Odpowiedzi

Pojęcia podstawowe

1191
Odp. B, D ?
Utleniaczem może być jedynie ten atom, który nie jest na najniższym stopniu utlenienia, ale jednocześnie reduktorem nie może być ten atom, który jest na najwyższym stopniu utlenienia (nie może się już utlenić).
żaden zestaw nie spełnia w pełni tego warunku. W punkcie B S, Mn i Cr są na najwyższym stopniu utlenienia, ale tlen w H₂O₂ może zostać utleniony do O₂, jak i być utleniaczem (zredukować się do H₂O). podobnie jest w punkcie D.

1193
Odp. D
W reakcji opisanej równaniem 1 nadtlenek wodoru w środowisku kwaśnym jest utleniaczem (utlenia jony jodkowe do jodu). W reakcji 2, nadtlenek wodoru mimo środowiska kwaśnego jest reduktorem (Mn(+VII) zredukował się do Mn(+II). W reakcji 3, środowisko alkaliczne a nadtlenek wodoru jest utleniaczem (Cr(+III) został utleniony do Cr(+VI)).

1198
Odp. A
Stopień utlenienia atomów oblicza się korzystając z następujących reguł:
· pierwiastki w stanie wolnym mają stopień utlenienia 0 (S₈)
· wodór w związkach jest na +1 stopniu utlenienia (z wyjątkiem połączeń z metalami I, II i III grupy).
· tlen w związkach jest zawsze na -2 stopniu utlenienia (za wyjątkiem połączeń z fluorem gdzie jest na +1 stopniu utlenienia i połączeń nadtlenkowych w których jest na -1 stopniu utlenienia)
· suma stopni utlenienia poszczególnych atomów w związku z uwzględnieniem ich krotności jest równa 0 lub ładunkowi jonu.
H₂S – jeżeli H jest na +1 stopniu utlenienia to: 2(+1)+x=0 → x=-2
S^2- jest na -2 stopniu utlenienia
SO₃^2- 3(-2)+x=-2 → x=+4
SO₄^2- 4(-2)+x=-2 → x=+6

1204
Odp. A
W równaniu I żaden atom nie zmienił swego stopnia utlenienia. Równanie IV jest zwykłą reakcją typu kwas-zasada (przeniesienie protonu do mocznika). Tylko w równaniu II azot zmienił swój stopień utlenienia z +V na –III (wodór z 0 na +1), oraz w równaniu III brom z 0 stopnia utlenienia przeszedł na –I, a węgiel z –II na +I

1208
Odp. B
Tlen nie zmienił swego stopnia utlenienia, natomiast mangan z Mn(+IV) przeszedł na Mn(+II) – uległ redukcji, czyli jest utleniaczem. Siarka z 0 stopnia utlenienia przeszła do S(-II) – zredukowała się, więc jest utleniaczem, oraz przeszła do S(+IV) czyli jest również reduktorem.

1216
Odp. C
Tlenek manganu(IV) z kwasem solnym reaguje zgodnie z równaniem reakcji:
MnO₂ + 4HCl → MnCl₂ + 2H₂O + Cl₂
Z równania reakcji widzimy, że związki te reagują ze sobą w ilości 1mol:4mole. Masa molowa MnO₂ M=87g/Mol, zatem 8,7g=0,1mola. Do rozpuszczenia tej ilości MnO₂ potrzeba 0,4mola kwasu solnego. Ta ilość kwasu solnego znajduje się:
n=0,4dm^3.0,2M=0,08mola
n=0,1dm^3.2M=0,2mola
n=0,2dm^3.2M=0,4mola
n=0,2dm^3.0,2=0,04mola

1222
Odp. A
W procesach utleniania i redukcji jeden atom musi zwiększyć swój stopień utlenienia (utlenić się), a drugi zmniejszyć swój stopień utlenienia (zredukować się). W procesie I występuje tylko jeden Pierwiastek, który się redukuje, nie ma procesu utleniania. W procesie drugim węgiel się redukuje, a wodór utlenia. W reakcji III jon bromkowy się utlenia, a chlor redukuje. W IV reakcji żaden atom nie zmienia swojego stopnia utlenienia. W reakcji V żelazo uległo utlenieniu, a siarka redukcji.

