Номер 7, страница 84 - гдз по химии 9 класс учебник Еремин, Кузьменко

7. Определите окислители и восстановители в следующих реакциях:

а) $N_2 + O_2 = 2NO;$

б) $3Mg + N_2 = Mg_3N_2;$

в) $Cl_2 + 2KBr = 2KCl + Br_2;$

г) $Fe + CuSO_4 = FeSO_4 + Cu;$

д) $2Na + 2H_2O = 2NaOH + H_2 \uparrow;$

е) $2Pb(NO_3)_2 = 2PbO + 4NO_2 + O_2;$

ж) $Fe + H_2SO_4 = FeSO_4 + H_2 \uparrow;$

з) $5Cl_2 + 2P = 2PCl_5.$

В каких реакциях: а) все элементы изменяют степень окисления; б) есть элементы, которые не изменяют степень окисления?

Для определения окислителя и восстановителя в каждой реакции необходимо проанализировать изменение степеней окисления элементов.

• Окислитель — это атом, ион или молекула, принимающие электроны. В ходе реакции степень окисления окислителя понижается.
• Восстановитель — это атом, ион или молекула, отдающие электроны. В ходе реакции степень окисления восстановителя повышается.

а) $N_2 + O_2 = 2NO$

Расставим степени окисления: $N_2^0 + O_2^0 = 2N^{+2}O^{-2}$.

Азот ($N$) изменил степень окисления с 0 до +2, то есть отдал электроны. Следовательно, азот $N_2$ является восстановителем.

$N^0 - 2e^- \rightarrow N^{+2}$ (окисление)

Кислород ($O$) изменил степень окисления с 0 до -2, то есть принял электроны. Следовательно, кислород $O_2$ является окислителем.

$O^0 + 2e^- \rightarrow O^{-2}$ (восстановление)

Ответ: окислитель – $O_2$, восстановитель – $N_2$.

б) $3Mg + N_2 = Mg_3N_2$

Расставим степени окисления: $3Mg^0 + N_2^0 = Mg_3^{+2}N_2^{-3}$.

Магний ($Mg$) изменил степень окисления с 0 до +2, отдав электроны. Следовательно, магний $Mg$ является восстановителем.

$Mg^0 - 2e^- \rightarrow Mg^{+2}$ (окисление)

Азот ($N$) изменил степень окисления с 0 до -3, приняв электроны. Следовательно, азот $N_2$ является окислителем.

$N^0 + 3e^- \rightarrow N^{-3}$ (восстановление)

Ответ: окислитель – $N_2$, восстановитель – $Mg$.

в) $Cl_2 + 2KBr = 2KCl + Br_2$

Расставим степени окисления: $Cl_2^0 + 2K^{+1}Br^{-1} = 2K^{+1}Cl^{-1} + Br_2^0$.

Бром ($Br$) в составе бромида калия изменил степень окисления с -1 до 0, отдав электроны. Следовательно, бромид калия $KBr$ является восстановителем.

$2Br^{-1} - 2e^- \rightarrow Br_2^0$ (окисление)

Хлор ($Cl$) изменил степень окисления с 0 до -1, приняв электроны. Следовательно, хлор $Cl_2$ является окислителем.

$Cl_2^0 + 2e^- \rightarrow 2Cl^{-1}$ (восстановление)

Ответ: окислитель – $Cl_2$, восстановитель – $KBr$.

г) $Fe + CuSO_4 = FeSO_4 + Cu$

Расставим степени окисления: $Fe^0 + Cu^{+2}S^{+6}O_4^{-2} = Fe^{+2}S^{+6}O_4^{-2} + Cu^0$.

Железо ($Fe$) изменило степень окисления с 0 до +2, отдав электроны. Следовательно, железо $Fe$ является восстановителем.

$Fe^0 - 2e^- \rightarrow Fe^{+2}$ (окисление)

Медь ($Cu$) в составе сульфата меди(II) изменила степень окисления с +2 до 0, приняв электроны. Следовательно, сульфат меди(II) $CuSO_4$ является окислителем.

$Cu^{+2} + 2e^- \rightarrow Cu^0$ (восстановление)

Ответ: окислитель – $CuSO_4$, восстановитель – $Fe$.

