ОВР и электролиз — химия, 11 класс

План решения

Разберём на примерах

Базовый 11 класс: электронный баланс ОВР, электролиз расплавов и растворов солей на инертных электродах, расчёты по уравнениям. Побочные процессы и потери не учитываются; условия указаны отдельно. Закон Фарадея и расчёты по силе тока не вводятся. Привязка к конкретному номеру ЕГЭ не заявлена.

Что проверить

Реальные опыты с электролизом выполняются только под руководством преподавателя.

Задания с ответами и объяснениями

Сначала реши задание, затем открой ответ. Для печати выбери группу или смешанный набор: задания выбранного набора на листе ученика и отдельный ключ с объяснениями.

Две письменные работы

Покажи электронный баланс и ход расчёта. Работы проверяет преподаватель по указанным критериям.

1. Для реакции FeCl₂ + Cl₂ → FeCl₃ найди степени окисления изменяющихся элементов, составь электронный баланс и расставь наименьшие целые коэффициенты. Назови окислитель и восстановитель. Затем объясни различие между степенью окисления Cl в FeCl₃ и зарядом всей формульной единицы соли. Критерии: два изменения степеней, баланс электронов, коэффициенты, роли веществ, различение степени и суммарного заряда.

   Разбор и ориентиры для проверки

   Баланс должен учитывать два атома в молекуле Cl₂. Заряд отдельного иона и суммарный заряд формульной единицы не взаимозаменяемы.

   Проверь: Fe: +2 → +3, отдаёт электрон. Cl: 0 → −1, принимает электрон на атом. Два Fe(+2) отдают два электрона, Cl₂ принимает два. 2FeCl₂ + Cl₂ → 2FeCl₃. Окислитель Cl₂, восстановитель FeCl₂. У каждого Cl степень −1, но FeCl₃ в целом нейтрален: +3 + 3 · (−1) = 0.

2. В двух сосудах на инертных электродах электролизуют расплав MgBr₂ и концентрированный водный раствор KI. В каждом процессе на катоде принято 0,6 моль электронов; побочных процессов нет. Самостоятельно определи простые вещества, образующиеся на каждом электроде, и запиши четыре полуреакции. Рассчитай количество каждого продукта; для веществ, газообразных при н.у., найди объём в л, для остальных — массу в г. Ar(Mg) = 24, Ar(K) = 39, Ar(Br) = 80, Ar(I) = 127, Ar(H) = 1, Ar(O) = 16; молярный объём газа — 22,4 л/моль. Критерии: определение продуктов с учётом среды, четыре полуреакции, связь продуктов через число электронов, массы или объёмы согласно состоянию веществ при н.у.

   Разбор и ориентиры для проверки

   Среда определяет катодный процесс: в расплаве восстанавливается Mg²⁺, в растворе активного металла — вода. Для каждого продукта здесь требуется два моля электронов на моль вещества; расчёт начинается с полуреакции.

   Проверь: MgBr₂: Mg²⁺ + 2e⁻ → Mg; 2Br⁻ − 2e⁻ → Br₂. Mg и Br₂ образуется по 0,3 моль: массы 7,2 г и 48 г. В растворе KI катод: 2H₂O + 2e⁻ → H₂ + 2OH⁻; анод: 2I⁻ − 2e⁻ → I₂. H₂ и I₂ образуется по 0,3 моль: объём H₂ 6,72 л, масса I₂ 76,2 г.

Для самостоятельной работы и урока

Начни с уже изученной группы, пройди выбранный набор и разбери ошибки. Репетитор может изменить набор, сохранить его и выдать приватное ДЗ. Автопроверка оценивает ответ; способ рассуждения полезно обсудить на уроке.

От степени окисления к электролизу

• Степени окисления и ОВР — 8 класс
• Классификация и скорость реакций — 11 класс