Составление окислительно-восстановительных реакций соединений серебра, золота и платины

Задание 391

Серебро не взаимодействует с разбавленной серной кислотой, тогда как в концентрированной оно растворяется. Чем это можно объяснить? Составьте электронные и молекулярные уравнения соответствующей реакции.

Решение:
Серная кислота обладает окислительными свойствами (сходными со свойствами азотной кислоты), если её концентрация превосходит 70%. Только тогда можно говорить о специфических свойствах H₂SO₄, как окислителя. Концентрированная серная кислота, как окислитель восстанавливается активными металлами (от Mg Cr) до H₂S, малоактивными металлами (от Fe до Pb) – до свободной серы, а тяжёлыми, инертными металлами (отSb до Au) – до оксида серы (IV). При содержании H₂SO₄ в растворе менее 70% (разбавленная серная кислота) её поведение описывается в рамках обычных представлений. При взаимодействии разбавленной серной кислоты с металлами, стоящими в электрохимическом ряду напряжений левее водорода, выделяется газообразный водород. С металлами, стоящими в ряду напряжений правее водорода, разбавленная серная кислота не взаимодействует.
В концентрированной серной кислоте элементом-окислителем является атом серы (степень окисления +6), а в разбавленной – водород (степень окисления +1).

Уравнение реакции растворения серебра в концентрированной серной кислоте

Уравнения электронного баланса:

Ионно-молекулярное уравнение:

2Аg⁰  + S⁶⁺ = 2Ag⁺ + S⁴⁺

Молекулярное уравнение реакции:

2Аg + 2H₂SO₄ = Ag₂SO₄ + SO₂ + 2H₂O

В данной реакции серебро увеличивает свою степень окисления от 0 до +1, т. е. проявляет свойства восстановителя, а сера уменьшает свою степень окисления от +6 до +4, т.е. проявляет свойства окислителя.

Задание 401
Какую степень окисления проявляют медь, серебро и золото в соединениях? Какая степень окисления наиболее характерна для каждого из них? Иодид калия восстанавливает ионы меди (II) в соединения меди со степенью окисления +1. Составьте электронные и молекулярные уравнения взаимодействия KI с сульфатом меди.
Решение:
Для меди характерна степень окисления +1 (Cu₂O, CuCl, CuI, Cu₂S) и +2 [CuO,  CuSO₄ ^. 5H₂O, Cu(NO₃)₂ ^. 6H₂O, CuS, Cu₂(OH)₂CO₃]; для серебра: +1 (Ag₂O, AgNO₃, AgCl, AgBr, AgI); для золота: +3 (AuCl₃, H[AuCl₄]). Как элементы 2-й группы медь, серебро и золото имеют по одному электрону на внешнем энергетическом уровне (ns¹), поэтому должны проявлять степень окисления +1. Характерная степень окисления, как у элементов 2-й группы должна быть +2. Для меди наиболее характерна степень окисления +2, для серебра +1, а для золота +3.

Уравнения взаимодействия KI с сульфатом меди

Уравнения электронного баланса:

Ионно-молекулярное уравнение:

2Сu²⁺  +2I^— = Cu⁺ + I₂⁰

Молекулярное уравнение реакции:

CuSO₄ + 2KI   = 2CuI↓ + I₂ + K₂SO₄

Задание 404
Золото растворяется в царской водке и в селеновой кислоте, приобретая при этом высшую степень окисления. Составьте электронные и молекулярные уравнения соответствующих реакций.
Решение:
а) Золото растворяется в «царской водке» с образованием комплекса H[AuCl₄]

Уравнения электронного баланса:

Ионно-молекулярное уравнение:

Au⁰  +N⁵⁺ = Au³⁺ + N²⁺

Молекулярное уравнение реакции:

3Au + 12HCl + 3HNO₃ = 3H[AuCl₄] + 3NO + 6H₂O

б) Золото растворяется в селеновой кислоте с образованием селената золота(III)

Уравнения электронного баланса:

Ионно-молекулярное уравнение:

2Au⁰  + 3Se⁶⁺ = 2Au³⁺ + 3Se⁴⁺

Молекулярное уравнение реакции:

2Au + 6H₂SeO₄  = Au₂(SO₄)₃ + 3SeO₂ + 6H₂O

Задание 428
Составьте электронные и молекулярные уравнения реакций: а) растворения платины в царской водке; б) взаимодействия осмия с фтором. Платина окисляется до степени окисления +4, а осмий — до+8.
Решение:
а) Реакция растворения платины в царской водке

Уравнения электронного баланса:

Ионно-молекулярное уравнение:

3Pt⁰  + 4N⁵⁺  = 3Pt⁴⁺ + 4N²⁺

Молекулярное уравнение реакции:

3Pt  + 4HNO₃ + 18HCl = 3H₂[PtCl₆] + 4NO + 8H₂O;

б) Реакция взаимодействия осмия с фтором:

Уравнения электронного баланса:

Ионно-молекулярное уравнение:

Os⁰  + 4F₂⁰  =  Os⁸⁺ + 8F^–

Молекулярное уравнение реакции:

Os  + 4F₂ = OsF₈.