Номер 10, страница 169 - гдз по химии 8 класс учебник Габриелян, Остроумов

§ 39. Окислительно-восстановительные реакции. Глава 5. Химическая связь. Окислительно-восстановительные реакции - номер 10, страница 169.

10. Укажите формулы веществ, которые в химических реакциях могут быть только окислителями, только восстановителями, а также проявлять как окислительные, так и восстановительные свойства:

а) $F_2$;

б) $Ca$;

в) $HNO_3$;

г) $P$;

д) $SO_2$.

Приведите аргументы.

Окислительно-восстановительные свойства вещества определяются степенью окисления (с.о.) элемента в его составе. Вещество может быть только окислителем, если его атом находится в высшей степени окисления. Вещество может быть только восстановителем, если его атом находится в низшей степени окисления. Если атом находится в промежуточной степени окисления, вещество может проявлять как окислительные, так и восстановительные свойства.

а) F₂

Фтор ($F_2$) — это простое вещество, поэтому степень окисления атома фтора в нем равна 0. Фтор является самым электроотрицательным химическим элементом, поэтому в соединениях он проявляет только отрицательную степень окисления, равную -1. Так как атом фтора может только понижать свою степень окисления (с 0 до -1), принимая электроны, фтор $F_2$ в химических реакциях может быть только окислителем. Например, в реакции с водородом: $H_2^0 + F_2^0 \rightarrow 2H^{+1}F^{-1}$.

Ответ: только окислитель.

б) Ca

Кальций ($Ca$) — это простое вещество, щелочноземельный металл, его степень окисления равна 0. В соединениях кальций всегда проявляет постоянную степень окисления +2. Следовательно, атом кальция может только повышать свою степень окисления (с 0 до +2), отдавая электроны. Таким образом, металлический кальций в химических реакциях может быть только восстановителем. Например, в реакции с кислородом: $2Ca^0 + O_2^0 \rightarrow 2Ca^{+2}O^{-2}$.

Ответ: только восстановитель.

в) HNO₃

В азотной кислоте ($HNO_3$) степени окисления водорода +1, а кислорода -2. Степень окисления азота составляет $+5$ ($+1 + x + 3 \cdot (-2) = 0 \Rightarrow x = +5$). Для азота, который находится в V группе Периодической системы, степень окисления $+5$ является высшей. Атом в высшей степени окисления не может отдавать электроны и повышать ее, он может только принимать электроны, понижая свою степень окисления. Следовательно, азотная кислота (за счет атома $N^{+5}$) может быть только окислителем. Например: $Cu^0 + 4HN^{+5}O_3(конц.) \rightarrow Cu^{+2}(NO_3)_2 + 2N^{+4}O_2 + 2H_2O$.

Ответ: только окислитель.

г) P

Фосфор ($P$) — это простое вещество, его степень окисления равна 0. Фосфор находится в V группе, и его возможные степени окисления варьируются от низшей -3 (например, в фосфидах) до высшей +5 (например, в $P_2O_5$). Степень окисления 0 является промежуточной. Поэтому фосфор может как повышать свою степень окисления, выступая восстановителем (отдавая электроны), так и понижать ее, выступая окислителем (принимая электроны).
Пример как восстановителя: $4P^0 + 5O_2 \rightarrow 2P_2^{+5}O_5$.
Пример как окислителя: $2P^0 + 3Ca \rightarrow Ca_3P_2^{-3}$.

Ответ: проявляет как окислительные, так и восстановительные свойства.

д) SO₂

В диоксиде серы ($SO_2$) степень окисления кислорода -2, следовательно, степень окисления серы равна $+4$ ($x + 2 \cdot (-2) = 0 \Rightarrow x = +4$). Сера находится в VI группе, и ее степени окисления могут изменяться от низшей -2 (в сульфидах) до высшей +6 (в $SO_3$, $H_2SO_4$). Степень окисления $+4$ является промежуточной. Поэтому атом серы в $SO_2$ может как отдавать электроны, повышая с.о. до +6 (проявляя свойства восстановителя), так и принимать электроны, понижая с.о. до 0 или -2 (проявляя свойства окислителя).
Пример как восстановителя: $2S^{+4}O_2 + O_2 \rightarrow 2S^{+6}O_3$.
Пример как окислителя: $S^{+4}O_2 + 2H_2S^{-2} \rightarrow 3S^0 \downarrow + 2H_2O$.

Ответ: проявляет как окислительные, так и восстановительные свойства.