Какие из веществ могут проявлять свойства только окислителями

1. Вещества, являющиеся окислителями при высоких температурах:
Cl2, F2, KClO3, K2FeO4, KMnO4, KNO3, K2S2O8, MnO2,
NaBiO3, NaO2, O2, PbO2, (Pb2IIPbIV)O4

2. Вещества, являющиеся окислителями в кислотной среде (расположены по уменьшению их окислительной способности):
F2, Na2O2, NiO(OH), (Pb2IIPbIV)O4, O3, K2S2O8, K2FeO4,
NaBiO3, CoO(OH), H2O2, KMnO4, KBrO3, PbO2, Cl2,
K2Cr2O7, MnO2, O2, KNO2, KIO3, Br2, HNO3(конц), I2, H2SO4(конц), H+(разб)

3. Вещества, являющиеся окислителями в щелочной среде:
F2, K2S2O8, Cl2O3, Na2O2, Br2, H2O2, NaClO, NaBrO, KMnO4,
I2, O2, PbO2, (Pb2IIPbIV)O4, K2CrO4, H2O

4. Кислородсодержащие соединение галогенов (а также их соли) являются окислителями в кислотной среде:

• HCl+1O
• HCl+3O2
• HCl+5O3
• HBr+5O3
• HCl+7O4
• 2HI+5O3

5. Сильные кислоты-окислители:

• Азотная кислота HNO3
• Азотистая кислота HNO2 (нитриты, нитраты);
• Серная кислота H2SO4.

Наиболее важные вещества-окислители:

• Галогены, гипохлораты, хлораты, перхлораты
• Соединения марганца: Mn2O7(VII), MnO3(VI), MnO2(IV), K2MnO4
• CrO3(VI), K2CrO4, K2CrO7
• HNO3 и ее соли
• H2SO4(конц), H2SeO4
• O2, O3, H2O2 и его соли
• CuO(II), Ag2O(I), PbO2(IV)
• Катионы благородных металлов
• Ацетат свинца (II)
• Pb(CH3COO)2, FeCl3(III), (NH4)2S2O8, K3[Fe(CN)6]
• Царская водка
• Анод при электролизе

Рассмотрим вкратце наиболее типичные и важные окислители.

Окислительные свойства хлора нашли широкое применение в трикотажной и целлюлозно-бумажной промышленности (отбеливание тканей и бумаги), в качестве дезинфицирующего средства, для обеззараживания воды. Хлор является исходным сырьем для получения многих окислителей (гипохлоритов, хлоритов, хлорпроизводных органических веществ). Уникальность хлора заключается в том, что, восстанавливаясь, хлор принимает один электрон, и переходит в хлорид-ион, который, в зависимости от условий, может терять от 1 до 8 электронов, благодаря чему хлор может принимать степень окисления от -1 до +7. Из соединений хлора, в которых он имеет максимальную степень окисления, получают соединения с промежуточными степенями окисления (в зависимости от температуры и активности восстановителя):

• KCl+7O4 – проявляет только окислительные свойства
• KCl+5O3
• Ba(Cl+3)2)2
• NaCl+1O
• Cl20
• HCl-1 – проявляет только свойства восстановителя

Азотная кислота является сильным окислителем, в зависимости от ее концентрации и активности восстановителя, HNO3 может восстанавливаться до различных соединений (чем концентрирована кислота, тем сильнее она восстанавливается), в которых степень окисления азота колеблется от +4 до -3:

• HN+5O3
• N+4O2 – до оксида азота (IV) восстанавливается концентрированная азотная кислота в реакциях с медь, свинец, бромиды;
• HN+3O2
• N+2O – до оксида азота (II) восстанавливается концентрированная азотная кислота в реакциях с более сильными восстановителями (цинк, магний, йодид калия);
• N2+1O – до оксида азота (I) восстанавливается разбавленная азотная кислота;
• N20 – до аммиака восстанавливается сильно разбавленная азотная кислота;
• N-1H2OH
• N2-2H4
• N-3H3

Концентрированный водный раствор азотной кислоты пассивирует алюминий, железо, хром.

Платина, золото, цирконий, торий не растворяются в азотной кислоте, но растворяются в царской водке (смесь концентрированных HCl и HNO3 в соотношении 3:1).

Высокие окислительные способности царской водки обусловлены выделяющимся атомарным хлором:

HNO3+3HCl = NOCl+2Cl+2H2O
NOCl = NO+Cl
————
HNO3+3HCl = NO+3Cl+2H2O

Растворение золота происходит с образованием золотохлористоводородной кислоты:

Au+3Cl+HCl = H[AuCl4]

Суммарное уравнение окисления золота царской водкой:

Au+HNO3+4HCl = H[AuCl4]+NO+2H2O

Тантал, ниобий, вольфрам, молибден не растворяются даже в царской водке, для их растворения используют смесь азотной и фтороводородной кислоты.

Напоследок скажем о кислороде, который является, пожалуй, самым распространенным окислителем на Земле.

