Do probówki z wodnym roztworem dichromianu(VI) potasu dodano wodny roztwór kwasu
siarkowego(VI) i wodny roztwór siarczanu(IV) potasu. Doświadczenie zilustrowano rysunkiem:
Reakcja przebiegła zgodnie ze schematem:
Cr2O2−7 + SO2−3 + H+ → Cr3+ + SO2−4 + H2O
Oblicz, ile centymetrów sześciennych roztworu dichromianu(VI) potasu o stężeniu
0,5 mol · dm–3 znajdowało się w probówce, jeżeli zawarty w nim dichromian(VI) potasu
utlenił siarczan(IV) potasu obecny w 4 cm3 dodanego roztworu o stężeniu 0,4 mol · dm–3. Stosunek molowy reduktora do utleniacza
w opisanej reakcji wynosi 3 : 1.
Poniżej przedstawiono równania czterech reakcji utleniania i redukcji.
I CaH2 + 2H2O → Ca(OH)2 + 2H2
II 2Na + 2H2O → 2NaOH + H2
III 3H2 + N2 → 2NH3
IV Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2
Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2012, s. 552–553.
a)
Spośród reakcji zilustrowanych powyższymi równaniami wybierz te, w których wyniku formalny stopień utlenienia wodoru zwiększa się. Napisz numery, którymi oznaczono równania tych reakcji.
b)
Uzupełnij poniższe zdania. Wybierz i podkreśl jedno określenie spośród podanych w każdym nawiasie tak, aby zdania były prawdziwe.
Substancją pełniącą funkcję reduktora w reakcji I jest (CaH2 / H2O), a substancją pełniącą funkcję utleniacza w reakcji II jest (Na / H2O).
Jeden mol azotu N2 w reakcji III (pobiera/oddaje) liczbę moli elektronów równą (trzy/sześć).
W reakcji IV jeden mol cynku oddaje (1 mol / 2 mole / 4 mole) elektronów, ulega więc procesowi (redukcji/utlenienia).
W reakcji IV atom cynku oddaje elektrony walencyjne należące do podpowłoki (4s / 3d).
Poniżej podano schematy dwóch reakcji utleniania i redukcji.
I MnO−4 + S2− + H+ → Mn2+ S + H2O
II I− + SO2−4 + H+ → I2 + H2S + H2O
a)
Uzupełnij tabelę, wpisując wzory jonów pełniących funkcję utleniacza i wzory jonów pełniących funkcję reduktora w reakcjach zilustrowanych podanymi schematami.
Reakcja I
Reakcja II
utleniacz
reduktor
utleniacz
reduktor
b)
Oblicz stosunek molowy reduktora do utleniacza w reakcji II.
Poniżej podano schematy dwóch reakcji utleniania i redukcji.
I MnO−4 + S2− + H+ → Mn2+ S + H2O
II I− + SO2−4 + H+ → I2 + H2S + H2O
a)
Napisz w formie jonowej z uwzględnieniem liczby oddanych lub pobranych elektronów (zapis jonowo-elektronowy) równania procesu redukcji i procesu utleniania zachodzących podczas przemiany przedstawionej schematem I.
b)
Dobierz i uzupełnij współczynniki stechiometryczne w poniższym schemacie.
Oczyszczoną blaszkę wykonaną z pewnego metalu zważono, a następnie zanurzono
w wodnym roztworze Cu(NO3)2. Zauważono, że powierzchnia blaszki znajdująca się
w roztworze pokryła się różowym nalotem o metalicznym połysku. Po pewnym czasie
blaszkę wyjęto z roztworu, osuszono i zważono. Stwierdzono, że masa blaszki po wyjęciu
z roztworu była mniejsza od jej masy początkowej. Roztwór w zlewce pozostał klarowny i nie
zaobserwowano w nim żadnego osadu.
Uzupełnij schemat wykonania doświadczenia,
wpisując nazwę lub symbol metalu, z którego była wykonana blaszka. Metal wybierz
spośród podanych poniżej.
Oczyszczoną blaszkę wykonaną z pewnego metalu zważono, a następnie zanurzono
w wodnym roztworze Cu(NO3)2. Zauważono, że powierzchnia blaszki znajdująca się
w roztworze pokryła się różowym nalotem o metalicznym połysku. Po pewnym czasie
blaszkę wyjęto z roztworu, osuszono i zważono. Stwierdzono, że masa blaszki po wyjęciu
z roztworu była mniejsza od jej masy początkowej. Roztwór w zlewce pozostał klarowny i nie
zaobserwowano w nim żadnego osadu.
Blaszka wykonana była z jednego z wymienionych metali: glin, nikiel, ołów, srebro.
Napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji, która zachodziła w czasie
doświadczenia.
Oczyszczoną blaszkę wykonaną z pewnego metalu zważono, a następnie zanurzono
w wodnym roztworze Cu(NO3)2. Zauważono, że powierzchnia blaszki znajdująca się
w roztworze pokryła się różowym nalotem o metalicznym połysku. Po pewnym czasie
blaszkę wyjęto z roztworu, osuszono i zważono. Stwierdzono, że masa blaszki po wyjęciu
z roztworu była mniejsza od jej masy początkowej. Roztwór w zlewce pozostał klarowny i nie
zaobserwowano w nim żadnego osadu.
Uzupełnij poniższe zdania.
Wybierz i podkreśl jedno określenie spośród podanych w każdym nawiasie tak, aby
zdania były prawdziwe.
