Условие задачи
Определите степени окисления элементов в солях, формулы которых: Na2SO4, K2SO3, Fe(NO3)3, Fe(NO2)2, Mg(HCO3)2, Ca3(PO4)2, NaHSO4, CuOHNO3
Решение
Нам даны соли, и требуется определить степени окисления элементов в их формулах. Это задача по неорганической химии, в которой используется правило суммарного заряда (для нейтральных соединений сумма степеней окисления равна 0, для ионов – равна заряду иона). Ниже приведём подробное решение для каждой соли с использованием символов Юникода вместо формул LaTeX.
─────────────────────────────
1. Соль: Na₂SO₄
• Натрий (Na) всегда имеет степень окисления +1.
• Сульфатный ион SO₄²⁻ имеет общий заряд −2. Пусть степень окисления серы (S) равна x, а кислорода = −2. Тогда
x + 4·(−2) = −2
x − 8 = −2
x = +6.
Ответ:
Na: +1; S: +6; O: −2.
─────────────────────────────
2. Соль: K₂SO₃
• Калий (K) имеет степень окисления +1.
• Ион SO₃²⁻: пусть степень окисления серы (S) равна x. Тогда
x + 3·(−2) = −2
x − 6 = −2
x = +4.
Ответ:
K: +1; S: +4; O: −2.
─────────────────────────────
3. Соль: Fe(NO₃)₃
• Нитратный ион NO₃⁻: пусть степень окисления азота (N) равна x. Тогда для кислорода (O = −2) имеем
x + 3·(−2) = −1
x − 6 = −1
x = +5.
• Так как три нитратных иона суммарно дают заряд –3, то железо (Fe) должно компенсировать этот заряд, т.е.
Степень окисления Fe = +3.
Ответ:
Fe: +3; N: +5; O: −2.
─────────────────────────────
4. Соль: Fe(NO₂)₂
• Нитритный ион NO₂⁻: пусть степень окисления азота (N) равна x. При O = −2:
x + 2·(−2) = −1
x − 4 = −1
x = +3.
• Два нитритных иона дают суммарно –2, тогда
Степень окисления Fe = +2.
Ответ:
Fe: +2; N: +3; O: −2.
─────────────────────────────
5. Соль: Mg(HCO₃)₂
• Бикарбонатный ион HCO₃⁻ состоит из:
H: +1, O: −2, а для углерода (C) пусть степень окисления равна x.
Составим уравнение:
x + (+1) + 3·(−2) = −1
x + 1 − 6 = −1
x − 5 = −1
x = +4.
• Магний (Mg) в соединениях всегда равен +2.
Ответ:
Mg: +2; H: +1; C: +4; O: −2.
─────────────────────────────
6. Соль: Ca₃(PO₄)₂
• Фосфатный ион PO₄³⁻: для фосфора (P) пусть степень окисления равна x, для кислорода O = −2:
x + 4·(−2) = −3
x − 8 = −3
x = +5.
• Каждый кальций (Ca) имеет степень окисления +2.
Ответ:
Ca: +2; P: +5; O: −2.
─────────────────────────────
7. Соль: NaHSO₄
• Натрий (Na) имеет +1.
• Ион гидросульфат (HSO₄⁻) состоит из атома водорода (H), серы (S) и четырёх атомов кислорода (O). Принимаем H = +1, O = −2, для S пусть степень окисления равна x. Тогда:
(+1) + x + 4·(−2) = −1
1 + x − 8 = −1
x − 7 = −1
x = +6.
Ответ:
Na: +1; H: +1; S: +6; O: −2.
─────────────────────────────
8. Соль: CuOHNO₃
Эту соль можно рассматривать как состав из следующих групп:
• Ион меди (Cu)
• Гидроксидная группа (OH)
• Нитратный ион (NO₃⁻)
Разберём по частям:
1. Группа OH:
H = +1, O = −2, таким образом групповый заряд (OH) = −1.
2. Нитратный ион NO₃⁻:
Как уже находили ранее, для азота (N) степень окисления x при O = −2:
x + 3·(−2) = −1
x − 6 = −1
x = +5.
3. Так как общий состав соли нейтрален:
Пусть степень окисления Cu = y. Тогда:
y + (заряд OH) + (заряд NO₃) = 0
y + (−1) + (−1) = 0
y − 2 = 0
y = +2.
Ответ:
Cu: +2; для группы OH – O: −2, H: +1; для NO₃⁻ – N: +5, O: −2.
─────────────────────────────
Итоговый ответ по всем солям:
1. Na₂SO₄:
Na: +1; S: +6; O: −2.
2. K₂SO₃:
K: +1; S: +4; O: −2.
3. Fe(NO₃)₃:
Fe: +3; N: +5; O: −2.
4. Fe(NO₂)₂:
Fe: +2; N: +3; O: −2.
5. Mg(HCO₃)₂:
Mg: +2; H: +1; C: +4; O: −2.
6. Ca₃(PO₄)₂:
Ca: +2; P: +5; O: −2.
7. NaHSO₄:
Na: +1; H: +1; S: +6; O: −2.
8. CuOHNO₃:
Cu: +2;
OH: O: −2, H: +1;
NO₃⁻: N: +5, O: −2.
Таким образом, степени окисления определены для всех элементов данных солей.