Номер 55, страница 16 - гдз по химии 9 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

55. Определите степени окисления всех атомов в ионах:

а) $F^{-}$, $HS^{-}$, $SiO_3^{2-}$, $BiO^{+}$;

б) $S^{2-}$, $H_2PO_4^{-}$, $Be^{2+}$, $Cl^{-}$;

в) $[Zn(OH)_4]^{2-}$, $Al^{3+}$, $NO_2^{-}$, $O_2^{2-}$;

г) $Al(OH)_2^{+}$, $HSO_4^{-}$, $OH^{-}$, $SO_3^{2-}$;

д) $Cr_2O_7^{2-}$, $NO_3^{-}$, $H_3O^{+}$, $ZnO_2^{2-}$;

е) $MnO_4^{-}$, $CrO_4^{2-}$, $HPO_3^{2-}$, $P_2O_7^{4-}$.

Для определения степеней окисления атомов в ионах воспользуемся следующими основными правилами:

• Степень окисления простого иона (состоящего из одного атома) равна его заряду.
• Алгебраическая сумма степеней окисления всех атомов в сложном ионе равна заряду этого иона.
• Степень окисления водорода (H) в соединениях с неметаллами, как правило, равна $+1$.
• Степень окисления кислорода (O) в большинстве соединений равна $-2$ (исключениями являются пероксиды, где она равна $-1$, надпероксиды, и соединения с фтором).

а)

В ионе фтора $F^{-}$ степень окисления фтора равна заряду иона, то есть $-1$.

В гидросульфид-ионе $HS^{-}$ суммарный заряд равен $-1$. Степень окисления водорода принимаем за $+1$. Обозначим степень окисления серы за $x$. Составим уравнение: $(+1) + x = -1$, откуда $x = -2$. Таким образом, степень окисления $H$ равна $+1$, $S$ равна $-2$.

В силикат-ионе $SiO_3^{2-}$ суммарный заряд равен $-2$. Степень окисления кислорода принимаем за $-2$. Обозначим степень окисления кремния за $x$. Составим уравнение: $x + 3 \cdot (-2) = -2$, откуда $x - 6 = -2$, и $x = +4$. Таким образом, степень окисления $Si$ равна $+4$, $O$ равна $-2$.

В ионе висмутила $BiO^{+}$ суммарный заряд равен $+1$. Степень окисления кислорода принимаем за $-2$. Обозначим степень окисления висмута за $x$. Составим уравнение: $x + (-2) = +1$, откуда $x = +3$. Таким образом, степень окисления $Bi$ равна $+3$, $O$ равна $-2$.

Ответ: $F^{-1}$, $H^{+1}S^{-2}$, $Si^{+4}O_3^{-2}$, $Bi^{+3}O^{-2}$.

б)

В сульфид-ионе $S^{2-}$ степень окисления серы равна заряду иона, то есть $-2$.

В дигидрофосфат-ионе $H_2PO_4^{-}$ суммарный заряд равен $-1$. Степень окисления водорода $+1$, кислорода $-2$. Обозначим степень окисления фосфора за $x$. Составим уравнение: $2 \cdot (+1) + x + 4 \cdot (-2) = -1$, откуда $2 + x - 8 = -1$, и $x = +5$. Таким образом, степень окисления $H$ равна $+1$, $P$ равна $+5$, $O$ равна $-2$.

В ионе бериллия $Be^{2+}$ степень окисления бериллия равна заряду иона, то есть $+2$.

В хлорид-ионе $Cl^{-}$ степень окисления хлора равна заряду иона, то есть $-1$.

Ответ: $S^{-2}$, $H_2^{+1}P^{+5}O_4^{-2}$, $Be^{+2}$, $Cl^{-1}$.

в)

В тетрагидроксоцинкат(II)-ионе $[Zn(OH)_4]^{2-}$ суммарный заряд равен $-2$. Степень окисления водорода $+1$, кислорода $-2$. Обозначим степень окисления цинка за $x$. Составим уравнение: $x + 4 \cdot (-2) + 4 \cdot (+1) = -2$, откуда $x - 8 + 4 = -2$, и $x = +2$. Таким образом, степень окисления $Zn$ равна $+2$, $O$ равна $-2$, $H$ равна $+1$.

В ионе алюминия $Al^{3+}$ степень окисления алюминия равна заряду иона, то есть $+3$.

В нитрит-ионе $NO_2^{-}$ суммарный заряд равен $-1$. Степень окисления кислорода $-2$. Обозначим степень окисления азота за $x$. Составим уравнение: $x + 2 \cdot (-2) = -1$, откуда $x - 4 = -1$, и $x = +3$. Таким образом, степень окисления $N$ равна $+3$, $O$ равна $-2$.

В пероксид-ионе $O_2^{2-}$ суммарный заряд равен $-2$. Это ион, состоящий из двух атомов кислорода. Обозначим степень окисления кислорода за $x$. Составим уравнение: $2 \cdot x = -2$, откуда $x = -1$. Таким образом, степень окисления каждого атома $O$ равна $-1$.

Ответ: $[Zn^{+2}(O^{-2}H^{+1})_4]$, $Al^{+3}$, $N^{+3}O_2^{-2}$, $(O^{-1})_2$.

