Номер 4, страница 20 - гдз по химии 8 класс учебник Оспанова, Аухадиева

4. Определите степени окисления элементов в веществах, формулы которых:

$CH_4$, $FeCl_3$, $CaF_2$, $PH_3$, $Na_2S$, $SO_2$, $NH_3$, $K_2S$, $ZnO$, $H_2O$, $AlCl_3$, $MgO$, $N_2$.

Для определения степеней окисления элементов в химических соединениях необходимо руководствоваться рядом правил. Основное правило гласит, что сумма степеней окисления всех атомов в нейтральной молекуле равна нулю. Степень окисления элемента в простом веществе также равна нулю.

Для бинарных соединений (состоящих из двух элементов) действуют следующие общие положения:

• Степень окисления щелочных металлов (I группа, например, Na, K) в соединениях постоянна и равна $+1$.
• Степень окисления щелочноземельных металлов (II группа, например, Ca, Mg) и цинка (Zn) в соединениях постоянна и равна $+2$.
• Степень окисления фтора (F), самого электроотрицательного элемента, в соединениях всегда равна $-1$.
• Степень окисления водорода (H) в соединениях с неметаллами равна $+1$, а в соединениях с металлами (гидридах) равна $-1$.
• Степень окисления кислорода (O) в большинстве соединений равна $-2$. Исключениями являются пероксиды ($-1$), надпероксиды ($-1/2$) и соединение с фтором $OF_2$ ($+2$).
• Степень окисления более электроотрицательного элемента в бинарном соединении является отрицательной.

Применим эти правила к каждому из веществ.

$CH_4$ (метан). Водород (H) связан с неметаллом (углеродом, C). Степень окисления водорода равна $+1$. Молекула электронейтральна. Обозначим степень окисления углерода за $\text{x}$. Составим уравнение: $x + 4 \cdot (+1) = 0$. Решая, получаем $x = -4$.

Ответ: В $CH_4$ степень окисления углерода (C) равна $-4$, водорода (H) равна $+1$. Запись: $C^{-4}H^{+1}_4$.

$FeCl_3$ (хлорид железа(III)). Хлор (Cl) — галоген, в соединениях с металлами его степень окисления, как правило, равна $-1$. Обозначим степень окисления железа (Fe) за $\text{x}$. Уравнение: $x + 3 \cdot (-1) = 0$. Отсюда $x = +3$.

Ответ: В $FeCl_3$ степень окисления железа (Fe) равна $+3$, хлора (Cl) равна $-1$. Запись: $Fe^{+3}Cl^{-1}_3$.

$CaF_2$ (фторид кальция). Кальций (Ca) — щелочноземельный металл, его степень окисления равна $+2$. Фтор (F) — самый электроотрицательный элемент, его степень окисления всегда $-1$. Проверка: $(+2) + 2 \cdot (-1) = 0$.

Ответ: В $CaF_2$ степень окисления кальция (Ca) равна $+2$, фтора (F) равна $-1$. Запись: $Ca^{+2}F^{-1}_2$.

$PH_3$ (фосфин). Водород (H) связан с неметаллом (фосфором, P), его степень окисления $+1$. Обозначим степень окисления фосфора за $\text{x}$. Уравнение: $x + 3 \cdot (+1) = 0$. Отсюда $x = -3$.

Ответ: В $PH_3$ степень окисления фосфора (P) равна $-3$, водорода (H) равна $+1$. Запись: $P^{-3}H^{+1}_3$.

$Na_2S$ (сульфид натрия). Натрий (Na) — щелочной металл, его степень окисления равна $+1$. Обозначим степень окисления серы (S) за $\text{x}$. Уравнение: $2 \cdot (+1) + x = 0$. Отсюда $x = -2$.

Ответ: В $Na_2S$ степень окисления натрия (Na) равна $+1$, серы (S) равна $-2$. Запись: $Na^{+1}_2S^{-2}$.

$SO_2$ (диоксид серы). Кислород (O) имеет степень окисления $-2$. Обозначим степень окисления серы (S) за $\text{x}$. Уравнение: $x + 2 \cdot (-2) = 0$. Отсюда $x = +4$.

Ответ: В $SO_2$ степень окисления серы (S) равна $+4$, кислорода (O) равна $-2$. Запись: $S^{+4}O^{-2}_2$.

$NH_3$ (аммиак). Водород (H) связан с неметаллом (азотом, N), его степень окисления $+1$. Обозначим степень окисления азота за $\text{x}$. Уравнение: $x + 3 \cdot (+1) = 0$. Отсюда $x = -3$.

Ответ: В $NH_3$ степень окисления азота (N) равна $-3$, водорода (H) равна $+1$. Запись: $N^{-3}H^{+1}_3$.

$K_2S$ (сульфид калия). Калий (K) — щелочной металл, его степень окисления равна $+1$. Обозначим степень окисления серы (S) за $\text{x}$. Уравнение: $2 \cdot (+1) + x = 0$. Отсюда $x = -2$.

Ответ: В $K_2S$ степень окисления калия (K) равна $+1$, серы (S) равна $-2$. Запись: $K^{+1}_2S^{-2}$.

$ZnO$ (оксид цинка). Цинк (Zn) в соединениях всегда имеет степень окисления $+2$. Степень окисления кислорода (O) равна $-2$. Проверка: $(+2) + (-2) = 0$.

Ответ: В $ZnO$ степень окисления цинка (Zn) равна $+2$, кислорода (O) равна $-2$. Запись: $Zn^{+2}O^{-2}$.

$H_2O$ (вода). Степень окисления водорода (H) равна $+1$, кислорода (O) равна $-2$. Проверка: $2 \cdot (+1) + (-2) = 0$.

Ответ: В $H_2O$ степень окисления водорода (H) равна $+1$, кислорода (O) равна $-2$. Запись: $H^{+1}_2O^{-2}$.

$AlCl_3$ (хлорид алюминия). Алюминий (Al) — металл III группы, его постоянная степень окисления в соединениях равна $+3$. Степень окисления хлора (Cl) равна $-1$. Проверка: $(+3) + 3 \cdot (-1) = 0$.

Ответ: В $AlCl_3$ степень окисления алюминия (Al) равна $+3$, хлора (Cl) равна $-1$. Запись: $Al^{+3}Cl^{-1}_3$.

$MgO$ (оксид магния). Магний (Mg) — щелочноземельный металл, его степень окисления равна $+2$. Степень окисления кислорода (O) равна $-2$. Проверка: $(+2) + (-2) = 0$.

Ответ: В $MgO$ степень окисления магния (Mg) равна $+2$, кислорода (O) равна $-2$. Запись: $Mg^{+2}O^{-2}$.

$N_2$ (азот). Это простое вещество, молекула которого состоит из атомов одного элемента. Степень окисления любого элемента в простом веществе равна 0.

Ответ: В $N_2$ степень окисления азота (N) равна $\text{0}$. Запись: $N^0_2$.