Номер 5, страница 304 - гдз по химии 9 класс учебник Габриелян

5. Процессу последовательного восстановления соответствует цепочка

1) $(NH_4)_2CrO_4 \rightarrow (NH_4)_2Cr_2O_7 \rightarrow Cr_2O_3$

2) $HNO_3 \rightarrow NO \rightarrow NO_2$

3) $CO_2 \rightarrow CO \rightarrow CH_4$

4) $HBr \rightarrow Br_2 \rightarrow KBrO_3$

Процесс последовательного восстановления — это процесс, в котором степень окисления элемента последовательно понижается на каждом этапе. Для определения правильного ответа проанализируем изменение степеней окисления ключевого элемента в каждой цепочке превращений.

1) (NH₄)₂CrO₄ → (NH₄)₂Cr₂O₇ → Cr₂O₃

Определим степень окисления хрома (Cr). В хромате аммония (NH₄)₂CrO₄ степень окисления Cr равна $+6$ (расчет: $2 \cdot (+1) + x + 4 \cdot (-2) = 0 \implies x=+6$). В дихромате аммония (NH₄)₂Cr₂O₇ степень окисления Cr также равна $+6$ (расчет: $2 \cdot (+1) + 2x + 7 \cdot (-2) = 0 \implies x=+6$). В оксиде хрома(III) Cr₂O₃ степень окисления Cr равна $+3$ (расчет: $2x + 3 \cdot (-2) = 0 \implies x=+3$). Цепочка изменения степеней окисления: $Cr^{+6} \rightarrow Cr^{+6} \rightarrow Cr^{+3}$. На первом этапе степень окисления не меняется, следовательно, это не последовательное восстановление.

2) HNO₃ → NO → NO₂

Определим степень окисления азота (N). В азотной кислоте HNO₃ степень окисления N равна $+5$ (расчет: $+1 + x + 3 \cdot (-2) = 0 \implies x=+5$). В оксиде азота(II) NO степень окисления N равна $+2$ (расчет: $x - 2 = 0 \implies x=+2$). В оксиде азота(IV) NO₂ степень окисления N равна $+4$ (расчет: $x + 2 \cdot (-2) = 0 \implies x=+4$). Цепочка изменения степеней окисления: $N^{+5} \rightarrow N^{+2} \rightarrow N^{+4}$. На первом этапе происходит восстановление (с $+5$ до $+2$), но на втором — окисление (с $+2$ до $+4$). Это не последовательное восстановление.

3) CO₂ → CO → CH₄

Определим степень окисления углерода (C). В диоксиде углерода CO₂ степень окисления C равна $+4$ (расчет: $x + 2 \cdot (-2) = 0 \implies x=+4$). В оксиде углерода(II) CO степень окисления C равна $+2$ (расчет: $x - 2 = 0 \implies x=+2$). В метане CH₄ степень окисления C равна $-4$ (расчет: $x + 4 \cdot (+1) = 0 \implies x=-4$). Цепочка изменения степеней окисления: $C^{+4} \rightarrow C^{+2} \rightarrow C^{-4}$. На первом этапе степень окисления понижается с $+4$ до $+2$ (восстановление). На втором этапе степень окисления также понижается с $+2$ до $-4$ (восстановление). Эта цепочка соответствует процессу последовательного восстановления.

4) HBr → Br₂ → KBrO₃

Определим степень окисления брома (Br). В бромоводороде HBr степень окисления Br равна $-1$ (расчет: $+1 + x = 0 \implies x=-1$). В простом веществе Br₂ степень окисления Br равна $0$. В бромате калия KBrO₃ степень окисления Br равна $+5$ (расчет: $+1 + x + 3 \cdot (-2) = 0 \implies x=+5$). Цепочка изменения степеней окисления: $Br^{-1} \rightarrow Br^{0} \rightarrow Br^{+5}$. На обоих этапах степень окисления повышается, что соответствует процессу последовательного окисления.

Ответ: 3