ГДЗ по Химии 8 Класс Параграф 42 Вопрос 5 Базовый Уровень Габриелян — Подробные Ответы

Определите степени окисления элементов в солях, формулы которых: Na₂SO₄, K₂SO₃, Fe(NO₃)₃, Fe(NO₂)₂, Mg(HCO₃)₂, Ca₃(PO₄)₂, NaHSO₄, CuOHNO₃. Дайте названия солей.

Сульфат натрия \(\text{Na}_2\text{SO}_4\)

Натрий всегда имеет степень окисления +1, а кислород — -2. Рассчитаем степень окисления серы:
Молекула нейтральна: \(\text{Na}_2^{+1}\text{S}^x\text{O}_4^{-2} \rightarrow (+2) + x + (-2 \cdot 4) = 0 \rightarrow x = +6\).
Итог: \(\text{Na}_2^{+1}\text{S}^{+6}\text{O}_4^{-2}\).

Сульфит калия \(\text{K}_2\text{SO}_3\)

Калий в соединении имеет степень окисления +1, кислород — -2. Рассчитаем степень окисления серы:
Молекула нейтральна: \(\text{K}_2^{+1}\text{S}^x\text{O}_3^{-2} \rightarrow (+2) + x + (-2 \cdot 3) = 0 \rightarrow x = +4\).
Итог: \(\text{K}_2^{+1}\text{S}^{+4}\text{O}_3^{-2}\).

Нитрат железа (III) \(\text{Fe(NO}_3)_3\)

Азот в нитрат-ионе имеет степень окисления +5, кислород — -2. Железо связано с тремя нитрат-анионами (\(-1\) каждый), поэтому его степень окисления равна +3.
Итог: \(\text{Fe}^{+3}(\text{N}^{+5}\text{O}_3^{-2})_3\).

Нитрат железа (II) \(\text{Fe(NO}_3)_2\)

Азот в нитрат-ионе имеет степень окисления +5, кислород — -2. Железо связано с двумя нитрат-анионами (\(-1\) каждый), поэтому его степень окисления равна +2.
Итог: \(\text{Fe}^{+2}(\text{N}^{+5}\text{O}_3^{-2})_2\).

Гидрокарбонат магния \(\text{Mg(HCO}_3)_2\)

Углерод в составе гидрокарбонат-анионов имеет степень окисления +4, кислород — -2, водород в соединениях с неметаллами — +1, магний — +2.
Итог: \(\text{Mg}^{+2} (\text{H}^{+}\text{C}^{+4}\text{O}_3^{-2})_2\).

Фосфат кальция \(\text{Ca}_3(\text{PO}_4)_2\)

Фосфор в составе фосфат-анионов имеет степень окисления +5, кислород — -2, кальций — +2.
Итог: \(\text{Ca}_3^{+2} (\text{P}^{+5}\text{O}_4^{-2})_2\).

Гидросульфат натрия \(\text{NaHSO}_4\)

Сера в составе сульфат-анионов имеет степень окисления +6, кислород — -2, натрий — +1, водород — +1.
Итог: \(\text{Na}^{+}\text{H}^{+}\text{S}^{+6}\text{O}_4^{-2}\).

Гидроксонитрат меди (II) \(\text{CuOHNO}_3\)

Азот в нитрат-анионе имеет степень окисления +5, кислород — -2, водород — +1. Рассчитаем степень окисления меди:
Молекула нейтральна:
\(\text{Cu}^x\text{O}^{-2}\text{H}^{+}\text{N}^{+5}\text{O}_3^{-2} \rightarrow x — 2 + 1 + 5 — 3 \cdot 2 = 0 \rightarrow x = +2\).
Итог: \(\text{Cu}^{+2}\text{O}^{-2}\text{H}^{+}\text{N}^{+5}\text{O}_3^{-2}\).

Общие правила определения степеней окисления:

1. Сумма степеней окисления: В нейтральной молекуле сумма степеней окисления всех атомов равна нулю. В ионе сумма степеней окисления всех атомов равна заряду иона.

2. Элементы в свободном состоянии: Степень окисления элемента в свободном (несвязанном) состоянии всегда равна нулю (например, \(\text{O}_2\), \(\text{Na}\), \(\text{Cl}_2\)).

3. Щелочные металлы (группа 1): В соединениях всегда имеют степень окисления +1 (Li, Na, K, Rb, Cs).

4. Щелочноземельные металлы (группа 2): В соединениях всегда имеют степень окисления +2 (Be, Mg, Ca, Sr, Ba).

5. Алюминий (Al): В соединениях всегда имеет степень окисления +3.

