А
Химия·11 класскод 1.4.8·11 мин

Окислительно-восстановительные реакции: задание 30

Выбираем пару веществ, дописываем продукты с учётом среды и оформляем электронный баланс по всем трём критериям задания 30.

Тренировать тему

Задание 30 даёт список веществ и требует выбрать те, между которыми идёт ОВР, записать уравнение и составить электронный баланс. Максимум — 2 балла, и они ставятся только целиком: без баланса, без указания окислителя и восстановителя или с одной ошибкой в коэффициентах балл теряется.

Три обязательных элемента ответа

Первое: уравнение реакции с верно дописанными продуктами и коэффициентами. Второе: электронный баланс с указанием числа отданных и принятых электронов и множителей. Третье: прямое указание, какое вещество является окислителем, а какое восстановителем, с указанием элемента, меняющего степень окисления. Отсутствие любого пункта — минус балл.

Алгоритм выполнения задания 30
Расставить СО во всех веществах списка
ищем вещество с максимальной СО (окислитель) и с минимальной (восстановитель)
Выбрать пару и среду
среду задают кислота, щёлочь или вода из того же списка
Дописать продукты
по таблице поведения окислителя в данной среде
Составить полуреакции
с числом электронов и множителями через НОК
Уравнять
металлы, кислотные остатки, затем водород, кислород — контрольно
Подписать окислитель и восстановитель
названиями веществ и элементами
Порядок действий совпадает с порядком проверки по критериям ФИПИ.

Поведение ключевых окислителей в разных средах

ОкислительСредаПродукт восстановления
KMnO4кислая (H2SO4)Mn 2+ — MnSO4, раствор обесцвечивается
KMnO4нейтральная (H2O)MnO2 — бурый осадок
KMnO4щелочная (KOH)MnO4 2− — зелёный манганат
K2Cr2O7кислаяCr 3+ — Cr2(SO4)3, из оранжевого в зелёный
HNO3 концентрированнаяNO2, бурый газ
HNO3 разбавленная с активным металломNO, N2O, N2 или NH4NO3
H2SO4 концентрированнаяSO2, S или H2S в зависимости от активности металла
Оформление полуреакций
S+4 − 2e− → S+6окисление, сульфит переходит в сульфат; множитель 5
Mn+7 + 5e− → Mn+2восстановление перманганата в кислой среде; множитель 2
НОК = 10число отданных электронов равно числу принятых
Множители 5 и 2переносятся в уравнение как коэффициенты перед K2SO3 и KMnO4
Так выглядит запись, за которую эксперт ставит балл за электронный баланс.
Вещества, которые могут быть только окислителем или только восстановителем
Только окислители (высшая СО)
  • ·KMnO4, K2Cr2O7, K2CrO4
  • ·HNO3 любой концентрации, нитраты при нагревании
  • ·H2SO4 концентрированная, KClO3
  • ·F2, O3, PbO2
Только восстановители (низшая СО)
  • ·Металлы в свободном виде
  • ·H2S и сульфиды, HI и иодиды
  • ·NH3, PH3, гидриды металлов
  • ·CO, C, Fe 2+ в кислой среде (частично)
Элемент в высшей СО электроны только принимает, в низшей — только отдаёт.
Задание 30 ЕГЭ. Полный разбор

Условие: даны вещества KMnO4, H2SO4, K2SO3, KOH, H2O. Выберите вещества, между которыми происходит ОВР, запишите уравнение, составьте электронный баланс, укажите окислитель и восстановитель. Решение. Марганец в KMnO4 имеет СО +7 — максимальную, значит это окислитель. Сера в K2SO3 имеет СО +4 — промежуточную, но по отношению к перманганату она восстановитель. Среду задаём кислой серной кислотой. Полуреакции: Mn+7 + 5e− → Mn+2, множитель 2; S+4 − 2e− → S+6, множитель 5. Уравнение: 5K2SO3 + 2KMnO4 + 3H2SO4 = 6K2SO4 + 2MnSO4 + 3H2O. Проверка: калий 12 и 12, сера 8 и 8, марганец 2 и 2, водород 6 и 6, кислород 35 и 35. Окислитель — KMnO4 за счёт Mn+7, восстановитель — K2SO3 за счёт S+4.

Ловушка ФИПИ: продукт не соответствует среде

Самая дорогая ошибка — записать в кислой среде продуктом MnO2 или, наоборот, в щелочной получить Mn 2+. Если продукт не соответствует среде, ноль ставится сразу за уравнение и, как следствие, за весь баланс. Вторая потеря — записать баланс без множителей или без числа электронов: «Mn+7 → Mn+2» без «+5e−» критерию не соответствует. Третья — указать окислителем только элемент («окислитель — марганец») вместо вещества; в критериях требуется вещество с указанием элемента. Четвёртая — в качестве восстановителя взять вещество, элемент которого уже в высшей степени окисления.

Контроль задания 30
  • СО расставлены во всех веществах списка, а не только в двух
  • Продукты соответствуют среде, которую задаёт третий реагент
  • В полуреакциях указано число электронов и знак
  • Множители получены через НОК и перенесены в уравнение
  • Баланс по атомам проверен, включая кислород
  • Окислитель и восстановитель названы как вещества с указанием элемента