Окислительно-восстановительными реакциями (ОВР) называют реакции, в ходе которых происходит изменение степеней окисления элементов, образующих реагирующие вещества.
Окислитель — вещество (элемент в составе этого вещества), принимающее электроны. Само оно при этом восстанавливается.
Восстановитель — вещество (элемент в составе этого вещества), отдающее электроны. Само оно при этом окисляется.
Примеры тестовых заданий и рекомендации к их выполнению
Веществом, которое за счёт аниона проявляет только восстановительные свойства, является
H2SO4
SO2
Na2SO3
H2S
Восстановителем является та частица, в которой элемент имеет наименьшее значение степени окисления. Так как все анионы веществ, данных в вариантах ответов, образованы серой, то наименьшее значение степени окисления равно -2 (сера — элемент VI группы, и её атому недостаёт до завершения внешнего слоя именно двух электронов). Это значение степени окисления имеет сера в сероводороде. Ответ: 4.
Хлор проявляет только восстановительные свойства в соединении, формула которого
КСlO
КСlO4
Сl2O7
НСl
Данное задание выполняется по аналогии с предыдущим. Ответ: 4.
Процессу восстановления соответствует схема
SO2 → SO2-3
NH3 → NH+4
Zn0 → Zn2+
S → H2S
Достаточно сложное задание, однако эту сложность легко преодолеть, используя логику. Так как процесс восстановления — это понижение степени окисления, то сразу следует исключить ответ 3 и обратить внимание на ответ 4, поскольку сера изменила степень окисления. Определив значение этого изменения с 0 до -2, можно сделать вывод, что именно ответ 4 является верным. В этом случае не нужно будет испытывать затруднений и тратить время для определения степеней окисления в катионе аммония и в сульфит-анионе. Ответ: 4.
Элемент бром является восстановителем в реакции, уравнение которой
4НВr + O2 = 2Н2O + 2Вr2
3Br2 + 2Fe = 2FeBr3
2HBr + Mg = MgBr2 + H2
Br2 + 2HI = 2HBr + I2
Ответы 2 и 3 из претендентов на верный ответ следует сразу исключить, так как металлы (простые вещества) проявляют только восстановительные свойства. Анализ изменения степени окисления брома для первого уравнения (от -1 до 0) позволяет сделать вывод, что этот ответ является верным. Ответ: 1.
Азот в аммиаке проявляет восстановительные свойства в реакции, уравнение которой
Следует знать, что в аммиаке и ионе аммония азот имеет одинаковую степень окисления -3, поэтому из числа возможных верных ответов исключаются ответы 1, 2 и 3. В ответе 4 азот повышает свою степень окисления с -3 в аммиаке до +2 в оксиде азота (II). Ответ: 4.
Схеме превращения соответствует схема реакции
Отправной точкой для нахождения верного ответа служит в исходной схеме. Знание того, что атомы в простых веществах имеют степень окисления, равную 0, позволяет исключить ответы 1 и 4. Из двух оставшихся сразу же выбирается ответ 3, так как именно в аммиаке азот имеет степень окисления -3. Ответ: 3.
Изменению степени окисления
соответствует схема превращений
Так как во всех четырёх вариантах первое звено представлено простым веществом — серой, все они соответствуют первому звену искомой схемы. Следовательно, анализируются вторые звенья на предмет нахождения соединений серы в степени окисления +4. Это варианты 1 и 4. Третье звено (сера в степени окисления +6) содержится в варианте 4. Это и есть верный ответ. Ответ: 4.
Возможный равноценный вариант поиска верного ответа мог быть основан на определении последних звеньев, в которых записаны соединения серы в степени окисления +6. Это варианты ответов 2 и 4. Анализ вторых звеньев данных вариантов на предмет нахождения соединений серы в степени окисления +4 также позволяет определить верный ответ. Ответ: 4.
Установите соответствие между схемой химической реакции (левый столбец) и изменением степени окисления окислителя (правый столбец).
