Номер 383, страница 78 - гдз по химии 9 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

383. Определите степень окисления атомов азота в следующих веществах:

а) $NO$, $NH_3$, $N_2$;

б) $HNO_2$, $HNO_3$, $NO_2$;

в) $NH_4NO_3$, $Ca(NO_2)_2$, $N_2O$;

г) $N_2H_4$, $(NH_4)_2SO_4$, $Ba(NO_3)_2$;

д) $Mg_3N_2$, $N_2O_3$, $N_2O_5$;

е) $NaNH_2$, $NOCl$, $Li_3N$.

Решение

Степень окисления — это условный заряд атома в молекуле, вычисленный в предположении, что все связи в соединении являются ионными. Для определения степени окисления будем использовать следующие правила:

• Сумма степеней окисления всех атомов в нейтральной молекуле равна нулю.
• Сумма степеней окисления всех атомов в ионе равна заряду иона.
• Степень окисления атомов в простых веществах равна нулю.
• Степень окисления водорода в соединениях, как правило, равна +1 (кроме гидридов металлов).
• Степень окисления кислорода в соединениях, как правило, равна -2 (кроме пероксидов, надпероксидов и фторидов кислорода).
• Степень окисления щелочных металлов (IА группа) равна +1, щелочноземельных металлов (IIА группа) — +2.

а) NO, NH₃, N₂;

В NO (оксид азота(II)): степень окисления кислорода (O) равна -2. Пусть степень окисления азота (N) равна $x$. Так как молекула электронейтральна, то: $x + (-2) = 0$, следовательно, $x = +2$.

В NH₃ (аммиак): степень окисления водорода (H) равна +1. Пусть степень окисления азота (N) равна $x$. Тогда: $x + 3 \cdot (+1) = 0$, следовательно, $x = -3$.

В N₂ (азот): это простое вещество, поэтому степень окисления каждого атома азота равна 0.

Ответ: В NO степень окисления азота +2, в NH₃ – -3, в N₂ – 0.

б) HNO₂, HNO₃, NO₂;

В HNO₂ (азотистая кислота): степень окисления H равна +1, O равна -2. Пусть степень окисления N равна $x$. Тогда: $+1 + x + 2 \cdot (-2) = 0 \implies 1 + x - 4 = 0$, следовательно, $x = +3$.

В HNO₃ (азотная кислота): степень окисления H равна +1, O равна -2. Пусть степень окисления N равна $x$. Тогда: $+1 + x + 3 \cdot (-2) = 0 \implies 1 + x - 6 = 0$, следовательно, $x = +5$.

В NO₂ (диоксид азота): степень окисления O равна -2. Пусть степень окисления N равна $x$. Тогда: $x + 2 \cdot (-2) = 0$, следовательно, $x = +4$.

Ответ: В HNO₂ степень окисления азота +3, в HNO₃ – +5, в NO₂ – +4.

в) NH₄NO₃, Ca(NO₂)₂, N₂O;

В NH₄NO₃ (нитрат аммония): это ионное соединение, состоящее из катиона аммония (NH₄⁺) и нитрат-аниона (NO₃⁻). Степень окисления азота нужно определить в каждом ионе отдельно.

В ионе NH₄⁺ (заряд +1): степень окисления H равна +1. Пусть степень окисления N равна $x$. Тогда: $x + 4 \cdot (+1) = +1$, следовательно, $x = -3$.

В ионе NO₃⁻ (заряд -1): степень окисления O равна -2. Пусть степень окисления N равна $y$. Тогда: $y + 3 \cdot (-2) = -1$, следовательно, $y = +5$.

В Ca(NO₂)₂ (нитрит кальция): это ионное соединение, состоящее из катиона Ca²⁺ и нитрит-анионов (NO₂⁻). Степень окисления кальция (Ca) +2. В ионе NO₂⁻ (заряд -1): степень окисления O равна -2. Пусть степень окисления N равна $x$. Тогда: $x + 2 \cdot (-2) = -1$, следовательно, $x = +3$.

В N₂O (оксид азота(I)): степень окисления O равна -2. Пусть степень окисления N равна $x$. Тогда: $2x + (-2) = 0$, следовательно, $x = +1$.

Ответ: В NH₄NO₃ степени окисления азота -3 и +5; в Ca(NO₂)₂ – +3; в N₂O – +1.

г) N₂H₄, (NH₄)₂SO₄, Ba(NO₃)₂;

В N₂H₄ (гидразин): степень окисления H равна +1. Пусть степень окисления N равна $x$. Тогда: $2x + 4 \cdot (+1) = 0$, следовательно, $2x = -4$, $x = -2$.

В (NH₄)₂SO₄ (сульфат аммония): это ионное соединение, состоящее из катионов аммония (NH₄⁺) и сульфат-аниона (SO₄²⁻). В ионе NH₄⁺ (заряд +1): степень окисления H равна +1. Пусть степень окисления N равна $x$. Тогда: $x + 4 \cdot (+1) = +1$, следовательно, $x = -3$.

В Ba(NO₃)₂ (нитрат бария): это ионное соединение, состоящее из катиона Ba²⁺ и нитрат-анионов (NO₃⁻). Степень окисления бария (Ba) +2. В ионе NO₃⁻ (заряд -1): степень окисления O равна -2. Пусть степень окисления N равна $x$. Тогда: $x + 3 \cdot (-2) = -1$, следовательно, $x = +5$.

Ответ: В N₂H₄ степень окисления азота -2; в (NH₄)₂SO₄ – -3; в Ba(NO₃)₂ – +5.

д) Mg₃N₂, N₂O₃, N₂O₅;

В Mg₃N₂ (нитрид магния): степень окисления магния (Mg) как металла IIА группы равна +2. Пусть степень окисления N равна $x$. Тогда: $3 \cdot (+2) + 2x = 0 \implies 6 + 2x = 0$, следовательно, $x = -3$.

В N₂O₃ (оксид азота(III)): степень окисления O равна -2. Пусть степень окисления N равна $x$. Тогда: $2x + 3 \cdot (-2) = 0 \implies 2x - 6 = 0$, следовательно, $x = +3$.

В N₂O₅ (оксид азота(V)): степень окисления O равна -2. Пусть степень окисления N равна $x$. Тогда: $2x + 5 \cdot (-2) = 0 \implies 2x - 10 = 0$, следовательно, $x = +5$.

Ответ: В Mg₃N₂ степень окисления азота -3; в N₂O₃ – +3; в N₂O₅ – +5.

е) NaNH₂, NOCl, Li₃N.

В NaNH₂ (амид натрия): это ионное соединение, состоящее из катиона Na⁺ и амид-аниона (NH₂⁻). Степень окисления натрия (Na) +1. В ионе NH₂⁻ (заряд -1): степень окисления H равна +1. Пусть степень окисления N равна $x$. Тогда: $x + 2 \cdot (+1) = -1$, следовательно, $x = -3$.

В NOCl (нитрозилхлорид): степень окисления O равна -2, хлора (Cl) равна -1 (как у более электроотрицательного элемента, чем N). Пусть степень окисления N равна $x$. Тогда: $x + (-2) + (-1) = 0$, следовательно, $x = +3$.

В Li₃N (нитрид лития): степень окисления лития (Li) как металла IА группы равна +1. Пусть степень окисления N равна $x$. Тогда: $3 \cdot (+1) + x = 0$, следовательно, $x = -3$.

Ответ: В NaNH₂ степень окисления азота -3; в NOCl – +3; в Li₃N – -3.