См. далее Классификация ОВР

HNO3 + H2S = H2SO4 + NO + H2O.

Решение.

Простые вещества, атомы которых не могут отдать электрон, а могут только присоединить его в реакциях являются только окислителями. Из простых веществ только окислителем может быть фтор F2, атомы которого имеют наивысшуюэлектроотрицательность. В сложных соединениях – если атом, входящий в состав этого соединения (и меняющий степень окисления) находится в своей наивысшей степени окисления, то данное соединение будет обладать только окислительными свойствами.

Из предложенного списка соединений, нет веществ, которые обладали бы только окислительными свойствами, т.к. все они находятся в промежуточной степени окисления.

Наиболее сильный окислитель из них – Cl2, но в реакциях с более электроотрицательными атомами будет проявлять восстановительные свойства.

N-3H3, C+2O, S+4O2, K2Mn+6O4, Сl02, HN+3O2

HNO3 + H2S = H2SO4 + NO + H2O.

Составим электронные уравнения:

N+5 +3e— = N+2         | 8        окислитель

S-2 — 8e— = S+6         | 3        восстановитель

Сложим два уравнения

8N+5 +3S-2 — = 8N+2 + 3S+6

Подставим коэффициенты в молекулярное уравнение:

8HNO3 +3H2S = 3H2SO4 + 8NO + 4H2O.

Задача 2. Определите степени окисления всех компонентов, входящих в состав следующих соединений: HСl, Cl2, HClO2 , HClO3 , Cl2O7 . Какие из веществ являются только окислителями, только восстановителями, и окислителями и восстановителями? Расставьте коэффициенты в уравнении реакции:

КСlO3 → КС1 + КСlO4.

Укажите окислитель и восстановитель.

Решение.

Хлор может проявлять степени окисления от -1 до +7.

Соединения, содержащие хлор в его высшей степени окисления, могут быть только окислителями, т.е. могут только принимать электроны.

Соединения, содержащие хлор в его низшей степени окисления, могут быть только восстановителями, т.е. могут только отдавать электроны.

Соединения, содержащие хлор в его промежуточной степени окисления, могут быть как восстановителями, так иокислителями, т.е. могут отдавать, так и принимать электроны.

H+1Сl-1, Cl02, H+1Cl+3O2-2 , H+1Cl+5O3-2 , Cl2+7O7-2

Таким образом, в данном ряду

Только окислитель — Cl2O7

Только восстановитель – HСl

Могут быть как окислителем, так и восстановителем — Cl2, HClO2 , HClO3

КСlO3 → КС1 + КСlO4.

Составим электронные уравнения

Cl+5 +6e— = Cl—                  | 2 | 1   окислитель

Cl+5 -2e— = Cl+7            | 6 | 3   восстановитель

Расставим коэффициенты

4Cl+5 = Cl— + 3Cl+7

4КСlO3 → КС1 + 3КСlO4.

Задача 3. Можно ли в качестве окислителя в кислой среде использовать K2Cr2O7 в следующих процессах при стандартных условиях:

а) 2F— -2e— = F2, E = 2,85 В

б) 2Сl— -2e— = Cl2, E = 1,36 В

в) 2Br— -2e— = Br2, E = 1,06 В

г) 2I— -2e— = I2, E = 0,54 В

Стандартный окислительно-восстановительный потенциал системы

Cr2O72- + 14H+ + 6e— = 2Cr3+ + 7H2O равен E =1,33 В

Решение.

Для определения возможности протекания ОВР в прямом направлении необходимо найти ЭДС гальванического элемента:

ЭДС = Еок — Евосст

Если найденная величина ЭДС > 0, то данная реакция возможна.

Итак, определим, можно ли K2Cr2O7 использовать в качестве окислителя в следующих гальванических элементах:

F2|F— || Cr2O72-|Cr3+                  E = 1,33 – 2,85 = -1,52 В

Cl2|Cl— || Cr2O72-|Cr3+               E = 1,33 – 1,36 = -0,03 В

Br2|Br— || Cr2O72-|Cr3+              E = 1,33 – 1,06 = +0,27 В

I2|I— || Cr2O72-|Cr3+                    E = 1,33 – 0,54 = +0,79 В

Таким образом, в качестве окислителя дихромат калия можно использовать только для процессов:

2Br— -2e— = Br2и 2I— -2e— = I

задача 4. Вычислите окислительно-восстановительный потенциал для системы

MnO4— + 8H+ +5e— = Mn2+ + 4H2O

Если С(MnO4—)=10-5 М, С(Mn2+)=10-2 М, С(H+)=0,2 М.

Решение.

