Harjutusi redoksreaktsioonidest ja elektrokeemiast
Õpitust jääb meile meelde
ainult see, mida me praktiliselt
kasutame või harjutame.
(J. W. Goethe )
Redoksreaktsioonid 1. Reasta järgmised ained lämmastiku aatomite oksüdatsiooniastmete kasvu järjekorras.
a) NH4Cl b) NO c) NaNO2 d) NO2 e) Al(NO3)3 f) N2O g) N2
..........................................................................................................................................
2. Ühenda õiged paarid. Selleks määra kaldkirjas olevate elementide aatomite
oksüdatsiooniaste.
Oksüdatsiooniaste
III
a)
CO 2-
3
VI
b)
PO 3-
4
-III
c)
NH +
4 V
d)
SO 2-
4
IV
II
1
3. Lõpeta redoksreaktsioonide mõistekaart.
Redoksreaktsioonid osaleb
osalevad osaleb
alati koos
reaktsiooni reaktsiooni
oksüdeerub käigus käigus
on element, on element,
mis mis
loovutab elektrone tulemuseks tulemuseks
oksüdatsiooniaste kahaneb 4. Otsusta, milline lause on õige (kirjuta kasti „+”), milline väär (kirjuta kasti „-”).
a)
Redoksreaktsioon on
reaktsioon , mille käigus muutub elementide
oksüdatsiooniaste.
b) Redoksreaktsioonis ei pea alati oksüdeerumine ja redutseerumine toimuma
koos.
c) Redoksreaktsioonis redutseerija loovutab elektrone, mille tulemusena tema
oksüdatsiooniaste kasvab.
d) Redoksreaktsioonis oksüdeerija liidab elektrone, mille tulemusena tema
oksüdatsiooniaste kahaneb.
e) Kui elemendi oksüdatsiooniaste kahaneb, siis element oksüdeerub.
f) Kui elemendi oksüdatsiooniaste kasvab, siis element redutseerub.
2
5. A-osa
Millised alljärgnevate elementide
aatomid käituvad redoksreaktsioonis tavaliselt
redutseerijana, millised oksüdeerijana?
Valik: Ca; He; O; Li; Ne; F; Na
Redutseerijana käituvad: .................................
Oksüdeerijana käituvad: ..................................
B-osa
Toetudes A-osas tehtud valikutele, täida järgnevad lüngad.
Tüüpilised redutseerijad on .................... . Keemilistes reaktsioonides .................... nad
välisel elektronkihil paiknevad elektronid. Selle tulemusena tekivad neist ....................
laenguga
ioonid . Levinumad oksüdeerijad on .................... ja ..................... . Vastupidiselt
metallidele .................... nad keemilistes reaktsioonides elektrone. Selle tulemusena
tekivad neist .................... laenguga ioonid.
6. Määra elementide oksüdatsiooniaste ning kirjuta välja elektronvõrrandid nende
elementide kohta, mille oksüdatsiooniaste muutus. Leia oksüdeerija ja redutseerija.
a) 2Na + Br2 → 2NaBr
Elektronvõrrandid: .................................... ; .................................. Oksüdeerijaks on: ..................... Redutseerijaks on: .................... b) C + 2KNO3 → CO2 + 2KNO2
Elektronvõrrandid: ................................... ; ................................... Oksüdeerijaks on: .................... Redutseerijaks on: ................... 3
c) 3PbS + 8HNO3 → 3PbSO4 + 8NO + 4H2O
Elektronvõrrandid: ................................... ; ................................... Oksüdeerijaks on: .................... Redutseerijaks on: ................... d) Cu + 2H2SO4 → CuSO4 + SO2 + 2H2O
Elektronvõrrandid: ................................... ; ................................... Oksüdeerijaks on: .................... Redutseerijaks on: ................... 7. Missugused järgmistest reaktsioonidest on redoksreaktsioonid (kirjuta kasti „+”),
missugused aga ei ole (kirjuta kasti „-”).
