19.4 Установите соответствие между схемой реакции и свойством серы, которое этот элемент проявляет в данной реакции

Кратко

• Верхнее задание («Свойство азота»): А — 4, Б — 1, В — 2
• 19.7: А — 3, Б — 4, В — 2

Верхнее задание

Принцип тот же, что и раньше: сравниваем степень окисления азота слева и справа.

А) \(2\mathrm{NH_4Cl} + \mathrm{FeO} \rightarrow \mathrm{FeCl_2} + 2\mathrm{NH_3} + \mathrm{H_2O}\)

Азот: –3 в \(\mathrm{NH_4Cl}\) и –3 в \(\mathrm{NH_3}\) — степень не меняется. Железо (+2), хлор, водород и кислород тоже своих степеней не меняют. Это не окислительно-восстановительная реакция, азот redox-свойств не проявляет. Ответ 4.

Б) \(2\mathrm{NO_2} + 4\mathrm{Cu} \rightarrow \mathrm{N_2} + 4\mathrm{CuO}\)

Азот: +4 → 0, степень понижается, азот принимает электроны — окислитель. Ответ 1. Проверка: азот принимает \(2 \cdot 4 = 8\) e⁻, медь отдаёт \(4 \cdot 2 = 8\) e⁻.

В) \(4\mathrm{NO_2} + \mathrm{O_2} + 2\mathrm{H_2O} \rightarrow 4\mathrm{HNO_3}\)

Азот: +4 → +5, степень повышается — восстановитель. Ответ 2.

Вариант 3 не подошёл ни разу: нигде азот не выступает одновременно и окислителем, и восстановителем.

19.7

Разбираем каждое уравнение:

1. \(\mathrm{FeCl_2} + \mathrm{Na_2S} \rightarrow \mathrm{FeS} + 2\mathrm{NaCl}\) — железо +2 и там, и там, сера –2 и там, и там. Степени не меняются, это уравнение-«пустышка».
2. \(\mathrm{MnO_2} + 4\mathrm{HCl} \rightarrow \mathrm{Cl_2} + \mathrm{MnCl_2} + 2\mathrm{H_2O}\) — марганец +4 → +2.
3. \(5\mathrm{FeCl_2} + \mathrm{KMnO_4} + 8\mathrm{HCl} \rightarrow 5\mathrm{FeCl_3} + \mathrm{KCl} + \mathrm{MnCl_2} + 4\mathrm{H_2O}\) — железо +2 → +3.
4. \(2\mathrm{KMnO_4} + \mathrm{S} \rightarrow \mathrm{K_2SO_4} + 2\mathrm{MnO_2}\) — марганец +7 → +4.

Сопоставление:

• А) Fe⁺² → Fe⁺³ — уравнение 3;
• Б) Mn⁺⁷ → Mn⁺⁴ — уравнение 4;
• В) Mn⁺⁴ → Mn⁺² — уравнение 2.

Ответ: А — 3, Б — 4, В — 2.

Проверка: в уравнении 3 марганец тоже меняет степень (+7 → +2), но в левом столбце спрашивают про железо, поэтому ориентируемся на указанный элемент. Уравнение 1 не подходит ни к одной строке — в нём redox нет вообще.

Это продолжение той же темы: та же таблица 19 и тот же навык — определять роль элемента в redox-реакции. Решаю 19.8 и 19.9.

Кратко

19.8: А — 2, Б — 2, В — 1

19.9: А — 3, Б — 4, В — 1

19.8. Свойство азота

А) \(2\mathrm{NO} + \mathrm{O_2} \rightarrow 2\mathrm{NO_2}\)

Азот: +2 → +4, степень повышается, электроны отдаёт — восстановитель. Ответ 2.

Б) \(3\mathrm{CuO} + 2\mathrm{NH_3} \rightarrow \mathrm{N_2} + 3\mathrm{Cu} + 3\mathrm{H_2O}\)

Азот: –3 → 0, степень повышается — восстановитель. Ответ 2.

В) \(6\mathrm{Li} + \mathrm{N_2} \rightarrow 2\mathrm{Li_3N}\)

Азот: 0 → –3, степень понижается, электроны принимает — окислитель. Ответ 2 не подходит, верно 1.

Проверка по электронам:

• А: N отдаёт \(2 \cdot 2 = 4\) e⁻, кислород принимает \(2 \cdot 2 = 4\) e⁻;
• Б: медь +2 → 0 принимает \(3 \cdot 2 = 6\) e⁻, азот отдаёт \(2 \cdot 3 = 6\) e⁻;
• В: литий 0 → +1 отдаёт 6 e⁻, азот принимает 6 e⁻.

Вариант 3 (и окислитель, и восстановитель) не подошёл: во всех трёх реакциях азот ведёт себя только в одну сторону.

19.9. Изменение степени окисления восстановителя

А) \(\mathrm{KNO_3} \rightarrow \mathrm{KNO_2} + \mathrm{O_2}\)

Азот +5 → +3 (понижается, окислитель), кислород –2 → 0 (повышается, восстановитель). Берём кислород: –2 → 0. Ответ 3.

