Номер 7-43, страница 91 - гдз по химии 8 класс задачник Кузнецова, Левкин

7-43. Из данного перечня выберите окислительно-восстановительные реакции, укажите их тип:

a) $NaNO_3 \rightarrow NaNO_2 + O_2$

$PCl_5 + H_2O \rightarrow H_3PO_4 + HCl$

б) $Cu(OH)_2 \rightarrow CuO + H_2O$

$NO_2 + SO_2 \rightarrow SO_3 + NO$

$CO_2 + C \rightarrow CO$

$KI + Cl_2 \rightarrow KCl + I_2$

$NH_4NO_3 \rightarrow N_2O + H_2O$

$Au_2O_3 \rightarrow Au + O_2$

а)

1. $NaNO_3 \rightarrow NaNO_2 + O_2$

Сначала уравняем реакцию: $2NaNO_3 \rightarrow 2NaNO_2 + O_2$.

Определим степени окисления элементов до и после реакции:
$Na\stackrel{+1}{N}\stackrel{+5}{O_3}\stackrel{-2}{\;} \rightarrow Na\stackrel{+1}{N}\stackrel{+3}{O_2}\stackrel{-2}{} + \stackrel{0}{O_2}$

Степени окисления изменяют азот (с +5 до +3) и кислород (с -2 до 0). Следовательно, это окислительно-восстановительная реакция.

Составим электронный баланс:
$N^{+5} + 2e^- \rightarrow N^{+3}$ | 2 | восстановление, $N^{+5}$ (в $NaNO_3$) – окислитель
$2O^{-2} - 4e^- \rightarrow O_2^0$ | 1 | окисление, $O^{-2}$ (в $NaNO_3$) – восстановитель

Так как окислитель и восстановитель – это разные элементы, находящиеся в составе одного и того же исходного вещества, реакция является внутримолекулярной.

Ответ: Окислительно-восстановительная реакция, тип – внутримолекулярная.

2. $PCl_5 + H_2O \rightarrow H_3PO_4 + HCl$

Уравняем реакцию: $PCl_5 + 4H_2O \rightarrow H_3PO_4 + 5HCl$.

Определим степени окисления:
$\stackrel{+5}{P}\stackrel{-1}{Cl_5} + \stackrel{+1}{H_2}\stackrel{-2}{O} \rightarrow \stackrel{+1}{H_3}\stackrel{+5}{P}\stackrel{-2}{O_4} + \stackrel{+1}{H}\stackrel{-1}{Cl}$

В ходе реакции степени окисления всех элементов (P, Cl, H, O) не изменяются. Это реакция ионного обмена (гидролиз).

Ответ: Реакция не является окислительно-восстановительной.

3. $CO_2 + C \rightarrow CO$

Уравняем реакцию: $CO_2 + C \rightarrow 2CO$.

Определим степени окисления:
$\stackrel{+4}{C}\stackrel{-2}{O_2} + \stackrel{0}{C} \rightarrow 2\stackrel{+2}{C}\stackrel{-2}{O}$

Степень окисления изменяет углерод (с +4 и 0 до +2). Следовательно, это ОВР.

Составим электронный баланс:
$C^{+4} + 2e^- \rightarrow C^{+2}$ | 1 | восстановление, $C^{+4}$ (в $CO_2$) – окислитель
$C^0 - 2e^- \rightarrow C^{+2}$ | 1 | окисление, $C^0$ – восстановитель

В этой реакции один и тот же элемент (углерод) из двух разных степеней окисления (+4 и 0) переходит в одну промежуточную (+2). Такой тип реакции называется конпропорционированием (или сопропорционированием).

Ответ: Окислительно-восстановительная реакция, тип – конпропорционирование.

4. $KI + Cl_2 \rightarrow KCl + I_2$

Уравняем реакцию: $2KI + Cl_2 \rightarrow 2KCl + I_2$.

Определим степени окисления:
$2\stackrel{+1}{K}\stackrel{-1}{I} + \stackrel{0}{Cl_2} \rightarrow 2\stackrel{+1}{K}\stackrel{-1}{Cl} + \stackrel{0}{I_2}$

Степени окисления изменяют иод (с -1 до 0) и хлор (с 0 до -1). Это ОВР.