6. Водород (H): В большинстве соединений имеет степень окисления +1. Исключение: в гидридах металлов (например, \(\text{NaH}\)) имеет степень окисления -1.

7. Кислород (O): В большинстве соединений имеет степень окисления -2. Исключения:
— В пероксидах (например, \(\text{H}_2\text{O}_2\), \(\text{Na}_2\text{O}_2\)) — -1.
— В надпероксидах (например, \(\text{KO}_2\)) — -1/2.
— В озонидах (например, \(\text{KO}_3\)) — -1/3.
— В соединениях со фтором (например, \(\text{OF}_2\)) — +2.

8. Галогены (группа 17): В бинарных соединениях с металлами или менее электроотрицательными неметаллами имеют степень окисления -1. Фтор (F) всегда имеет степень окисления -1.

Определение степеней окисления и названия солей:

1. Сульфат натрия \(\text{Na}_2\text{SO}_4\)

Название: Сульфат натрия.

Ход решения:
— Натрий (\(\text{Na}\)) — щелочной металл, поэтому его степень окисления всегда +1.
— Кислород (\(\text{O}\)) в большинстве соединений имеет степень окисления -2.
— Пусть степень окисления серы (\(\text{S}\)) будет \(x\).
— Сумма степеней окисления в нейтральной молекуле равна нулю:
\(2 \cdot (+1) (\text{Na}) + x (\text{S}) + 4 \cdot (-2) (\text{O}) = 0\)
\(+2 + x — 8 = 0\)
\(x — 6 = 0\)
\(x = +6\)

Итог: \(\text{Na}_2^{+1}\text{S}^{+6}\text{O}_4^{-2}\).

2. Сульфит калия \(\text{K}_2\text{SO}_3\)

Название: Сульфит калия.

Ход решения:
— Калий (\(\text{K}\)) — щелочной металл, его степень окисления всегда +1.
— Кислород (\(\text{O}\)) имеет степень окисления -2.
— Пусть степень окисления серы (\(\text{S}\)) будет \(x\).
— Сумма степеней окисления в нейтральной молекуле равна нулю:
\(2 \cdot (+1) (\text{K}) + x (\text{S}) + 3 \cdot (-2) (\text{O}) = 0\)
\(+2 + x — 6 = 0\)
\(x — 4 = 0\)
\(x = +4\)

Итог: \(\text{K}_2^{+1}\text{S}^{+4}\text{O}_3^{-2}\).

3. Нитрат железа (III) \(\text{Fe(NO}_3)_3\)

Название: Нитрат железа (III). (Цифра III указывает на степень окисления железа, так как железо может иметь разные степени окисления).

Ход решения:
— Это соль, состоящая из катиона железа и нитрат-анионов. Нитрат-анион
(\(\text{NO}_3^{-}\)) имеет заряд -1.

— В нитрат-анионе (\(\text{NO}_3^{-}\)):

• Кислород (\(\text{O}\)) имеет степень окисления -2.
• Пусть степень окисления азота (\(\text{N}\)) будет \(y\).
• Сумма степеней окисления в ионе равна его заряду (-1):
  \(y (\text{N}) + 3 \cdot (-2) (\text{O}) = -1\)
  \(y — 6 = -1\)
  \(y = +5\)

— Так как в молекуле \(\text{Fe(NO}_3)_3\) три нитрат-аниона, каждый с зарядом -1, их общий заряд составляет \(3 \cdot (-1) = -3\).
— Чтобы молекула была нейтральной, катион железа должен иметь заряд +3. Следовательно, степень окисления железа (\(\text{Fe}\)) равна +3.

Итог: \(\text{Fe}^{+3}(\text{N}^{+5}\text{O}_3^{-2})_3\).

4. Нитрат железа (II) \(\text{Fe(NO}_3)_2\)

Название: Нитрат железа (II).

Ход решения:
— Аналогично предыдущему случаю, нитрат-анион (\(\text{NO}_3^{-}\)) имеет заряд -1, а азот в нем имеет степень окисления +5, кислород -2.
— В молекуле \(\text{Fe(NO}_3)_2\) два нитрат-аниона, их общий заряд \(2 \cdot (-1) = -2\).
— Для нейтральности молекулы катион железа должен иметь заряд +2. Следовательно, степень окисления железа (\(\text{Fe}\)) равна +2.

Итог: \(\text{Fe}^{+2}(\text{N}^{+5}\text{O}_3^{-2})_2\).

5. Гидрокарбонат магния \(\text{Mg(HCO}_3)_2\)

Название: Гидрокарбонат магния (или бикарбонат магния).

