Решение задач 10-13: ОВР и РИО

Ниже представлены решения заданий 10, 11, 12 и 13. Для каждого задания составлено уравнение окислительно-восстановительной реакции (30) и уравнение реакции ионного обмена (31). Задание 10 Вещества: \(KMnO_{4}\), \(KOH\), \(NaH_{2}PO_{4}\), \((CuOH)_{2}CO_{3}\), \(SO_{2}\), \(NH_{3}\). 30. ОВР. Выпадает осадок и выделяется газ. Реакция между перманганатом калия и аммиаком в нейтральной среде (при гидролизе): \[2KMnO_{4} + 2NH_{3} \rightarrow 2MnO_{2} \downarrow + N_{2} \uparrow + 2KOH + 2H_{2}O\] Окислитель: \(Mn^{+7} + 3\bar{e} \rightarrow Mn^{+4}\) (восстановление) Восстановитель: \(2N^{-3} - 6\bar{e} \rightarrow N_{2}^{0}\) (окисление) 31. РИО. Реагирует кислая соль. Взаимодействие дигидрофосфата натрия с гидроксидом калия: \[NaH_{2}PO_{4} + 2KOH \rightarrow NaK_{2}PO_{4} + 2H_{2}O\] \[Na^{+} + H_{2}PO_{4}^{-} + 2K^{+} + 2OH^{-} \rightarrow Na^{+} + 2K^{+} + PO_{4}^{3-} + 2H_{2}O\] \[H_{2}PO_{4}^{-} + 2OH^{-} \rightarrow PO_{4}^{3-} + 2H_{2}O\] Задание 11 Вещества: \(SO_{2}\), \(PH_{3}\), \(NH_{3}\), \(Na_{2}O_{2}\), \(NaH_{2}PO_{4}\), \(NaOH\). 30. ОВР. Получить газ и щелочь. Взаимодействие пероксида натрия с водой (из раствора): \[2Na_{2}O_{2} + 2H_{2}O \rightarrow 4NaOH + O_{2} \uparrow\] Окислитель/Восстановитель: \(2O^{-1} - 2\bar{e} \rightarrow O_{2}^{0}\) и \(O^{-1} + 1\bar{e} \rightarrow O^{-2}\) (диспропорционирование) 31. РИО. Кислая соль - реагент, в продуктах - средняя соль. \[NaH_{2}PO_{4} + 2NaOH \rightarrow Na_{3}PO_{4} + 2H_{2}O\] \[Na^{+} + H_{2}PO_{4}^{-} + 2Na^{+} + 2OH^{-} \rightarrow 3Na^{+} + PO_{4}^{3-} + 2H_{2}O\] \[H_{2}PO_{4}^{-} + 2OH^{-} \rightarrow PO_{4}^{3-} + 2H_{2}O\] Задание 12 Вещества: \(K_{2}Cr_{2}O_{7}\), \(FeSO_{4}\), \(H_{2}SO_{4}\), \(NaCl\), \((NH_{4})_{2}CO_{3}\), \(H_{2}S\). 30. ОВР. Образуется три соли. Окисление сульфата железа (II) дихроматом калия в кислой среде: \[K_{2}Cr_{2}O_{7} + 6FeSO_{4} + 7H_{2}SO_{4} \rightarrow Cr_{2}(SO_{4})_{3} + 3Fe_{2}(SO_{4})_{3} + K_{2}SO_{4} + 7H_{2}O\] Окислитель: \(Cr_{2}^{+6} + 6\bar{e} \rightarrow 2Cr^{+3}\) Восстановитель: \(Fe^{+2} - 1\bar{e} \rightarrow Fe^{+3}\) 31. РИО. Реагируют два сильных электролита, образуется только осадок. (Примечание: в школьном курсе для данного набора под условие "только осадок" подходит реакция обмена, если рассматривать специфические условия, но классически): \[H_{2}SO_{4} + BaCl_{2} \rightarrow BaSO_{4} \downarrow + 2HCl\] (Если использовать строго список: \(H_{2}SO_{4}\) и \(NaCl\) не дают осадка. Вероятно, в условии подразумевается взаимодействие солей бария или кальция, которых нет в списке. Если брать из списка, то реакция ионного обмена с выделением газа): \[(NH_{4})_{2}CO_{3} + H_{2}SO_{4} \rightarrow (NH_{4})_{2}SO_{4} + H_{2}O + CO_{2} \uparrow\] \[2NH_{4}^{+} + CO_{3}^{2-} + 2H^{+} + SO_{4}^{2-} \rightarrow 2NH_{4}^{+} + SO_{4}^{2-} + H_{2}O + CO_{2} \uparrow\] \[CO_{3}^{2-} + 2H^{+} \rightarrow H_{2}O + CO_{2} \uparrow\] Задание 13 Вещества: \(Mg(HCO_{3})_{2}\), \(Ba(HCO_{3})_{2}\), \(NaNO_{2}\), \(KMnO_{4}\), \(NaOH\), \(H_{2}SO_{4}\). 30. ОВР. Образуется зеленый раствор, выделение газа или осадка не наблюдается. Окисление нитрита натрия перманганатом калия в щелочной среде (зеленый цвет дает манганат): \[2KMnO_{4} + NaNO_{2} + 2NaOH \rightarrow 2KNaMnO_{4} + NaNO_{3} + H_{2}O\] Окислитель: \(Mn^{+7} + 1\bar{e} \rightarrow Mn^{+6}\) Восстановитель: \(N^{+3} - 2\bar{e} \rightarrow N^{+5}\) 31. РИО. Выделение газа, но осадка не наблюдается. Взаимодействие гидрокарбоната магния с серной кислотой: \[Mg(HCO_{3})_{2} + H_{2}SO_{4} \rightarrow MgSO_{4} + 2CO_{2} \uparrow + 2H_{2}O\] \[Mg^{2+} + 2HCO_{3}^{-} + 2H^{+} + SO_{4}^{2-} \rightarrow Mg^{2+} + SO_{4}^{2-} + 2CO_{2} \uparrow + 2H_{2}O\] \[HCO_{3}^{-} + H^{+} \rightarrow CO_{2} \uparrow + H_{2}O\]