a) 2KClO3 → 2KCl + 3O2 d) Ca + 2H2O → Ca(OH)2 + H2
b) CuO + 2HNO
→ FeSO
3 → Cu(NO3)2 + H2O e) Fe + CuSO4
4 + Cu
c) NH3 +
HNO3 → NH4NO3 f) Ca(
HCO3 )2 → CaCO3 + CO2 + H2O
8. Kirjuta kas sõnade või sümbolitega.
a) vesinikiooni redutseerumine vesiniku aatomiks .........................................................
b) Fe0 - 2ē → Fe2+ ...........................................................................................................
c) naatriumi aatomi oksüdeerumine naatriumiooniks .....................................................
d) Fe3+ + 1ē → Fe2+ .........................................................................................................
e) plii(II)iooni oksüdeerumine plii(IV)
iooniks …………………………………………
f) Cu2+ + 1ē → Cu+ ……………………………………………………………………..
4
9. Märgi lünka, mitu elektroni elemendi
aatom liidab (+ ....ē) või
loovutab (- ....ē) järgmiste oksüdatsiooniastmete muutuse korral. Otsusta, kas toimub
oksüdeerumine (märgi lünka O) või
redutseerumine (märgi lünka R). V -I 0 -III
a) Cl → Cl ………. ; ………. b) N → N ………. ; ……….
VI III -II IV
c) Cr → Cr ………. ; ………. d) S → S ……….. ; ………..
10. Tõmba joon alla kolmele valemile, milles sisalduv väävli aatom võib keemilistes
reaktsioonides käituda nii oksüdeerijana kui ka redutseerijana.
a) H2SO4 b) NaHSO3 c) SO3 d) SO2 e) FeS f) H2SO3 g) NaHS
11. Millised järgmised ioonid saavad redoksreaktsioonis ainult oksüdeeruda (elektrone
loovutada), millised ainult redutseeruda (elektrone liita), millised aga nii oksüdeeruda kui
ka redutseeruda (nii loovutada kui ka liita elektrone)?
Valik: S2-; Cu2+; NO -
3-
2 ; P
Oksüdeeruvad: ....................................... Redutseeruvad: ...................................... Nii oksüdeeruvad kui ka redutseeruvad: ....................................... 12. Otsusta, kas tuleb valida oksüdeerija või redutseerija, et toimuksid järgmised
üleminekud.
a) HNO
3 + ...... → NH4
Tuleb valida ................, sest ...................................................................................... .
b) SO 2-
4
+ ...... → S2-
Tuleb valida ................, sest ..................................................................................... .
5
c)
HCHO + ...... → HCOOH
Tuleb valida ................, sest ...................................................................................... .
13. Näita noolekestega, millises suunas toimub a) lämmastiku ja b) väävli aatomite
redutseerumine (elektronide liitmine).
a) NO –
2-
3 NO NH3 b) SO4
S S2-
(
noole koht) (noole koht) (noole koht) (noole koht)
14. Lähtudes redoksreaktsioonide toimumise põhimõttest, leia, mis on ühist kahel
järgmisel reaktsioonivõrrandil.
-I
a) 2H
→ HCl + HClO
2O2 → 2H2O + O2 b) Cl2 + H2O
Kaks reaktsioonivõrrandit on sarnased, sest ....................................................................
........................................................................................................................................ .
15. Millal on tegemist redoksreaktsiooniga? Tõmba redoksreaktsiooni tähistavale tähele
ring ümber.
a) bensiini põlemine d)
hingamine b) vee
aurustumine e) lämmastikoksiidi tekkimine äikese ajal
c) metalli tootmine
maagist f) rasva riknemine
16. Too näiteid redoksreaktsioonide esinemise kohta järgmistes valdkondades.
Argielus Looduses
*.................................................. *..............................................
*.................................................. *..............................................
*.................................................. *..............................................
6
Keemiline ja elektrokeemiline korrosioon 17. Kirjuta lünka sobiv sõna õiges käändes. Sõnade valiku leiad ülesande lõpust.
Metallide korrosioon on ……………., mida iseloomustavad järgmised tunnused: metalli
aatom ……………. ümbritseva keskkonna toimel oma
valentselektronid , muutudes
……………. laenguga iooniks. Seega korrosioonil
metall ……………. . Korrosiooni
põhjustab metallide üleminek ……………. seisundisse.