Окислительно-восстановительный потенциал рассчитывают по уравнению Нернста:

E = E° + (0,059/n)lg(Cок/Cвос)

В приведенной системе в окисленной форме находятся MnO4— и H+, а в восстановленной форме — Mn2+, поэтому:

E = 1,51 + (0,059/5)lg(10-5*0,2/10-2) = 1,46 В

1.Реакции, в которых изменяются степени окисления, называются:
а) соединения
б) разложения
в) окислительно – восстановительные +

2. Присоединение электронов сопровождается:
а) понижением степени окисления элемента +
б) повышением степени окисления элемента
в) не изменяется степень окисления элемента

3. Частица, повышающая свою степень окисления, называется:
а) окислитель
б) восстановитель +
в) кислород

4. Почему атомы металлов являются восстановителями:
а) только отдают электроны +
б) только принимают электроны
в) могут отдавать и присоединять электроны

5. Отдача электронов сопровождается:
а) повышением степени окисления
б) не изменяется степень окисления
в) понижается степень окисления +

6. Выберите формулы веществ, которые являются окислителями:
а) O2 +
б) HNO3
в) H2 +
г) KMnO4 +

7. Выберите реакции ОВР:
а) H2 + CI2 = HCI +
б) Cu + O2 = CuO +
в) NH4CI = NH3 + HCI +
г) CaO + CO2 =CaCO3

8. Метод электронного баланса основан:
а) на сравнении степеней окисления элементов +
б) на составлении полуреакций
в) ни на чём не основан

9. К сильным окислителям принадлежат элементы:
а) неметаллы верхней части VI группы +
б) неметаллы верхней части VII группы +
в) неметаллы
г) металлы

10. Типы окислительно – восстановительных реакций:
а) межмолекулярные реакции +
б) внутримолекулярные реакции
в) разложения +
г) диспропорционирования +

11. Чему равна степень окисления азота в соединениях:
N2O5 HNO3 NaNO3 Fe(NO3)3
а) -2
б) +2
в) +5 +
г) 0

12. В каком ряду веществ, степень окисления О-2:
а) H2O2; OF2 ; CO
б) O2; CuO; H2O
в) AI2O3 ; O2 ; CO2
г) WO3 ; CO ; H2CO3 +

13. На основе электронного строения атомов указать, могут ли быть окислителями:
а) атомы натрия
б) катионы калия +
в) иодид ион в степени +6 +
г) фторид ион в степени -1

14. Общее число коэффициентов в уравнении
Cu + HNO3 = Cu (NO3)2 + NO2 + H2O
а) 4
б) 6
в) 8
г) 10 +

15. В уравнении реакции:
NH3 + O2= NO + H2O число отданных и принятых электронов равно:
а) 3:2
б) 4:5 +
в) 5:6
г) 1:4

16. Укажите схемы ОВР, в которых вода является окислителем:
а) CaO + H2O→
б) H2O + CI2 →
в) K + H2O → +
г) KH + H2O → +

17. Укажите самый сильный окислитель:
а) кислород
б) концентрированная серная кислота
в) фтор
г) электрический ток на аноде при электролизе +

18. Между какими веществами не может протекать ОВР?
а) сероводород и йодоводород +
б) сероводород и оксид серы (IV)
в) азотная и серная кислоты +
г) азотная кислота и сера

19. Для реакции ОВР, протекающей по схеме, сумма коэффициентов:
Si H4 + O2 = SiO2 + H2O
а) 4
б) 6 +
в) 8
г) 2

20. Какие из перечисленных ионов могут быть восстановителями?
а) Cu2+
б) CI-
в) S-2
г) AI+3 +

21. Окислительно – восстановительной реакции соединения соответствует схема:
а) NO2 + H2O + O2 = HNO3 +
б) BaO + H2O = Ba(OH)2
в) Cl2O7 + Na2O = NaClO4

22. Какое уравнение соответствует окислительно – восстановительной реакции:
а) Na2CO3 + CO2 + H2O = 2NaHCO3
б) Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2 +
в) CaCO3= CaO + CO2

23. Какая из предложенных реакций разложения не является окислительно – восстановительной:
а) 2H2O2 = O2 + 2H2O
б) 2NaNO3 = 2NaNO2 + O2
в) Cu(OH)2 = H2O + CuO +

24. Данное вещество является только окислителем:
а) SO2
б) H2SO4 +
в) Na2SO3

25. Процессу восстановления атомов серы соответствует именно эта схема:
а) SO2 – SO3
б) H2SO4 – H2S
в) Na2S – CuS +

26. К типичным восстановителям относятся:
а) перманганат калия, манганат калия и хромат калия
б) сероводород и щелочные металлы +
в) вода, царская водка и олеум

27. Из перечисленных ниже веществ самым сильным окислителем является:
а) фтор +
б) платина
в) кислород

28. Слабая кислота, обладающая сильными окислительными свойствами:
а) HClO4
б) HF
в) HClO +

29. В растворе нитрит натрия:
а) проявляет только восстановительные свойства
б) проявляет как окислительные, так и восстановительные свойства +
в) проявляет только окислительные свойства

30. Соляная кислота – восстановитель в этой реакции:
а) PbO2 + 4HCl = PbCl2 + Cl2 + 2H2O +
б) NH3 + HCl = NH4Cl
в) Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2