Номер 14, страница 73 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Тестовые задания к главе 2. Глава 2. Химические реакции - номер 14, страница 73.

Условие.

14. Установите соответствие между схемой окислительно-восстановительной реакции и изменением степени окисления окислителя.

СХЕМА ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНОЙ РЕАКЦИИ

А) $\text{Cu}(\text{NO}_3)_2 \rightarrow \text{CuO} + \text{NO}_2 + \text{O}_2$

Б) $\text{Fe}_2\text{O}_3 + \text{C} \rightarrow \text{Fe} + \text{CO}_2$

В) $\text{Zn} + \text{HNO}_3 \rightarrow \text{Zn}(\text{NO}_3)_2 + \text{NH}_4\text{NO}_3 + \text{H}_2\text{O}$

Г) $\text{KClO}_3 \rightarrow \text{KCl} + \text{O}_2$

ИЗМЕНЕНИЕ СТЕПЕНИ ОКИСЛЕНИЯ ОКИСЛИТЕЛЯ

1) $0 \rightarrow -2$

2) $+3 \rightarrow 0$

3) $+5 \rightarrow -1$

4) $+5 \rightarrow -3$

5) $+5 \rightarrow +4$

Решение.

Решение 2.

Решение

Окислитель в окислительно-восстановительной реакции — это атом, молекула или ион, который принимает электроны, понижая при этом свою степень окисления. Проанализируем каждую схему реакции, чтобы найти изменение степени окисления окислителя.

А) $Cu(NO_3)_2 \rightarrow CuO + NO_2 + O_2$

В этой реакции происходит разложение нитрата меди(II). Определим степени окисления элементов:
- В $Cu(NO_3)_2$: степень окисления меди $Cu$ равна $+2$, кислорода $O$ равна $-2$. Степень окисления азота $N$ рассчитывается из условия электронейтральности нитрат-иона $(NO_3)^-$: $x + 3(-2) = -1 \Rightarrow x = +5$. Итак, $N^{+5}$.
- В продуктах: в $NO_2$ степень окисления азота $N$ равна $+4$, а в $O_2$ степень окисления кислорода $O$ равна $0$.
Азот понижает свою степень окисления с $+5$ до $+4$ ($N^{+5} \rightarrow N^{+4}$), следовательно, он является окислителем. Кислород повышает степень окисления с $-2$ до $0$ ($O^{-2} \rightarrow O^0$) и является восстановителем.
Изменение степени окисления окислителя: $+5 \rightarrow +4$. Это соответствует варианту 5.
Ответ: 5

Б) $Fe_2O_3 + C \rightarrow Fe + CO_2$

В этой реакции оксид железа(III) восстанавливается углеродом. Определим степени окисления:
- В реагентах: в $Fe_2O_3$ степень окисления железа $Fe$ равна $+3$, у углерода $C$ как у простого вещества — $0$.
- В продуктах: у железа $Fe$ как у простого вещества степень окисления $0$, в $CO_2$ у углерода $C$ степень окисления $+4$.
Железо понижает степень окисления с $+3$ до $0$ ($Fe^{+3} \rightarrow Fe^0$), следовательно, оно является окислителем (в составе $Fe_2O_3$). Углерод повышает степень окисления с $0$ до $+4$ ($C^0 \rightarrow C^{+4}$) и является восстановителем.
Изменение степени окисления окислителя: $+3 \rightarrow 0$. Это соответствует варианту 2.
Ответ: 2

В) $Zn + HNO_3 \rightarrow Zn(NO_3)_2 + NH_4NO_3 + H_2O$

В этой реакции цинк взаимодействует с азотной кислотой. Определим степени окисления:
- В реагентах: у цинка $Zn$ как у простого вещества степень окисления $0$. В азотной кислоте $HNO_3$ степень окисления азота $N$ равна $+5$.
- В продуктах: в нитрате цинка $Zn(NO_3)_2$ цинк имеет степень окисления $+2$. В нитрате аммония $NH_4NO_3$ азот присутствует в двух разных степенях окисления: в ионе аммония $(NH_4)^+$ азот имеет степень окисления $-3$, а в нитрат-ионе $(NO_3)^-$ — $+5$.
Цинк повышает степень окисления с $0$ до $+2$ ($Zn^0 \rightarrow Zn^{+2}$) и является восстановителем. Азот из азотной кислоты понижает степень окисления с $+5$ до $-3$ ($N^{+5} \rightarrow N^{-3}$), переходя в ион аммония. Следовательно, азот является окислителем.
Изменение степени окисления окислителя: $+5 \rightarrow -3$. Это соответствует варианту 4.
Ответ: 4

Г) $KClO_3 \rightarrow KCl + O_2$

В этой реакции происходит разложение хлората калия (бертолетовой соли). Определим степени окисления:
- В $KClO_3$: степень окисления калия $K$ равна $+1$, кислорода $O$ равна $-2$. Степень окисления хлора $Cl$ рассчитывается так: $+1 + x + 3(-2) = 0 \Rightarrow x = +5$.
- В продуктах: в $KCl$ степень окисления хлора $Cl$ равна $-1$. В $O_2$ степень окисления кислорода $O$ равна $0$.
Хлор понижает свою степень окисления с $+5$ до $-1$ ($Cl^{+5} \rightarrow Cl^{-1}$), следовательно, он является окислителем. Кислород повышает степень окисления с $-2$ до $0$ ($O^{-2} \rightarrow O^0$) и является восстановителем.
Изменение степени окисления окислителя: $+5 \rightarrow -1$. Это соответствует варианту 3.
Ответ: 3