W reakcji, która zachodziła podczas opisanego doświadczenia, wybrany metal ulegał
(redukcji/utlenieniu), pełnił więc funkcję (reduktora/utleniacza). Oznacza to, że był
(dawcą/biorcą) elektronów.
Związki arsenu wchodzą w skład preparatów stosowanych do zwalczania chwastów. Jednak
związki te są niebezpieczne dla zwierząt, dlatego ważna jest kontrola ich występowania
w środowisku naturalnym. Aby sprawdzić, jaką ilość związków arsenu zawiera badany
materiał organiczny, pobrane próbki spala się, co umożliwia przemianę obecnych w próbce
związków arsenu w tlenek arsenu(V). Tak otrzymaną suchą pozostałość poddaje się działaniu
rozcieńczonego kwasu solnego, dzięki czemu tlenek arsenu(V) w reakcji z wodą przekształca
się w rozpuszczalny w wodzie kwas ortoarsenowy(V) H3AsO4. Następnie należy zredukować
otrzymany kwas ortoarsenowy(V) do kwasu ortoarsenowego(III) za pomocą chlorku cyny(II)
w obecności katalizatora. Po dodaniu metalicznego cynku do roztworu zawierającego kwas
ortofosforowy(III) arsen oddziela się od reszty składników w postaci AsH3, który jest gazem.
Na podstawie: D.A. Skoog, D.M. West, F.J. Holler, S.R. Crouch, Podstawy chemii analitycznej, t. 1,
Warszawa 2006, s. 12–14.
Napisz w formie cząsteczkowej równanie reakcji tlenku arsenu(V) z wodą.
Związki arsenu wchodzą w skład preparatów stosowanych do zwalczania chwastów. Jednak
związki te są niebezpieczne dla zwierząt, dlatego ważna jest kontrola ich występowania
w środowisku naturalnym. Aby sprawdzić, jaką ilość związków arsenu zawiera badany
materiał organiczny, pobrane próbki spala się, co umożliwia przemianę obecnych w próbce
związków arsenu w tlenek arsenu(V). Tak otrzymaną suchą pozostałość poddaje się działaniu
rozcieńczonego kwasu solnego, dzięki czemu tlenek arsenu(V) w reakcji z wodą przekształca
się w rozpuszczalny w wodzie kwas ortoarsenowy(V) H3AsO4. Następnie należy zredukować
otrzymany kwas ortoarsenowy(V) do kwasu ortoarsenowego(III) za pomocą chlorku cyny(II)
w obecności katalizatora. Po dodaniu metalicznego cynku do roztworu zawierającego kwas
ortofosforowy(III) arsen oddziela się od reszty składników w postaci AsH3, który jest gazem.
Na podstawie: D.A. Skoog, D.M. West, F.J. Holler, S.R. Crouch, Podstawy chemii analitycznej, t. 1,
Warszawa 2006, s. 12–14.
Redukcja kwasu ortoarsenowego(V) chlorkiem cyny(II) przebiega zgodnie ze schematem:
H3AsO4 + Sn2+ + H+katalizator H3AsO3 + Sn4+ + H2O
a)
Napisz w formie jonowej z uwzględnieniem liczby oddawanych lub pobieranych elektronów (zapis jonowo-elektronowy) równanie procesu redukcji i równanie
procesu utleniania zachodzących podczas reakcji kwasu ortoarsenowego(V) z chlorkiem cyny(II).
b)
Dobierz współczynniki w równaniu reakcji kwasu ortoarsenowego(V) z chlorkiem cyny(II).
Związki arsenu wchodzą w skład preparatów stosowanych do zwalczania chwastów. Jednak
związki te są niebezpieczne dla zwierząt, dlatego ważna jest kontrola ich występowania
w środowisku naturalnym. Aby sprawdzić, jaką ilość związków arsenu zawiera badany
materiał organiczny, pobrane próbki spala się, co umożliwia przemianę obecnych w próbce
związków arsenu w tlenek arsenu(V). Tak otrzymaną suchą pozostałość poddaje się działaniu
rozcieńczonego kwasu solnego, dzięki czemu tlenek arsenu(V) w reakcji z wodą przekształca
się w rozpuszczalny w wodzie kwas ortoarsenowy(V) H3AsO4. Następnie należy zredukować
otrzymany kwas ortoarsenowy(V) do kwasu ortoarsenowego(III) za pomocą chlorku cyny(II)
w obecności katalizatora. Po dodaniu metalicznego cynku do roztworu zawierającego kwas
ortofosforowy(III) arsen oddziela się od reszty składników w postaci AsH3, który jest gazem.
Na podstawie: D.A. Skoog, D.M. West, F.J. Holler, S.R. Crouch, Podstawy chemii analitycznej, t. 1,
Warszawa 2006, s. 12–14.
Reakcja kwasu ortoarsenowego(III) z metalicznym cynkiem w obecności kwasu solnego jest reakcją utleniania-redukcji i przebiega zgodnie
z poniższym równaniem:
H3AsO3 + 3Zn + 6HCl → AsH3 + 3ZnCl2 + 3H2O
a)
Oceń, jaką funkcję (reduktora czy utleniacza) pełni w opisanej reakcji cynk i napisz w formie jonowej z uwzględnieniem liczby oddawanych lub pobieranych elektronów (zapis jonowo-elektronowy) równanie procesu, któremu metal ten ulega.
b)
Określ, jaka liczba moli elektronów ulega wymienianie podczas tworzenia jednego mola AsH3.
