Можно ли хлоридом олова 2 восстановить хлорид железа 3



Окислительно – восстановительные потенциалы

Количественной характеристикой окислительной и восстановительной силы вещества являются окислительно-восстановительные потенциалы. Их стандартные величины, измеренные при 25°С в растворах с активностями всех компонентов полуреакций, равными 1, приводятся в справочной литературе. Примерами окислительно-восстановительных потенциалов в кислой (рН 0) и щелочной (рН 14) средах являются

Zn 2+ + 2e = Zn E° = -0,76B;

[Zn(OH)4] 2- + 2e = Zn + 4OH — E° = -1,22B;

Описание ОВР с помощью окислительно-восстановительных потенциалов – это термодинамическое описание

∆G°= -nF∆E°

где n- число электронов, которыми обмениваются окислитель и восстановитель в уравнении реакции; F–постоянная Фарадея 96500 Кл/моль; ∆E° = Е°окислитель – Е°восстановитель – разность потенциалов окислителя и восстановителя, В.

Поэтому в первом приближении можно считать, что если потенциал окислителя больше потенциала восстановителя, то реакция идет достаточно полно, а если меньше, то практически не идет.

Пример № 5

Можно ли с помощью Fe(NO3)3окислить HClдо Cl2?

Решение. Составим схему реакции

Fe 3+ + Cl — Fe 2+ + Cl2

В таблице окислительно-восстановительных потенциалов находим E°Cl2/Cl — = 1,36B; E°Fe 3+ /Fe 2+ = 0,77B. Потенциал окислителя меньше потенциала восстановителя (∆E° = 0,77 – 1,36 = -0,59 В). Этой величине ∆E° соответствуют ∆G° = +57 кДж/моль. Следовательно, с помощью Fe 3+ окислить Cl — нельзя.

Пример № 6

Можно ли с помощью FeCl3окислить H2S до элементарной серы?

Решение. Составим схему реакции

Fe 3+ + H2S Fe 2+ + S + H +

находим окислительно-восстановительный потенциал E°Fe 3+ /Fe 2+ = 0,77B; E°S/H2S = 0,14B.

Потенциал окислителя больше потенциала восстановителя, следовательно, H2S окисляется хлоридом железа (III).

Задачи для самостоятельного решения.

1) Можно ли хлоридом олова (II) восстановить хлорид железа (III)?

2) Можно ли перманганатом калия окислить нитрат кобальта (II)в

3) В какой среде соединения железа (II) можно окислить йодом?

4) Какая кислота выполняет в реакции H2SeO3+ H2SO3функцию окислителя, а какая – восстановителя?

5) Можно ли восстановит сульфат железа (III) в сульфат железа (II) раствором H2SO3?

Гальванические элементы

Гальваническими элементами называют устройства, в которых химическая энергия окислительно-восстановительных процессов преобразуется в электрическую. Гальванический элемент состоит из двух электродов, погруженных в раствор.

Электродвижущая сила (э.д.с) равна разности двух электродных потенциалов. Если каждый из электродов гальванического элемента будет погружен в раствор своей соли с концентрацией ионов, равной 1 моль/л, то при 25°С э.д.с. будет равна разности стандартных потенциалов.

Пример № 7

Вычислите э.д.с. гальванического элемента из стандартных цинкового и оловянного электродов.

Решение. Табличное значение стандартного электродного потенциала цинка – 0,76 В, а олова -0,13 В.

Ответ: э.д.с. цинково-оловянного электрода 0,63 В.

Величину электродного потенциала в зависимости от активности ионов металла в растворе можно рассчитать по уравнению Нернста

где равновесный электродный потенциал

— стандартный электродный потенциал

Пример № 8

Вычислите электродный потенциал цинка в растворе ZnCl2, в котором активность ионов Zn 2+ составляет 7·10 -2 .

Решение. По уравнению Нернста

Пример № 9

Вычислите э.д.с. серебрено-кадмиевого гальванического элемента, в котором активности серебра и кадмия равны соответственно 0,1 и 0,005.

Решение. Потенциалы отдельных электродов составляют

Отсюда э.д.с = 0,74-(-0,47) = 1,21 В.

Ответ: э.д.с = 0,74-(-0,47) = 1,21 В.

Гальванический элемент может быть сделан из двух одинаковых электродов, помещенных в растворы с различными активностями катиона. Металлический электрод, помещенный в более разбавленный раствор, выполняет функцию отрицательного, а помещенный в более концентрированный – положительного электрода. Такие гальванические элементы называют концентрационными.

