Номер 9, страница 218 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Глава 6. Окислительно-восстановительные процессы. Параграф 30. Окислительно-восстановительные реакции и методы составления их уравнений - номер 9, страница 218.

Условие.

9. Какие из четырёх типов реакций — соединения, разложения, замещения и обмена — относятся к окислительно-восстановительным, а какие нет? Какие реакции могут быть и окислительно-восстановительными, и другими? Подкрепите своё мнение уравнениями реакций.

Решение.

Решение 2.

Окислительно-восстановительными реакциями (ОВР) называются химические реакции, в результате которых изменяются степени окисления атомов одного или нескольких элементов, входящих в состав реагирующих веществ. Рассмотрим принадлежность четырёх основных типов реакций к ОВР.

Реакции замещения

Данный тип реакций, в которых простое вещество взаимодействует со сложным, всегда является окислительно-восстановительным. Это обусловлено тем, что простое вещество, состоящее из атомов с нулевой степенью окисления ($\text{0}$), вступает в соединение, приобретая ненулевую степень окисления. В то же время, вытесненный элемент из сложного вещества становится простым веществом, и его степень окисления становится равной нулю. Таким образом, изменение степеней окисления неизбежно.

Пример: Взаимодействие железа с раствором сульфата меди(II).

$Fe^0 + Cu^{+2}SO_4 \rightarrow Fe^{+2}SO_4 + Cu^0$

В этой реакции железо ($\text{Fe}$) окисляется (степень окисления меняется с $\text{0}$ до $+2$), а медь ($\text{Cu}$) восстанавливается (степень окисления меняется с $+2$ до $\text{0}$).

Ответ: Реакции замещения всегда относятся к окислительно-восстановительным.

Реакции обмена

Реакции ионного обмена, протекающие между двумя сложными веществами, практически никогда не бывают окислительно-восстановительными. В ходе этих реакций происходит обмен ионами между исходными веществами без изменения степеней окисления входящих в них элементов.

Пример: Реакция между хлоридом натрия и нитратом серебра.

$Na^{+1}Cl^{-1} + Ag^{+1}N^{+5}O_3^{-2} \rightarrow Ag^{+1}Cl^{-1}\downarrow + Na^{+1}N^{+5}O_3^{-2}$

Как видно из уравнения, ни один элемент не изменил свою степень окисления.

Ответ: Реакции обмена не относятся к окислительно-восстановительным.

Реакции соединения

Реакции соединения могут быть как окислительно-восстановительными, так и протекать без изменения степеней окисления. Если в реакцию вступает хотя бы одно простое вещество, то такая реакция соединения всегда будет ОВР.

Пример ОВР: Взаимодействие водорода с кислородом.

$2H_2^0 + O_2^0 \rightarrow 2H_2^{+1}O^{-2}$

Водород ($\text{H}$) окисляется (с $\text{0}$ до $+1$), кислород ($\text{O}$) восстанавливается (с $\text{0}$ до $-2$).

Пример реакции без изменения степеней окисления: Взаимодействие оксида кальция с оксидом серы(VI).

$Ca^{+2}O^{-2} + S^{+6}O_3^{-2} \rightarrow Ca^{+2}S^{+6}O_4^{-2}$

Все элементы сохраняют свои степени окисления.

Ответ: Реакции соединения могут быть как окислительно-восстановительными, так и протекать без изменения степеней окисления.

Реакции разложения

Реакции разложения, как и реакции соединения, могут относиться к обоим типам. Если в результате разложения сложного вещества образуется хотя бы одно простое вещество, реакция является ОВР.

Пример ОВР: Термическое разложение хлората калия (бертолетовой соли).

$2K^{+1}Cl^{+5}O_3^{-2} \xrightarrow{t} 2K^{+1}Cl^{-1} + 3O_2^0$

Хлор ($\text{Cl}$) восстанавливается (с $+5$ до $-1$), а кислород ($\text{O}$) окисляется (с $-2$ до $\text{0}$).

Пример реакции без изменения степеней окисления: Термическое разложение гидроксида меди(II).

$Cu^{+2}(O^{-2}H^{+1})_2 \xrightarrow{t} Cu^{+2}O^{-2} + H_2^{+1}O^{-2}$

Степени окисления меди, кислорода и водорода не изменяются.

Ответ: Реакции разложения могут быть как окислительно-восстановительными, так и протекать без изменения степеней окисления.