Б) \(\mathrm{KNO_3} + \mathrm{P} \rightarrow \ldots + \mathrm{P_2O_5}\)

Фосфор 0 → +5 (в \(\mathrm{P_2O_5}\) или фосфате), он восстановитель. Ответ 4.

В) \(\mathrm{NO_2} + \mathrm{KOH} \rightarrow \mathrm{KNO_2} + \mathrm{KNO_3} + \mathrm{H_2O}\)

Это диспропорционирование: азот +4 одновременно и понижается до +3, и повышается до +5. Восстановитель — тот, кто отдаёт электроны: +4 → +5. Ответ 1.

Проверка уравнения В: \(2\mathrm{NO_2} + 2\mathrm{KOH} \rightarrow \mathrm{KNO_2} + \mathrm{KNO_3} + \mathrm{H_2O}\). Азот отдал 1 e⁻ и принял 1 e⁻ — баланс сходится.

Типичные ошибки

• В 19.8Б многие пишут «не проявляет свойств», потому что реакция идёт с оксидом меди. Но степень азота –3 → 0 меняется, значит он работает как восстановитель.
• В 19.9В легко взять +4 → +3: это тоже изменение азота, но это уже окислитель, а спрашивают восстановителя.
• Вариант 2 (+3 → +5) в 19.9 не подходит ни к одной схеме — он там для проверки внимательности.

Это продолжение той же темы: та же серия заданий 19 на окислительно-восстановительные свойства. На фото видны задания 19.10 и 19.11; от 19.12 видна только формулировка, без уравнений.

Кратко

• 19.10: А — 2, Б — 3, В — 4
• 19.11: А — 2, Б — 3, В — 1

19.10. Свойство железа

А) \(\mathrm{FeO} + \mathrm{HNO_3} \rightarrow \mathrm{Fe(NO_3)_3} + \mathrm{NO_2} + \mathrm{H_2O}\) (уравненный вид: \(\mathrm{FeO} + 4\mathrm{HNO_3} \rightarrow \mathrm{Fe(NO_3)_3} + \mathrm{NO_2} + 2\mathrm{H_2O}\))

Железо: +2 → +3, степень повышается, отдаёт 1 e⁻ — восстановитель. Азот +5 → +4 принимает электроны. Ответ 2.

Б) \(\mathrm{Fe_2O_3} + \mathrm{Fe} \rightarrow 3\mathrm{FeO}\)

Здесь железо в двух ролях: в \(\mathrm{Fe_2O_3}\) оно +3 → +2 (принимает электроны — окислитель), а простое железо 0 → +2 (отдаёт электроны — восстановитель). Ответ 3.

Проверка: \(2\mathrm{Fe^{3+}} + 2e^- \rightarrow 2\mathrm{Fe^{2+}}\) и \(\mathrm{Fe^0} - 2e^- \rightarrow \mathrm{Fe^{2+}}\) — по 2 электрона, баланс сходится.

В) \(2\mathrm{Fe(OH)_3} \rightarrow \mathrm{Fe_2O_3} + 3\mathrm{H_2O}\)

Железо +3 и слева, и справа. Это разложение с отщеплением воды, redox нет. Ответ 4.

19.11. Изменение степени окисления

Сначала распишем, что меняется в каждом уравнении:

1. \(\mathrm{MnO_2} + 4\mathrm{HCl} \rightarrow \mathrm{Cl_2} + \mathrm{MnCl_2} + 2\mathrm{H_2O}\): Mn +4 → +2, Cl –1 → 0.
2. \(4\mathrm{Zn} + 5\mathrm{H_2SO_4} \rightarrow \mathrm{H_2S} + 4\mathrm{ZnSO_4} + 4\mathrm{H_2O}\): Zn 0 → +2, S +6 → –2.
3. \(2\mathrm{KMnO_4} + \mathrm{S} \rightarrow \mathrm{K_2SO_4} + 2\mathrm{MnO_2}\): S 0 → +6, Mn +7 → +4.
4. \(2\mathrm{Cl_2} + 2\mathrm{H_2O} \rightarrow 4\mathrm{HCl} + \mathrm{O_2}\): Cl 0 → –1, O –2 → 0.

Сопоставление:

• А) \(\mathrm{S^{+6} \rightarrow S^{-2}}\) — уравнение 2 (серная кислота восстанавливается до сероводорода);
• Б) \(\mathrm{S^0 \rightarrow S^{+6}}\) — уравнение 3 (сера горит в щелочной среде с перманганатом);
• В) переход хлора с промежуточной степенью до нуля — уравнение 1 (\(\mathrm{Cl^{-1} \rightarrow Cl^0}\)).

Ответ: А — 2, Б — 3, В — 1.

Проверка по электронам:

• 2: \(4\mathrm{Zn^0} - 8e^- \rightarrow 4\mathrm{Zn^{2+}}\) и \(\mathrm{S^{+6}} + 8e^- \rightarrow \mathrm{S^{-2}}\);
• 3: \(\mathrm{S^0} - 6e^- \rightarrow \mathrm{S^{+6}}\) и \(2\mathrm{Mn^{+7}} + 6e^- \rightarrow 2\mathrm{Mn^{+4}}\);
• 1: \(2\mathrm{Cl^{-1}} - 2e^- \rightarrow \mathrm{Cl_2^0}\) и \(\mathrm{Mn^{+4}} + 2e^- \rightarrow \mathrm{Mn^{+2}}\).

