Номер 756, страница 126 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

756. Определите степени окисления атомов всех химических элементов в веществах: $O_2$, $HBr$, $NO$, $Cl_2$, $H_2SO_4$, $HNO_3$, $Na_2SiO_3$, $K_2FeO_4$, $Mg_3N_2$, $KH_2PO_4$, $NaH$, $NH_4NO_3$.

• Степень окисления атомов в простых веществах равна нулю.
• Сумма степеней окисления всех атомов в нейтральной молекуле равна нулю.
• Степень окисления щелочных металлов (Li, Na, K и др.) в соединениях постоянна и равна +1.
• Степень окисления щелочноземельных металлов (Mg, Ca и др.) в соединениях постоянна и равна +2.
• Степень окисления водорода в большинстве соединений равна +1 (кроме гидридов металлов, где она равна -1).
• Степень окисления кислорода в большинстве соединений равна -2 (кроме пероксидов, надпероксидов и соединений с фтором).

O₂

Кислород (O₂) — это простое вещество. Согласно правилу, степень окисления атомов в простых веществах равна 0.

Ответ: Степень окисления кислорода (O) равна 0 ($O^0$).

HBr

В соединении HBr водород (H) имеет степень окисления +1. Молекула электронейтральна, поэтому сумма степеней окисления равна нулю. Пусть степень окисления брома (Br) равна $x$.

$ (+1) + x = 0 $

$ x = -1 $

Ответ: Степень окисления водорода (H) +1, брома (Br) -1 ($H^{+1}Br^{-1}$).

NO

В оксиде азота(II) (NO) кислород (O) имеет степень окисления -2. Молекула электронейтральна. Пусть степень окисления азота (N) равна $x$.

$ x + (-2) = 0 $

$ x = +2 $

Ответ: Степень окисления азота (N) +2, кислорода (O) -2 ($N^{+2}O^{-2}$).

Cl₂

Хлор (Cl₂) — это простое вещество. Степень окисления атомов в простых веществах равна 0.

Ответ: Степень окисления хлора (Cl) равна 0 ($Cl_2^0$).

H₂SO₄

В серной кислоте (H₂SO₄) водород (H) имеет степень окисления +1, а кислород (O) — -2. Молекула электронейтральна. Пусть степень окисления серы (S) равна $x$.

$ 2 \cdot (+1) + x + 4 \cdot (-2) = 0 $

$ 2 + x - 8 = 0 $

$ x = +6 $

Ответ: Степень окисления водорода (H) +1, серы (S) +6, кислорода (O) -2 ($H_2^{+1}S^{+6}O_4^{-2}$).

HNO₃

В азотной кислоте (HNO₃) водород (H) имеет степень окисления +1, а кислород (O) — -2. Молекула электронейтральна. Пусть степень окисления азота (N) равна $x$.

$ (+1) + x + 3 \cdot (-2) = 0 $

$ 1 + x - 6 = 0 $

$ x = +5 $

Ответ: Степень окисления водорода (H) +1, азота (N) +5, кислорода (O) -2 ($H^{+1}N^{+5}O_3^{-2}$).

Na₂SiO₃

В силикате натрия (Na₂SiO₃) натрий (Na) как щелочной металл имеет степень окисления +1, а кислород (O) — -2. Молекула электронейтральна. Пусть степень окисления кремния (Si) равна $x$.

$ 2 \cdot (+1) + x + 3 \cdot (-2) = 0 $

$ 2 + x - 6 = 0 $

$ x = +4 $

Ответ: Степень окисления натрия (Na) +1, кремния (Si) +4, кислорода (O) -2 ($Na_2^{+1}Si^{+4}O_3^{-2}$).

K₂FeO₄

В феррате калия (K₂FeO₄) калий (K) как щелочной металл имеет степень окисления +1, а кислород (O) — -2. Молекула электронейтральна. Пусть степень окисления железа (Fe) равна $x$.

$ 2 \cdot (+1) + x + 4 \cdot (-2) = 0 $

$ 2 + x - 8 = 0 $

$ x = +6 $

Ответ: Степень окисления калия (K) +1, железа (Fe) +6, кислорода (O) -2 ($K_2^{+1}Fe^{+6}O_4^{-2}$).

Mg₃N₂

В нитриде магния (Mg₃N₂) магний (Mg) как щелочноземельный металл имеет степень окисления +2. Молекула электронейтральна. Пусть степень окисления азота (N) равна $x$.

$ 3 \cdot (+2) + 2 \cdot x = 0 $

$ 6 + 2x = 0 $

$ 2x = -6 $

$ x = -3 $

Ответ: Степень окисления магния (Mg) +2, азота (N) -3 ($Mg_3^{+2}N_2^{-3}$).

KH₂PO₄

В дигидрофосфате калия (KH₂PO₄) калий (K) имеет степень окисления +1, водород (H) +1, а кислород (O) -2. Молекула электронейтральна. Пусть степень окисления фосфора (P) равна $x$.

$ (+1) + 2 \cdot (+1) + x + 4 \cdot (-2) = 0 $

$ 1 + 2 + x - 8 = 0 $

$ x - 5 = 0 $

$ x = +5 $

Ответ: Степень окисления калия (K) +1, водорода (H) +1, фосфора (P) +5, кислорода (O) -2 ($K^{+1}H_2^{+1}P^{+5}O_4^{-2}$).

NaH

Гидрид натрия (NaH) — это гидрид металла. Натрий (Na) имеет степень окисления +1. В гидридах металлов водород (H) имеет степень окисления -1. Проверим: $ (+1) + (-1) = 0 $.

Ответ: Степень окисления натрия (Na) +1, водорода (H) -1 ($Na^{+1}H^{-1}$).

NH₄NO₃

Нитрат аммония (NH₄NO₃) — это ионное соединение, состоящее из катиона аммония (NH₄⁺) и нитрат-аниона (NO₃^-). Рассчитаем степени окисления для каждого иона отдельно.

Для катиона NH₄⁺ (заряд +1):

Водород (H) имеет степень окисления +1. Пусть степень окисления азота (N) равна $x$.

$ x + 4 \cdot (+1) = +1 $

$ x + 4 = 1 $

$ x = -3 $

Для аниона NO₃^- (заряд -1):

Кислород (O) имеет степень окисления -2. Пусть степень окисления азота (N) равна $y$.

$ y + 3 \cdot (-2) = -1 $

$ y - 6 = -1 $

$ y = +5 $

В этом соединении два атома азота имеют разные степени окисления.

Ответ: В ионе аммония (NH₄⁺) степень окисления азота (N) -3, водорода (H) +1. В нитрат-ионе (NO₃^-) степень окисления азота (N) +5, кислорода (O) -2. ($(N^{-3}H_4^{+1})(N^{+5}O_3^{-2})$).