Задание №4 — Первоначальные химические понятия

Решение.

Для определения степени окисления элемента в сложном веществе воспользуемся правилом: сумма степеней окисления всех атомов в молекуле равна нулю, а в сложном ионе — заряду этого иона. Также вспомним, что водород в соединениях с неметаллами обычно имеет степень окисления $+1$, кислород — $-2$, а металлы главных подгрупп — положительную степень окисления, равную номеру группы.

А) $(NH_{4})_{2}CO_{3}$ (карбонат аммония)
Данное вещество состоит из ионов аммония $NH_{4}^{+}$ и карбонат-иона $CO_{3}^{2-}$. Рассмотрим ион аммония $NH_{4}^{+}$. Сумма степеней окисления азота и четырёх атомов водорода должна быть равна заряду иона, то есть $+1$.
Пусть степень окисления азота равна $x$. У водорода она равна $+1$.
Составим уравнение: $x + 4 \cdot (+1) = +1$
$x + 4 = 1$
$x = 1 - 4$
$x = -3$
Следовательно, степень окисления азота в $(NH_{4})_{2}CO_{3}$ равна $-3$. Это соответствует варианту 1.

Б) $Na_{3}N$ (нитрид натрия)
Натрий — это щелочной металл (I группа), его степень окисления в соединениях всегда $+1$.
Пусть степень окисления азота равна $x$. Сумма степеней окисления в нейтральной молекуле равна $0$.
Составим уравнение: $3 \cdot (+1) + x = 0$
$3 + x = 0$
$x = -3$
Следовательно, степень окисления азота в $Na_{3}N$ равна $-3$. Это соответствует варианту 1.

В) $Ca(NO_{2})_{2}$ (нитрит кальция)
Вещество состоит из иона кальция $Ca^{2+}$ и двух нитрит-ионов $NO_{2}^{-}$. Рассмотрим ион $NO_{2}^{-}$. Сумма степеней окисления азота и двух атомов кислорода должна быть равна заряду иона, то есть $-1$.
Пусть степень окисления азота равна $x$. У кислорода она равна $-2$.
Составим уравнение: $x + 2 \cdot (-2) = -1$
$x - 4 = -1$
$x = -1 + 4$
$x = +3$
Следовательно, степень окисления азота в $Ca(NO_{2})_{2}$ равна $+3$. Это соответствует варианту 3.

Ответ: А — 1, Б — 1, В — 3.

Источник: ФИПИ