Задание №11 — Первоначальные химические понятия

Решение.

Для того чтобы определить, является ли реакция окислительно-восстановительной (ОВР), необходимо проверить, происходит ли в процессе взаимодействия изменение степеней окисления атомов химических элементов. Если степени окисления меняются — это ОВР.

Разберём каждую пару веществ по порядку:

1) Натрий и вода.
Натрий — это активный металл. При его взаимодействии с водой образуется щёлочь и выделяется водород:
$2Na^{0} + 2H^{+1}_{2}O \rightarrow 2Na^{+1}OH + H^{0}_{2} \uparrow$
Мы видим, что натрий изменил степень окисления с $0$ до $+1$, а водород — с $+1$ до $0$. Это окислительно-восстановительная реакция. Данный вариант нам подходит.

2) Оксид кальция и углекислый газ.
Это реакция соединения двух сложных веществ (основного оксида и кислотного оксида) с образованием соли:
$CaO + CO_{2} \rightarrow CaCO_{3}$
Проверим степени окисления: $Ca^{+2}$, $O^{-2}$, $C^{+4}$. В продукте реакции (карбонате кальция) они остались прежними. Это реакция без изменения степеней окисления.

3) Аммиак и серная кислота.
Аммиак проявляет основные свойства и реагирует с кислотой с образованием соли аммония:
$2NH_{3} + H_{2}SO_{4} \rightarrow (NH_{4})_{2}SO_{4}$
В этой реакции азот сохраняет степень окисления $-3$, а водород и сера также не меняют своих значений. Это реакция ионного обмена (в широком смысле — кислотно-основное взаимодействие).

4) Железо и хлор.
Железо — металл, хлор — неметалл. При их взаимодействии образуется соль (хлорид железа(III)):
$2Fe^{0} + 3Cl^{0}_{2} \rightarrow 2Fe^{+3}Cl^{-1}_{3}$
Здесь железо повышает степень окисления с $0$ до $+3$, а хлор понижает с $0$ до $-1$. Это типичная окислительно-восстановительная реакция. Данный вариант нам подходит.

5) Оксид фосфора(V) и вода.
Это реакция гидратации кислотного оксида с образованием фосфорной кислоты:
$P_{2}O_{5} + 3H_{2}O \rightarrow 2H_{3}PO_{4}$
Степень окисления фосфора до реакции $+5$ и после реакции $+5$. Кислород и водород также не меняют степеней окисления. Это не ОВР.

Таким образом, окислительно-восстановительными являются реакции в парах № 1 и № 4.

Ответ: 14

Источник: ФИПИ