Задание №17 — Теоретические основы химии

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