Лекция 2 -1 Степень окисления Ряд напряжений

Лекция 2 -1 «Степень окисления. Ряд напряжений»

Степень окисления - условный заряд атома в молекуле, исходя из предположения, что все связи между атомами – ионные. Для ее расчета необходимо учитывать: 1. Степень окисления атомов в простых веществах равна нулю (Н 20, Zn 0) 2. Алгебраическая сумма степеней окисления равна нулю (атом, в целом, электронейтрален ) КОН Н 3 РО 4 К+1 О-2 Н+1 Н 3+1 Р+5 О 4 -2 2

NB!!!!!!! 3. Постоянную степень окисления имеют в соединениях атомы: l группы (+1) – Li, Na, K, Rb, Cs, Fr ll группы (+2) – Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra, Zn, Cd (кроме Hg) AI (+3) F (-1) 4. Водород (+1), кроме гидридов металлов (Na. H , Ca. H 2), где его степень окисления равна -1 5. Кислород (-2), кроме: - перекиси (Н 2 О 2, Na 2 O 2) – степень окисления -1 - надперикиси (КО 2, Rb. O 2) – степень окисления -0. 5 - F 2 O, где его степень окисления +2 3

NB!!!!!!! Помним, что: 1. Атомы металлов во всех сложных веществах имеют только положительные степени окисления 2. Атомы неметаллов в соединениях с металлами и водородом имеют только отрицательные степени окисления ( в других – могут быть и отрицательными, и положительными) 3. Высшая степень окисления, как правило, совпадает с номером группы 4. Низшая степень окисления: - для металлов равна нулю - для неметаллов « 8 – (минус) № группы» 4

Степени окисления азота в окислительно-восстановительных процессах 5

Степени окисления фосфора в окислительно-восстановительных процессах 6

Степени окисления серы в окислительно-восстановительных процессах 7

Степени окисления хлора в окислительно-восстановительных процессах 8

Степени окисления марганеца в в окислительно-восстановительных процессах Mn 2+ Mn. SO 4 Mn. Cl 2 Mn 4+ Mn. O 2↓ Mn 6+ Mn. O 42 - (манганат) K 2 Mn. O 4 Mn 7+ Mn. O 4 - (перманганат) KMn. O 4 HMn. O 4

Степени окисления хрома в в окислительно-восстановительных процессах Среда Кислая Нейтральная Щелочная 10

Примеры окислительно-восстановительных процессов Sb + CI 2 → Sb. CI 3 2 Hg. O → 2 Hg + O 2 11

4 Fe + 3 O 2 → 2 Fe 2 O 3 2 C 4 H 10 + 13 O 2 → 8 CO 2 + 10 H 2 O 2 K +2 H 2 O → 2 KOH + H 2↑ 12

Cu + 2 Ag. NO 3 → Cu(NO 3)2 + 2 Ag Zn + 2 HCI → Zn. CI 2 + H 2 ↑ 13

Тест № 9 Степень окисления 14

1. Укажите степень окисления атома марганца в составе -: иона Мn. О 4 1) +2 2) +4 3) +6 4) +7 15

2. В составе какого иона степень окисления атома фосфора равна +1? 1) Н 2 РО 2 2) НРО 323) Р 2 O 744) Н 2 РO 4 - 16

3. Укажите ряд, в котором формулы соединений и ионов записаны в порядке увеличения степени окисления атомов хрома: 1) Сr. O 42 - , Сr 2 O 72 -, [Сr(ОН)6]32) [Сr(ОН)6]3 -, Сr 2 O 3, К 2 Сг 2 O 7 3) Сr. O, Сr. O 2 -, Сr. O 424) K 3[Cr(OH)6], Na 2 Cr. O 4, Cr 2(SO 4)3 17

4. Степень окисления атома водорода равна -1 в составе соединений, формулы которых: 1) Na. BH 4 и Si. H 4 2) Li. Al. H 4 и NH 4 Cl 3) KH и N 2 H 4 4) СН 4 и Са. Н 2 18

