Номер 4, страница 169 - гдз по химии 8 класс учебник Габриелян, Остроумов

§ 39. Окислительно-восстановительные реакции. Глава 5. Химическая связь. Окислительно-восстановительные реакции - номер 4, страница 169.

4. Приведите формулы сложных веществ, которые в химических реакциях проявляют свойства:

а) окислителя;

б) восстановителя.

Решение

Окислительно-восстановительные реакции — это реакции, в ходе которых происходит изменение степеней окисления атомов, входящих в состав реагирующих веществ. Окислитель — это вещество, принимающее электроны, при этом степень окисления его атомов понижается. Восстановитель — это вещество, отдающее электроны, при этом степень окисления его атомов повышается.

а) окислителя

Свойства окислителя проявляют сложные вещества, в состав которых входят атомы химических элементов в высшей или высокой положительной степени окисления. В ходе химической реакции такие атомы принимают электроны, и их степень окисления понижается. Типичными сложными веществами-окислителями являются:

• Перманганат калия ($KMnO_4$), где марганец имеет высшую степень окисления $+7$.
• Дихромат калия ($K_2Cr_2O_7$), где хром имеет высшую степень окисления $+6$.
• Азотная кислота ($HNO_3$), где азот имеет высшую степень окисления $+5$.
• Концентрированная серная кислота ($H_2SO_4$), где сера имеет высшую степень окисления $+6$.
• Хлорат калия (бертолетова соль, $KClO_3$), где хлор имеет высокую степень окисления $+5$.
• Пероксид водорода ($H_2O_2$), где кислород имеет промежуточную степень окисления $-1$ и может понижать ее до $-2$, выступая окислителем.

Пример реакции, в которой перманганат калия выступает в роли окислителя:

$2K\overset{+7}{Mn}O_4 + 16H\overset{-1}{Cl} \rightarrow 2KCl + 2\overset{+2}{Mn}Cl_2 + 5\overset{0}{Cl_2} \uparrow + 8H_2O$

В этой реакции атом марганца в составе перманганата калия понижает свою степень окисления с $+7$ до $+2$, принимая 5 электронов ($Mn^{+7} + 5e^{-} \rightarrow Mn^{+2}$), следовательно, $KMnO_4$ является окислителем.

Ответ: Примеры сложных веществ-окислителей: $KMnO_4$, $K_2Cr_2O_7$, $HNO_3$, $H_2SO_4$ (конц.), $KClO_3$.

б) восстановителя

Свойства восстановителя проявляют сложные вещества, содержащие атомы элементов в низшей или невысокой степени окисления. В ходе химической реакции эти атомы отдают электроны, и их степень окисления повышается. Типичными сложными веществами-восстановителями являются:

• Сероводород ($H_2S$) и его соли, сульфиды (например, $Na_2S$), где сера имеет низшую степень окисления $-2$.
• Аммиак ($NH_3$) и его производные (например, гидразин $N_2H_4$), где азот имеет низшую степень окисления $-3$.
• Галогеноводороды и их соли (например, $HI$, $HBr$, $HCl$, $KI$, $NaBr$), где галогены (кроме фтора) имеют низшую степень окисления $-1$.
• Сульфиты (например, $Na_2SO_3$) и оксид серы(IV) ($SO_2$), где сера имеет промежуточную степень окисления $+4$, но легко окисляется до $+6$.
• Оксид углерода(II) (угарный газ, $CO$), где углерод имеет степень окисления $+2$ и может окислиться до $+4$.

Пример реакции, в которой сероводород выступает в роли восстановителя:

$2H_2\overset{-2}{S} + 3O_2 \xrightarrow{t} 2\overset{+4}{S}O_2 + 2H_2O$

В этой реакции атом серы в составе сероводорода повышает свою степень окисления с $-2$ до $+4$, отдавая 6 электронов ($\overset{-2}{S} - 6e^{-} \rightarrow \overset{+4}{S}$), следовательно, $H_2S$ является восстановителем.

Ответ: Примеры сложных веществ-восстановителей: $H_2S$, $NH_3$, $KI$, $Na_2SO_3$, $CO$.

Важно отметить, что некоторые сложные вещества могут проявлять окислительно-восстановительную двойственность, то есть быть и окислителями, и восстановителями в зависимости от условий реакции и второго реагента. Это характерно для веществ, содержащих атомы в промежуточной степени окисления. Примерами таких веществ являются пероксид водорода ($H_2O_2$), нитриты ($KNO_2$), сульфиты ($Na_2SO_3$), оксид серы(IV) ($SO_2$).