Составим электронный баланс:
$2I^{-1} - 2e^- \rightarrow I_2^0$ | 1 | окисление, $I^{-1}$ (в $KI$) – восстановитель
$Cl_2^0 + 2e^- \rightarrow 2Cl^{-1}$ | 1 | восстановление, $Cl_2^0$ – окислитель

Окислитель ($Cl_2$) и восстановитель ($KI$) являются разными веществами. Это межмолекулярная ОВР.

Ответ: Окислительно-восстановительная реакция, тип – межмолекулярная.

б)

1. $Cu(OH)_2 \rightarrow CuO + H_2O$

Реакция уже уравнена.

Определим степени окисления:
$\stackrel{+2}{Cu}(\stackrel{-2}{O}\stackrel{+1}{H})_2 \rightarrow \stackrel{+2}{Cu}\stackrel{-2}{O} + \stackrel{+1}{H_2}\stackrel{-2}{O}$

Степени окисления меди, кислорода и водорода не изменяются. Это реакция разложения, не являющаяся ОВР.

Ответ: Реакция не является окислительно-восстановительной.

2. $NO_2 + SO_2 \rightarrow SO_3 + NO$

Реакция уже уравнена.

Определим степени окисления:
$\stackrel{+4}{N}\stackrel{-2}{O_2} + \stackrel{+4}{S}\stackrel{-2}{O_2} \rightarrow \stackrel{+6}{S}\stackrel{-2}{O_3} + \stackrel{+2}{N}\stackrel{-2}{O}$

Степени окисления изменяют азот (с +4 до +2) и сера (с +4 до +6). Это ОВР.

Составим электронный баланс:
$N^{+4} + 2e^- \rightarrow N^{+2}$ | 1 | восстановление, $N^{+4}$ (в $NO_2$) – окислитель
$S^{+4} - 2e^- \rightarrow S^{+6}$ | 1 | окисление, $S^{+4}$ (в $SO_2$) – восстановитель

Окислитель ($NO_2$) и восстановитель ($SO_2$) – разные вещества. Это межмолекулярная ОВР.

Ответ: Окислительно-восстановительная реакция, тип – межмолекулярная.

3. $NH_4NO_3 \rightarrow N_2O + H_2O$

Уравняем реакцию: $NH_4NO_3 \rightarrow N_2O + 2H_2O$.

Определим степени окисления азота в нитрате аммония ($NH_4NO_3$), который состоит из ионов $NH_4^+$ и $NO_3^-$:
В ионе $NH_4^+$: $\stackrel{-3}{N}\stackrel{+1}{H_4}{}^+$
В ионе $NO_3^-$: $\stackrel{+5}{N}\stackrel{-2}{O_3}{}^-$
В продукте $N_2O$: $\stackrel{+1}{N_2}\stackrel{-2}{O}$

Атомы азота из разных ионов изменяют свои степени окисления. Это ОВР.

Составим электронный баланс:
$N^{+5} + 4e^- \rightarrow N^{+1}$ | 1 | восстановление, $N^{+5}$ (в $NO_3^-$) – окислитель
$N^{-3} - 4e^- \rightarrow N^{+1}$ | 1 | окисление, $N^{-3}$ (в $NH_4^+$) – восстановитель

Окислителем и восстановителем являются атомы одного элемента (азота), но с разными степенями окисления, входящие в состав одного вещества. Это внутримолекулярная ОВР. (Иногда ее также относят к конпропорционированию).

Ответ: Окислительно-восстановительная реакция, тип – внутримолекулярная.

4. $Au_2O_3 \rightarrow Au + O_2$

Уравняем реакцию: $2Au_2O_3 \rightarrow 4Au + 3O_2$.

Определим степени окисления:
$\stackrel{+3}{Au_2}\stackrel{-2}{O_3} \rightarrow \stackrel{0}{Au} + \stackrel{0}{O_2}$

Степени окисления изменяют золото (с +3 до 0) и кислород (с -2 до 0). Это ОВР.

Составим электронный баланс:
$Au^{+3} + 3e^- \rightarrow Au^0$ | 4 | восстановление, $Au^{+3}$ (в $Au_2O_3$) – окислитель
$2O^{-2} - 4e^- \rightarrow O_2^0$ | 3 | окисление, $O^{-2}$ (в $Au_2O_3$) – восстановитель

Окислитель и восстановитель – разные элементы одного вещества. Это внутримолекулярная ОВР.

Ответ: Окислительно-восстановительная реакция, тип – внутримолекулярная.