Тема 8 · Химия

Тема 8. ОВР и электролиз

Степени окисления, окислитель и восстановитель, метод электронного баланса, электролиз расплавов и водных растворов. 100 заданий на отработку.

Родителю: как помочь с темой «Тема 8. ОВР и электролиз»

В теме 8 подтем: Окислитель и восстановитель, Электронный баланс, Метод электронного баланса, Окисление и восстановление, Электролиз расплавов, Электролиз растворов, Электролиз: понятия, ОВР: понятия.

Попросите ребёнка открыть теорию и за 2–3 минуты своими словами рассказать вам главное.
Затем 10 заданий во вкладке «Практика»: смотрите не на скорость, а на точность — и на то, где понадобилась подсказка.
Ошибки не решайте за него: разберите пошаговое решение вместе и вернитесь к ним через день-два.

Кабинет родителя: что проходят, проверочные, результат ребёнка по ссылке →

Решено

Правильно

Точность

Простыми словами

В окислительно-восстановительной реакции одни атомы отдают электроны, другие их забирают — как при обмене: сколько отдали, столько и взяли. Следить за этим помогают степени окисления: у того, кто отдал, она растёт, у того, кто принял, — падает. А электролиз — та же ОВР, только электроны отнимает и отдаёт электрический ток.

ОВР — реакция, в которой электроны переходят от одних атомов к другим и степени окисления меняются.

Окислитель и восстановитель

Частица	Электроны	Степень окисления	Процесс с ней
восстановитель	отдаёт	повышается	окисление
окислитель	принимает	понижается	восстановление

$2 Fe 0 + 3 C l_{2} 0 \to 2 Fe + 3 C l_{3} - 1$ : хлор принимает электроны (0 → −1) — окислитель $C l_{2}$ ; железо отдаёт (0 → +3) — восстановитель.
$4Al + 3 O_{2} \to 2A l_{2} O_{3}$ : Al 0 → +3 — восстановитель Al.
Переход $C l^{0} \to C l^{- 1}$ — восстановление; $A l^{0} \to A l^{+ 3}$ — окисление.

Число электронов в полуреакции = разность степеней окисления: $F e^{0} - 3 e^{-} \to F e^{+ 3}$ (отдано 3), $C l^{0} + 1 e^{-} \to C l^{- 1}$ (принят 1 на атом, 2 на молекулу $C l_{2}$ ).

«Восстановитель окисляется, окислитель восстанавливается» — названия «наоборот». И ещё: «отдал — окислился» (оба слова на о).

Метод электронного баланса

Расставить степени окисления, найти элементы, у которых они изменились.
Записать полуреакции отдачи и приёма электронов.
Подобрать множители, чтобы отданных электронов было столько же, сколько принятых (через наименьшее общее кратное).
Перенести множители в уравнение как коэффициенты, уравнять остальные атомы.

F e^{0} - 3 e^{-} C l_{2}^{0} + 2 e^{-} \to F e^{+ 3} \to 2C l^{- 1} www.reknow.ru \times 2 www.reknow.ru \times 3

НОК $(3, 2) = 6$ : $2Fe + 3C l_{2} = 2FeC l_{3}$ . Сумма коэффициентов $2 + 3 + 2 = 7$ .

$A l^{0} - 3 e^{-} \to A l^{+ 3}$ , $O_{2}^{0} + 4 e^{-} \to 2 O^{- 2}$ ; НОК $(3, 4) = 12$ : множители 4 и 3. $4Al + 3 O_{2} = 2A l_{2} O_{3}$ , сумма $4 + 3 + 2 = 9$ .

У двухатомных молекул ( $C l_{2}$ , $O_{2}$ ) считайте электроны на всю молекулу: $O_{2}$ принимает 4, а не 2 электрона.

Электролиз расплавов

Электролиз — ОВР, протекающая на электродах при пропускании тока через раствор или расплав электролита.

Катод (−) — восстановление: катионы принимают электроны. Анод (+) — окисление: анионы отдают электроны.

Катионы идут к катоду, анионы — к аноду

K(-): N a^{+} + e^{-} \to Na A(+): 2C l^{-} - 2 e^{-} \to C l_{2} ↑

2NaCl электролиз www.reknow.ru 2Na + C l_{2} ↑

В расплаве нет воды, поэтому на катоде выделяется сам металл, даже самый активный. Так получают Na, K, Mg, Ca, а из $A l_{2} O_{3}$ в расплаве криолита — алюминий.

Электролиз водных растворов

В растворе с ионами соли «соревнуется» вода.

Катод (−)	Что выделяется
активные металлы: Li … Al	только $H_{2}$ — восстанавливается вода: $2 H_{2} O + 2 e^{-} \to H_{2} ↑ + 2O H^{-}$
средние: Mn … Pb (после Al, до H)	металл и $H_{2}$ одновременно
после H: Cu, Hg, Ag, Pt, Au	только металл

Анод (+), инертный	Что выделяется
бескислородные анионы $C l^{-}$ , $B r^{-}$ , $I^{-}$ , $S^{2 -}$	галоген или сера: $2C l^{-} - 2 e^{-} \to C l_{2}$
кислородсодержащие $S O_{4}^{2 -}$ , $N O_{3}^{-}$ , $C O_{3}^{2 -}$ , $P O_{4}^{3 -}$ и $F^{-}$	$O_{2}$ — окисляется вода: $2 H_{2} O - 4 e^{-} \to O_{2} ↑ + 4 H^{+}$

Катод: $Na$ — активный металл, вместо него восстанавливается вода → $H_{2}$ .
Анод: $C l^{-}$ — бескислородный анион → $C l_{2}$ .
Итог: $2NaCl + 2 H_{2} O электролиз www.reknow.ru H_{2} ↑ + C l_{2} ↑ + 2NaOH$ — так в промышленности получают щёлочь и хлор.

Расплав и раствор одной соли дают на катоде разное: расплав NaCl → Na, раствор NaCl → $H_{2}$ .

«Катод — Катионы, Анод — Анионы». На Аноде — окисление (обе гласные), на Катоде — восстановление (обе согласные).

Серия: 0

Где это пригодится: ЕГЭ — 3 заданияЗадания экзамена 11 класса, которые опираются на этот материал — нажмите, чтобы раскрыть список

ЕГЭ, задание 19: Окислительно-восстановительные реакции1 балл · базовый уровень · 3 минутыОткрыть →ЕГЭ, задание 20: Электролиз1 балл · базовый уровень · 3 минутыОткрыть →ЕГЭ, задание 29: ОВР: электронный баланс2 балла · высокий уровень · 15 минутОткрыть →