1229
Odp. A (D?)
Zielona barwa roztworu świadczy o obecności jonów manganianowych(VI), które powstają z jonów manganianowych(VII) w środowisku silnie alkalicznym. Takie środowisko obecne jest jedynie w doświadczeniu I. W książce w odpowiedzi jest B, nie jestem pewien, czy węglan sodu wystarczy do otrzymania silnie alkalicznego środowiska

1240
Odp. A
Wychodząc z założenia, że połączenia pomiędzy jednakowymi pierwiastkami nie wpływa na stopień utlenienia, oraz każde wiązanie z pierwiastkiem bardziej elektroujemnym podwyższa stopień utlenienia o jednostkę, a z pierwiastkiem mniej elektroujemnym obniża stopień utlenienia o jednostkę otrzymujemy:
C(x) trzy wiązania z wodorem (3^.(-I)) –III; C(y) dwa wiązania z tlenem i jedno z azotem (2^.(-I)+(-I)) +III; azot(z) dwa wiązania z wodorem i jedno z węglem (2^.(-I)+(-I)) –III.

Przewidywanie kierunku reakcji

1268
Odp. A
Przy tego typu odpowiedziach musimy posługiwać się wartościami potencjałów normalnych, oraz dla ułatwienia korzystać z reguły zegarowej. Polega ona na tym, że na osi nanosimy potencjały normalne reakcji, nad osią forma utleniona, pod osią zredukowana. Mogą zachodzić tylko te reakcje, których przebieg wyznacza ruch po okręgu zgodny ze wskazówkami zegara:

Zgodnie z tą regułą, tylko jony manganianowi(VII) są zdolne w środowisku kwaśnym utlenić jony chlorkowe do chloru. Należy pamiętać jednak, że są to potencjały normalne. W przypadku redukcji jonów dwuchromianowych, reakcja silnie zależy od pH ([H⁺]¹⁴) i w bardziej kwaśnym środowisku, jony dwuchromianowe również utleniają jony chlorkowe do chloru.

1270
Odp. B
Posługując się regułą zegarową otrzymamy:

1273
Odp. A
Potencjał normalny reakcji HCOOH + 2H⁺ + 2e < == > HCHO + H₂O E₀=+0,06V, natomiast reakcji:
Ag⁺ + e < == > Ag⁰ +0,80V (potencjały normalne reakcji odczytuje się z tablic)
Pomiędzy jedną a drugą reakcją istnieje różnica potencjałów 0,74V. Wielkość tę można znaleźć również wykreślając potencjały na osi – patrz zadanie 1270.

1278
Odp. A
Produktami reakcji miedzi z kwasem azotowym(V) jest azotan(V) miedzi i tlenek azotu(II) lub tlenek azotu(IV) (w zależności od stężenia kwasu azotowego(V)). Jeżeli wydzielający się gaz jest bezbarwny, to musi nim być tlenek azotu(II) (tlenek azotu(IV) jest brunatny). Roztwarzanie miedzi w kwasie zachodzi więc zgodnie z równaniem reakcji:
2Cu + 8HNO₃ → 3Cu(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O
Z równania reakcji wynika, że:
z 8 moli HNO₃ powstaje 2^.22,4dm³ NO, to
z x moli HNO₃ powstanie 0,9^.10^-3mola NO
x=0,16^.10^-3mola.
Stężenie molowe kwasu obliczam ze wzoru: C_M=n/V (V wyrażone w dm³)
C_M=0,16^.10^-3mola/20^.10^‑3dm³=0,008mol/dm³

1280
Odp. A
Metal mniej szlachetny (bardziej reaktywny) wypiera z roztworu metal bardziej szlachetny (mniej reaktywny). Metale uszeregowane wg wzrastających potencjałów normalnych są jednocześnie uszeregowane wg malejącej reaktywności: Mg > Zn > Fe > Sn > Pb > Cu > Ag malejąca reaktywność.

