Номер 5, страница 55 - гдз по химии 11 класс рабочая тетрадь Габриелян, Сладков

Часть I. Окислительно-восстановительные реакции (ОВР). Глава II. Химические реакции - номер 5, страница 55.

Условие.

5. Дополните таблицу, поставив степени окисления химических элементов.

Примеры типичных окислителей

Окислители: Электрический ток на аноде

Химические элементы: —

Формулы веществ: —

Окислители: Галогены в высших положительных степенях окисления

Химические элементы: $Cl^{}$, $Br^{}$, $I^{}$

Формулы веществ: $HClO_4$, $HBrO_4$, $HIO_4$

Окислители: Галогены в промежуточных положительных степенях окисления

Химические элементы: $Cl^{}$, $Br^{}$, $I^{}$

Формулы веществ: $HClO$, $KClO_3$, $NaBrO_3$

Окислители: Халькогены и другие неметаллы в положительных степенях окисления

Химические элементы: $S^{}$, $S^{}$, $N^{}$

Формулы веществ: $H_2SO_4$, $SO_2$, $HNO_3$

Окислители: Неметаллы — простые вещества (нулевая степень окисления)

Химические элементы: $F^{}$, $Cl^{}$, $O^{}$, $O^{}$, $S^{}$, $Br^{}$

Формулы веществ: $F_2$, $Cl_2$, $O_3$, $O_2$, $S$, $Br_2$

Окислители: Неметаллы в промежуточных отрицательных степенях окисления

Химические элементы: $O^{}$, $O^{}$, $N^{}$

Формулы веществ: $H_2O_2$, $BaO_2$, $N_2H_4$

Окислители: Металлы в высших положительных степенях окисления

Химические элементы: $Mn^{}$, $Cr^{}$, $Sn^{}$

Формулы веществ: $KMnO_4$, $K_2CrO_4$, $H_2Cr_2O_7$, $SnCl_4$

Окислители: Металлы в промежуточных положительных степенях окисления

Химические элементы: $Fe^{}$, $Cu^{}$, $Sn^{}$

Формулы веществ: $FeCl_2$, $Cu_2Cl_2$, $SnSO_4$

Решение.

Решение 2.

Галогены в высших положительных степенях окисления

Дано:

Соединения: $HClO_4, HBrO_4, HIO_4$.

Элементы для определения степени окисления: $Cl, Br, I$.

Степени окисления известных элементов: $H$ (+1), $O$ (-2).

Найти:

Высшие положительные степени окисления $Cl, Br, I$ в указанных соединениях.

Решение:

Сумма степеней окисления всех атомов в нейтральной молекуле равна нулю. Обозначим искомую степень окисления галогена как $x$.

Для хлора в хлорной кислоте $HClO_4$:
$(+1) + x + 4 \cdot (-2) = 0$
$1 + x - 8 = 0$
$x = +7$

Аналогично для брома в бромной кислоте $HBrO_4$ и иода в иодной кислоте $HIO_4$ степени окисления равны +7.

Ответ: $Cl^{+7}, Br^{+7}, I^{+7}$

Галогены в промежуточных положительных степенях окисления

Дано:

Соединения: $HClO, KClO_3, NaBrO_3$.

Элементы для определения степени окисления: $Cl, Br, I$.

Степени окисления известных элементов: $H$ (+1), $K$ (+1), $Na$ (+1), $O$ (-2).

Найти:

Промежуточные положительные степени окисления $Cl, Br, I$.

Решение:

Определим степени окисления (с.о.) указанных галогенов в приведенных соединениях. Сумма с.о. в молекуле равна 0.

Для хлора в хлорноватистой кислоте $HClO$ (первый пример в списке):
$(+1) + \text{с.о.}(Cl) + (-2) = 0 \implies \text{с.о.}(Cl) = +1$.

Для брома в бромате натрия $NaBrO_3$ (третий пример в списке):
$(+1) + \text{с.о.}(Br) + 3 \cdot (-2) = 0 \implies \text{с.о.}(Br) = +5$.

Для иода соединение в списке отсутствует. Промежуточные положительные степени окисления для галогенов (кроме фтора) это +1, +3, +5. По аналогии с бромом в $NaBrO_3$ (с.о. +5) и хлором в $KClO_3$ (с.о. +5), можно предположить, что для иода имеется в виду степень окисления +5, характерная, например, для иодатов ($KIO_3$).

Ответ: $Cl^{+1}, Br^{+5}, I^{+5}$

Халькогены и другие неметаллы в положительных степенях окисления

Дано:

Соединения: $H_2SO_4, SO_2, HNO_3$.

Элементы для определения степени окисления: $S, S, N$.