Гальванические элементы и соответствующие им полуэлементы условно изображаются следующей записью

или в ионной форме

Одиночные вертикальные линии изображают границу металл – раствор, а двойная линия – границу между растворами электролитов.

Читайте также:  Почему олово такое дорогое

Задачи для самостоятельного решения.

1) Рассчитайте чему равен потенциал цинкового электрода, опущенного в раствор с концентрацией сульфата цинка 0,001 М, Т = 298 К.

2) Рассчитайте величину потенциала окислительно-восстановительного электрода, если активыне концентрации хлорида железа (II) и хлорида железа (III) равны соответственно 0,05 М и 0,85 М. Т = 298 К.

3) Рассчитайте потенциал серебряного электрода в насыщенном растворе AgBr (Ks = 6·10 -13 ), содержащем, кроме того, 0,1 моль/лKBr (t = 25°C). (0,138 В)

4) Составьте схему гальванического элемента из медного и цинкового электродов, погруженных в 1 М растворы солей этих металлов. Рассчитайте э.д.с. этого элемента. Изменится ли э.д.с. если взять 0,001 М растворы солей? (не изменится)

5) Вычислите э.д.с. цепи при 298 К, состоящей из водородного и хлорсеребряного электродов, опущенных в буферный раствор, содержащий по 0,3 г уксусной кислоты и ацетата натрия в 0,5 л. Концентрация электролита в хлорсеребряном электроде сравнения равна 1 моль/л. (0,511 В)

6) Для измерения рН сока поджелудочной железы была составлена гальваническая цепь из водородного и каломельного (насыщенного) электродов. Измеренная при 30°Сэ.д.с. составила 707 мВ. Вычислите рН сока поджелудочной железы и приведите схему гальванического элемента. (рН 7,7)

7) Сопоставьте окислительно-восстановительные свойства пероксида водорода, которые он проявляет при взаимодействии с дихроматом калия и йодитом калия в кислой среде. Какие свойства для него более характерны по отношению к данным реагентам? (окислительные)

8) В каком направлении данная ОВР протекает самопроизвольно при с.у: H2SO4 + 2HCl = Cl2 + H2SO3 + H2O? Рассчитать э.д.с этой реакции. (1,14 В)

9) Вычислите ОВП для системы Co 3+ / Co 2+ . (1,899)

10) Определите какая реакция пойдет в первую очередь при добавлении Cl2 к смеси KBr и KI? Напишите уравнения реакций.

Источник

Возможные экзаменационные задачи

1. Можно ли хлоридом олова (II) восстановить хлорид железа (III)? Ответ дайте на основании сравнения стандартных электродных потенциалов соответствующих полуреакций. Если Ваш ответ положительный, то составьте молекулярное уравнение соответствующей реакции и, используя метод ионно-электронного баланса, расставьте в нем коэффициенты.

2. Можно ли перманганатом калия окислить нитрат кобальта (II) в кислой среде? Ответ дайте на основании сравнения стандартных электродных потенциалов соответствующих полуреакций. Если Ваш ответ положительный, то составьте молекулярное уравнение соответствующей реакции и, используя метод ионно-электронного баланса, расставьте в нем коэффициенты.

3. В какой среде соединения железа (II) можно окислить иодом? Учтите, что продуктом окисления железа (II) в щелочной среде будет Fe(OH)3. Ответ дайте на основании сравнения стандартных электродных потенциалов соответствующих полуреакций. Если Ваш ответ положительный, то составьте молекулярное уравнение соответствующей реакции и, используя метод ионно-электронного баланса, расставьте в нем коэффициенты.

4. Можно ли осуществить реакцию окисления фосфористой кислоты:

Ответ дайте на основании сравнения стандартных электродных потенциалов соответствующих полуреакций. Если Ваш ответ положительный, то составьте молекулярное уравнение соответствующей реакции и, используя метод ионно-электронного баланса, расставьте в нем коэффициенты.

5. Можно ли осуществить реакцию окисления фосфористой кислоты:

Ответ дайте на основании сравнения стандартных электродных потенциалов соответствующих полуреакций. Если Ваш ответ положительный, то составьте молекулярное уравнение соответствующей реакции и, используя метод ионно-электронного баланса, расставьте в нем коэффициенты.

6. Можно ли осуществить реакцию окисления фосфористой кислоты:

Ответ дайте на основании сравнения стандартных электродных потенциалов соответствующих полуреакций. Если Ваш ответ положительный, то составьте молекулярное уравнение соответствующей реакции и, используя метод ионно-электронного баланса, расставьте в нем коэффициенты.

