Номер 4, страница 80, часть 1 - гдз по химии 9 класс учебник Оспанова, Аухадиева

4. Из следующих утверждений выберите истинные:

а) к окислительно-восстановительным относятся все реакции ионного обмена;

б) все реакции ионного обмена не являются окислительно-восстановительными;

в) все реакции замещения являются окислительно-восстановительными;

г) только некоторые реакции замещения являются окислительно-восстановительными;

д) к окислительно-восстановительным реакциям относят те реакции соединения и разложения, в которых участвует хотя бы одно простое вещество;

е) все реакции разложения и соединения не являются окислительно-восстановительными. Обоснуйте свою точку зрения, докажите ее примерами уравнений реакций.

Для определения истинности утверждений проанализируем каждый тип реакции и приведем примеры.

а) к окислительно-восстановительным относятся все реакции ионного обмена;

Утверждение ложное. Реакции ионного обмена – это реакции, в ходе которых два сложных вещества обмениваются своими составными частями (ионами). В этих реакциях степени окисления элементов не изменяются, так как ионы сохраняют свой заряд. Окислительно-восстановительные реакции (ОВР), напротив, всегда сопровождаются изменением степеней окисления.

Пример реакции ионного обмена (реакция нейтрализации):

$NaOH + HCl \rightarrow NaCl + H_2O$

Проверим степени окисления элементов:

$Na^{+1}O^{-2}H^{+1} + H^{+1}Cl^{-1} \rightarrow Na^{+1}Cl^{-1} + H_2^{+1}O^{-2}$

Как видно, ни один элемент не изменил свою степень окисления. Следовательно, данная реакция не является окислительно-восстановительной.

Ответ: Утверждение ложное.

б) все реакции ионного обмена не являются окислительно-восстановительными;

Утверждение истинное. По определению, в реакциях ионного обмена происходит только обмен ионами между веществами, при этом состав и заряд ионов, а следовательно, и степени окисления образующих их атомов, остаются неизменными. Это прямо противоположно определению ОВР.

Пример – реакция образования осадка:

$BaCl_2 + Na_2SO_4 \rightarrow BaSO_4\downarrow + 2NaCl$

Степени окисления:

$Ba^{+2}Cl^{-1}_2 + Na^{+1}_2S^{+6}O^{-2}_4 \rightarrow Ba^{+2}S^{+6}O^{-2}_4\downarrow + 2Na^{+1}Cl^{-1}$

Степени окисления всех элементов ($Ba, Cl, Na, S, O$) до и после реакции одинаковы, поэтому это не ОВР.

Ответ: Утверждение истинное.

в) все реакции замещения являются окислительно-восстановительными;

Утверждение истинное. Реакция замещения – это реакция, в которой атомы простого вещества замещают атомы одного из элементов в сложном веществе. Простое вещество всегда имеет нулевую степень окисления. Вступая в реакцию и образуя новое сложное вещество, его атомы приобретают ненулевую степень окисления (окисляются). В то же время, замещаемый элемент из сложного вещества переходит в простое вещество или иное состояние с более низкой степенью окисления (восстанавливается).

Пример:

$Fe + CuSO_4 \rightarrow FeSO_4 + Cu$

Степени окисления:

$Fe^0 + Cu^{+2}S^{+6}O^{-2}_4 \rightarrow Fe^{+2}S^{+6}O^{-2}_4 + Cu^0$

Железо ($Fe$) повышает свою степень окисления с 0 до +2 (окисляется), а медь ($Cu$) понижает свою степень окисления с +2 до 0 (восстанавливается). Следовательно, это ОВР.

Ответ: Утверждение истинное.

г) только некоторые реакции замещения являются окислительно-восстановительными;

Утверждение ложное. Это утверждение противоречит пункту (в). Как было показано, участие простого вещества (с нулевой степенью окисления), которое затем образует соединение (с ненулевой степенью окисления), является неотъемлемой чертой реакций замещения. Это неизбежно приводит к изменению степеней окисления, а значит, любая такая реакция является ОВР.

Ответ: Утверждение ложное.

д) к окислительно-восстановительным реакциям относят те реакции соединения и разложения, в которых участвует хотя бы одно простое вещество;

Утверждение истинное. Если в реакции соединения в качестве реагента участвует простое вещество (степень окисления 0), то в продукте (сложном веществе) этот элемент будет иметь ненулевую степень окисления. Если в реакции разложения в качестве продукта образуется простое вещество (степень окисления 0), то в исходном веществе (сложном) этот элемент имел ненулевую степень окисления. В обоих случаях происходит изменение степени окисления, что является определением ОВР.

Пример реакции соединения с участием простого вещества:

$2Mg + O_2 \rightarrow 2MgO$

$2Mg^0 + O_2^0 \rightarrow 2Mg^{+2}O^{-2}$

Пример реакции разложения с образованием простого вещества:

$2KClO_3 \xrightarrow{t} 2KCl + 3O_2\uparrow$

$2K^{+1}Cl^{+5}O^{-2}_3 \rightarrow 2K^{+1}Cl^{-1} + 3O_2^0\uparrow$

В обеих реакциях степени окисления изменяются, следовательно, это ОВР.

Ответ: Утверждение истинное.

е) все реакции разложения и соединения не являются окислительно-восстановительными.

Утверждение ложное. Как показано в пункте (д), реакции соединения и разложения с участием простых веществ являются ОВР. Однако существуют и реакции этих типов, которые не являются ОВР. Это происходит, когда все реагенты и продукты являются сложными веществами, и степени окисления не меняются.

Пример реакции соединения, не являющейся ОВР:

$Cao + CO_2 \rightarrow CaCO_3$

$Ca^{+2}O^{-2} + C^{+4}O^{-2}_2 \rightarrow Ca^{+2}C^{+4}O^{-2}_3$

Пример реакции разложения, не являющейся ОВР:

$Cu(OH)_2 \xrightarrow{t} Cuo + H_2O$

$Cu^{+2}(O^{-2}H^{+1})_2 \rightarrow Cu^{+2}O^{-2} + H^{+1}_2O^{-2}$

Поскольку существуют как ОВР, так и не-ОВР среди реакций соединения и разложения, данное общее утверждение ложно.

Ответ: Утверждение ложное.

Таким образом, на основе проведенного анализа, истинными являются утверждения б), в) и д).