ГДЗ по Химии 8 Класс Параграф 39 Вопрос 3 Базовый Уровень Габриелян — Подробные Ответы

Определите степени окисления элементов в следующих кислотах: хлорной \(\text{HClO}_4\), хромовой \(\text{H}_2\text{CrO}_4\), двухромовой \(\text{H}_2\text{Cr}_2\text{O}_7\), азотистой \(\text{HNO}_2\), пирофосфорной \(\text{H}_4\text{P}_2\text{O}_7\).

Хлорная кислота: \(\text{HClO}_4\)

При определении степени окисления в хлорной кислоте, исходим из того, что водород в соединениях с неметаллами обычно проявляет степень окисления +1, а кислород — -2. Выполним расчёт для определения степени окисления хлора:
\(
\text{H}^+ + \text{Cl}^x + 4 \cdot \text{O}^{-2} = 0 \quad \Rightarrow \quad +1 + x — 8 = 0 \quad \Rightarrow \quad x = +7
\)
Таким образом, получаем: \(\text{H}^+ \text{Cl}^{+7} \text{O}_4^{-2}\)

Хромовая кислота: \(\text{H}_2\text{CrO}_4\)

Применяя стандартные правила, устанавливаем, что водород имеет степень окисления +1, а кислород — -2. Определим степень окисления атома хрома:
\(
2 \cdot \text{H}^+ + \text{Cr}^x + 4 \cdot \text{O}^{-2} = 0 \quad \Rightarrow \quad +2 + x — 8 = 0 \quad \Rightarrow \quad x = +6
\)
В итоге получаем: \(\text{H}_2^+ \text{Cr}^{+6} \text{O}_4^{-2}\)

Двухромовая кислота: \(\text{H}_2\text{Cr}_2\text{O}_7\)

Аналогично предыдущим примерам, водород принимает степень окисления +1, а кислород — -2. Проведем вычисление для нахождения степени окисления хрома:
\(
2 \cdot \text{H}^+ + 2 \cdot \text{Cr}^x + 7 \cdot \text{O}^{-2} = 0 \quad \Rightarrow \quad +2 + 2x — 14 = 0 \quad \Rightarrow \quad\)
\(\quad \Rightarrow \quad 2x = +12 \quad \Rightarrow \quad x = +6
\)
Следовательно, итоговая запись: \(\text{H}_2^+ \text{Cr}_2^{+6} \text{O}_7^{-2}\)

Азотистая кислота: \(\text{HNO}_2\)

Водород с неметаллами всегда проявляет степень окисления +1; кислород в сложных соединениях всегда проявляет степень окисления -2; вычислим степень окисления азота:

Молекула должна быть электронейтральна \(\rightarrow \text{H}^+\text{N}^x\text{O}_2^{-2} \rightarrow +1 + x — 2 \cdot 2 = 0 \rightarrow x = +3\).

Итог: \(\text{H}^+\text{N}^{+3}\text{O}_2^{-2}\)

Пирофосфорная кислота: \(\text{H}_4\text{P}_2\text{O}_7\)

Аналогично, для пирофосфорной кислоты, принимая степень окисления водорода за +1 и кислорода за -2, определим степень окисления фосфора.

Поскольку молекула в целом нейтральна, сумма всех степеней окисления должна быть нулевой. Расчет выглядит следующим образом:
\(
4 \cdot (+1) + 2 \cdot (x) + 7 \cdot (-2) = 0 \quad \Rightarrow \quad 4 + 2x — 14 = 0 \quad \Rightarrow \quad\)
\(\quad \Rightarrow \quad 2x = +10 \quad \Rightarrow \quad x = +5
\)
Следовательно, степень окисления фосфора в \(\text{H}_4\text{P}_2\text{O}_7\) равна +5, и полная запись со степенями окисления: \(\text{H}_4^+\text{P}_2^{+5}\text{O}_7^{-2}\)

Для определения степеней окисления элементов в химических соединениях, таких как кислоты, мы используем ряд общих правил. Основные из них:

— Степень окисления водорода (H): В соединениях с неметаллами водород обычно проявляет степень окисления +1.

— Степень окисления кислорода (O): В большинстве соединений кислород имеет степень окисления -2. (Исключения: пероксиды, надпероксиды, соединения с фтором).

— Сумма степеней окисления: Сумма степеней окисления всех атомов в нейтральной молекуле всегда равна нулю. Если это ион, сумма степеней окисления равна заряду иона.

Используя эти правила, пошагово определим степени окисления для каждой из представленных кислот:

Хлорная кислота: \(\text{HClO}_4\)

1. Формула: \(\text{HClO}_4\)

2. Известные степени окисления:
— Водород (H) имеет степень окисления +1.
— Кислород (O) имеет степень окисления -2.

3. Неизвестная степень окисления: Нам нужно найти степень окисления хлора (Cl), обозначим её как \(x\).