Korrosioonil on kaks
alaliiki : ……………. ja ……………. korrosioon. Metallide otsest
reageerimist ümbritsevas keskkonnas oleva oksüdeerijaga nimetatakse …………….
korrosiooniks . Elektrolüüdilahusega kokkupuutel toimub metalli …………….
korrosioon, mis koosneb kahest osareaktsioonist: metalli ……………. ning vabanenud
elektronide sidumisest ……………. poolt. Neutraalses keskkonnas on oksüdeerijaks
……………. . Happelises keskkonnas on aga põhiliseks oksüdeerijaks ……………. .
Sõnade valik: oksüdeerija, õhuhapnik, vesinikioonid, redoksreaktsioon, energiavaene, oksüdeerub (2x), keemiline (2x), loovutab, elektrokeemiline (2x), liidab, positiivne, energiarikas, redutseerija. 18. Millised järgmised väited iseloomustavad joonisel 1 kujutatud elektrokeemilist
korrosiooni. Kirjuta iga õige väite ees olevasse kasti „+” ning iga vale väite ees olevasse
kasti „-”.
O2 a) Raua aatomid oksüdeeruvad ning
vesinikioonid redutseeruvad.
H2O
Zn2+ Zn2+
b) Tsingi aatomid oksüdeeruvad ja õhuhapnik
Tsink redutseerub.
ē ē
c) Tsink kaitseb rauda korrosiooni eest ka
siis, kui kaitsekiht on vigastatud.
Raud Joonis 1 d) Raud ei ole korrosiooni eest kaitstud.
19. Milline metall korrodeerub elektrokeemilise korrosiooni tingimuses, kui metalli
kaitsekiht on rikutud.
7
Korrodeerub
a) vasetatud
raudplekk …………….
b) hõbetatud vaskese …………….
c)
kullatud hõbesõrmus …………….
d) kroomitud raudplekk …………….
Selgita, millele tuginedes Sa tegid oma valiku.
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
20. Happelises lahuses on raudplaat
kontaktis mingi teise metalliga (vaata joonis 2 ja 3).
Kumb kahest metallist korrodeerub? Kirjuta toimuvate oksüdeerumis-
ja
redutseerumisreaktsioonide võrrandid.
Fe C
Ku
or rodeerub ……………. Oksüdeerumisreaktsiooni võrrand …………………….. Redutseerumisreaktsiooni võrrand ……………………. Joonis 2
Korrodeerub ……………. Ni Mg
Oksüdeerumisreaktsiooni võrrand …………………….. Redutseerumisreaktsiooni võrrand …………………….
Joonis 3
21. Leia
veerg nendest teguritest, mis soodustavad raua korrosiooni.
8
Temperatuuri tõstmine
Raua
katmine värvikihiga
Raua kontakt
vooluallika positiivse
poolusega
Happeline keskkond
Elektrolüüdilahusele
Temperatuuri
inhibiitori lisamine
alandamine Raua kontakt
Kloriidioonide esinemine
Raua kontakt
vasktraadiga
elektrolüüdilahuses
alumiiniumtraadiga
22. Too kolm näidet korrosioonist argielus.
* …………………………………
*…………………………………
*…………………………………
Elektrolüüs 23. Vali loetelust õige vastus.
Elektrolüüs on ……………………………………………………………………… .
Vastused:
a)
redoksprotsess , mille käigus aine hävib ümbritseva keskkonna toimel
b) redoksprotsess, mille käigus aine laguneb alalisvoolu toimel
c) redoksprotsess, mida kasutatakse
elektrienergia tootmiseks
24. Ühenda õiged paarid.
- negatiivset laengut
kandev aatom või aatomite rühm
Katood on -
elektrood , kus toimub redutseerumine
Anood on -
positiivset laengut kandev aatom või aatomite rühm
- elektrood, kus toimub oksüdeerumine
9
25. Millised järgmistest väidetest on tõesed (kirjuta kasti „+”), millised väärad (kirjuta
kasti „-”). Vale väite korral paranda viga.
a) Elektrolüüsiprotsessis muudetakse keemilise reaktsiooni energia vahetult
elektrienergiaks.
…………………………………………………………………………………………..
b) Elektrolüüsi korral antakse laeng elektroodidele alalisvooluallikast.
