Номер 1441, страница 223 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

1441. Определите степень окисления атома железа в со-единениях:

а) $FeCl_2$, $Fe_2O_3$, $Fe(OH)_2$;

б) $K_2FeO_4$, $FeCl_3$, $FeOOH$;

в) $Fe_3O_4$, $K_3[Fe(CN)_6]$, $[Fe(H_2O)_6]Cl_3$;

г) $K[Fe(NH_3)_2(CN)_4]$, $[Fe(H_2O)_2(CN)_4]^-$, $[Fe(H_2O)_6]^{3+}$.

Для определения степени окисления атома элемента в соединении или ионе необходимо исходить из следующих правил:

• Сумма степеней окисления всех атомов в нейтральной молекуле равна нулю.
• Сумма степеней окисления всех атомов в ионе равна заряду этого иона.
• Степень окисления щелочных металлов (например, K) в соединениях всегда +1.
• Степень окисления кислорода в большинстве соединений (оксидах, гидроксидах) равна -2.
• Степень окисления водорода в большинстве соединений равна +1.
• Степень окисления галогенов (например, Cl) в хлоридах равна -1.
• Лиганды, являющиеся нейтральными молекулами (например, $H_2O$, $NH_3$), имеют заряд 0.
• Заряд гидроксогруппы $(OH)$ равен -1, цианогруппы $(CN)$ — -1.

1. В хлориде железа(II) $FeCl_2$ степень окисления хлора равна -1. Обозначим степень окисления железа за $x$. Так как молекула электронейтральна, сумма степеней окисления равна нулю: $x + 2 \cdot (-1) = 0$ $x - 2 = 0$ $x = +2$.

2. В оксиде железа(III) $Fe_2O_3$ степень окисления кислорода равна -2. Обозначим степень окисления железа за $x$: $2 \cdot x + 3 \cdot (-2) = 0$ $2x - 6 = 0$ $x = +3$.

3. В гидроксиде железа(II) $Fe(OH)_2$ гидроксогруппа $(OH)$ имеет заряд -1. Обозначим степень окисления железа за $x$: $x + 2 \cdot (-1) = 0$ $x - 2 = 0$ $x = +2$.

Ответ: в $FeCl_2$ степень окисления железа +2; в $Fe_2O_3$ — +3; в $Fe(OH)_2$ — +2.

1. В феррате калия $K_2FeO_4$ степень окисления калия равна +1, кислорода — -2. Обозначим степень окисления железа за $x$: $2 \cdot (+1) + x + 4 \cdot (-2) = 0$ $2 + x - 8 = 0$ $x = +6$.

2. В хлориде железа(III) $FeCl_3$ степень окисления хлора равна -1. Обозначим степень окисления железа за $x$: $x + 3 \cdot (-1) = 0$ $x - 3 = 0$ $x = +3$.

3. В гидроксооксиде железа(III) $FeOOH$ степень окисления кислорода равна -2, водорода — +1. Обозначим степень окисления железа за $x$: $x + (-2) + (-2) + (+1) = 0$ $x - 3 = 0$ $x = +3$.

Ответ: в $K_2FeO_4$ степень окисления железа +6; в $FeCl_3$ — +3; в $FeOOH$ — +3.

1. Оксид железа(II,III) $Fe_3O_4$ (железная окалина) является смешанным оксидом, его состав можно представить как $FeO \cdot Fe_2O_3$. В этом соединении атомы железа находятся в двух степенях окисления: в $FeO$ степень окисления железа +2, а в $Fe_2O_3$ — +3. Таким образом, в $Fe_3O_4$ один атом железа имеет степень окисления +2, а два других — +3.

2. Гексацианоферрат(III) калия $K_3[Fe(CN)_6]$ — комплексное соединение. Катион калия $K^+$ имеет заряд +1, следовательно, комплексный анион $[Fe(CN)_6]$ имеет заряд -3. Лиганд $CN$ имеет заряд -1. Обозначим степень окисления железа за $x$. Сумма степеней окисления в ионе равна его заряду: $x + 6 \cdot (-1) = -3$ $x - 6 = -3$ $x = +3$.

3. Хлорид гексаакважелеза(III) $[Fe(H_2O)_6]Cl_3$ — комплексное соединение. Анион хлора $Cl^-$ имеет заряд -1, следовательно, комплексный катион $[Fe(H_2O)_6]$ имеет заряд +3. Лиганд $H_2O$ (вода) является нейтральной молекулой (заряд 0). Обозначим степень окисления железа за $x$: $x + 6 \cdot 0 = +3$ $x = +3$.

Ответ: в $Fe_3O_4$ железо имеет две степени окисления: +2 и +3; в $K_3[Fe(CN)_6]$ — +3; в $[Fe(H_2O)_6]Cl_3$ — +3.

1. В соединении $K[Fe(NH_3)_2(CN)_4]$ катион $K^+$ имеет заряд +1, значит, комплексный анион $[Fe(NH_3)_2(CN)_4]$ имеет заряд -1. Лиганд $NH_3$ (аммиак) нейтрален, а лиганд $CN$ имеет заряд -1. Обозначим степень окисления железа за $x$: $x + 2 \cdot 0 + 4 \cdot (-1) = -1$ $x - 4 = -1$ $x = +3$.

2. В комплексном ионе $[Fe(H_2O)_2(CN)_4]^-$ общий заряд равен -1. Лиганд $H_2O$ нейтрален, лиганд $CN$ имеет заряд -1. Обозначим степень окисления железа за $x$: $x + 2 \cdot 0 + 4 \cdot (-1) = -1$ $x - 4 = -1$ $x = +3$.

3. В комплексном ионе $[Fe(H_2O)_6]^{3+}$ общий заряд равен +3. Лиганд $H_2O$ нейтрален. Обозначим степень окисления железа за $x$: $x + 6 \cdot 0 = +3$ $x = +3$.

Ответ: в $K[Fe(NH_3)_2(CN)_4]$ степень окисления железа +3; в $[Fe(H_2O)_2(CN)_4]^-$ — +3; в $[Fe(H_2O)_6]^{3+}$ — +3.