Уравнение 4 остаётся лишним: там хлор 0 → –1, то есть степень понижается, а в столбце слева такого перехода нет.

Примечание и уточнение

В пункте В верхний индекс у хлора на фото мелкий и читается неоднозначно. На ответ это не влияет: из четырёх уравнений хлор есть только в первом, и там он переходит из –1 в 0, поэтому В — 1 в любом случае.

По 19.12 прислан только заголовок — сами уравнения и варианты свойств хлора не попали в кадр. Пришлите их, и я разберу так же.

Это продолжение той же темы — та же серия заданий 19 на окислительно-восстановительные процессы (просто начальные номера). Решаю 19.1 и 19.2.

Кратко

• 19.1: А — 3, Б — 4, В — 1
• 19.2: А — 2, Б — 4, В — 1

19.1. Изменение степени окисления

Распишем, что меняется в каждом уравнении:

1. \(4\mathrm{FeS} + 7\mathrm{O_2} = 2\mathrm{Fe_2O_3} + 4\mathrm{SO_2}\): Fe +2 → +3, S –2 → +4, O 0 → –2
2. \(\mathrm{H_2S} + \mathrm{Cl_2} = 2\mathrm{HCl} + \mathrm{S}\): S –2 → 0, Cl 0 → –1
3. \(3\mathrm{Cu} + 8\mathrm{HNO_3} = 3\mathrm{Cu(NO_3)_2} + 2\mathrm{NO} + 4\mathrm{H_2O}\): N +5 → +2, Cu 0 → +2
4. \(\mathrm{Cu} + 4\mathrm{HNO_3} = \mathrm{Cu(NO_3)_2} + 2\mathrm{NO_2} + 2\mathrm{H_2O}\): N +5 → +4, Cu 0 → +2

Сопоставление:

• А) \(\mathrm{N^{+5} \rightarrow N^{+2}}\) — уравнение 3 (азот в NO);
• Б) \(\mathrm{N^{+5} \rightarrow N^{+4}}\) — уравнение 4 (азот в NO₂);
• В) \(\mathrm{S^{-2} \rightarrow S^{+4}}\) — уравнение 1 (сера в SO₂).

Лишним остаётся уравнение 2: там сера тоже начинает с –2, но доходит только до 0, а не до +4.

Проверка по электронам:

• 3: \(3\mathrm{Cu^0} - 6e^- \rightarrow 3\mathrm{Cu^{2+}}\), \(2\mathrm{N^{+5}} + 6e^- \rightarrow 2\mathrm{N^{+2}}\);
• 4: \(\mathrm{Cu^0} - 2e^- \rightarrow \mathrm{Cu^{2+}}\), \(2\mathrm{N^{+5}} + 2e^- \rightarrow 2\mathrm{N^{+4}}\);
• 1: \(4\mathrm{S^{-2}} - 24e^- \rightarrow 4\mathrm{S^{+4}}\), \(7\mathrm{O_2^0} + 28e^- \rightarrow 14\mathrm{O^{-2}}\) (и ещё 4 электрона даёт железо +2 → +3 — баланс сходится).

19.2. Свойство азота

А) \(4\mathrm{NO_2} + \mathrm{O_2} + 4\mathrm{KOH} = 4\mathrm{KNO_3} + 2\mathrm{H_2O}\)

Азот: +4 → +5, степень повышается, электроны отдаёт — восстановитель. Ответ 2. Проверка: 4 атома азота отдают 4 e⁻, кислород O₂ принимает 4 e⁻.

Б) \(\mathrm{CaO} + 2\mathrm{HNO_3} = \mathrm{Ca(NO_3)_2} + \mathrm{H_2O}\)

Азот +5 и слева, и справа. Это реакция обмена (основный оксид + кислота), redox нет. Ответ 4.

В) \(\mathrm{N_2} + 3\mathrm{H_2} = 2\mathrm{NH_3}\)

Азот: 0 → –3, степень понижается, электроны принимает — окислитель. Ответ 1. Проверка: \(\mathrm{N_2^0} + 6e^- \rightarrow 2\mathrm{N^{-3}}\), \(3\mathrm{H_2^0} - 6e^- \rightarrow 6\mathrm{H^{+1}}\).

Вариант 3 (и окислитель, и восстановитель) снова не подошёл ни разу.

Типичные ошибки

• В 19.1В соблазнительно взять уравнение 2 — там ведь тоже \(\mathrm{H_2S}\) с серой –2. Но нужен именно переход до +4, а там получается 0.
• В 19.1А и Б различие только в продукте: NO (+2) или NO₂ (+4). Смотрите на продукт, а не на формулу кислоты — она в обоих случаях одна.
• В 19.2Б важно, что заряд азота не меняется: кислота «участвует», но окислительно-восстановительных свойств не проявляет.