Номер 3, страница 159 - гдз по химии 11 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Подумайте, ответьте, выполните.... Параграф 34. Оксиды и гидроксиды металлов. Глава VI. Металлы - номер 3, страница 159.

Условие.

3. Определите степени окисления в соединениях хрома $CrO$, $Cr_2O_3$ и $CrO_3$. Как изменение степени окисления элемента влияет на характер его оксида?

Решение.

Решение 2.

Дано:

Соединения хрома: оксид хрома(II) - $CrO$, оксид хрома(III) - $Cr_2O_3$, оксид хрома(VI) - $CrO_3$.

Найти:

1. Степени окисления хрома в указанных соединениях.

2. Зависимость характера оксида от степени окисления элемента.

Решение:

1. Определение степеней окисления в соединениях хрома

Для определения степени окисления (с.о.) хрома воспользуемся правилом, что сумма степеней окисления всех атомов в электронейтральной молекуле равна нулю. Степень окисления кислорода в оксидах, как правило, равна $-2$. Обозначим степень окисления хрома за $x$.

• Для оксида хрома(II) $CrO$:

  Составим уравнение: $x + (-2) = 0$. Отсюда $x = +2$.

  Таким образом, в $CrO$ хром имеет степень окисления $+2$ ($\stackrel{+2}{Cr}\stackrel{-2}{O}$).

• Для оксида хрома(III) $Cr_2O_3$:

  Составим уравнение для двух атомов хрома и трех атомов кислорода: $2 \cdot x + 3 \cdot (-2) = 0$.

  $2x - 6 = 0 \Rightarrow 2x = 6 \Rightarrow x = +3$.

  Таким образом, в $Cr_2O_3$ хром имеет степень окисления $+3$ ($\stackrel{+3}{Cr}_{2}\stackrel{-2}{O}_{3}$).

• Для оксида хрома(VI) $CrO_3$:

  Составим уравнение: $x + 3 \cdot (-2) = 0$.

  $x - 6 = 0 \Rightarrow x = +6$.

  Таким образом, в $CrO_3$ хром имеет степень окисления $+6$ ($\stackrel{+6}{Cr}\stackrel{-2}{O}_{3}$).

Ответ: Степень окисления хрома в $CrO$ равна $+2$, в $Cr_2O_3$ - $+3$, в $CrO_3$ - $+6$.

2. Как изменение степени окисления элемента влияет на характер его оксида?

Характер оксида (основный, амфотерный, кислотный) напрямую зависит от степени окисления образующего его элемента. Для металлов существует общая закономерность: с увеличением степени окисления металла происходит ослабление основных свойств его оксида и усиление кислотных свойств.

Рассмотрим эту закономерность на примере оксидов хрома:

• $CrO$ (с.о. хрома $+2$) — оксид с низкой степенью окисления, проявляет ярко выраженные основные свойства. Он реагирует с кислотами, образуя соли хрома(II), но не реагирует со щелочами. Пример реакции с соляной кислотой: $CrO + 2HCl \rightarrow CrCl_2 + H_2O$.

• $Cr_2O_3$ (с.о. хрома $+3$) — оксид с промежуточной степенью окисления, проявляет амфотерные свойства. Он реагирует как с кислотами, образуя соли хрома(III), так и со щелочами, образуя хромиты. Пример реакций:

  с кислотой: $Cr_2O_3 + 6HCl \rightarrow 2CrCl_3 + 3H_2O$

  со щелочью (при сплавлении): $Cr_2O_3 + 2NaOH \rightarrow 2NaCrO_2 + H_2O$

• $CrO_3$ (с.о. хрома $+6$) — оксид с высшей степенью окисления, является типичным кислотным оксидом. Он реагирует с водой, образуя сильные хромовые кислоты ($H_2CrO_4$ и $H_2Cr_2O_7$), и со щелочами, образуя соли — хроматы и дихроматы. Пример реакции со щелочью: $CrO_3 + 2KOH \rightarrow K_2CrO_4 + H_2O$.

Таким образом, с ростом степени окисления хрома от $+2$ до $+6$ происходит переход от основного характера оксида к амфотерному, а затем к кислотному.

Ответ: С увеличением степени окисления элемента в оксиде его основные свойства ослабевают, а кислотные усиливаются. Происходит переход от основных оксидов (в низких степенях окисления) через амфотерные (в промежуточных) к кислотным (в высоких).