Номер 4, страница 288 - гдз по химии 9 класс учебник Габриелян

4. Степень окисления хлора увеличивается в ряду веществ, формулы которых

1) $HClO, HClO_4, KClO_3$

2) $Cl_2, Cl_2O_7, KClO_3$

3) $Ca(ClO)_2, KClO_3, HClO_4$

4) $KCl, KClO_3, KClO$

Для того чтобы определить, в каком ряду степень окисления хлора увеличивается, необходимо рассчитать степень окисления хлора в каждом соединении для каждого варианта ответа. Степень окисления – это условный заряд атома в молекуле, вычисленный из предположения, что все связи в соединении являются ионными.

Основные правила для расчета степеней окисления, используемые в данной задаче:

• Степень окисления водорода ($H$) в соединениях с неметаллами равна $+1$.
• Степень окисления кислорода ($O$) в большинстве соединений равна $-2$.
• Степень окисления щелочных металлов (например, калия $K$) в соединениях равна $+1$.
• Степень окисления щелочноземельных металлов (например, кальция $Ca$) в соединениях равна $+2$.
• Степень окисления элемента в простом веществе (например, $Cl_2$) равна $0$.
• Сумма степеней окисления всех атомов в нейтральной молекуле равна $0$.

Решение

Проанализируем каждый ряд веществ, вычисляя степень окисления (С.О.) хлора.

1) HClO, HClO₄, KClO₃

• В $HClO$ (хлорноватистая кислота): С.О.(H) = $+1$, С.О.(O) = $-2$. Пусть С.О.(Cl) = $x$. Тогда $(+1) + x + (-2) = 0$, откуда $x = +1$.
• В $HClO_4$ (хлорная кислота): С.О.(H) = $+1$, С.О.(O) = $-2$. Тогда $(+1) + x + 4 \cdot (-2) = 0$, откуда $x - 7 = 0$ и $x = +7$.
• В $KClO_3$ (хлорат калия): С.О.(K) = $+1$, С.О.(O) = $-2$. Тогда $(+1) + x + 3 \cdot (-2) = 0$, откуда $x - 5 = 0$ и $x = +5$.

Ряд степеней окисления хлора: $+1, +7, +5$. Этот ряд не является возрастающим, так как $+7 > +5$.

2) Cl₂, Cl₂O₇, KClO₃

• В $Cl_2$ (хлор) степень окисления хлора равна $0$, так как это простое вещество.
• В $Cl_2O_7$ (оксид хлора(VII)): С.О.(O) = $-2$. Пусть С.О.(Cl) = $x$. Тогда $2x + 7 \cdot (-2) = 0$, откуда $2x = 14$ и $x = +7$.
• В $KClO_3$ (хлорат калия): С.О.(K) = $+1$, С.О.(O) = $-2$. С.О.(Cl) = $+5$ (рассчитано выше).

Ряд степеней окисления хлора: $0, +7, +5$. Этот ряд не является возрастающим, так как $+7 > +5$.

3) Ca(ClO)₂, KClO₃, HClO₄

• В $Ca(ClO)_2$ (гипохлорит кальция): С.О.(Ca) = $+2$, С.О.(O) = $-2$. Пусть С.О.(Cl) = $x$. Тогда $(+2) + 2 \cdot (x + (-2)) = 0$, откуда $2 + 2x - 4 = 0$, $2x = 2$ и $x = +1$.
• В $KClO_3$ (хлорат калия): С.О.(Cl) = $+5$ (рассчитано выше).
• В $HClO_4$ (хлорная кислота): С.О.(Cl) = $+7$ (рассчитано выше).

Ряд степеней окисления хлора: $+1, +5, +7$. Этот ряд является строго возрастающим ($+1 < +5 < +7$).

4) KCl, KClO₃, KClO

• В $KCl$ (хлорид калия): С.О.(K) = $+1$. Пусть С.О.(Cl) = $x$. Тогда $(+1) + x = 0$, откуда $x = -1$.
• В $KClO_3$ (хлорат калия): С.О.(Cl) = $+5$ (рассчитано выше).
• В $KClO$ (гипохлорит калия): С.О.(K) = $+1$, С.О.(O) = $-2$. Тогда $(+1) + x + (-2) = 0$, откуда $x - 1 = 0$ и $x = +1$.

Ряд степеней окисления хлора: $-1, +5, +1$. Этот ряд не является возрастающим, так как $+5 > +1$.

Таким образом, единственный ряд, в котором степень окисления хлора последовательно увеличивается, представлен в варианте 3.

Ответ: 3