Номер 1182, страница 185 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

1182. Определите степени окисления атомов всех химических элементов в следующих веществах: $SiO_2$, $C$, $SiC$, $CO$, $SiCl_4$, $Si$, $3MgO \cdot 2SiO_2 \cdot 2H_2O$, $SiF_4$, $Na_2CO_3$, $H_2SiO_3$.

Решение

Для определения степеней окисления будем использовать следующие правила:

• Степень окисления атомов в простых веществах равна нулю.
• Сумма степеней окисления всех атомов в молекуле равна нулю.
• Степень окисления фтора в соединениях всегда равна -1.
• Степень окисления щелочных металлов (I группа) в соединениях всегда равна +1.
• Степень окисления щелочноземельных металлов (II группа) в соединениях всегда равна +2.
• Степень окисления водорода в большинстве соединений равна +1 (кроме гидридов металлов).
• Степень окисления кислорода в большинстве соединений равна -2 (кроме пероксидов, надпероксидов и соединений с фтором).

SiO₂

В диоксиде кремния (оксиде кремния(IV)) кислород (O) имеет стандартную степень окисления -2. Пусть степень окисления кремния (Si) равна $x$. Молекула электронейтральна, поэтому сумма степеней окисления всех атомов равна нулю: $x + 2 \cdot (-2) = 0$. Отсюда $x - 4 = 0$, следовательно $x = +4$.

Ответ: $Si^{+4}O_2^{-2}$.

C

Углерод (C) в данном случае представлен как простое вещество. Степень окисления атомов в простых веществах равна нулю.

Ответ: $C^{0}$.

SiC

В карбиде кремния (SiC) углерод является более электроотрицательным элементом, чем кремний (электроотрицательность C ≈ 2.55, Si ≈ 1.90). Поэтому углерод принимает отрицательную степень окисления, равную -4 (как в метане). Пусть степень окисления кремния равна $x$. Тогда $x + (-4) = 0$, следовательно $x = +4$.

Ответ: $Si^{+4}C^{-4}$.

CO

В оксиде углерода(II) кислород (О) более электроотрицателен и имеет степень окисления -2. Пусть степень окисления углерода (C) равна $x$. Тогда $x + (-2) = 0$, следовательно $x = +2$.

Ответ: $C^{+2}O^{-2}$.

SiCl₄

В тетрахлориде кремния хлор (Cl) как более электроотрицательный элемент имеет степень окисления -1. Пусть степень окисления кремния (Si) равна $x$. Тогда $x + 4 \cdot (-1) = 0$. Отсюда $x - 4 = 0$, следовательно $x = +4$.

Ответ: $Si^{+4}Cl_4^{-1}$.

Si

Кремний (Si) здесь — простое вещество. Его степень окисления равна нулю.

Ответ: $Si^{0}$.

3MgO·2SiO₂·2H₂O

Это формула минерала талька, представляющая собой гидрат силиката магния. Степени окисления определяются для каждой составной части: MgO, SiO₂ и H₂O. Коэффициенты перед формулами не влияют на степени окисления атомов.

- В оксиде магния (MgO): магний (Mg) — щелочноземельный металл, степень окисления +2; кислород (O) — -2.

- В диоксиде кремния (SiO₂): как мы уже определили, кремний (Si) +4, кислород (O) -2.

- В воде (H₂O): водород (H) +1, кислород (O) -2.

Ответ: $Mg^{+2}$, $Si^{+4}$, $H^{+1}$, $O^{-2}$.

SiF₄

Во фториде кремния(IV) фтор (F) — самый электроотрицательный элемент, его степень окисления всегда -1. Пусть степень окисления кремния (Si) равна $x$. Тогда $x + 4 \cdot (-1) = 0$. Отсюда $x - 4 = 0$, следовательно $x = +4$.

Ответ: $Si^{+4}F_4^{-1}$.

Na₂CO₃

В карбонате натрия натрий (Na) — щелочной металл, его степень окисления +1. Кислород (O) имеет степень окисления -2. Пусть степень окисления углерода (C) равна $x$. Тогда $2 \cdot (+1) + x + 3 \cdot (-2) = 0$. Отсюда $2 + x - 6 = 0$, $x - 4 = 0$, следовательно $x = +4$.

Ответ: $Na_2^{+1}C^{+4}O_3^{-2}$.

H₂SiO₃

В кремниевой кислоте водород (H) имеет степень окисления +1, а кислород (O) — -2. Пусть степень окисления кремния (Si) равна $x$. Тогда $2 \cdot (+1) + x + 3 \cdot (-2) = 0$. Отсюда $2 + x - 6 = 0$, $x - 4 = 0$, следовательно $x = +4$.

Ответ: $H_2^{+1}Si^{+4}O_3^{-2}$.