Задание, страница 145 - гдз по химии 11 класс учебник Кузнецова, Левкин

Задания в параграфе. Параграф 20. Металлы ІА-ІIIА-групп. Глава 5. Металлы и неметаллы - страница 145.

Условие.

Задание. Укажите степени окисления окислителей и восстанови- телей для всех перечисленных реакций.

Решение.

Решение 2.

Чтобы определить окислитель и восстановитель в реакции, необходимо проанализировать изменение степеней окисления атомов элементов, входящих в состав реагентов.

• Окислитель — это атом, ион или молекула, которая принимает электроны. В ходе реакции степень окисления окислителя понижается.
• Восстановитель — это атом, ион или молекула, которая отдает электроны. В ходе реакции степень окисления восстановителя повышается.

Рассмотрим несколько примеров, так как в задании не были предоставлены конкретные реакции.

1. Взаимодействие цинка с соляной кислотой

Уравнение реакции: $Zn + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 + H_2$

Расставим степени окисления для всех элементов до и после реакции:

$\overset{0}{Zn} + 2\overset{+1}{H}\overset{-1}{Cl} \rightarrow \overset{+2}{Zn}\overset{-1}{Cl}_2 + \overset{0}{H}_2\uparrow$

Теперь проанализируем изменения:

• Цинк ($Zn$) изменил свою степень окисления с 0 до +2. Степень окисления повысилась, следовательно, цинк отдал электроны и является восстановителем.
  $Zn^0 - 2e^- \rightarrow Zn^{+2}$ (процесс окисления)
• Водород ($H$) в составе соляной кислоты ($HCl$) изменил свою степень окисления с +1 до 0. Степень окисления понизилась, следовательно, водород принял электроны и является окислителем.
  $2H^{+1} + 2e^- \rightarrow H_2^0$ (процесс восстановления)

Ответ: Восстановитель — $Zn$ (цинк), степень окисления меняется с 0 на +2. Окислитель — $H$ (водород в составе $HCl$), степень окисления меняется с +1 на 0.

2. Взаимодействие перманганата калия с соляной кислотой

Уравнение реакции: $2KMnO_4 + 16HCl \rightarrow 2KCl + 2MnCl_2 + 5Cl_2 + 8H_2O$

Расставим степени окисления:

$2\overset{+1}{K}\overset{+7}{Mn}\overset{-2}{O}_4 + 16\overset{+1}{H}\overset{-1}{Cl} \rightarrow 2\overset{+1}{K}\overset{-1}{Cl} + 2\overset{+2}{Mn}\overset{-1}{Cl}_2 + 5\overset{0}{Cl}_2\uparrow + 8\overset{+1}{H}_2\overset{-2}{O}$

Проанализируем изменения:

• Марганец ($Mn$) в составе перманганата калия ($KMnO_4$) изменил степень окисления с +7 до +2. Степень окисления понизилась, следовательно, $KMnO_4$ (за счет $Mn^{+7}$) является окислителем.
  $Mn^{+7} + 5e^- \rightarrow Mn^{+2}$ (процесс восстановления)
• Хлор ($Cl$) в составе соляной кислоты ($HCl$) изменил степень окисления с -1 до 0. Степень окисления повысилась, следовательно, $HCl$ (за счет $Cl^{-1}$) является восстановителем.
  $2Cl^{-1} - 2e^- \rightarrow Cl_2^0$ (процесс окисления)

Ответ: Окислитель — $KMnO_4$ (за счет марганца), степень окисления $Mn$ меняется с +7 на +2. Восстановитель — $HCl$ (за счет хлора), степень окисления $Cl$ меняется с -1 на 0.

3. Взаимодействие меди с разбавленной азотной кислотой

Уравнение реакции: $3Cu + 8HNO_3 (разб.) \rightarrow 3Cu(NO_3)_2 + 2NO + 4H_2O$

Расставим степени окисления:

$3\overset{0}{Cu} + 8\overset{+1}{H}\overset{+5}{N}\overset{-2}{O}_3 \rightarrow 3\overset{+2}{Cu}(\overset{+5}{N}\overset{-2}{O}_3)_2 + 2\overset{+2}{N}\overset{-2}{O}\uparrow + 4\overset{+1}{H}_2\overset{-2}{O}$

Проанализируем изменения:

• Медь ($Cu$) изменила свою степень окисления с 0 до +2. Степень окисления повысилась, следовательно, медь является восстановителем.
  $Cu^0 - 2e^- \rightarrow Cu^{+2}$ (процесс окисления)
• Азот ($N$) в составе азотной кислоты ($HNO_3$) изменил степень окисления с +5 до +2. Степень окисления понизилась, следовательно, азотная кислота (за счет $N^{+5}$) является окислителем.
  $N^{+5} + 3e^- \rightarrow N^{+2}$ (процесс восстановления)

Ответ: Восстановитель — $Cu$ (медь), степень окисления меняется с 0 на +2. Окислитель — $HNO_3$ (за счет азота), степень окисления $N$ меняется с +5 на +2.