1284
Odp. C
Kwas azotowy z fosforem reaguje zgodnie z równaniem reakcji:
5HNO₃ + 3P + 2H₂O → 3H₃PO₄ + 5NO
Z równania reakcji wynika, że na utlenienie 3^.31g (93g) fosforu potrzeba 5moli kwasu azotowego(V), czyli 5mol^.63g/mol=315g. Oczywiście jest to masa 100% kwasu azotowego(V). 50% roztworu potrzeba więcej. Masę roztworu w której znajduje się 315g substancji oblczymy przekształcając wzór na stężenie procentowe: c%=100%^.m_s/m_rozt. Masa roztworu m_rozt=630g.

1288
Odp. D
Z kwasem solnym (kwasem beztlenowym) reagują tylko te metale, które w szeregu napięciowym metali leżą przed wodorem, oraz sole kwasów słabszych od kwasu solnego:
Cu nie reaguje z kwasem solnym.
Na₂SO₄ - sól mocnego kwasu – nie reaguje z kwasem solnym
CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + H₂O + CO₂
Al₄C₃ + 12HCl → 4AlCl₃ + 3CH₄
2KMnO₄ + 16HCl → 2MnCl₂ + 8H₂O + 2KCl + 5Cl₂

1294
Odp. A
Kwas siarkowy(VI) nie reaguje z miedzią z wydzieleniem wodoru (miedź leży za wodorem w szeregu napięciowym metali). Z pozostałymi metalami kwas siarkowy reaguje wg równania reakcji:
Me + H₂SO₄ → MeSO₄ + H₂
Największą objętość wodoru można otrzymać z metalu, którego jest najwięcej molowo (n=m/M), a więc o najmniejszej masie atomowej (molowej):
Fe 0,3g/55.9g/mol=0,0054mol
Zn 0,3g/65,4mol=0,0046mnol

1302
Odp. A
Metal z jonami srebra(I) reagował wg równania reakcji:
Me + 2Ag⁺ → Me²⁺ + 2Ag
Zgodnie z równaniem reakcji:
z 1 mola metalu powstaje 2^.107,9g srebra, to
z x moli metalu powstało 21,6g srebra
x=0,1mol
Jeżeli 6,5g metalu to 0,1mol, więc 1 mol metalu waży 65g. Metalem tym jest zatem cynk.

1320
Odp. D
Reaktywność 17 grupy pierwiastków maleje w szeregu: F₂ > Cl₂ > Br₂ > I₂
Zawsze pierwiastek bardziej reaktywny może wyprzeć mniej reaktywny z roztworu jego soli:
I Cl₂ + 2KI → 2KCl + I₂
II Br₂ + 2KI → 2KBr + I₂
III I₂ + KBr → reakcja nie zachodzi
IV Br₂ + KCl → reakcja nie zachodzi
V Cl₂ + 2KBr → 2KCl + Br₂

Reakcje redox

1323
Odp. B
Reakcja jest uzgodniona gdy zachowane jest prawo zachowania masy i prawo zachowania ładunku. W reakcjach jonowych dogodniej jest sprawdzać prawo zachowania ładunku (łatwiej się je liczy):
Reakcja pierwsza: bilans ładunku L=+2; P=+2 – OK.
bilans tlenu: L=6; P=2 czyli X=NO₂; stopień utlenienia azotu +IV
Reakcja druga: bilans ładunku L=+6; P=+6 – OK.
bilans tlenu: L=6; P=4 czyli Y=NO; stopień utlenienia azotu +II
Reakcja trzecia: bilans ładunku L=+9; P=+8 – Z musi mieć ładunek +1
bilans wodoru: L=10; P=6 czyli Z=NH₄⁺; stopień utlenienia azotu -III

1326
Odp. A

1327
Odp. D

1332
Odp. D

1334
Odp. B

1339
Odp. B

1348
Odp. A

1356
Odp. C
By odpowiedzieć na to pytanie wystarczy zastosować prawo zachowania ładunku. Po prawej stronie mamy ładunek -2, więc i po lewej musi być -2. Taki ładunek można uzyskać dopisując 2OH^-:
Cl₂ + 2OH^- → ClO^- + Cl^- + H₂O