Ход решения:
— Магний (\(\text{Mg}\)) — щелочноземельный металл, его степень окисления всегда +2.
— Это соль, содержащая гидрокарбонат-анион (\(\text{HCO}_3^{-}\)), который имеет заряд -1.
— В гидрокарбонат-анионе (\(\text{HCO}_3^{-}\)):

• Водород (\(\text{H}\)) имеет степень окисления +1.
• Кислород (\(\text{O}\)) имеет степень окисления -2.
• Пусть степень окисления углерода (\(\text{C}\)) будет \(x\).
• Сумма степеней окисления в ионе равна его заряду (-1):
  \(+1 (\text{H}) + x (\text{C}) + 3 \cdot (-2) (\text{O}) = -1\)
  \(+1 + x — 6 = -1\)
  \(x — 5 = -1\)
  \(x = +4\)

— Итог: \(\text{Mg}^{+2} (\text{H}^{+}\text{C}^{+4}\text{O}_3^{-2})_2\).

6. Фосфат кальция \(\text{Ca}_3(\text{PO}_4)_2\)

Название: Фосфат кальция.

Ход решения:
— Кальций (\(\text{Ca}\)) — щелочноземельный металл, его степень окисления всегда +2.
— Это соль, содержащая фосфат-анион (\(\text{PO}_4^{3-}\)), который имеет заряд -3.
— В фосфат-анионе (\(\text{PO}_4^{3-}\)):

• Кислород (\(\text{O}\)) имеет степень окисления -2.
• Пусть степень окисления фосфора (\(\text{P}\)) будет \(x\).
• Сумма степеней окисления в ионе равна его заряду (-3):
  \(x (\text{P}) + 4 \cdot (-2) (\text{O}) = -3\)
  \(x — 8 = -3\)
  \(x = +5\)

— Итог: \(\text{Ca}_3^{+2} (\text{P}^{+5}\text{O}_4^{-2})_2\).

7. Гидросульфат натрия \(\text{NaHSO}_4\)

Название: Гидросульфат натрия (или бисульфат натрия).

Ход решения:
— Натрий (\(\text{Na}\)) — щелочной металл, его степень окисления всегда +1.
— Водород (\(\text{H}\)) имеет степень окисления +1.
— Кислород (\(\text{O}\)) имеет степень окисления -2.
— Пусть степень окисления серы (\(\text{S}\)) будет \(x\).
— Сумма степеней окисления в нейтральной молекуле равна нулю:
\(+1 (\text{Na}) + +1 (\text{H}) + x (\text{S}) + 4 \cdot (-2) (\text{O}) = 0\)
\(+1 + 1 + x — 8 = 0\)
\(x — 6 = 0\)
\(x = +6\)

Итог: \(\text{Na}^{+}\text{H}^{+}\text{S}^{+6}\text{O}_4^{-2}\).

8. Гидроксонитрат меди (II) \(\text{CuOHNO}_3\)

Название: Гидроксонитрат меди (II). (Сложная соль, содержащая гидроксид-ион и нитрат-ион).

Ход решения:
— В этом соединении есть два аниона: гидроксид-ион (\(\text{OH}^{-}\)) и нитрат-ион
(\(\text{NO}_3^{-}\)).
— В гидроксид-ионе (\(\text{OH}^{-}\)):

• Кислород (\(\text{O}\)) имеет степень окисления -2.
• Водород (\(\text{H}\)) имеет степень окисления +1.
• Сумма: \(-2 + 1 = -1\). Заряд гидроксид-иона -1.

— В нитрат-ионе (\(\text{NO}_3^{-}\)):

• Кислород (\(\text{O}\)) имеет степень окисления -2.
• Пусть степень окисления азота (\(\text{N}\)) будет \(y\).
• Сумма: \(y + 3 \cdot (-2) = -1 \Rightarrow y — 6 = -1 \Rightarrow y = +5\). Заряд нитрат-иона -1.

— Пусть степень окисления меди (\(\text{Cu}\)) будет \(x\).
— Сумма степеней окисления в нейтральной молекуле равна нулю:
\(x (\text{Cu}) + (-2) (\text{O в OH}) + (+1) (\text{H в OH}) + (+5) (\text{N в NO}_3) +\)
\(+ 3 \cdot (-2) (\text{O в NO}_3) = 0\)
\(x — 2 + 1 + 5 — 6 = 0\)
\(x — 2 = 0\)
\(x = +2\)

Итог: \(\text{Cu}^{+2}\text{O}^{-2}\text{H}^{+}\text{N}^{+5}\text{O}_3^{-2}\).