г)

В ионе дигидроксоалюминия $Al(OH)_2^{+}$ суммарный заряд равен $+1$. Степень окисления водорода $+1$, кислорода $-2$. Обозначим степень окисления алюминия за $x$. Составим уравнение: $x + 2 \cdot (-2) + 2 \cdot (+1) = +1$, откуда $x - 4 + 2 = +1$, и $x = +3$. Таким образом, степень окисления $Al$ равна $+3$, $O$ равна $-2$, $H$ равна $+1$.

В гидросульфат-ионе $HSO_4^{-}$ суммарный заряд равен $-1$. Степень окисления водорода $+1$, кислорода $-2$. Обозначим степень окисления серы за $x$. Составим уравнение: $(+1) + x + 4 \cdot (-2) = -1$, откуда $1 + x - 8 = -1$, и $x = +6$. Таким образом, степень окисления $H$ равна $+1$, $S$ равна $+6$, $O$ равна $-2$.

В гидроксид-ионе $OH^{-}$ суммарный заряд равен $-1$. Степень окисления водорода $+1$, кислорода $-2$. Проверка: $(-2) + (+1) = -1$. Верно. Таким образом, степень окисления $O$ равна $-2$, $H$ равна $+1$.

В сульфит-ионе $SO_3^{2-}$ суммарный заряд равен $-2$. Степень окисления кислорода $-2$. Обозначим степень окисления серы за $x$. Составим уравнение: $x + 3 \cdot (-2) = -2$, откуда $x - 6 = -2$, и $x = +4$. Таким образом, степень окисления $S$ равна $+4$, $O$ равна $-2$.

Ответ: $Al^{+3}(O^{-2}H^{+1})_2$, $H^{+1}S^{+6}O_4^{-2}$, $O^{-2}H^{+1}$, $S^{+4}O_3^{-2}$.

д)

В дихромат-ионе $Cr_2O_7^{2-}$ суммарный заряд равен $-2$. Степень окисления кислорода $-2$. Обозначим степень окисления хрома за $x$. Составим уравнение: $2 \cdot x + 7 \cdot (-2) = -2$, откуда $2x - 14 = -2$, $2x = 12$, и $x = +6$. Таким образом, степень окисления $Cr$ равна $+6$, $O$ равна $-2$.

В нитрат-ионе $NO_3^{-}$ суммарный заряд равен $-1$. Степень окисления кислорода $-2$. Обозначим степень окисления азота за $x$. Составим уравнение: $x + 3 \cdot (-2) = -1$, откуда $x - 6 = -1$, и $x = +5$. Таким образом, степень окисления $N$ равна $+5$, $O$ равна $-2$.

В ионе гидроксония $H_3O^{+}$ суммарный заряд равен $+1$. Степень окисления водорода $+1$. Обозначим степень окисления кислорода за $x$. Составим уравнение: $3 \cdot (+1) + x = +1$, откуда $3 + x = 1$, и $x = -2$. Таким образом, степень окисления $H$ равна $+1$, $O$ равна $-2$.

В цинкат-ионе $ZnO_2^{2-}$ суммарный заряд равен $-2$. Степень окисления кислорода $-2$. Обозначим степень окисления цинка за $x$. Составим уравнение: $x + 2 \cdot (-2) = -2$, откуда $x - 4 = -2$, и $x = +2$. Таким образом, степень окисления $Zn$ равна $+2$, $O$ равна $-2$.

Ответ: $Cr_2^{+6}O_7^{-2}$, $N^{+5}O_3^{-2}$, $H_3^{+1}O^{-2}$, $Zn^{+2}O_2^{-2}$.

е)

В перманганат-ионе $MnO_4^{-}$ суммарный заряд равен $-1$. Степень окисления кислорода $-2$. Обозначим степень окисления марганца за $x$. Составим уравнение: $x + 4 \cdot (-2) = -1$, откуда $x - 8 = -1$, и $x = +7$. Таким образом, степень окисления $Mn$ равна $+7$, $O$ равна $-2$.

В хромат-ионе $CrO_4^{2-}$ суммарный заряд равен $-2$. Степень окисления кислорода $-2$. Обозначим степень окисления хрома за $x$. Составим уравнение: $x + 4 \cdot (-2) = -2$, откуда $x - 8 = -2$, и $x = +6$. Таким образом, степень окисления $Cr$ равна $+6$, $O$ равна $-2$.

В ионе $HPO_3^{2-}$ суммарный заряд равен $-2$. Степень окисления водорода $+1$, кислорода $-2$. Обозначим степень окисления фосфора за $x$. Составим уравнение: $(+1) + x + 3 \cdot (-2) = -2$, откуда $1 + x - 6 = -2$, и $x = +3$. Таким образом, степень окисления $H$ равна $+1$, $P$ равна $+3$, $O$ равна $-2$.

В пирофосфат-ионе $P_2O_7^{4-}$ суммарный заряд равен $-4$. Степень окисления кислорода $-2$. Обозначим степень окисления фосфора за $x$. Составим уравнение: $2 \cdot x + 7 \cdot (-2) = -4$, откуда $2x - 14 = -4$, $2x = 10$, и $x = +5$. Таким образом, степень окисления $P$ равна $+5$, $O$ равна $-2$.

Ответ: $Mn^{+7}O_4^{-2}$, $Cr^{+6}O_4^{-2}$, $H^{+1}P^{+3}O_3^{-2}$, $P_2^{+5}O_7^{-2}$.