Условие задачи
Установите соответствие между схемой превращения и изменением степени окисления азота в ней.
Схема превращения
Изменение степени окисления азота
А) NO2 + O2 + H2O ⟶ HNO3
1) N+2 ⟶ N+3
Б) NO + O2 ⟶ NO2
2) N+4 ⟶ N+5
В) NaNO3 ⟶ NaNO2 + O2
3) N+5 ⟶ N+3
4) N+4 ⟶ N+2
5) N+2 ⟶ N+4
Решение
Ниже представлено подробное решение задачи по неорганической химии (окисление и восстановление, определение степеней окисления).
Задача: установить соответствие между схемой превращения и изменением степени окисления азота.
Даны схемы:
А) NO₂ + O₂ + H₂O ⟶ HNO₃
Б) NO + O₂ ⟶ NO₂
В) NaNO₃ ⟶ NaNO₂ + O₂
И варианты изменения степени окисления азота:
1) N⁺² ⟶ N⁺³
2) N⁺⁴ ⟶ N⁺⁵
3) N⁺⁵ ⟶ N⁺³
4) N⁺⁴ ⟶ N⁺²
5) N⁺² ⟶ N⁺⁴
Рассмотрим каждую схему по отдельности.
────────────────────────────
Схема A: NO₂ + O₂ + H₂O ⟶ HNO₃
Определим степени окисления азота в исходном и конечном соединениях.
1. В молекуле NO₂
Обозначим степень окисления N как x. У кислорода степень окисления равна –2.
x + 2(–2) = 0 ⟹ x – 4 = 0 ⟹ x = +4
Таким образом, в NO₂ N имеет степень окисления +4.
2. В HNO₃
У водорода степень окисления +1, у кислорода –2.
Пусть степень окисления азота равна x.
+1 + x + 3(–2) = 0 ⟹ +1 + x – 6 = 0 ⟹ x – 5 = 0 ⟹ x = +5
Таким образом, в HNO₃ N имеет степень окисления +5.
Изменение степени окисления для азота в схеме A: +4 ⟶ +5, что соответствует варианту 2.
────────────────────────────
Схема B: NO + O₂ ⟶ NO₂
Определим степени окисления азота.
1. В NO
Пусть степень окисления азота равна x.
x + (–2) = 0 ⟹ x = +2
2. В NO₂, как уже определяли, x + 2(–2) = 0 ⟹ x = +4
Изменение степени окисления для азота: +2 ⟶ +4, что соответствует варианту 5.
────────────────────────────
Схема C: NaNO₃ ⟶ NaNO₂ + O₂
Определим степени окисления азота в ионах нитрата и нитрита.
1. В NaNO₃
Ион NO₃⁻. Пусть степень окисления азота равна x.
x + 3(–2) = –1 ⟹ x – 6 = –1 ⟹ x = +5
Таким образом, в NaNO₃ (в ионе NO₃⁻) N имеет степень окисления +5.
2. В NaNO₂
Ион NO₂⁻. Пусть степень окисления азота равна x.
x + 2(–2) = –1 ⟹ x – 4 = –1 ⟹ x = +3
Изменение степени окисления: +5 ⟶ +3, что соответствует варианту 3.
────────────────────────────
Ответ:
Схема А – вариант 2 (N⁺⁴ ⟶ N⁺⁵)
Схема Б – вариант 5 (N⁺² ⟶ N⁺⁴)
Схема В – вариант 3 (N⁺⁵ ⟶ N⁺³)