Номер 757, страница 126 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

757. Определите степени окисления атомов всех химических элементов в веществах: $FeS_2$, $H_2O_2$, $Al(H_2PO_4)_3$, $CH_3NH_2 \cdot HCl$, $C_3H_8$, $Fe(OH)(NO_3)_2$, $Ba(MnO_4)_2$, $NH_4ClO_4$, $PH_3$, $NCl_3$.

FeS₂

В данном соединении (пирит или дисульфид железа) сера находится в виде дисульфид-аниона $[S_2]^{2-}$. В этом ионе два атома серы связаны ковалентной связью, и общий заряд иона равен -2. Следовательно, формальная степень окисления каждого атома серы равна -1. Чтобы молекула была электронейтральной, степень окисления железа должна быть +2.

Ответ: $Fe^{+2}$, $S^{-1}$.

H₂O₂

Это пероксид водорода. В пероксидах степень окисления кислорода всегда равна -1. Степень окисления водорода в соединениях с неметаллами равна +1. Проверка суммарного заряда: $2 \cdot (+1) + 2 \cdot (-1) = 0$.

Ответ: $H^{+1}$, $O^{-1}$.

Al(H₂PO₄)₃

Это дигидрофосфат алюминия. Алюминий в солях всегда проявляет степень окисления +3. Заряд дигидрофосфат-иона $(H_2PO_4)$ равен -1. В этом ионе водород имеет степень окисления +1, а кислород -2. Обозначим степень окисления фосфора за $x$. Сумма степеней окисления в ионе равна его заряду: $2 \cdot (+1) + x + 4 \cdot (-2) = -1$. Решая уравнение, получаем: $2 + x - 8 = -1$, $x - 6 = -1$, $x = +5$.

Ответ: $Al^{+3}$, $H^{+1}$, $P^{+5}$, $O^{-2}$.

CH₃NH₂ · HCl

Это хлорид метиламмония, который является солью и может быть представлен формулой $[CH_3NH_3]^+Cl^-$. В хлорид-ионе $Cl^-$ степень окисления хлора равна -1. В катионе метиламмония $[CH_3NH_3]^+$ степень окисления водорода равна +1. Азот более электроотрицателен, чем углерод, поэтому связь C-N поляризована в сторону азота. Степень окисления азота -3, а углерода -2. Проверим заряд катиона: $1 \cdot (-2) + 1 \cdot (-3) + 6 \cdot (+1) = -2 - 3 + 6 = +1$.

Ответ: $C^{-2}$, $N^{-3}$, $H^{+1}$, $Cl^{-1}$.

C₃H₈

Это пропан. Степень окисления водорода в органических соединениях равна +1. Молекула электронейтральна, поэтому сумма всех степеней окисления равна 0. Если принять степень окисления углерода за $x$, то $3x + 8 \cdot (+1) = 0$. Отсюда $3x = -8$, и средняя степень окисления углерода $x = -8/3$.

Ответ: $C^{-8/3}$ (средняя), $H^{+1}$.

Fe(OH)(NO₃)₂

Это гидроксонитрат железа(III). Это основная соль, состоящая из катиона железа, гидроксид-аниона $(OH)^-$ и двух нитрат-анионов $(NO_3)^-$. Заряд гидроксид-иона -1, заряд нитрат-иона -1. Чтобы молекула была электронейтральной, степень окисления железа должна быть +3. В $OH^-$: $O$ имеет с.о. -2, $H$ имеет с.о. +1. В $NO_3^-$: $O$ имеет с.о. -2. Пусть с.о. азота $x$. Тогда $x + 3 \cdot (-2) = -1$, откуда $x = +5$.

Ответ: $Fe^{+3}$, $O^{-2}$, $H^{+1}$, $N^{+5}$.

Ba(MnO₄)₂

Это перманганат бария. Барий — щелочноземельный металл, его степень окисления в соединениях всегда +2. Заряд перманганат-иона $(MnO_4)$ равен -1. В этом ионе кислород имеет степень окисления -2. Пусть степень окисления марганца равна $x$. Тогда $x + 4 \cdot (-2) = -1$, откуда $x - 8 = -1$, $x = +7$.

Ответ: $Ba^{+2}$, $Mn^{+7}$, $O^{-2}$.

NH₄ClO₄

Это перхлорат аммония, соль, состоящая из катиона аммония $NH_4^+$ и перхлорат-аниона $ClO_4^-$. В катионе $NH_4^+$ водород имеет степень окисления +1. Пусть с.о. азота $x$. Тогда $x + 4 \cdot (+1) = +1$, откуда $x = -3$. В анионе $ClO_4^-$ кислород имеет степень окисления -2. Пусть с.о. хлора $y$. Тогда $y + 4 \cdot (-2) = -1$, откуда $y = +7$.

Ответ: $N^{-3}$, $H^{+1}$, $Cl^{+7}$, $O^{-2}$.

PH₃

Это фосфин. По общему правилу, водород в соединениях с неметаллами имеет степень окисления +1. Молекула электронейтральна. Пусть степень окисления фосфора равна $x$. Тогда $x + 3 \cdot (+1) = 0$, откуда $x = -3$.

Ответ: $P^{-3}$, $H^{+1}$.

NCl₃

Это трихлорид азота. Хлор более электроотрицателен (3.16), чем азот (3.04), поэтому степень окисления хлора будет отрицательной, равной -1. Молекула электронейтральна. Пусть степень окисления азота равна $x$. Тогда $x + 3 \cdot (-1) = 0$, откуда $x = +3$.

Ответ: $N^{+3}$, $Cl^{-1}$.