Задание №11 — Первоначальные химические понятия

К списку заданий

#65676Задание №11ФИПИ

Классификация реакций

Из предложенного перечня выберите две окислительно-восстановительные реакции.

1) взаимодействие хлорида аммония и щёлочи

2) взаимодействие аммиака и кислорода

3) разложение угольной кислоты

4) взаимодействие оксида железа(III) и серной кислоты

5) взаимодействие угарного газа и оксида железа(III)

Запишите номера выбранных ответов.

Правильный ответ

Пояснение

Решение.

Для того чтобы определить, является ли реакция окислительно-восстановительной (ОВР), необходимо проверить, изменяются ли степени окисления химических элементов в ходе процесса. Если хотя бы у двух элементов (или у одного и того же элемента) степени окисления изменились, то реакция относится к ОВР.

Разберём каждый предложенный вариант:

1) Взаимодействие хлорида аммония и щёлочи (например, гидроксида натрия):
$NH_{4}Cl + NaOH \rightarrow NaCl + NH_{3} + H_{2}O$
В этой реакции происходит обмен ионами. Азот в ионе аммония $NH_{4}^{+}$ имеет степень окисления $-3$ , и в аммиаке $NH_{3}$ она остаётся $-3$ . Водород, хлор, натрий и кислород также не меняют своих степеней окисления. Это реакция ионного обмена, она не является ОВР.

2) Взаимодействие аммиака и кислорода:
При горении аммиака (без катализатора): $4NH_{3} + 3O_{2} \rightarrow 2N_{2} + 6H_{2}O$
Здесь азот меняет степень окисления с $-3$ (в $NH_{3}$ ) до $0$ (в $N_{2}$ ). Кислород — простое вещество со степенью окисления $0$ , в составе воды он имеет степень окисления $-2$ . Происходит перенос электронов, следовательно, это окислительно-восстановительная реакция.

3) Разложение угольной кислоты:
$H_{2}CO_{3} \rightarrow H_{2}O + CO_{2}$
В угольной кислоте водород имеет степень окисления $+1$ , углерод $+4$ , кислород $-2$ . В продуктах (воде и углекислом газе) все элементы сохраняют свои степени окисления. Это реакция разложения, не являющаяся ОВР.

4) Взаимодействие оксида железа(III) и серной кислоты:
$Fe_{2}O_{3} + 3H_{2}SO_{4} \rightarrow Fe_{2}(SO_{4})_{3} + 3H_{2}O$
Это типичная реакция обмена между основным оксидом и кислотой. Железо сохраняет степень окисления $+3$ , сера $+6$ , водород $+1$ и кислород $-2$ . Реакция не является ОВР.

5) Взаимодействие угарного газа и оксида железа(III):
$Fe_{2}O_{3} + 3CO \rightarrow 2Fe + 3CO_{2}$
В этой реакции железо восстанавливается из степени окисления $+3$ (в $Fe_{2}O_{3}$ ) до $0$ (в простом веществе $Fe$ ). Углерод окисляется из степени окисления $+2$ (в $CO$ ) до $+4$ (в $CO_{2}$ ). Это окислительно-восстановительная реакция.

Таким образом, окислительно-восстановительными являются реакции под номерами 2 и 5.

Ответ: 25

Источник: ФИПИ