Номер 639, страница 111 - гдз по химии 8 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

639. Укажите, какие реакции являются окислительно-восстановительными:

а) $H_2 + Cl_2 = 2HCl$;

б) $2NaOH + CuCl_2 = 2NaCl + Cu(OH)_2 \downarrow$;

в) $NaOH + HCl = NaCl + H_2O$;

г) $Cl_2 + H_2O = HClO + HCl$;

д) $BaCO_3 = BaO + CO_2 \uparrow$;

е) $2NaNO_3 = 2NaNO_2 + O_2 \uparrow$;

ж) $Na_2O + 2HCl = 2NaCl + H_2O$;

з) $Mg + H_2O = MgO + H_2 \uparrow$;

и) $3C + 4HNO_3 = 3CO_2 \uparrow + 2H_2O + 4NO \uparrow$.

Окислительно-восстановительными реакциями (ОВР) называются реакции, в результате которых изменяются степени окисления атомов каких-либо элементов, входящих в состав реагирующих веществ. Чтобы определить, является ли реакция ОВР, необходимо расставить степени окисления всех элементов до и после реакции.

а) H₂ + Cl₂ = 2HCl

В данной реакции изменяются степени окисления водорода и хлора. Водород в простом веществе H₂ имеет степень окисления $0$, а в продукте реакции (хлороводороде HCl) — $+1$. Хлор в простом веществе Cl₂ имеет степень окисления $0$, а в HCl — $-1$.
Процесс окисления: $H_2^{0} - 2e^{-} \rightarrow 2H^{+1}$ (водород является восстановителем).
Процесс восстановления: $Cl_2^{0} + 2e^{-} \rightarrow 2Cl^{-1}$ (хлор является окислителем).
Так как степени окисления меняются, эта реакция является окислительно-восстановительной.

Ответ: является окислительно-восстановительной.

б) 2NaOH + CuCl₂ = 2NaCl + Cu(OH)₂↓

В этой реакции степени окисления всех элементов остаются неизменными: Na был и остался $+1$, O был и остался $-2$, H был и остался $+1$, Cu был и остался $+2$, Cl был и остался $-1$. Это реакция ионного обмена, которая не сопровождается переходом электронов.

Ответ: не является окислительно-восстановительной.

в) NaOH + HCl = NaCl + H₂O

В данной реакции нейтрализации степени окисления всех элементов сохраняются: Na ($+1$), O ($-2$), H ($+1$), Cl ($-1$). Изменения степеней окисления не происходит.

Ответ: не является окислительно-восстановительной.

г) Cl₂ + H₂O = HClO + HCl

В этой реакции хлор изменяет свою степень окисления. В исходном веществе $Cl_2$ степень окисления хлора равна $0$. В продуктах реакции хлор имеет две разные степени окисления: в хлорноватистой кислоте HClO степень окисления хлора $+1$, а в соляной кислоте HCl — $-1$.
Это реакция диспропорционирования, где один и тот же элемент является и окислителем, и восстановителем.
$Cl_2^{0} - 2e^{-} \rightarrow 2Cl^{+1}$ (окисление).
$Cl_2^{0} + 2e^{-} \rightarrow 2Cl^{-1}$ (восстановление).
Реакция является окислительно-восстановительной.

Ответ: является окислительно-восстановительной.

д) BaCO₃ = BaO + CO₂↑

В реакции термического разложения карбоната бария степени окисления элементов не изменяются: Ba ($+2$), C ($+4$), O ($-2$).

Ответ: не является окислительно-восстановительной.

е) 2NaNO₃ = 2NaNO₂ + O₂↑

При разложении нитрата натрия изменяются степени окисления азота и кислорода. Азот в $NaNO_3$ имеет степень окисления $+5$, а в $NaNO_2$ — $+3$. Кислород в нитрате имеет степень окисления $-2$, а в простом веществе $O_2$ — $0$.
Процесс восстановления: $N^{+5} + 2e^{-} \rightarrow N^{+3}$ (азот в роли окислителя).
Процесс окисления: $2O^{-2} - 4e^{-} \rightarrow O_2^{0}$ (кислород в роли восстановителя).
Реакция является окислительно-восстановительной.

Ответ: является окислительно-восстановительной.

ж) Na₂O + 2HCl = 2NaCl + H₂O

Это реакция обмена между основным оксидом и кислотой. Степени окисления всех элементов остаются прежними: Na ($+1$), O ($-2$), H ($+1$), Cl ($-1$).

Ответ: не является окислительно-восстановительной.

з) Mg + H₂O = MgO + H₂↑

В данной реакции замещения изменяются степени окисления магния и водорода. Магний (простое вещество) имеет степень окисления $0$ и переходит в $MgO$, где его степень окисления становится $+2$. Водород в воде имеет степень окисления $+1$, а в продукте реакции $H_2$ — $0$.
Процесс окисления: $Mg^{0} - 2e^{-} \rightarrow Mg^{+2}$ (магний — восстановитель).
Процесс восстановления: $2H^{+1} + 2e^{-} \rightarrow H_2^{0}$ (водород — окислитель).
Реакция является окислительно-восстановительной.

Ответ: является окислительно-восстановительной.

и) 3C + 4HNO₃ = 3CO₂↑ + 2H₂O + 4NO↑

В этой реакции изменяются степени окисления углерода и азота. Углерод (простое вещество) имеет степень окисления $0$ и окисляется до $+4$ в диоксиде углерода $CO_2$. Азот в азотной кислоте $HNO_3$ имеет степень окисления $+5$ и восстанавливается до $+2$ в оксиде азота(II) $NO$.
Процесс окисления: $C^{0} - 4e^{-} \rightarrow C^{+4}$ (углерод — восстановитель).
Процесс восстановления: $N^{+5} + 3e^{-} \rightarrow N^{+2}$ (азот — окислитель).
Реакция является окислительно-восстановительной.

Ответ: является окислительно-восстановительной.