Номер 5, страница 84 - гдз по химии 9 класс учебник Еремин, Кузьменко

5. Ниже приведены уравнения реакций с участием соляной кислоты:

a) $NaOH + HCl = NaCl + H_2O$

б) $Fe + 2HCl = FeCl_2 + H_2\uparrow$

в) $CuO + 2HCl = CuCl_2 + H_2O$

г) $MnO_2 + 4HCl = MnCl_2 + Cl_2\uparrow + 2H_2O$

Какие из этих реакций относятся к окислительно-восстановительным?

Решение

Окислительно-восстановительными реакциями (ОВР) называются реакции, в ходе которых изменяются степени окисления атомов каких-либо химических элементов, входящих в состав реагентов. Чтобы определить, какие из предложенных реакций являются ОВР, необходимо расставить степени окисления для всех элементов в реагентах и продуктах.

а) $Na\overset{+1}{O}\overset{-2}{H}\overset{+1}{} + H\overset{+1}{Cl}\overset{-1}{} = Na\overset{+1}{Cl}\overset{-1}{} + H_2\overset{+1}{O}\overset{-2}{}$

В данной реакции степени окисления всех элементов остаются неизменными: натрий (Na) имеет степень окисления +1 и до, и после реакции; кислород (O) – -2; водород (H) – +1; хлор (Cl) – -1. Это реакция нейтрализации, которая относится к реакциям ионного обмена и не является окислительно-восстановительной.

Ответ: не является ОВР.

б) $\overset{0}{Fe} + 2H\overset{+1}{Cl}\overset{-1}{} = \overset{+2}{Fe}\overset{-1}{Cl_2} + \overset{0}{H_2}↑$

В этой реакции происходит изменение степеней окисления железа и водорода. Железо (Fe) как простое вещество имеет степень окисления 0, а в продукте $FeCl_2$ его степень окисления +2. Водород (H) в соляной кислоте имеет степень окисления +1, а в продукте $H_2$ (простое вещество) – 0.

Процесс окисления: $Fe^0 - 2e^- \rightarrow Fe^{+2}$ (железо – восстановитель).

Процесс восстановления: $2H^{+1} + 2e^- \rightarrow H_2^0$ (ионы водорода – окислитель).

Так как степени окисления изменились, эта реакция является окислительно-восстановительной.

Ответ: является ОВР.

в) $Cu\overset{+2}{O}\overset{-2}{} + 2H\overset{+1}{Cl}\overset{-1}{} = Cu\overset{+2}{Cl_2}\overset{-1}{} + H_2\overset{+1}{O}\overset{-2}{}$

В данной реакции степени окисления всех элементов остаются без изменений: медь (Cu) имеет степень окисления +2; кислород (O) – -2; водород (H) – +1; хлор (Cl) – -1. Это реакция между основным оксидом и кислотой, которая является реакцией ионного обмена и не является окислительно-восстановительной.

Ответ: не является ОВР.

г) $Mn\overset{+4}{O_2}\overset{-2}{} + 4H\overset{+1}{Cl}\overset{-1}{} = Mn\overset{+2}{Cl_2}\overset{-1}{} + \overset{0}{Cl_2}↑ + 2H_2\overset{+1}{O}\overset{-2}{}$

В этой реакции изменяются степени окисления марганца и хлора. Марганец (Mn) в $MnO_2$ имеет степень окисления +4, а в продукте $MnCl_2$ – +2. Хлор (Cl) в $HCl$ имеет степень окисления -1, а в продукте $Cl_2$ (простое вещество) – 0.

Процесс восстановления: $Mn^{+4} + 2e^- \rightarrow Mn^{+2}$ (марганец – окислитель).

Процесс окисления: $2Cl^{-1} - 2e^- \rightarrow Cl_2^0$ (хлор – восстановитель).

Так как степени окисления изменились, эта реакция является окислительно-восстановительной.

Ответ: является ОВР.

Таким образом, к окислительно-восстановительным реакциям относятся реакции б) и г).