Номер 14, страница 195 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 40. Соединения хрома. Зависимость кислотно-основных и окислительно-восстановительных свойств от степени окисления металла. Глава 4. Металлы побочных подгрупп - номер 14, страница 195.

Условие.

14. Составьте формулы следующих веществ и определите степени окисления элементов: сульфат хрома(II), оксид хрома(VI), дихромат кальция, хромат кальция, хромит кальция, сульфат хрома(III), хлорид гексааквахрома(III).

Решение.

Решение 2.

Решение:

Сульфат хрома(II). В названии указана валентность (и степень окисления) хрома, равная II. Катион хрома имеет заряд +2 ($Cr^{2+}$). Сульфат-ион — это кислотный остаток серной кислоты ($H_2SO_4$), его формула $SO_4^{2-}$. Так как заряды катиона и аниона равны по модулю, формула соли будет $CrSO_4$.
Определим степени окисления элементов. У хрома она +2. У кислорода в солях степень окисления, как правило, -2. Сумма степеней окисления всех атомов в молекуле равна нулю. Пусть степень окисления серы $x$.
$(+2) + x + 4 \cdot (-2) = 0$
$x + 2 - 8 = 0$
$x = +6$
Степени окисления: $Cr(+2)$, $S(+6)$, $O(-2)$.
Ответ: Формула: $CrSO_4$. Степени окисления: $Cr^{+2}S^{+6}O_4^{-2}$.

Оксид хрома(VI). В названии указана валентность (и степень окисления) хрома, равная VI, т.е. +6. Кислород в оксидах имеет степень окисления -2. Молекула электронейтральна, поэтому для составления формулы найдем наименьшее общее кратное для 6 и 2 — это 6. $6/6=1$ (атом хрома), $6/2=3$ (атома кислорода). Формула оксида: $CrO_3$.
Степени окисления: $Cr(+6)$, $O(-2)$.
Проверка: $(+6) + 3 \cdot (-2) = 6 - 6 = 0$.
Ответ: Формула: $CrO_3$. Степени окисления: $Cr^{+6}O_3^{-2}$.

Дихромат кальция. Кальций ($Ca$) — щелочноземельный металл, его степень окисления в соединениях постоянна и равна +2. Дихромат-ион — это анион $Cr_2O_7^{2-}$. Так как заряды катиона ($Ca^{2+}$) и аниона равны по модулю, формула соли будет $CaCr_2O_7$.
Определим степени окисления. $Ca(+2)$, $O(-2)$. Пусть степень окисления хрома $x$.
$(+2) + 2x + 7 \cdot (-2) = 0$
$2x + 2 - 14 = 0$
$2x = 12$
$x = +6$
Степени окисления: $Ca(+2)$, $Cr(+6)$, $O(-2)$.
Ответ: Формула: $CaCr_2O_7$. Степени окисления: $Ca^{+2}Cr_2^{+6}O_7^{-2}$.

Хромат кальция. Катион кальция $Ca^{2+}$. Хромат-ион — это анион $CrO_4^{2-}$. Заряды ионов равны по модулю, поэтому формула соли $CaCrO_4$.
Определим степени окисления. $Ca(+2)$, $O(-2)$. Пусть степень окисления хрома $x$.
$(+2) + x + 4 \cdot (-2) = 0$
$x + 2 - 8 = 0$
$x = +6$
Степени окисления: $Ca(+2)$, $Cr(+6)$, $O(-2)$.
Ответ: Формула: $CaCrO_4$. Степени окисления: $Ca^{+2}Cr^{+6}O_4^{-2}$.

Хромит кальция. Катион кальция $Ca^{2+}$. Хромит-ион соответствует хрому в степени окисления +3 и имеет формулу $CrO_2^{-}$. Для компенсации заряда катиона кальция необходимо два хромит-аниона. Формула соли $Ca(CrO_2)_2$ или в виде простого оксида $CaCr_2O_4$.
Определим степени окисления. $Ca(+2)$, $O(-2)$. Пусть степень окисления хрома $x$.
$(+2) + 2x + 4 \cdot (-2) = 0$
$2x + 2 - 8 = 0$
$2x = 6$
$x = +3$
Степени окисления: $Ca(+2)$, $Cr(+3)$, $O(-2)$.
Ответ: Формула: $Ca(CrO_2)_2$. Степени окисления: $Ca^{+2}(Cr^{+3}O_2^{-2})_2$.

Сульфат хрома(III). В названии указана степень окисления хрома +3. Катион хрома $Cr^{3+}$. Сульфат-ион $SO_4^{2-}$. Для составления формулы найдем наименьшее общее кратное для зарядов 3 и 2 — это 6. $6/3=2$ (катиона хрома), $6/2=3$ (сульфат-иона). Формула соли: $Cr_2(SO_4)_3$.
Определим степени окисления. $Cr(+3)$, $O(-2)$, $S(+6)$ (как в сульфате хрома(II)).
Проверка: $2 \cdot (+3) + 3 \cdot [(+6) + 4 \cdot (-2)] = 6 + 3 \cdot (-2) = 6 - 6 = 0$.
Степени окисления: $Cr(+3)$, $S(+6)$, $O(-2)$.
Ответ: Формула: $Cr_2(SO_4)_3$. Степени окисления: $Cr_2^{+3}(S^{+6}O_4^{-2})_3$.

Хлорид гексааквахрома(III). Это комплексное соединение. Центральный атом — хром ($Cr$) со степенью окисления +3. Лиганды — шесть (гекса) молекул воды ($H_2O$), которые являются нейтральными. Заряд комплексного иона: $(+3) + 6 \cdot 0 = +3$. Формула комплексного катиона: $[Cr(H_2O)_6]^{3+}$. Внешнесферный анион — хлорид $Cl^{-}$. Для нейтрализации заряда комплексного катиона требуется три хлорид-иона. Формула соединения: $[Cr(H_2O)_6]Cl_3$.
Определим степени окисления элементов. $Cr(+3)$, хлор в хлоридах $Cl(-1)$. В молекуле воды $H(+1)$, $O(-2)$.
Степени окисления: $Cr(+3)$, $H(+1)$, $O(-2)$, $Cl(-1)$.
Ответ: Формула: $[Cr(H_2O)_6]Cl_3$. Степени окисления: в комплексном ионе $[Cr^{+3}(H_2^{+1}O^{-2})_6]^{3+}$, анион $Cl^{-1}$.