Условие задачи
Укажите степени окисления элементов и заряды ионов для следующих солей: карбоната калия, нитрата магния, сульфата железа (III), хлорида меди (II), сульфида натрия, сульфита лития, сульфата железа (II).
Решение
Ниже представлено подробное решение задачи из области неорганической химии (химия соединений и их ионных структур).
─────────────────────────────
1. Карбонат калия
Формула: K₂CO₃
• Ион калия: K⁺, степень окисления +1.
• Ион карбоната: CO₃²⁻, общий заряд –2.
В ионе карбоната:
– кислород имеет степень окисления –2; всего кислород –2 × 3 = –6.
– чтобы сумма степеней окисления давала –2, для углерода необходимо:
x + (–6) = –2 ⇒ x = +4.
Ответ: K: +1, C: +4, O: –2, ионы: K⁺ и CO₃²⁻.
─────────────────────────────
2. Нитрат магния
Формула: Mg(NO₃)₂
• Ион магния: Mg²⁺, степень окисления +2.
• Ион нитрата: NO₃⁻, общий заряд –1.
В ионе нитрата:
– кислород имеет степень окисления –2; всего кислород –2 × 3 = –6.
– для нейтрализации заряда –1 необходимо, чтобы азот имел степень окисления:
x + (–6) = –1 ⇒ x = +5.
Ответ: Mg: +2, N: +5, O: –2, ионы: Mg²⁺ и NO₃⁻.
─────────────────────────────
3. Сульфат железа (III)
Формула: Fe₂(SO₄)₃
• Ион железа: Fe³⁺, степень окисления +3.
• Ион сульфата: SO₄²⁻, общий заряд –2.
В ионе сульфата:
– кислород имеет степень окисления –2; всего кислород –2 × 4 = –8.
– для получения заряда –2, степень окисления серы должна быть:
x + (–8) = –2 ⇒ x = +6.
Ответ: Fe: +3, S: +6, O: –2, ионы: Fe³⁺ и SO₄²⁻.
─────────────────────────────
4. Хлорид меди (II)
Формула: CuCl₂
• Ион меди: Cu²⁺, степень окисления +2.
• Ион хлора: Cl⁻, степень окисления –1.
Ответ: Cu: +2, Cl: –1, ионы: Cu²⁺ и Cl⁻.
─────────────────────────────
5. Сульфид натрия
Формула: Na₂S
• Ион натрия: Na⁺, степень окисления +1.
• Ион сульфида: S²⁻, заряд –2.
Ответ: Na: +1, S: –2, ионы: Na⁺ и S²⁻.
─────────────────────────────
6. Сульфит лития
Формула: Li₂SO₃
• Ион лития: Li⁺, степень окисления +1.
• Ион сульфита: SO₃²⁻, общий заряд –2.
В ионе сульфита:
– кислород –2 × 3 = –6.
– для суммы –2 необходимо, чтобы сера имела:
x + (–6) = –2 ⇒ x = +4.
Ответ: Li: +1, S: +4, O: –2, ионы: Li⁺ и SO₃²⁻.
─────────────────────────────
7. Сульфат железа (II)
Формула: FeSO₄
• Ион железа: Fe²⁺, степень окисления +2.
• Ион сульфата: SO₄²⁻, общий заряд –2.
В ионе сульфата, как и ранее:
– кислород –2 × 4 = –8,
– для восстановления заряда –2, сера должна иметь степень окисления:
x + (–8) = –2 ⇒ x = +6.
Ответ: Fe: +2, S: +6, O: –2, ионы: Fe²⁺ и SO₄²⁻.
─────────────────────────────
Итоговые ответы по соли:
1. Карбонат калия (K₂CO₃):
K⁺ (степень окисления +1), CO₃²⁻ (C: +4, O: –2).
2. Нитрат магния (Mg(NO₃)₂):
Mg²⁺, NO₃⁻ (N: +5, O: –2).
3. Сульфат железа (III) (Fe₂(SO₄)₃):
Fe³⁺, SO₄²⁻ (S: +6, O: –2).
4. Хлорид меди (II) (CuCl₂):
Cu²⁺, Cl⁻ (степень окисления –1).
5. Сульфид натрия (Na₂S):
Na⁺, S²⁻ (степень окисления –2).
6. Сульфит лития (Li₂SO₃):
Li⁺, SO₃²⁻ (S: +4, O: –2).
7. Сульфат железа (II) (FeSO₄):
Fe²⁺, SO₄²⁻ (S: +6, O: –2).
Таким образом, используя правила определения степеней окисления и зарядов ионов в составе солей, получаем показанные выше результаты.