7. Какая кислота выполняет в реакции:

Читайте также:  Смесь металлов древности железо медь серебро ртуть олово свинец золото

функцию окислителя, а какая – восстановителя. Ответ дайте на основании сравнения стандартных электродных потенциалов соответствующих полуреакций. Если Ваш ответ положительный, то составьте молекулярное уравнение соответствующей реакции и, используя метод ионно-электронного баланса, расставьте в нем коэффициенты.

8. Можно ли восстановить сульфат железа (III) в сульфат железа (II) раствором H2SO3? Ответ дайте на основании сравнения стандартных электродных потенциалов соответствующих полуреакций. Если Ваш ответ положительный, то составьте молекулярное уравнение соответствующей реакции и, используя метод ионно-электронного баланса, расставьте в нем коэффициенты.

9. В какой из двух систем:

изменится степень окисления меди с образованием малорастворимого галогенида меди (I)? Ответ дайте на основании сравнения стандартных электродных потенциалов соответствующих полуреакций. Если Ваш ответ положительный, то составьте молекулярное уравнение соответствующей реакции и, используя метод ионно-электронного баланса, расставьте в нем коэффициенты.

10. Можно ли с помощью Fe(NO3)3 окислить HСl до Cl2 ? Ответ дайте на основании сравнения стандартных электродных потенциалов соответствующих полуреакций. Если Ваш ответ положительный, то составьте молекулярное уравнение соответствующей реакции и, используя метод ионно-электронного баланса, расставьте в нем коэффициенты.

11. Можно ли с помощью FeСl3 окислить H2S до элементарной серы ? Ответ дайте на основании сравнения стандартных электродных потенциалов соответствующих полуреакций. Если Ваш ответ положительный, то составьте молекулярное уравнение соответствующей реакции и, используя метод ионно-электронного баланса, расставьте в нем коэффициенты.

12. Вычислите константы равновесия реакций:

В какой из двух систем достигается более полное восстановление Sn 4+ в Sn 2+ ?

13. Сопоставьте константы равновесия систем:

2Fe 3+ + H2S = 2Fe 2+ + S + 2H +

2Fe 3+ + 2I — = 2Fe 2+ + I2

В какой из них активность невосстановленных ионов меньше? Составьте молекулярное уравнение соответствующей реакции и, используя метод ионно-электронного баланса, расставьте в нем коэффициенты.

14. Укажите направление самопроизвольного направления протекания реакции:

Ответ дайте на основании сравнения стандартных электродных потенциалов соответствующих полуреакций. Используя метод ионно-электронного баланса, расставьте в уравнении реакции коэффициенты.

15. В каком направлении будет протекать окислительно-восстановительная реакция:

Ответ дайте на основании сравнения стандартных электродных потенциалов соответствующих полуреакций. Используя метод ионно-электронного баланса, расставьте в уравнении реакции коэффициенты.

16. Будет ли перекись водорода окислять ионы хлора? Можно ли хранить рядом перекись водорода и соляную кислоту? Ответ дайте на основании сравнения стандартных электродных потенциалов соответствующих полуреакций. Если Ваш ответ положительный, то составьте молекулярное уравнение соответствующей реакции и, используя метод ионно-электронного баланса, расставьте в нем коэффициенты.

17. Используя справочные данные (значения стандартных электродных потенциалов), установите, в какой среде (кислотной или щелочной) полнее протекают окислительно-восстановительные реакции:

Используя метод ионно-электронного баланса, расставьте коэффициенты в данных уравнениях реакций.

18. Используя справочные данные (значения стандартных электродных потенциалов), установите, в какой среде (кислотной или щелочной) полнее протекают окислительно-восстановительные реакции:

Cl2 + OH — ® Cl — + ClO —

Составьте молекулярное уравнение первой реакции и, используя метод ионно-электронного баланса, расставьте в нем коэффициенты.

19. Используя справочные данные (значения электродных потенциалов), докажите, что в стандартных условиях (Т = 298К) окислительно-восстановительная реакция протекает в прямом направлением практически необратимо:

Рассчитайте константу равновесия. Составьте молекулярное уравнение реакции и расставьте коэффициенты, используя метод ионно-электронного баланса.