д) $2Na + 2H_2O = 2NaOH + H_2 \uparrow$

Расставим степени окисления: $2Na^0 + 2H_2^{+1}O^{-2} = 2Na^{+1}O^{-2}H^{+1} + H_2^0$.

Натрий ($Na$) изменил степень окисления с 0 до +1, отдав электроны. Следовательно, натрий $Na$ является восстановителем.

$Na^0 - 1e^- \rightarrow Na^{+1}$ (окисление)

Водород ($H$) в составе воды изменил степень окисления с +1 до 0, приняв электроны. Следовательно, вода $H_2O$ является окислителем.

$2H^{+1} + 2e^- \rightarrow H_2^0$ (восстановление)

Ответ: окислитель – $H_2O$, восстановитель – $Na$.

е) $2Pb(NO_3)_2 = 2PbO + 4NO_2 + O_2$

Расставим степени окисления: $2Pb^{+2}(N^{+5}O_3^{-2})_2 = 2Pb^{+2}O^{-2} + 4N^{+4}O_2^{-2} + O_2^0$.

Это реакция внутримолекулярного окисления-восстановления.

Кислород ($O$) в составе нитрата свинца(II) изменил степень окисления с -2 до 0, отдав электроны. Следовательно, нитрат свинца(II) $Pb(NO_3)_2$ является восстановителем (за счет $O^{-2}$).

$2O^{-2} - 4e^- \rightarrow O_2^0$ (окисление)

Азот ($N$) в составе нитрата свинца(II) изменил степень окисления с +5 до +4, приняв электроны. Следовательно, нитрат свинца(II) $Pb(NO_3)_2$ является окислителем (за счет $N^{+5}$).

$N^{+5} + 1e^- \rightarrow N^{+4}$ (восстановление)

Ответ: окислителем и восстановителем является одно и то же вещество – $Pb(NO_3)_2$.

ж) $Fe + H_2SO_4 = FeSO_4 + H_2 \uparrow$

Расставим степени окисления: $Fe^0 + H_2^{+1}S^{+6}O_4^{-2} = Fe^{+2}S^{+6}O_4^{-2} + H_2^0$.

Железо ($Fe$) изменило степень окисления с 0 до +2, отдав электроны. Следовательно, железо $Fe$ является восстановителем.

$Fe^0 - 2e^- \rightarrow Fe^{+2}$ (окисление)

Водород ($H$) в составе серной кислоты изменил степень окисления с +1 до 0, приняв электроны. Следовательно, серная кислота $H_2SO_4$ является окислителем.

$2H^{+1} + 2e^- \rightarrow H_2^0$ (восстановление)

Ответ: окислитель – $H_2SO_4$, восстановитель – $Fe$.

з) $5Cl_2 + 2P = 2PCl_5$

Расставим степени окисления: $5Cl_2^0 + 2P^0 = 2P^{+5}Cl_5^{-1}$.

Фосфор ($P$) изменил степень окисления с 0 до +5, отдав электроны. Следовательно, фосфор $P$ является восстановителем.

$P^0 - 5e^- \rightarrow P^{+5}$ (окисление)

Хлор ($Cl$) изменил степень окисления с 0 до -1, приняв электроны. Следовательно, хлор $Cl_2$ является окислителем.

$Cl_2^0 + 2e^- \rightarrow 2Cl^{-1}$ (восстановление)

Ответ: окислитель – $Cl_2$, восстановитель – $P$.

В каких реакциях: а) все элементы изменяют степень окисления;

Все элементы изменяют свою степень окисления в реакциях, где простые вещества реагируют между собой с образованием одного сложного вещества.

Ответ: а), б), з).

В каких реакциях: б) есть элементы, которые не изменяют степень окисления?

Элементы, не изменяющие степень окисления (ионы-наблюдатели), присутствуют в реакциях замещения, а также в некоторых реакциях разложения.

Ответ: в) (ион $K^+$), г) (ион $SO_4^{2-}$), д) (атом $O$ и часть атомов $H$), е) (атом $Pb$ и часть атомов $O$), ж) (ион $SO_4^{2-}$).