…………………………………………………………………………………………..
c) Elektrolüüsi korral on katood negatiivse laenguga ning anood positiivse
laenguga elektrood.
…………………………………………………………………………………………..
d) Elektrolüüsiprotsessi korral liiguvad elektrolüüdi lahuses olevad katioonid
elektriliste jõudude toimel anoodi ning
anioonid katoodi suunas.
…………………………………………………………………………………………..
26. Vaata joonist 4 ning kirjuta lünka elektronvõrrand või sobiv sõna õiges käändes
. Sõnade valik on järgmine: katood, anood, liidab, loovutab, elektrolüüs, korrosioon, oksüdeerumine, redutseerumine, vask, vesinik , kloor . K(-) A( +)
Cl2
2+
Cu ° °
Cu Cl ° °
Cl °
Cu2+ Cl-
Cl-
Joonis 4
Joonisel on kujutatud sulatatud vask(II)kloriidi ……………. . Elektriliste jõudude toimel
liiguvad katioonid ……………. ning anioonid ……………. suunas.
Katoodil toimub
……………. , mille käigus Cu2+-ioonid ……………. elektrone. Vastav elektronvõrrand
on järgmine: ……………………. .
Anoodil toimub seevastu …………….. , mille käigus
10
Cl--ioonid ……………. elektrone. Vastav elektronvõrrand on järgmine
…………………….. . Sulatatud vask(II)kloriidi elektrolüüsil on võimalik saada kahte
lihtainet: ……………. ja ……………. .
27. Tee joonis, millel oleks kujutatud
sulatatud NaCl elektrolüüs. Selleks märgi
joonisele
a) katood ja anood (õigete laengu märkidega); b) ioonide liikumise suund elektrolüüdilahuses; c) kirjuta anoodil ja katoodil toimuvate oksüdeerumis- ja redutseerumi- reaktsioonide võrrandid. Katoodil : …………………………..
Anoodil: …………………………….
Joonis 5. Sulatatud NaCl elektrolüüs
28. Tõmba õigele vastusele ring ümber.
Naatriumkloriidi vesilahuse elektrolüüsil on võimalik toota järgmisi aineid:
a) naatriumit ja kloori;
b) naatriumit ja vesinikku;
c) kloori ja vesinikku;
d) naatriumhüdroksiidi, kloori ja vesinikku.
29. Peale vee lagundamist elektrivoolu toimel koguti eraldunud gaasid, hapnik ja vesinik,
ühte nõusse. Milline allolevatest skeemidest kirjeldab ühte väikest osa kogutud gaaside
segust (tõmba vastavale tähele ring ümber). Pööra tähelepanu reaktsioonil tekkinud
gaaside mahuvahekorrale.
11
Tähised: - vesiniku aatom - hapniku aatom
A B
C D 30. Leia ruudustikust kaheksa erinevat ainet, mille saamiseks kasutatakse
elektrolüüsiprotsessi.
A L U M I
I
N I
U M
B I
K A N M A V H U a) ……………. e) …………….
E I
I
N B V A S K I
b) ……………. f) …………….
V T N G G A T K J L
c) ……………. g) …………….
L I
I
A S I
R L R A d) ……………. h) …………….
R U S A M O I
O U A
K M E P F L U O R K
S F V G P T M R Ä N
Keemiline vooluallikas 31. Võrdle keemilise vooluallika ja elektrolüüsiprotsessi tööpõhimõtet. Kirjuta kaks
erinevust ja üks sarnasus.
12
Keemiline vooluallikas Sarnasus Elektrolüüsiprotsess *………………………….. *………………………….. *…………………………..
…………………………… …………………………… ……………………………
*.…………………………. …………………………… *…………………………..
……………………………
……………………………
32. Joonistel 6-9 on kujutatud neli
keemilist vooluallikat. Otsusta, millised
elektroodid on
anoodiks (kirjuta vastava sümboli juures olevasse kasti A), millised katoodiks (kirjuta
vastava sümboli juures olevasse kasti K).
