Важнейшие окислители и восстановители. Окислительно-восстановительные реакции. Задачи на нахождение формул веществ по массовым долям элементов

Интеллектуальная игра по химии среди учащихся 9 ТЕМА: « Важнейшие окислители классов и восстановители. Окислительно- восстановительные реакции. Задачи на нахождение формул веществ по массовым долям Составитель-Травкина Л.Ю., учитель химии высшей категории 1 элементов». МБОУ СОШ №186 г. Новосибирск

ТУР № 1 2

Вопрос 1: Определите степени окисления каждого химического элемента в соединениях: 1) KCLO3; 2) H2MnO3; 3) NH4NO3; 4) H2O2; 5) (NH4)2Cr2O7; 3

Ответ: Определите степени окисления каждого химического элемента в соединениях: 1) K+CL+5O3-2; 2) H+2Mn+4O3-2; 3) N-3H+4N+5O-23; 4) H+12O-12; 5) (N-3H+4)2Cr+62O-27; 4

Вопрос 2: В каком соединении хлор проявляет только восстановительные свойства? 1) KCLO ; 2) KCLO4 ; 3) CL2O7 ; 4) HCL. 5

Ответ: В каком соединении хлор восстановительные свойства? проявляет только 1) KCLO ; 2) KCLO4 ; 3)CL2O7 ; 4)HCL. 6

Вопрос 3: Фосфор проявляет окислительные свойства в 1) кальцием; 2) серой; реакции с 3)хлором; 4) кислородом. 7

Фосфор проявляет окислительные свойства в Ответ: реакции с 1) кальцием; 2) серой; 3)хлором; 4) кислородом. 8

Вопрос 4: Процессу восстановления соответствует схема: 1) SO2 —>SO32- ; 2) NH3 —> NH4 +; 3) Zn0 —> Zn 2+; 4) S —> H2S. 9

Ответ: Процессу восстановления соответствует схема: 1) SO2 —>SO32- ; 2) NH3 —> NH4 +; 3) Zn0 —> Zn 2+; 4) S —> H2S. 10

Вопрос 5: В реакции железа с хлором восстановителем является 1) CL20, 2)Fe3+, 3)Fe0, 4) Cl- 11

Ответ: В реакции железа с хлором восстановителем является 1) CL20, 2)Fe3+, 3)Fe0, 4) Cl- 12

Вопрос 6: Изменению степени окисления серы S0 —>S+4 —>S+6 превращений соответствует схема 1)S —> SO2 —> Na2SO3 2)S —> SO3 —> H2SO4 3)S —> H2S —> SO2 4)S —> SO2 —> SO3 13

Изменению степени окисления серы S0 —>S+4 —>S+6 превращений соответствует схема 1)S —> SO2 —> Na2SO3 2)S —> SO3 —> H2SO4 3)S —> H2S —> SO2 4)S —> SO2 —> SO3 Ответ: 14

Вопрос 7: В перечне уравнений А) P2O5+2KOH+H2O = 2KH2PO4 Б) SO2+2H2S = 3S +2H2O В) CO2+CaCO3+H2O = Ca(HCO3)2 Г) CO2+CaO = CaCO3 Д) CO2+2Mg = C +2MgO Е) 4NH3+5O2 = 4NO+ 6H2O к ОВР относятся реакции: 1) АВД; 2)БГЕ; 3)БДЕ; 4) АДЕ.15

Ответ: В перечне уравнений А) P2O5+2KOH+H2O = 2KH2PO4 Б) SO2+2H2S = 3S +2H2O В) CO2+CaCO3+H2O = Ca(HCO3)2 Г) CO2+CaO = CaCO3 Д) CO2+2Mg = C +2MgO Е) 4NH3+5O2 = 4NO+ 6H2O к ОВР относятся реакции: 1) АВД; 2)БГЕ; 3)БДЕ; 4) АДЕ.16

ТУР № 2 17

Нобелевские премии, присужденные за исследование окислительно- восстановительных реакций Генри ТАУБЕ Рудольф А. МАРКУС 1983 «за его работу по механизмам реакций электронного переноса, особенно в комплексах металлов» 1992 «за его вклад в теорию реакций электронного переноса в химических системах» 18

1.Используя метод электронного баланса расставьте коэффициенты в уравнении реакции, схема которой NiCL2 + 2NaH2P02 + 2Н2О = Ni + 2NaH2PO3 + Н2 + 2HCL Химическое никелирование Покажите переход электронов, определите окислитель и восстановитель 19