«изменение степени окисления окислителя», т. е. элемента, понижающего значение степени окисления. Это позволит исключить из правого столбика процессы с участием восстановителей (отдачи электронов) — 2, 4 и 6. Остаётся установить соответствие между четырьмя схемами и тремя процессами изменения степени окисления окислителей. Схеме А, в которой степень окисления железа +3, соответствует процесс 3; схеме Б, в которой хлор имеет степень окисления 0, соответствует процесс 5; схеме В, в которой хлор имеет степень окисления +5, соответствует процесс 1.
Некоторые сложности вызовет схема Г, так как железо в железной окалине (Fe3O4) имеет два значения степени окисления: +2 и +3 (FeO • Fe2O3) и именно железо в степени окисления +3 является окислителем (соответствие Г — 3). Ответ: 3513.
Установите соответствие между схемой химической реакции (левый столбец) и изменением степени окисления восстановителя (правый столбец).
Ключевыми словами для выполнения этого задания являются «изменение степени окисления восстановителя», т. е. элемента, отдающего электроны и соответственно повышающего свою степень окисления. Это позволит исключить из правого столбика процессы с участием окислителей (принятия электронов) — 1, 5 и 6. Остаётся установить соответствие между четырьмя схемами и тремя процессами изменения степеней окисления восстановителей. Схеме А, в которой степень окисления иода 0, соответствует процесс 2; схеме Б, в которой азот катиона аммония имеет степень окисления -3, соответствует процесс 3.
Некоторые сложности вызовут схемы В и Г, так как это реакции диспропорционирования, в которых один и тот же элемент выступает как в роли окислителя, так и в роли восстановителя. Однако выполнение этого задания ограничено рамками его условия. Для схемы В из двух вариантов происходящих изменений степени окисления иода выбирается процесс окисления, в котором он выступает в качестве восстановителя (соответствие В — 2). Аналогично для схемы Г из двух вариантов происходящих изменений степени окисления азота выбирается процесс окисления, в котором он выступает в качестве восстановителя (соответствие Г —4). Ответ: 2324.
Установите соответствие между схемой превращения элемента (левый столбец) и уравнением ОВР (правый столбец).
Превращению А в качестве продуктов реакции соответствуют соединения серы в форме сульфат-иона . Следовательно, этому превращению соответствует уравнение 3.
Превращению Б в качестве продуктов реакции соответствуют соединения хлора в форме хлорид-иона — Сl-. Следовательно, этому превращению соответствует уравнение 4.
Легко установить соответствие В — 1, так как свободная сера указана только в одном из приведённых уравнений.
Аналогично устанавливается соответствие Г — 2, так как хлор в степени окисления -1 указан в левой части только одного из приведённых уравнений. Ответ: 3412.
Задания для самостоятельной работы
Не является окислительно-восстановительной реакция, схема которой
Только восстановительные свойства проявляет вещество, формула которого
SO2
НСl
Н2
Na2S
Только окислительные свойства проявляет вещество, фор-мула которого
I2
F2
Н2
N2
Соляная кислота выполняет роль восстановителя в реакции, уравнение которой
Процессу последовательного восстановления соответствует цепочка
Пероксид водорода проявляет окислительные свойства в реакции, схема которой
Установите соответствие между формулой вещества (левый столбец) и степенью окисления фосфора в нём (правый столбец).
Установите соответствие между схемой реакции (левый столбец) и изменением степени окисления окислителя (правый столбец).
Установите соответствие между изменением степени окисления хлора (левый столбец) и схемой реакции (правый столбец).
Установите соответствие между схемой реакции (левый столбец) и изменением степени окисления восстановителя (правый столбец).
соответствует схема реакции
в исходной схеме. Знание того, что атомы в простых веществах имеют степень окисления, равную 0, позволяет исключить ответы 1 и 4. Из двух оставшихся сразу же выбирается ответ 3, так как именно в аммиаке азот имеет степень окисления -3. Ответ: 3.
. Следовательно, этому превращению соответствует уравнение 3.