5. Степень окисления атома азота в составе гидразина N 2 H 4 и гидроксиламина NH 2 OH соответственно равна: 1) -2 и -3 2) -1 и 0 3) -2 и -1 4) +2 и +1 19

6. Такую же степень окисления, как и в ионе аммония, атом азота имеет в составе двух молекул: 1) NF 3 2) [CH 3 NH 3]Cl 3) HNO 3 4) NH 3 20

7. Степень окисления атома металла последовательно возрастает в ряду ионов: 1) Fe. S 2, Сr. O 42 -, Мn. O 42) К 2 S 2, KFe. O 2, [Zn(OH)4]23) Na 2[Be(OH)4], K 2 Fe. O 4, Fe(NO 3)2 4) Na 3[Al(OH)6], Na 2 Mn. O 4, Mn. O 2 21

8. Степень окисления атома углерода в составе СН 4 такая же, как и атома кремния в соединении, формула которого: 1) Si. H 4 2) Ca 2 Si 3) Si. F 4 4) Si. O 4 22

9. Свои соответственно максимальную и минимальную степени окисления атом хлора проявляет в составе частиц: 1) Cl. F и Cl. O 3 2) Сl. O 4 - и Br. Cl 3) Сl 2 O 7 и Сl 2 O 4) НСl. O 4 и Са(Сl. O)2 23

10. Даны формулы соединений кремния: K 2 Si 2 О 5 Si. H 4 Mg 2 Si Si. F 4 Число соединений, в которых степень окисления атома кремния одинакова, равно: 1) 4 2) 3 3) 2 4) 1 24

Ответы (тест№ 9) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 4 1 3 2, 4 1 2 25

Часть В 1. Установите соответствие между формулой соединения и значением степени окисления хлора в нём Формула вещества А) Ca(OCl)2 Б) KCl. O 3 В) HCl. O 2 Г) Fe. Cl 3 Степень окисления 1) +1 2) +2 3) +3 4) +5 5) -1 26

2. Установите соответствие между формулой вещества и степенью окисления азота в нём Формула вещества 1) (NH 4)2 SO 4 2) N 2 H 4 3) CH 3 NO 2 4) KNO 3 Степень окисления 1) -3 2) -2 3) -1 4) +2 5) +3 6) +5 27

3. Установите соответствие между формулой вещества и степенью окисления азота в нём. Формула вещества А) NOF Б) (СН 3)2 NH В) NH 4 Br Г) N 2 H 4 Степень окисления 1) -3 2) -2 3) +2 4) +3 5) +4 6) +5 28

Ответы (Часть В) 1 2 3 1435 1256 4112 29

Ряд напряжений металлов Li K Ca Na Mg Ве AI Mn Zn Cr Fe Co Ni Sn Pb H Cu Hg Ag 30

Ряд напряжений металлов необходим в 6 случаях Li K Ca Na Mg Ве AI Mn Zn Cr Fe Co Ni Sn Pb H Cu Hg Ag 1) Активные металлы (до Н ) вытесняют водород из растворов кислот. Для H 2 SO 4 и HNO 3 работаем по схемам: а) H 2 SO 4 + металл Металл Активные Ca, Mg, Zn Неактивные Cu, Ag, Hg Неметалл H 2 SO 4 H 2↑ + соль H 2 S ↑ (S↓) + соль + Н 2 О (разб. ) (конц. ) - SO 2 ↑ + соль + Н 2 О - высшая кислота + SO 2 ↑ + H 2 O Fe, Cr, Al реагируют с H 2 SO 4 (к) только при нагревании с выделением SO 2↑! 31

