Номер 4, страница 304 - гдз по химии 9 класс учебник Габриелян

4. Соляная кислота выполняет роль восстановителя в реакции, уравнение которой

1) $2\text{HCl} + \text{Zn} = \text{ZnCl}_2 + \text{H}_2$

2) $2\text{Na}_2\text{S} + \text{Na}_2\text{SO}_3 + 6\text{HCl} = 6\text{NaCl} + 3\text{S} + 3\text{H}_2\text{O}$

3) $6\text{HCl} + 2\text{Al} = 2\text{AlCl}_3 + 3\text{H}_2$

4) $4\text{HCl} + \text{MnO}_2 = \text{MnCl}_2 + \text{Cl}_2 + 2\text{H}_2\text{O}$

Решение

Восстановитель — это химическое соединение, атом или ион, который отдает электроны в ходе окислительно-восстановительной реакции. При этом восстановитель окисляется, то есть его степень окисления повышается.

В молекуле соляной кислоты ($HCl$) водород имеет степень окисления +1, а хлор –1. Водород находится в своей высшей степени окисления, поэтому он может быть только окислителем (понижая степень окисления, например, до 0). Хлор, имея степень окисления –1, может её повышать, выступая в роли восстановителя. Следовательно, соляная кислота будет являться восстановителем в той реакции, где хлор повышает свою степень окисления.

Проанализируем каждую из предложенных реакций:

1) $2HCl + Zn = ZnCl_2 + H_2$

Определим степени окисления элементов до и после реакции:

$2H^{+1}Cl^{-1} + Zn^{0} = Zn^{+2}Cl_2^{-1} + H_2^{0}$

В этой реакции цинк ($Zn^{0}$) отдает электроны и переходит в $Zn^{+2}$, являясь восстановителем. Водород ($H^{+1}$) принимает электроны и переходит в $H_2^{0}$, являясь окислителем. Степень окисления хлора не изменяется. Таким образом, соляная кислота выступает в роли окислителя.

Ответ: не подходит.

2) $2Na_2S + Na_2SO_3 + 6HCl = 6NaCl + 3S + 3H_2O$

Определим степени окисления элементов, изменяющих их:

$2Na_2S^{-2} + Na_2S^{+4}O_3 + 6H^{+1}Cl^{-1} = 6Na^{+1}Cl^{-1} + 3S^{0} + 3H_2O$

В этой реакции сера из сульфида натрия ($S^{-2}$) окисляется до $S^{0}$, а сера из сульфита натрия ($S^{+4}$) восстанавливается до $S^{0}$. Степень окисления хлора в соляной кислоте не меняется. Здесь $HCl$ выступает в качестве реагента, создающего кислую среду.

Ответ: не подходит.

3) $6HCl + 2Al = 2AlCl_3 + 3H_2$

Определим степени окисления элементов до и после реакции:

$6H^{+1}Cl^{-1} + 2Al^{0} = 2Al^{+3}Cl_3^{-1} + 3H_2^{0}$

Аналогично первой реакции, здесь алюминий ($Al^{0}$) является восстановителем, а ион водорода ($H^{+1}$) в соляной кислоте — окислителем. Степень окисления хлора не изменяется. Соляная кислота является окислителем.

Ответ: не подходит.

4) $4HCl + MnO_2 = MnCl_2 + Cl_2 + 2H_2O$

Определим степени окисления элементов до и после реакции:

$4H^{+1}Cl^{-1} + Mn^{+4}O_2^{-2} = Mn^{+2}Cl_2^{-1} + Cl_2^{0} + 2H_2O$

В этой реакции хлорид-ион ($Cl^{-1}$) повышает свою степень окисления до 0, отдавая электроны: $2Cl^{-1} - 2e^{-} \rightarrow Cl_2^{0}$. Следовательно, соляная кислота является восстановителем. Окислителем выступает диоксид марганца, в котором марганец понижает степень окисления с +4 до +2 ($Mn^{+4} + 2e^{-} \rightarrow Mn^{+2}$).

Ответ: подходит.