Задание №19 — Теоретические основы химии

Решение.

Для того чтобы определить роль азота в химической реакции, необходимо проследить, как меняется его степень окисления. Если степень окисления понижается — элемент является окислителем, если повышается — восстановителем. Если в одной реакции часть атомов одного элемента повышает, а часть понижает степень окисления, то элемент проявляет свойства и окислителя, и восстановителя одновременно (диспропорционирование).

А) N₂ + Ca → Ca₃N₂
В левой части уравнения азот находится в виде простого вещества, его степень окисления равна 0. В продукте реакции (нитриде кальция) кальций как металл IIА группы имеет постоянную степень окисления +2. Чтобы молекула была электронейтральна, азот принимает степень окисления -3 (3 * (+2) + 2 * (-3) = 0).
Азот: N⁰₂ → N^-3. Степень окисления понизилась, значит, азот является окислителем (вариант 1).

Б) NO₂ + H₂O → HNO₃ + HNO₂
Определим степени окисления азота в каждом соединении:
В NO₂: у кислорода -2, значит у азота +4.
В HNO₃: у водорода +1, у кислорода -2, значит у азота +5 (1 + x + 3 * (-2) = 0).
В HNO₂: у водорода +1, у кислорода -2, значит у азота +3 (1 + x + 2 * (-2) = 0).
Азот из степени окисления +4 перешел в +5 (повысил — восстановитель) и в +3 (понизил — окислитель). Следовательно, азот является и окислителем, и восстановителем (вариант 3).

В) KNO₃ → (t°) KNO₂ + O₂
Определим степени окисления азота:
В нитрате калия KNO₃: у калия +1, у кислорода -2, значит у азота +5 (1 + x + 3 * (-2) = 0).
В нитрите калия KNO₂: у калия +1, у кислорода -2, значит у азота +3 (1 + x + 2 * (-2) = 0).
Азот: N⁺⁵ → N⁺³. Степень окисления понизилась, значит, азот является окислителем (вариант 1). (Восстановителем в этой реакции является кислород, который повышает степень окисления с -2 до 0).

Ответ: А — 1, Б — 3, В — 1.

Источник: ФИПИ