= Ni0 + 2NaH2P+3O3 + Н2 2HCL 0 + Ni+2+2e —> Ni0 } 4 l 1 l окислитель 2H+ + 2e —> H2 0 l 1 l окислитель P +1 – 2e —> P+3 l 2 l 2 l восстановитель 20

2. В окислительно-восстановительной реакции, схема которой KI+NaNO2+H2SO4 -> I2+NO+K2SO4+Na2SO4+H2O сумма коэффициентов перед формулами продуктов реакции равна:  1)7 ; 2)9 ; 3)11 ; 4)14.  21

2. В окислительно-восстановительной Ответ: реакции, схема которой 2KI+2NaNO2+2H2SO4 -> I2+2NO+K2SO4+Na2SO4+2H2O сумма коэффициентов перед формулами продуктов реакции равна:  1)7 ; 2)9 ; 3)11 ; 22 4)14.

3. Установите соответствие между схемой химической реакции и изменением степени окисления восстановителя в ней. СХЕМА РЕАКЦИИ Изменение степени окисления окислителя: А) C0 —> C+4 1. MnO2 + HCL —> MnCL2 + CL2+ H2O; 2. NO2 + H2O + O2 —> HNO3 ; 3. C + HNO3 —>CO2 + NO2 + H2O; 4. KMnO4 —> K2MnO4 + MnO2 Б) O-2 —> O0 В)CL-1 —> CL0 Г)N+4 —> 2 2 23

3. Установите соответствие между схемой химической реакции и изменением степени окисления восстановителя в Ответ: ней. СХЕМА РЕАКЦИИ 1. MnO2 + HCL —> MnCL2 + CL2+ H2O; 2. NO2 + H2O + O2 —> HNO3 ; 3. C + HNO3 —>CO2 + NO2 + H2O; 4. KMnO4 —> K2MnO4 + MnO2 + O2 Изменение степени окисления окислителя: А) C0 —> C+4 Б) O-2 —> O0 2 В)CL-1 —> CL0 2 Г)N+4 —> N+5 1. В 2. Г 3. А 4. Б 24

Тур № 3. С XVII в. химия перестала быть описательной наукой. Ученые- химики стали широко использовать измерение вещества. Все более совершенствовалась конструкция весов, позволяющих определять массы образцов. Для газообразных веществ помимо массы измеряли также объем и давление. Применение количественных измерений дало возможность понять сущность химических превращений, определять состав сложных веществ. 25

Задача № 1: . В оксиде на 128 частей меди приходится 16 частей кислорода. Найдите формулу оксида. Назовите его. 26

ОТВЕТ: Задача: В оксиде на 128 частей меди приходится 16 частей кислорода. Найдите формулу оксида. Назовите его. Дано : m (Cu) : m (O) = 128 : 16 Решение: Закон кратных отношений: X :Y = m(X) : m(Y) Ar Ar CuxOy . Формула = ? X :Y = 128 : 16 = 2 :1 64 16 Получаем соотношение: n(Cu) : n(O) = 2:1 Cu2O –формула оксида 27

Задача № 2: Аскорбиновая кислота (витамин С) имеет молекулярную массу 176 и содержит 40,91% углерода, 4,55% водорода и 54,54% кислорода. Найдите молекулярную формулу этой кислоты. 28

Аскорбиновая кислота (витамин С) имеет молекулярную массу 176 и содержит 40,91% углерода, 4,55% водорода и 54,54% кислорода. Найдите молекулярную формулу этой кислоты. Д а н о M(CxHyOz)=176г/моль w(H) = 4,55 % ; w(C)=40,91 %; w(O)=54,54 %.  _____________ Найти: C xHyOz Решение.  Пусть числа атомов натрия, углерода и кислорода в эмпирической формуле равны соответственно х, у и z — C xHyOz Атомные массы C, H и О равны 12, 1 и 16 x:y:z=40,91/12:4,55/1:54,54/16=3,41:4,55:3,41 (делим на наименьшее число)  x:y:z=3,41/3,41:4,55/3,41:3,41/3,41=1:1,32:1 Поскольку индексы не могут быть дробными числами, поэтому умножаем все члены последнего отношения на 3 и получаем: х: у: z = 3 : 4 : 3 Следовательно, аскорбиновая кислота имеет эмпирическую формулу С3Н4О3. Молекулярная масса, соответствующая этой формуле, равна Мr(С3Н4О3) = 12·3 + 1 ·4 + 16·3 = 88. По условию задачи известно, что молекулярная масса аскорбиновой кислоты в 2 раза больше (176 : 88 = 2). Следовательно, все индексы в эмпирической формуле нужно умножить на 2, и в результате мы получим молекулярную формулу аскорбиновой кислоты: С6Н8О6. Ответ: Молекулярная формула аскорбиновой кислоты С6Н8О6 29

