Номер 7-44, страница 92 - гдз по химии 8 класс задачник Кузнецова, Левкин

7-44. Из данного перечня выберите окислительно-восстановительные реакции, укажите их тип:

а) $Cu(NO_3)_2 \to CuO + NO_2 + O_2$

$NH_4NO_2 \to N_2 + H_2O$

$N_2O_5 + NaOH \to NaNO_3$

б) $H_2O_2 + HI \to I_2 + H_2O$

$(NH_4)_2Cr_2O_7 \to N_2 + H_2O + Cr_2O_3$

$NO_2 + NO \to N_2O_3$

Окислительно-восстановительными реакциями (ОВР) называются реакции, в ходе которых изменяются степени окисления одного или нескольких элементов. Для определения, является ли реакция ОВР, необходимо расставить степени окисления всех элементов до и после реакции.

а)

1. $2Cu(NO_3)_2 \rightarrow 2CuO + 4NO_2 + O_2$

Расставим степени окисления (с.о.):
В исходном веществе $Cu(NO_3)_2$: с.о. $Cu$ равна $+2$, с.о. $O$ равна $-2$, с.о. $N$ равна $+5$. Запишем как $Cu^{+2}(N^{+5}O_3^{-2})_2$.
В продуктах:
$CuO$: с.о. $Cu$ равна $+2$, с.о. $O$ равна $-2$ ($Cu^{+2}O^{-2}$).
$NO_2$: с.о. $O$ равна $-2$, с.о. $N$ равна $+4$ ($N^{+4}O_2^{-2}$).
$O_2$: с.о. $O$ равна $0$ ($O_2^0$).
Изменение степеней окисления:
$N^{+5} + 1e^- \rightarrow N^{+4}$ (восстановление, азот в с.о. +5 является окислителем).
$2O^{-2} - 4e^- \rightarrow O_2^0$ (окисление, кислород в с.о. -2 является восстановителем).
Так как степени окисления азота и кислорода изменяются, реакция является окислительно-восстановительной.
Тип реакции: окислитель ($N^{+5}$) и восстановитель ($O^{-2}$) находятся в одном и том же исходном веществе ($Cu(NO_3)_2$), следовательно, это реакция внутримолекулярного окисления-восстановления.

Ответ: Реакция является окислительно-восстановительной, тип - внутримолекулярная.

2. $NH_4NO_2 \rightarrow N_2 + 2H_2O$

Расставим степени окисления:
В исходном веществе $NH_4NO_2$ (нитрит аммония) содержатся два атома азота в разных степенях окисления: в ионе аммония $NH_4^+$ с.о. $N$ равна $-3$, а в нитрит-ионе $NO_2^-$ с.о. $N$ равна $+3$. Запишем как $N^{-3}H_4^+N^{+3}O_2^{-}$.
В продуктах:
$N_2$: с.о. $N$ равна $0$ ($N_2^0$).
$H_2O$: с.о. $H$ равна $+1$, с.о. $O$ равна $-2$.
Изменение степеней окисления:
$N^{-3} - 3e^- \rightarrow N^0$ (окисление, азот в с.о. -3 является восстановителем).
$N^{+3} + 3e^- \rightarrow N^0$ (восстановление, азот в с.о. +3 является окислителем).
Реакция является окислительно-восстановительной.
Тип реакции: атомы одного элемента (азот) из разных степеней окисления ($-3$ и $+3$) переходят в одну промежуточную степень окисления ($0$). Это реакция конпропорционирования. Так как оба атома находятся в одной формульной единице, ее также можно классифицировать как внутримолекулярную.

Ответ: Реакция является окислительно-восстановительной, тип - внутримолекулярное конпропорционирование.

3. $N_2O_5 + 2NaOH \rightarrow 2NaNO_3 + H_2O$

Расставим степени окисления:
В реагентах: $N_2^{+5}O_5^{-2}$ и $Na^{+1}O^{-2}H^{+1}$.
В продуктах: $Na^{+1}N^{+5}O_3^{-2}$ и $H_2^{+1}O^{-2}$.
Ни один из элементов не меняет свою степень окисления в ходе реакции. Это реакция обмена (реакция нейтрализации кислотного оксида щелочью).