Zn Cr
Al Fe
Joonis 6 Joonis 7
Cu Al
Ni Al
Joonis 8 Joonis 9
13
Selgita, mille põhjal Sa otsustasid, milline element on keemilises vooluallikas anoodiks
ning milline katoodiks.
………………………………………………………………………………………………
…...
33. Vaata joonist 10, kus on kujutatud vask-tsinkelement ja vasta järgmistele küsimustele.
a) Märgi joonisel olevatesse kastidesse
A
katood (K) ja anood (A) õigete laengu
märkidega.
Cu Zn
Na+ NO -
3
b) Näita joonisel noolega elektronide
liikumise suund.
c)
Soolasild täideti NaNO3 lahusega.
Näita noolega katioonide ja
anioonide 2+
liikumise suund soolasillas.
Cu2+ Zn
CuSO4 ZnSO4
Joonis 10
d) Millise elektroodi (tsingi või vase) mass reaktsiooni käigus suureneb, millise oma aga
väheneb? Miks?
………………………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………………………….
e)
Missugust ülesannet täidab vask-tsinkelemendi juures soolasild?
………………………………………………………………………………………….
*f) Kirjuta katoodil ja anoodil toimuvate oksüdeerumis- ja redutseerumisreaktsioonide
võrrandid.
Katoodil: …………………………. Anoodil: ………………………….. 14
34. Vaata joonist 10 ja vali loetelust õige vastus.
Vask-tsinkelement lõpetab töö siis, kui ……………………………………………… .
Vastused: a) lahusest on otsa saanud Zn2+-ioonid ning
vaskelektrood on ära kulunud
b) lahusest on otsa saanud Cu2+-ioonid ning tsinkelektrood on ära kulunud
c) lahusest on otsa saanud nii Cu2+-ioonid kui ka Zn2+-ioonid
35. Leia jooniselt 11 kolm viga.
ē ē
Vead on järgmised: A
A
K
ē ē
(+) (–)
a) .……………………………….
Fe ē Sn
ē ē
b) ………………………………..
ē ē
c) ………………………………..
2+
Fe2+ Sn
FeSO4 SnSO4
Joonis 11
36. Moodusta järgmistest tähekombinatsioonidest kolme keemilise vooluallika
nimetused. Allesjäänud tähtedest saad ühe inglise teadlase
perekonnanime , kes töötas
esimesena välja vask-tsinkelemendi põhimõtte.
AU REI ELL VESI TO ELE DA NIK PATA HAP MENT NIK AKU NI
Kolme keemilise vooluallika nimetused on: a) ………………………………
b) ………………………………
c) ………………………………
Vask-tsinkelemendi põhimõtte töötas esimesena välja ……………………… .
15
Kokkuvõte
37. Lahenda ristsõna. Võtmesõnaks on ühe reaktsioonitüübi nimetus.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
1. Protsess, mille käigus elemendi aatomi oksüdatsiooniaste kahaneb.
2. Tüüpilised redutseerijad.
3. Ioonid erinevad vastava elemendi aatomitest ……………. arvu poolest.
4. ……………. on element, mis liidab elektrone.
5. Li0 - 1ē → Li+,
liitiumi aatom ……………. liitiumiooniks.
6. Keemiline element, mis võib käituda nii oksüdeerijana kui ka redutseerijana.
7. Aine, mille saamiseks kasutatakse elektrolüüsiprotsessi.
8. Korrosiooni kiirust soodustav tegur.
9. „Oxygenium” ehk ……………. .
10. Elektrood, millel toimub redutseerumine.
11. Korduvlaetav keemiline vooluallikas.
12. Protsess, mille käigus aine laguneb elektrivoolu toimel.
13. Laenguga aatom.
16
14. Looduses toimuv redoksreaktsioon.
15. Negatiivse laenguga
ioon .
16.
Korrosioonikaitse võimalus.
17
50 punkti
Autor soovib selle materjali allalaadimise eest saada 50 punkti.
~ 17 lehte
Lehekülgede arv dokumendis
2012-11-08
Kuupäev, millal dokument üles laeti
31 laadimist
Kokku alla laetud
0 arvamust
Teiste kasutajate poolt lisatud kommentaarid
CSANDRAC
Õppematerjali autor
annaabi.ee 
Kõik kommentaarid