Задача № 3: Соединение содержит водород (массовая доля – 6,33%), углерод (массовая доля – 15,19%), кислород (массовая доля – 60,76%) и еще один элемент, число атомов которого в молекуле равно числу атомов углерода. Определите, что это за соединение (назовите) и к 30 какому классу оно

Решение Соединение содержит водород (массовая доля – 6,33%), углерод (массовая доля – 15,19%), кислород (массовая доля – 60,76%) и еще один элемент, число атомов которого в молекуле равно числу атомов углерода. Определите, что это за соединение и к какому классу оно относится. Д а н о w(H) = 6,33 % ; w(C)=15,19 %; w(O)=60,76 %.  w(Х)=. ___________ Найти: HaCbOcXd Обозначим неизвестный элемент буквой X. Массовая доля неизвестного элемента будет равна w(X) = 100 – (6,33 + 15,19 + 60,76)% = 17,72%, Находим отношение числа атомов элементов: а : b : c = 6,33 / 1 : 15,19 / 12 : 60,76 / 16 = 6,33 : 1,27 : 3,8 Находим неизвестный элемент. По условию Меньшее число (1,27) принимаем за задачи число атомов элемента X равно числу единицу и находим следующее атомов углерода, значит: отношение: а : b : c =5:1:3 17,72 / Ar(X) = 15,19 / 12 , откуда Ar(X) = 14 Неизвестный элемент – азот. Простейшая формула вещества запишется следующим образом: NH5CO3, или NH4HCO3 – гидрокарбонат аммония (кислая соль). 31

ИНТЕРЕСНО Окислительно-восстановительные реакции на космическом корабле Конструкторы первых космических кораблей и подводных лодок столкнулись с проблемой: как поддерживать на судне или космической станции постоянный состав воздуха, т. е. как избавиться от избытка углекислого газа и возобновить запас кислорода? Решение было найдено изящное: надо превратить СО2 в О2! Это можно сделать, например, с помощью надпероксида калия КО2, который образуется при сгорании калия в кислороде. В реакции с 4КО2 + 2СО2 = 2К2СО3 + 3О2 С помощью этого СО2 часть кислорода, содержащегося в уравнения можно вычислить, что для КО2, выделяется в свободном виде, а связывания 1 кг (0,51 м3) углекислого газа — а СО2 связывается в карбонат калия: именно столько выдыхает человек за сутки — расходуется 3,2 кг KО2 при этом выделяется 32

Окисление. В области научной терминологии широко и наглядно сказалась огромная словообразующая роль словарного фонда. Из слов, принадлежащих к основному словарному фонду и выражающих очень конкретные бытовые значения, создавались новые отвлеченные слова, новые научные термины на основе соответствующих правил словообразования. Известно, что Ломоносов создал химический термин кислота Термин окисление (обозначающий: `химический процесс, при котором происходит соединение какого- нибудь тела с кислородом') введен в конце XVIII — в начале XIX в. акад. В. М. Севергиным. Акад. М. И. Сухомлинов заметил: «Некоторые из употребляемых Севергиным русских терминов, как, например, окисление и т. п., также усвоены языком науки, как введенное знаменитым современником Севергина словопромышленность усвоено языком литературным» (Сухомлинов, вып. 4, с. 16). В «Словаре химическом, содержащем в себе теорию и практику химии... сочинение Шарль-Луи Кадета, обработанном на российском языке трудами Василия Севергина» (1810, ч. 1, с. 8—14), в числе слов, вновь образованных в процессе перевода иноязычной терминологии, указаны: кислец — oxidule, окисление, окислотворение — oxidation, oxigenation;раскислять, рискисление — debruler, desoxidation и пр. (там же, с. 30). Те же термины окисление, окислотворение,окись, окисл, окисленный, откисле 33