Номер 4, страница 70 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 10. Окислительно-восстановительные реакции. Электролиз. Глава 2. Химические реакции - номер 4, страница 70.

Условие.

4. Какие вещества являются типичными восстановителями, типичными окислителями? Приведите примеры двух реакций между типичными окислителями и типичными восстановителями.

Решение.

Решение 2.

Типичные восстановители — это вещества, атомы или ионы которых способны отдавать электроны в ходе химической реакции, при этом повышая свою степень окисления. Восстановители в ходе реакции окисляются. К ним относятся:

• Простые вещества — активные металлы (особенно щелочные и щелочноземельные: $Na$, $K$, $Ca$, $Mg$, а также $Al$, $Zn$, $Fe$).
• Простые вещества — некоторые неметаллы (водород $H_2$, углерод $C$).
• Сложные вещества, в которых элемент находится в низшей или промежуточной отрицательной/положительной степени окисления (например, сероводород $H_2\overset{-2}{S}$, иодоводород $H\overset{-1}{I}$, оксид углерода(II) $\overset{+2}{C}O$, сульфиты, например, $Na_2\overset{+4}{S}O_3$).

Типичные окислители — это вещества, атомы или ионы которых способны принимать электроны, при этом понижая свою степень окисления. Окислители в ходе реакции восстанавливаются. К ним относятся:

• Простые вещества — наиболее электроотрицательные неметаллы (галогены $F_2$, $Cl_2$, $Br_2$, а также кислород $O_2$ и озон $O_3$).
• Сложные вещества, в которых элемент находится в высшей степени окисления (например, перманганат калия $K\overset{+7}{Mn}O_4$, дихромат калия $K_2\overset{+6}{Cr}_2O_7$, азотная кислота $H\overset{+5}{N}O_3$, концентрированная серная кислота $H_2\overset{+6}{S}O_4$).
• Ионы некоторых металлов (например, $Cu^{2+}$, $Ag^{+}$, $Fe^{3+}$).

Примеры реакций между типичными окислителями и восстановителями:

1. Взаимодействие цинка с раствором сульфата меди(II)
В этой реакции цинк, как активный металл, является типичным восстановителем, а ион меди(II), как ион менее активного металла, — типичным окислителем.
Уравнение реакции, где указаны степени окисления изменяющихся элементов:
$\overset{0}{Zn} + \overset{+2}{Cu}SO_4 \rightarrow \overset{+2}{Zn}SO_4 + \overset{0}{Cu}$
Цинк отдает два электрона, повышая свою степень окисления (окисляется):
$Zn^0 - 2e^- \rightarrow Zn^{2+}$ (процесс окисления)
Ион меди(II) принимает два электрона, понижая свою степень окисления (восстанавливается):
$Cu^{2+} + 2e^- \rightarrow Cu^0$ (процесс восстановления)
Ответ: В реакции $Zn + CuSO_4 \rightarrow ZnSO_4 + Cu$ восстановителем является цинк ($Zn$), а окислителем — сульфат меди(II) ($CuSO_4$) за счет иона $Cu^{2+}$.

2. Взаимодействие хлора с сероводородом
Хлор, как электроотрицательный неметалл, является типичным окислителем. Сероводород, в котором сера находится в низшей степени окисления (-2), является типичным восстановителем.
Уравнение реакции с указанием степеней окисления:
$\overset{0}{Cl}_2 + H_2\overset{-2}{S} \rightarrow \overset{0}{S} \downarrow + 2H\overset{-1}{Cl}$
Сера отдает два электрона, повышая свою степень окисления (окисляется):
$S^{-2} - 2e^- \rightarrow S^0$ (процесс окисления)
Молекула хлора принимает два электрона, понижая степень окисления (восстанавливается):
$Cl_2^0 + 2e^- \rightarrow 2Cl^{-}$ (процесс восстановления)
Ответ: В реакции $Cl_2 + H_2S \rightarrow S + 2HCl$ восстановителем является сероводород ($H_2S$), а окислителем — хлор ($Cl_2$).