Задание №17 — Теоретические основы химии

Задание №17

Из предложенного перечня выберите два вещества, взаимодействие которых с концентрированной азотной кислотой является окислительно-восстановительной реакцией.

1) гидроксид меди(II)

2) фосфат калия

3) оксид железа(II)

4) фосфин

5) фторид лития

Запишите номера выбранных ответов.

Правильный ответ

34, 43

Пояснение

Решение.

Для того чтобы взаимодействие вещества с концентрированной азотной кислотой (HNO₃) было окислительно-восстановительной реакцией (ОВР), необходимо, чтобы в составе вещества был элемент, способный повысить свою степень окисления (восстановитель). Концентрированная азотная кислота является сильным окислителем за счет азота в степени окисления N⁺⁵.

Разберем каждое вещество из списка:

1) Гидроксид меди (II) — Cu(OH)₂. В этом соединении медь уже находится в своей высшей и устойчивой степени окисления (+2). Азотная кислота прореагирует с гидроксидом как обычная кислота с основанием (реакция обмена):
Cu(OH)₂ + 2HNO₃ → Cu(NO₃)₂ + 2H₂O
Степени окисления элементов не меняются. Это не ОВР.

2) Фосфат калия — K₃PO₄. Это соль, образованная сильным основанием и кислотой средней силы. Фосфор находится в высшей степени окисления (+5). Реакция с азотной кислотой либо не пойдет (так как не образуется осадка, газа или слабого электролита в значимой степени), либо будет представлять собой равновесный процесс обмена. ОВР здесь невозможна.

3) Оксид железа (II) — FeO. Железо находится в промежуточной степени окисления (+2). Оно может быть окислено до Fe⁺³. Концентрированная азотная кислота окисляет железо, при этом сама восстанавливается (обычно до NO₂):
FeO + 4HNO₃(конц.) → Fe(NO₃)₃ + NO₂↑ + 2H₂O
Степени окисления меняются: Fe⁺² → Fe⁺³ (окисление), N⁺⁵ → N⁺⁴ (восстановление). Это ОВР.

4) Фосфин — PH₃. В этом соединении фосфор находится в своей низшей степени окисления (-3). Он является типичным восстановителем и легко окисляется концентрированной азотной кислотой до высшей степени окисления (+5) — фосфорной кислоты:
PH₃ + 8HNO₃(конц.) → H₃PO₄ + 8NO₂↑ + 4H₂O
Степени окисления меняются: P^-3 → P⁺⁵, N⁺⁵ → N⁺⁴. Это ОВР.

5) Фторид лития — LiF. Фтор находится в степени окисления -1. Фтор — самый электроотрицательный элемент, и перевести его в степень окисления 0 с помощью азотной кислоты невозможно. Реакция обмена также не протекает, так как азотная кислота не вытесняет плавиковую кислоту из соли в данных условиях. ОВР не идет.

Таким образом, окислительно-восстановительные реакции протекают с оксидом железа (II) и фосфином.

Ответ: 34

Источник: ФИПИ

НазадЗадание №17Далее