Степени окисления известных элементов: $H$ (+1), $O$ (-2).

Найти:

Степени окисления $S$ и $N$ в указанных соединениях.

Решение:

Для серы в серной кислоте $H_2SO_4$:
$2 \cdot (+1) + \text{с.о.}(S) + 4 \cdot (-2) = 0 \implies 2 + \text{с.о.}(S) - 8 = 0 \implies \text{с.о.}(S) = +6$.

Для серы в диоксиде серы $SO_2$:
$\text{с.о.}(S) + 2 \cdot (-2) = 0 \implies \text{с.о.}(S) = +4$.

Для азота в азотной кислоте $HNO_3$:
$(+1) + \text{с.о.}(N) + 3 \cdot (-2) = 0 \implies 1 + \text{с.о.}(N) - 6 = 0 \implies \text{с.о.}(N) = +5$.

Ответ: $S^{+6}, S^{+4}, N^{+5}$

Неметаллы — простые вещества (нулевая степень окисления)

Дано:

Простые вещества: $F_2, Cl_2, O_3, O_2, S, Br_2$.

Найти:

Степени окисления элементов в данных простых веществах.

Решение:

Согласно правилам определения степеней окисления, степень окисления любого химического элемента в виде простого вещества равна нулю.

Ответ: $F^{0}, Cl^{0}, O^{0}, O^{0}, S^{0}, Br^{0}$

Неметаллы в промежуточных отрицательных степенях окисления

Дано:

Соединения: $H_2O_2, BaO_2, N_2H_4$.

Элементы для определения степени окисления: $O, O, N$.

Степени окисления известных элементов: $H$ (+1), $Ba$ (+2).

Найти:

Степени окисления $O$ и $N$ в указанных соединениях.

Решение:

Для кислорода в пероксиде водорода $H_2O_2$:
$2 \cdot (+1) + 2 \cdot \text{с.о.}(O) = 0 \implies 2 + 2 \cdot \text{с.о.}(O) = 0 \implies \text{с.о.}(O) = -1$.

Для кислорода в пероксиде бария $BaO_2$:
$(+2) + 2 \cdot \text{с.о.}(O) = 0 \implies \text{с.о.}(O) = -1$.

Для азота в гидразине $N_2H_4$:
$2 \cdot \text{с.о.}(N) + 4 \cdot (+1) = 0 \implies 2 \cdot \text{с.о.}(N) + 4 = 0 \implies \text{с.о.}(N) = -2$.

Ответ: $O^{-1}, O^{-1}, N^{-2}$

Металлы в высших положительных степенях окисления

Дано:

Соединения: $KMnO_4, K_2CrO_4, H_2Cr_2O_7, SnCl_4$.

Элементы для определения степени окисления: $Mn, Cr, Sn$.

Степени окисления известных элементов: $K$ (+1), $H$ (+1), $O$ (-2), $Cl$ (-1).

Найти:

Высшие положительные степени окисления $Mn, Cr, Sn$.

Решение:

Для марганца в перманганате калия $KMnO_4$:
$(+1) + \text{с.о.}(Mn) + 4 \cdot (-2) = 0 \implies \text{с.о.}(Mn) = +7$.

Для хрома в хромате калия $K_2CrO_4$:
$2 \cdot (+1) + \text{с.о.}(Cr) + 4 \cdot (-2) = 0 \implies \text{с.о.}(Cr) = +6$.

Для олова в хлориде олова(IV) $SnCl_4$:
$\text{с.о.}(Sn) + 4 \cdot (-1) = 0 \implies \text{с.о.}(Sn) = +4$.

Ответ: $Mn^{+7}, Cr^{+6}, Sn^{+4}$

Металлы в промежуточных положительных степенях окисления

Дано:

Соединения: $FeCl_2, Cu_2Cl_2, SnSO_4$.

Элементы для определения степени окисления: $Fe, Cu, Sn$.

Степени окисления известных элементов и ионов: $Cl$ (-1), $SO_4$ (2-).

Найти:

Промежуточные положительные степени окисления $Fe, Cu, Sn$.

Решение:

Для железа в хлориде железа(II) $FeCl_2$:
$\text{с.о.}(Fe) + 2 \cdot (-1) = 0 \implies \text{с.о.}(Fe) = +2$.

Для меди в хлориде меди(I) $Cu_2Cl_2$ (или $CuCl$):
$\text{с.о.}(Cu) + (-1) = 0 \implies \text{с.о.}(Cu) = +1$.

Для олова в сульфате олова(II) $SnSO_4$:
$\text{с.о.}(Sn) + (-2) = 0 \implies \text{с.о.}(Sn) = +2$.

Ответ: $Fe^{+2}, Cu^{+1}, Sn^{+2}$