схемы реакций Номер варианта Схемы реакций
1. Al + HCl → 12. Zn + (к)HNO3 →
2. Zn + (к)H2SO4 → 13 Fe + (к)HNO3 →
3. Ca + (к)H2SO4 → H2S + 14 Na + (к)HNO3 →
4. Bi + HNO3 → NO + 15 Ba + (к)HNO3 →
5. Sr + (к)H2SO4 → 16 K + (к)HNO3 →
6. Ba + (к)H2SO4 → 17 K + (разб) HNO3 →
7. Mg + (к)H2SO4 → 18 Na + (разб) HNO3 →
8. Li + (к)H2SO4 → 19 Mg + (разб) HNO3 →
9. Na + (к)H2SO4 → 20 Cd + (разб) HNO3 →
10. K + (к)H2SO4 → 21 V + (разб) HNO3 →
11. Rb + (к)H2SO4 → 22 Ni + (разб) HNO3 →
Образец решения:
1. С разбавленными кислотами, такими как HCl, HBr ,HF, HF, H2SO4 ,H2SO3 ,H2S, металлы, стоящие в ряду стандартных электродных потенциалов от начала ряда до водорода, вытесняют водород из растворов кислот, восстанавливаясь при этом в соли и выделяя газообразный водород.
2. С концентрированной серной кислотой металлы ведут себя по разному, в зависимости от активности металлов.
Схема взаимодействия металлов разной активности с конц. H2SO4 :
Ме. активные → соль + H 2 O + H2S
конц. H2SO4 + Ме. средней активности → соль + H 2 O + S
Ме. не активные → соль + H 2 O + SO2
3. С азотной кислотой нужно также использовать схемы взаимодействия, одна из таких схем представлена ниже:
Концентрированная HNO3 Разбавленная HNO3
Металлы Продукты взаимодействия Металлы Продукты взаимодействия
Активные (1А,
11А, 111А) соль +H 2 O +N2O(N2) Активные (1А, 11А, 111А) соль +H 2 O+ NH3 (NH 4NO 3)
Неактивные соль + H 2 O + NO2 Неактивные соль + H 2 O + NO
Fe, Al ,Cr, Au, Не реагируют __ __
Pt
Задание 2. Методом электронного баланса подберите коэффициенты в схемах реакций взаимодействия металлов с водой:
Номер варианта Схемы реакций Номер варианта Схемы реакций
1. Li + H 2 O → 12 Cr + H 2 O →
2. Na + H 2 O → 13 Mo + H 2 O →
3. K + H 2 O → 14 W + H 2 O →
4. Rb + H 2 O → 15 Mn + H 2 O →
5. Cs + H 2 O → 16 Fe + H 2 O →
6. Pt + H 2 O → 17 Co + H 2 O →
7. Be + H 2 O → 18 Ni + H 2 O →
8. Mg + H 2 O → 19 Os + H 2 O →
9. Ca + H 2 O → 20 Cd + H 2 O →
10. Ba + H 2 O → 21 Zn+ H 2 O →
11. Sr + H 2 O → 22 Cu + H 2 O →
Образец решения:
Металлы, стоящие в ряду стандартных электродных потенциалов до водорода, вытесняют газообразный водород из воды, а металлы, стоящие в этом ряду после водорода, его не вытесняют и реакция не осуществима.
Рассмотрим случай взаимодействия активного металла франция с водой. Согласно схеме, уравнение реакции будет таким:
2Fr + 2H 2 O → 2FrOH + H 2
Чтобы расставить в уравнении коэффициенты, необходимо воспользоваться методом электронного баланса (см. практическая работа №4).
Задание 3. Методом электронного баланса подберите коэффициенты в схемах реакций взаимодействия металлов с солями:
Номер варианта Схемы реакций Номер варианта Схемы реакций
1. Li + соль→ 19. Cr + соль →
2. Na + соль → 20. Mo + соль →
3. K + соль → 21. W + соль →
4. Rb + соль → 22. Mn + соль →
5. Cs + соль → 23. Fe + соль →
6. Pt + соль → 24. Co + соль →
7. Be + соль → 25. Ni + соль →
8. Mg + соль → 26. Os + соль →
9. Ca + соль → 27. Cd + соль →
10. Ba + соль → 28. Zn+ соль →
11. Sr + соль → 29. Cu + соль →
Образец решения:
Для составления таких уравнений реакций, необходимо знать правило:
Металлы, стоящие в ряду стандартных электродных потенциалов (СЭП) левее, вытесняют металлы, стоящие в ряду стандартных электродных потенциалов правее из растворов их солей.
Рассмотрим случай взаимодействия активного металла франция с солью, металл которой стоит в ряду СЭП правее франция. Согласно схеме, уравнение реакции будет таким: 3Fr + AlCl3→ 3FrCl3 + Al
Сначала расскажу что такое окислитель. Окслителем является тот атом, который "забирает" к себе электроны. Электроны имеют отрицательный заряд.
в 1 примере атом азота имел степень окисления -3 и изменил ее на +2. Это значит, что он отдал 5 электронов.(Если отдал, значит восстановитель, а не окислитель)
в 2 примере атом азота имел степень окисления +2 и изменил ее на +5. Это значит, что он отдал 3 электрона.(Если отдал, значит восстановитель, а не окислитель)
в 3 примере атом азота имел степень окисления +4 и изменил ее на +3. Это значит, что он принял 1 электрон. (Принял - окислитель)
в 4 примере атом азота имел степень окисления 0 и изменил ее на -3. Это значит, что он принял 3 электрона. (Принял - окислитель)
Объяснение:
1. Окисление:
3P(0) - 15e(-1) --->3P(+5)
Восстановление:
5N(+5) + 15e(-1) --->5N(+2)
3P + 5HNO3 + 2H2O = 3H3PO4 + 5NO
2. Окисление:
2Mg(0) - 4e(-1) --->2Mg(+2)
Восстановление:
Si(+4) + 4e(-1) --->Si(0)
SiO2 + 2Mg = Si + 2MgO
3. Поскольку в условии задачи не указана степень разбавленности раствора серной кислоты, будем считать его разбавленным:
2Al + 3H2SO4 --->
Окисление
2Al(0) - 6e(-1) ---> 2Al(+3)
Восстановление
6H(+) + 6e(-1) ---> 3H2 (0)
2Al + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 + 3H2
Количество вещества Аl равно 300*0,8/27 = 8,89 моль, а количество вещества H2SO4 равно 400*0,2/98 = 0,82 моль. Потому серная кислота в недостатке, по ней и ведём расчёт: число моль водорода равно числу моль кислоты. Тогда объём выделившегося газа равен 0,82*22,4 = 18,4 дм³.