4. Составление уравнения: Поскольку молекула \(\text{HClO}_4\) является нейтральной, сумма степеней окисления всех атомов в ней должна быть равна нулю.
— Один атом водорода: \(1 \cdot (+1)\)
— Один атом хлора: \(1 \cdot (x)\)
— Четыре атома кислорода: \(4 \cdot (-2)\)
Уравнение будет выглядеть так:
\(
(+1) + (x) + 4 \cdot (-2) = 0
\)

5. Решение уравнения:
\(
1 + x — 8 = 0
\)
\(
x — 7 = 0
\)
\(
x = +7
\)

6. Результат: Степень окисления хлора в хлорной кислоте составляет +7.
Полная запись степеней окисления: \(\text{H}^+\text{Cl}^{+7}\text{O}_4^{-2}\)

Хромовая кислота: \(\text{H}_2\text{CrO}_4\)

1. Формула: \(\text{H}_2\text{CrO}_4\)

2. Известные степени окисления:
— Водород (H) имеет степень окисления +1.
— Кислород (O) имеет степень окисления -2.

3. Неизвестная степень окисления: Нам нужно найти степень окисления хрома (Cr), обозначим её как \(x\).

4. Составление уравнения: Молекула \(\text{H}_2\text{CrO}_4\) нейтральна, поэтому сумма степеней окисления равна нулю.
— Два атома водорода: \(2 \cdot (+1)\)
— Один атом хрома: \(1 \cdot (x)\)
— Четыре атома кислорода: \(4 \cdot (-2)\)
Уравнение:
\(
2 \cdot (+1) + (x) + 4 \cdot (-2) = 0
\)

5. Решение уравнения:
\(
2 + x — 8 = 0
\)
\(
x — 6 = 0
\)
\(
x = +6
\)

6. Результат: Степень окисления хрома в хромовой кислоте составляет +6.
Полная запись степеней окисления: \(\text{H}_2^+\text{Cr}^{+6}\text{O}_4^{-2}\)

Двухромовая кислота: \(\text{H}_2\text{Cr}_2\text{O}_7\)

1. Формула: \(\text{H}_2\text{Cr}_2\text{O}_7\)

2. Известные степени окисления:
— Водород (H) имеет степень окисления +1.
— Кислород (O) имеет степень окисления -2.

3. Неизвестная степень окисления: Нам нужно найти степень окисления хрома (Cr), обозначим её как \(x\).

4. Составление уравнения: Молекула \(\text{H}_2\text{Cr}_2\text{O}_7\) нейтральна, сумма степеней окисления равна нулю.
— Два атома водорода: \(2 \cdot (+1)\)
— Два атома хрома: \(2 \cdot (x)\)
— Семь атомов кислорода: \(7 \cdot (-2)\)
Уравнение:
\(
2 \cdot (+1) + 2 \cdot (x) + 7 \cdot (-2) = 0
\)

5. Решение уравнения:
\(
2 + 2x — 14 = 0
\)
\(
2x — 12 = 0
\)
\(
2x = +12
\)
\(
x = +6
\)

6. Результат: Степень окисления хрома в двухромовой кислоте составляет +6.
Полная запись степеней окисления: \(\text{H}_2^+\text{Cr}_2^{+6}\text{O}_7^{-2}\)

Азотистая кислота: \(\text{HNO}_2\)

1. Формула: \(\text{HNO}_2\)

2. Известные степени окисления:
— Водород (H) имеет степень окисления +1.
— Кислород (O) имеет степень окисления -2.

3. Неизвестная степень окисления: Нам нужно найти степень окисления азота (N), обозначим её как \(x\).

4. Составление уравнения: Молекула \(\text{HNO}_2\) нейтральна, сумма степеней окисления равна нулю.
— Один атом водорода: \(1 \cdot (+1)\)
— Один атом азота: \(1 \cdot (x)\)
— Два атома кислорода: \(2 \cdot (-2)\)
Уравнение:
\(
(+1) + (x) + 2 \cdot (-2) = 0
\)

5. Решение уравнения:
\(
1 + x — 4 = 0
\)
\(
x — 3 = 0
\)
\(
x = +3
\)

6. Результат: Степень окисления азота в азотистой кислоте составляет +3.
Полная запись степеней окисления: \(\text{H}^+\text{N}^{+3}\text{O}_2^{-2}\)

Пирофосфорная кислота: \(\text{H}_4\text{P}_2\text{O}_7\)

1. Формула: \(\text{H}_4\text{P}_2\text{O}_7\)

2. Известные степени окисления:
— Водород (H) имеет степень окисления +1.
— Кислород (O) имеет степень окисления -2.

3. Неизвестная степень окисления: Нам нужно найти степень окисления фосфора (P), обозначим её как \(x\).

4. Составление уравнения: Молекула \(\text{H}_4\text{P}_2\text{O}_7\) нейтральна, сумма степеней окисления равна нулю.
— Четыре атома водорода: \(4 \cdot (+1)\)
— Два атома фосфора: \(2 \cdot (x)\)
— Семь атомов кислорода: \(7 \cdot (-2)\)
Уравнение:
\(
4 \cdot (+1) + 2 \cdot (x) + 7 \cdot (-2) = 0
\)

5. Решение уравнения:
\(
4 + 2x — 14 = 0
\)
\(
2x — 10 = 0
\)
\(
2x = +10
\)
\(
x = +5
\)

6. Результат: Степень окисления фосфора в пирофосфорной кислоте составляет +5.
Полная запись степеней окисления: \(\text{H}_4^+\text{P}_2^{+5}\text{O}_7^{-2}\)