20. Установите, можно ли приготовить водный раствор, содержащий одновременно азотную кислоту и сероводород. Ответ дайте на основании сравнения стандартных электродных потенциалов соответствующих полуреакций. Если Ваш ответ для данной смеси отрицателен, подтвердите его уравнением окислительно-восстановительной реакции. Используя метод ионно-электронного баланса, расставьте в нем коэффициенты.

21. Установите, можно ли приготовить водный раствор, содержащий одновременно нитрит калия и иодоводород. Ответ дайте на основании сравнения стандартных электродных потенциалов соответствующих полуреакций. Если Ваш ответ для данной смеси отрицателен, подтвердите его уравнением окислительно-восстановительной реакции. Используя метод ионно-электронного баланса, расставьте в нем коэффициенты.

Читайте также:  Что такое общее олово

22. Измерение электрической проводимости свежеприготовленного раствора соединения состава CoCl2NO3 . 5NH3 показывает, что оно распадается на три иона. Известно также, что весь хлор, содержащийся в составе этого соединения, полностью осаждается при действии AgNO3. Каково его координационное строение? Окрашено ли оно?

23. Хлорид кобальта (III) образует с аммиаком соединения следующего состава: CoCl3 . 6NH3; CoCl3 . 5NH3 . H2O; CoCl3 . 5NH3; CoCl3 . 4NH3. Действие AgNO3 приводит к полному осаждению всего хлора из первых двух соединений, около 2/3 хлора – из третьего соединения и около 1/3 хлора – из четвертого. Измерения электрической проводимости растворов этих соединений показывают, что первое и второе распадаются на четыре иона, третье – на три, а четвертое – на два иона. Каково координационное строение указанных соединений? Напишите уравнения их диссоциации (распада на ионы).

24. При действии на соль состава Co(NO3)2 . SCN . 5NH3 иона Fe 3+ не наблюдается характерного окрашивания, связанного с образованием Fe(SCN)3. Отсутствуют также специфические реакции на кобальт и аммиак. Исследование показало, что соль распадается на три иона. Каково координационное строение этой соли? Напишите уравнение ее диссоциации на ионы. Окрашено ли это соединение?

25. В растворе соли состава CoCO3Cl . 4NH3 не обнаружены NH3 и CO3 2- . Весь хлор, содержащийся в составе этой соли, образует AgCl. Измерение электрической проводимости приводит к заключению, что молекула соли распадается на два иона. Каково координационное строение соли? Определите степень окисления центрального атома и дентатность иона CO3 2- .

26. При действии уксусной кислоты на раствор соли Co(NO2)3 . 4NH3, в котором не обнаружено ионов кобальта и свободного аммиака, выявляется, что только один нитрит-ион разрушается с выделением оксидов азота. Измерение электрической проводимости показывает, что соль распадается на два иона. Каково строение этой соли? Окрашена ли она?

27. Роданид хрома образует с аммиаком соединения состава: Cr(SCN)3 . 4NH3, Cr(SCN)3 . 3NH3, Cr(SCN)3 . 5NH3. Хлорид железа (III) связывает 1/3 роданид-иона, содержащегося в первом соединении и 2/3 – в третьем соединении. При добавлении раствора FeCl3 к раствору второй соли характерного кроваво-красного окрашивания не появляется. Измерение электрической проводимости растворов этих веществ показывает, что первое соединение в водном растворе распадается на два, а третье – на три иона. Раствор второго вещества электрический ток не проводит. Представьте координационные формулы этих соединений, назовите их. Напишите уравнения диссоциации этих солей.

28. Имеется комплексная соль состава Ba(CN)2 . Cu(SCN)2. При действии раствора H2SO4 весь барий осаждается в виде BaSO4. Напишите координационную формулу этой соли. Назовите ее. Окрашена ли она?

29. На комплексные соединения PtCl4 . 4NH3 и PtCl4 . 3NH3 подействовали раствором AgNO3. На 1 моль первого соединения для осаждения хлора израсходовано 2 моль AgNO3, а на 1 моль второго соединения – 1 моль AgNO3. Напишите координационные формулы этих соединений, если координационное число Pt 4+ равно 6. Назовите соединения. Составьте уравнения реакций взаимодействия этих солей с раствором нитрата серебра в молекулярном и ионно-молекулярном виде.

30. Роданид калия KSCN при добавлении к раствору соли (NH4)2SO4 . Fe2(SO4)3 связывает ион Fe 3+ в родановое железо, а при добавлении к раствору соли 3KCN . Fe(CN)3 не связывает. Какая из этих солей двойная и какая – комплексная? Приведите уравнения диссоциации обеих солей в водных растворах.

Источник