Номер 405, страница 63 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

405. Определите степень окисления атомов в следующих соединениях: $K_3[Al(OH)_6]$, $SnF_4$, $I_3N$, $SiBr_4$, $Ba(MnO_4)_2$, $PtCl_4$, $RaI_2$, $Ca(ClO_3)_2$.

Дано:

Химические соединения: K₃[Al(OH)₆], SnF₄, I₃N, SiBr₄, Ba(MnO₄)₂, PtCl₄, RaI₂, Ca(ClO₃)₂.

Найти:

Степени окисления всех атомов в каждом соединении.

Решение:

K₃[Al(OH)₆]

Калий (K) — щелочной металл, его степень окисления в соединениях всегда равна $+1$. Молекула в целом электронейтральна. Заряд комплексного иона [Al(OH)₆] можно найти из уравнения: $3 \times (+1) + z = 0$, где $z$ — заряд иона. Отсюда $z = -3$. Гидроксогруппа (OH)⁻ имеет заряд $-1$. В ней кислород (O) имеет степень окисления $-2$, а водород (H) — $+1$. Пусть степень окисления алюминия (Al) равна $x$. Сумма степеней окисления атомов в комплексном ионе равна его заряду. Можно рассчитать двумя способами:

1. Исходя из заряда гидроксогруппы: $x + 6 \times (-1) = -3$, что дает $x = +3$.

2. Исходя из степеней окисления кислорода и водорода: $x + 6 \times (-2) + 6 \times (+1) = -3$, что упрощается до $x - 12 + 6 = -3$, и далее $x - 6 = -3$, откуда $x = +3$.

Ответ: $K^{+1}, Al^{+3}, O^{-2}, H^{+1}$.

SnF₄

Фтор (F) — самый электроотрицательный элемент, его степень окисления в соединениях (кроме F₂) всегда равна $-1$. Молекула электронейтральна, поэтому сумма степеней окисления всех атомов равна 0. Пусть степень окисления олова (Sn) равна $x$. $x + 4 \times (-1) = 0$. $x - 4 = 0$. $x = +4$.

Ответ: $Sn^{+4}, F^{-1}$.

I₃N

Азот (N) более электроотрицателен, чем иод (I) (электроотрицательность по Полингу: N ≈ 3.04, I ≈ 2.66). Поэтому азот будет иметь отрицательную степень окисления. Наиболее характерная отрицательная степень окисления для азота равна $-3$. Молекула электронейтральна. Пусть степень окисления иода (I) равна $x$. $3 \times x + (-3) = 0$. $3x = 3$. $x = +1$.

Ответ: $I^{+1}, N^{-3}$.

SiBr₄

Бром (Br), как галоген, более электроотрицателен, чем кремний (Si), и в данном бинарном соединении его степень окисления равна $-1$. Молекула электронейтральна. Пусть степень окисления кремния (Si) равна $x$. $x + 4 \times (-1) = 0$. $x - 4 = 0$. $x = +4$.

Ответ: $Si^{+4}, Br^{-1}$.

Ba(MnO₄)₂

Барий (Ba) — щелочноземельный металл (IIА группа), его степень окисления в соединениях всегда равна $+2$. Соединение состоит из катиона $Ba^{+2}$ и двух перманганат-анионов $MnO₄⁻$. Заряд перманганат-иона равен $-1$. В ионе $MnO₄⁻$ кислород (O) имеет степень окисления $-2$. Пусть степень окисления марганца (Mn) равна $x$. Сумма степеней окисления в ионе $MnO₄⁻$ равна его заряду: $x + 4 \times (-2) = -1$. $x - 8 = -1$. $x = +7$.

Ответ: $Ba^{+2}, Mn^{+7}, O^{-2}$.

PtCl₄

Хлор (Cl), как галоген, более электроотрицателен, чем платина (Pt), и в данном бинарном соединении его степень окисления равна $-1$. Молекула электронейтральна. Пусть степень окисления платины (Pt) равна $x$. $x + 4 \times (-1) = 0$. $x - 4 = 0$. $x = +4$.

Ответ: $Pt^{+4}, Cl^{-1}$.

RaI₂

Радий (Ra) — щелочноземельный металл (IIА группа), его степень окисления в соединениях всегда равна $+2$. Иод (I) — галоген, в иодидах его степень окисления равна $-1$. Проверка электронейтральности молекулы: $(+2) + 2 \times (-1) = 2 - 2 = 0$.

Ответ: $Ra^{+2}, I^{-1}$.

Ca(ClO₃)₂

Кальций (Ca) — щелочноземельный металл (IIА группа), его степень окисления в соединениях всегда равна $+2$. Соединение состоит из катиона $Ca^{+2}$ и двух хлорат-анионов $ClO₃⁻$. Заряд хлорат-иона равен $-1$. В ионе $ClO₃⁻$ кислород (O) имеет степень окисления $-2$. Пусть степень окисления хлора (Cl) равна $x$. Сумма степеней окисления в ионе $ClO₃⁻$ равна его заряду: $x + 3 \times (-2) = -1$. $x - 6 = -1$. $x = +5$.

Ответ: $Ca^{+2}, Cl^{+5}, O^{-2}$.