Li K Ca Na Mg Ве AI Mn Zn Cr Fe Co Ni Sn Pb H Cu Hg Ag б) HNO 3 +металл металлы Li - Mg Be - Pb Cu - Ag Активные Металлы ср. Малоакт. металлы активности металлы HNO 3 (разб) (Sn и Fe) NH 4 NO 3 N 2, N 2 O NO HNO 3 (конц) N 2 O NO NO 2 Pt, Au Благородны е металлы Не реагирует + соль + Н 2 О Fe, Cr, Al реагируют HNO 3 (к) только при нагревании с выделением NO 2↑! HNO 3 (разб. ) Неметалл HNO 3 (конц. ) высшая кислота +NO↑+H 2 O высшая кислота + NO 2 ↑+ H 2 O

Li K Ca Na Mg Ве AI Mn Zn Cr Fe Co Ni Sn Pb H Cu Hg Ag 2) Прокаливание нитратов: до Mg Mg↔Cu Me. NO 2 + O 2↑ Li Rb K Cs Ва Sr Ca после Cu Me. O + NO 2 ↑ + O 2↑ Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Ti Cd Co Ni Me + NO 2↑ + O 2↑ Sn Pb H 2 Cu Hg Ag NH 4 NO 3 N 2 O + 2 H 2 O 2 NH 4 NO 3 2 N 2 + О 2+4 H 2 O 2 NH 4 NO 2 N 2+ 2 H 2 O 33 Pt Au

Li K Ca Na Mg Ве AI Mn Zn Cr Fe Co Ni Sn Pb H Cu Hg Ag 3) Электролиз растворов солей: Восстановление на катоде (–) до AI Li K Ca Na Mn ↔ Pb Mg AI Mn Zn Cr Fe Co после Pb Ni Sn Pb H 2 Cu Hg Ag Восстановление на катоде (–) 1. * 2 H 2 O + 2 e → H 2↑ + 2 OH– Men+ + n. OH– → Me(OH)n, на катоде выделяется 2 Н у ↑, катода образуется соответствующая щелочь 2. 0 * Men+ + ne → Me 0↑ + 2 OH– * 2 H 2 O + 2 e → H 2 на катоде образуются 2↑и Ме Н 0 3. * Men+ + ne → Me на катоде выделяется сам Ме Окисление на аноде (+) 4. Бескислородные анионы (Cl–, Br–, I–, S–) окисляются самостоятельно: *2 Cl– – 2 e → Cl 0 2 2– – 2 e → S 0 *S 5. Вместо окисления кислородсодержащих анионов происходит окисление воды: * 2 H 2 O – 4 e → O 2 + 4 H+ образуется 2 и соответствующая O кислота. NB! Анионы карбоновых кислот окисляются на аноде 34 до 2 СО 2 и алкана (димер без участия )

Li K Ca Na Mg Ве AI Mn Zn Cr Fe Co Ni Sn Pb H Cu Hg Ag 4) Более активные металлы вытесняют менее активные из растворов солей: (При этом степень окисления металла в соли – низшая!) Fe + Cu. SO 4 → Fe. SO 4 + Cu Cu + Fe. SO 4 = не идёт!!! NB!!!!!!! 2 Fe. СI 3 +Cu → 2 Fe. CI 2+ Cu. CI 2 Cu + 2 Ag. NO 3 → Cu(NO 3)2 + 2 Ag 35

Li K Ca Na Mg Ве AI Mn Zn Cr Fe Co Ni Sn Pb H Cu Hg Ag 5) Чем больше разность активностей металлов, тем первоочередней идет реакция: 1. Zn + 2 Ag. NO 3 → Zn(NO 3)2 + 2 Ag 2. Zn + Fe(NO 3)2 → Zn(NO 3)2 + Fe 6) Чем левее стоит металл в ряду напряжений, тем сильнее его восстановительные свойства (способность отдавать электроны!!): Вопрос: У магния металлические свойства выражены… 1) слабее, чем у бериллия 2) сильнее, чем у алюминия 3) сильнее, чем у кальция 4) сильнее, чем у натрия 36

Спасибо за внимание! 37