Ответ: Реакция не является окислительно-восстановительной.

б)

1. $H_2O_2 + 2HI \rightarrow I_2 + 2H_2O$

Расставим степени окисления:
В реагентах:
$H_2O_2$: с.о. $H$ равна $+1$, с.о. $O$ равна $-1$ ($H_2^{+1}O_2^{-1}$).
$HI$: с.о. $H$ равна $+1$, с.о. $I$ равна $-1$ ($H^{+1}I^{-1}$).
В продуктах:
$I_2$: с.о. $I$ равна $0$ ($I_2^0$).
$H_2O$: с.о. $H$ равна $+1$, с.о. $O$ равна $-2$ ($H_2^{+1}O^{-2}$).
Изменение степеней окисления:
$2I^{-1} - 2e^- \rightarrow I_2^0$ (окисление, $HI$ - восстановитель).
$O^{-1} + 1e^- \rightarrow O^{-2}$ (восстановление, $H_2O_2$ - окислитель).
Реакция является окислительно-восстановительной.
Тип реакции: окислитель ($H_2O_2$) и восстановитель ($HI$) являются разными веществами. Следовательно, это реакция межмолекулярного окисления-восстановления.

Ответ: Реакция является окислительно-восстановительной, тип - межмолекулярная.

2. $(NH_4)_2Cr_2O_7 \rightarrow N_2 + Cr_2O_3 + 4H_2O$

Расставим степени окисления:
В исходном веществе $(NH_4)_2Cr_2O_7$ (дихромат аммония): в ионе аммония $NH_4^+$ с.о. $N$ равна $-3$; в дихромат-ионе $Cr_2O_7^{2-}$ с.о. $O$ равна $-2$, а с.о. $Cr$ равна $+6$. Запишем как $(N^{-3}H_4^+)_2Cr_2^{+6}O_7^{-2}$.
В продуктах:
$N_2$: с.о. $N$ равна $0$ ($N_2^0$).
$Cr_2O_3$: с.о. $O$ равна $-2$, с.о. $Cr$ равна $+3$ ($Cr_2^{+3}O_3^{-2}$).
Изменение степеней окисления:
$2N^{-3} - 6e^- \rightarrow N_2^0$ (окисление, азот в с.о. -3 является восстановителем).
$2Cr^{+6} + 6e^- \rightarrow 2Cr^{+3}$ (восстановление, хром в с.о. +6 является окислителем).
Реакция является окислительно-восстановительной.
Тип реакции: окислитель ($Cr^{+6}$) и восстановитель ($N^{-3}$) являются частями одного и того же сложного вещества. Это реакция внутримолекулярного окисления-восстановления.

Ответ: Реакция является окислительно-восстановительной, тип - внутримолекулярная.

3. $NO_2 + NO \rightarrow N_2O_3$

Расставим степени окисления:
В реагентах:
$NO_2$: с.о. $O$ равна $-2$, с.о. $N$ равна $+4$ ($N^{+4}O_2^{-2}$).
$NO$: с.о. $O$ равна $-2$, с.о. $N$ равна $+2$ ($N^{+2}O^{-2}$).
В продукте $N_2O_3$: с.о. $O$ равна $-2$, с.о. $N$ равна $+3$ ($N_2^{+3}O_3^{-2}$).
Изменение степеней окисления:
$N^{+2} - 1e^- \rightarrow N^{+3}$ (окисление, $NO$ - восстановитель).
$N^{+4} + 1e^- \rightarrow N^{+3}$ (восстановление, $NO_2$ - окислитель).
Реакция является окислительно-восстановительной.
Тип реакции: атомы одного элемента (азот), находящиеся в разных веществах и имеющие разные степени окисления ($+2$ и $+4$), образуют продукт с промежуточной степенью окисления ($+3$). Это реакция конпропорционирования. Так как окислитель и восстановитель - разные молекулы, ее также можно классифицировать как межмолекулярную.

Ответ: Реакция является окислительно-восстановительной, тип - межмолекулярное конпропорционирование.