Номер 4, страница 111 - гдз по химии 9 класс учебник Еремин, Кузьменко

4. Приведите примеры веществ, которые одновременно проявляют:

а) кислотные и окислительные свойства;

б) кислотные и восстановительные свойства;

в) основные и восстановительные свойства.

а) кислотные и окислительные свойства

Вещества, проявляющие одновременно кислотные и окислительные свойства, — это, как правило, кислоты-окислители. В таких кислотах кислотообразующий элемент находится в высшей или высокой степени окисления, что позволяет ему выступать в роли окислителя (принимать электроны).

Пример 1: Концентрированная серная кислота ($H_2SO_4$).

Ее кислотные свойства проявляются в типичных реакциях кислот, например, в реакции нейтрализации с основанием: $H_2SO_4 + 2NaOH \rightarrow Na_2SO_4 + 2H_2O$.

Ее окислительные свойства обусловлены атомом серы в высшей степени окисления +6 ($S^{+6}$). Концентрированная серная кислота окисляет многие металлы и неметаллы, при этом сама восстанавливается. Например, реакция с медью: $Cu + 2H_2SO_4(\text{конц.}) \xrightarrow{t} CuSO_4 + SO_2 \uparrow + 2H_2O$. Здесь сера ($S^{+6}$) восстанавливается до ($S^{+4}$).

Пример 2: Азотная кислота ($HNO_3$) любой концентрации.

Кислотные свойства проявляются в реакции с гидроксидом калия: $HNO_3 + KOH \rightarrow KNO_3 + H_2O$.

Окислительные свойства обусловлены атомом азота в высшей степени окисления +5 ($N^{+5}$). Азотная кислота является сильным окислителем, реагирующим почти со всеми металлами: $3Cu + 8HNO_3(\text{разб.}) \rightarrow 3Cu(NO_3)_2 + 2NO \uparrow + 4H_2O$. В этой реакции азот ($N^{+5}$) восстанавливается до ($N^{+2}$).

Ответ: концентрированная серная кислота ($H_2SO_4$), азотная кислота ($HNO_3$), хромовая кислота ($H_2CrO_4$).

б) кислотные и восстановительные свойства

Такими свойствами обладают кислоты, в которых атом (чаще всего кислотообразующий) находится в промежуточной или низшей степени окисления и способен ее повышать, то есть отдавать электроны и выступать в роли восстановителя.

Пример 1: Сернистая кислота ($H_2SO_3$).

Кислотные свойства: это слабая двухосновная кислота, которая реагирует с основаниями: $H_2SO_3 + 2KOH \rightarrow K_2SO_3 + 2H_2O$.

Восстановительные свойства обусловлены наличием атома серы в промежуточной степени окисления +4 ($S^{+4}$), который может окисляться до +6. Сернистая кислота, например, обесцвечивает бромную воду: $H_2SO_3 + Br_2 + H_2O \rightarrow H_2SO_4 + 2HBr$. Здесь сера ($S^{+4}$) окисляется до $S^{+6}$.

Пример 2: Йодоводородная кислота ($HI$).

Кислотные свойства: это одна из сильных кислот: $HI + NaOH \rightarrow NaI + H_2O$.

Восстановительные свойства обусловлены йодид-ионом ($I^-$), в котором йод находится в низшей степени окисления -1 и является сильным восстановителем: $2HI + H_2O_2 \rightarrow I_2 \downarrow + 2H_2O$. Здесь йод ($I^{-1}$) окисляется до $I^0$.

Ответ: сернистая кислота ($H_2SO_3$), йодоводородная кислота ($HI$), бромоводородная кислота ($HBr$), щавелевая кислота ($H_2C_2O_4$).

в) основные и восстановительные свойства

Такими свойствами обладают основания, содержащие катион металла в низкой или промежуточной степени окисления, или вещества, проявляющие основные свойства за счет неподеленной электронной пары у атома в низкой степени окисления.

Пример 1: Гидроксид железа(II) ($Fe(OH)_2$).

Основные свойства проявляются в реакциях с кислотами: $Fe(OH)_2 + 2HCl \rightarrow FeCl_2 + 2H_2O$.

Восстановительные свойства обусловлены ионом железа в степени окисления +2 ($Fe^{+2}$), который легко окисляется до +3. Белый осадок $Fe(OH)_2$ на воздухе быстро буреет из-за окисления кислородом: $4Fe(OH)_2 + O_2 + 2H_2O \rightarrow 4Fe(OH)_3 \downarrow$. Здесь железо ($Fe^{+2}$) является восстановителем.

Пример 2: Аммиак ($NH_3$).

Основные свойства аммиак проявляет за счет неподеленной электронной пары у атома азота, которая способна присоединять протон: $NH_3 + H_2O \rightleftharpoons NH_3 \cdot H_2O \rightleftharpoons NH_4^+ + OH^-$.

Восстановительные свойства обусловлены азотом в низшей степени окисления -3 ($N^{-3}$). Аммиак может быть окислен, например, при каталитическом окислении кислородом: $4NH_3 + 5O_2 \xrightarrow{Pt, t} 4NO + 6H_2O$. В этой реакции азот ($N^{-3}$) выступает восстановителем, окисляясь до $N^{+2}$.

Ответ: гидроксид железа(II) ($Fe(OH)_2$), гидроксид хрома(II) ($Cr(OH)_2$), аммиак ($NH_3$).