Задание 20 ОГЭ по химии: решения ФИПИ с ответами по шагам

Определим изменения степеней окисления. Серебро окисляется от $0$ до $+1$ и отдаёт один электрон.$$\mathrm{Ag^0 - e^- \rightarrow Ag^{+1}}$$

Хлор в хлорноватой кислоте восстанавливается от $+5$ до $-1$ в хлориде серебра и принимает шесть электронов.$$\mathrm{Cl^{+5} + 6e^- \rightarrow Cl^{-1}}$$

Определим степени окисления изменяющихся элементов: в $\mathrm{K_2S}$ сера имеет степень окисления $-2$, а в $\mathrm{K_2SO_4}$ — $+6$. Азот в $\mathrm{HNO_3}$ имеет степень окисления $+5$, а в $\mathrm{NO}$ — $+2$.$$\mathrm{S^{-2} \rightarrow S^{+6};\quad N^{+5} \rightarrow N^{+2}}$$

Сера окисляется и отдаёт 8 электронов. Азот восстанавливается и принимает 3 электрона.$$\mathrm{S^{-2} - 8e^- \rightarrow S^{+6};\quad N^{+5} + 3e^- \rightarrow N^{+2}}$$

Определяем степени окисления элементов, изменяющих их значения: фосфор изменяется от $-3$ до $+5$, а хлор — от $0$ до $-1$.$$\mathrm{P^{-3} - 8e^- \rightarrow P^{+5}};\quad \mathrm{Cl_2^0 + 2e^- \rightarrow 2Cl^-}$$

В молекуле $\mathrm{Ca_3P_2}$ находятся два атома фосфора, поэтому они отдают $2 \cdot 8 = 16e^-$. Для принятия $16e^-$ требуется $8$ молекул $\mathrm{Cl_2}$.$$2\mathrm{P^{-3}} - 16e^- \rightarrow 2\mathrm{P^{+5}};\quad 8\mathrm{Cl_2} + 16e^- \rightarrow 16\mathrm{Cl^-}$$

Определяем изменения степеней окисления. Магний изменяет степень окисления с $0$ до $+2$, а водород в составе иона аммония изменяет степень окисления с $+1$ до $0$ в молекуле водорода.$$\mathrm{Mg^0 \rightarrow Mg^{+2};\quad H^{+1} \rightarrow H_2^0}$$

Составляем электронный баланс: атом магния отдаёт два электрона, а два атома водорода принимают два электрона.$$\mathrm{Mg^0 - 2e^- \rightarrow Mg^{+2}}\\\mathrm{2H^{+1} + 2e^- \rightarrow H_2^0}$$

Определяем степени окисления элементов, которые изменяются. В $\mathrm{Ca_3P_2}$ фосфор имеет степень окисления $-3$, а в $\mathrm{Ca_3(PO_4)_2}$ — $+5$. Бром в $\mathrm{Br_2}$ имеет степень окисления $0$, а в $\mathrm{HBr}$ — $-1$.$$\mathrm{P^{-3} - 8e^- \rightarrow P^{+5}}$$

Фосфор окисляется: два атома фосфора, содержащиеся в одной формульной единице $\mathrm{Ca_3P_2}$, отдают 16 электронов. Бром восстанавливается: 16 атомов брома принимают 16 электронов.$$\mathrm{2P^{-3} - 16e^- \rightarrow 2P^{+5}};\quad \mathrm{16Br^0 + 16e^- \rightarrow 16Br^{-1}}$$

Определяем степени окисления элементов, которые изменяются. В молекулах $\mathrm{Cl_2}$ и $\mathrm{I_2}$ хлор и йод имеют степень окисления 0. В $\mathrm{HCl}$ хлор имеет степень окисления −1, а в $\mathrm{HIO_3}$ йод имеет степень…$$\mathrm{Cl^0 + e^- \rightarrow Cl^{-1}};\quad \mathrm{I^0 - 5e^- \rightarrow I^{+5}}$$

Уравниваем число отданных и принятых электронов. Два атома йода отдают 10 электронов, поэтому необходимо десять атомов хлора, принимающих по одному электрону.$$2\mathrm{I^0}-10e^-\rightarrow2\mathrm{I^{+5}};\quad 10\mathrm{Cl^0}+10e^-\rightarrow10\mathrm{Cl^{-1}}$$

Определяем степени окисления элементов, изменяющих степень окисления. Цинк в простом веществе имеет степень окисления 0, а в $\mathrm{Zn(NO_3)_2}$ — $+2$. Азот в $\mathrm{HNO_3}$ имеет степень окисления $+5$, а в молекуле $\mathrm{N_2}$…$$\mathrm{Zn^0 \rightarrow Zn^{+2};\quad N^{+5} \rightarrow N^0}$$

Составляем электронный баланс: один атом цинка отдаёт два электрона, а два атома азота принимают десять электронов.$$\mathrm{Zn^0 - 2e^- \rightarrow Zn^{+2}}\quad (\times 5);\qquad \mathrm{2N^{+5} + 10e^- \rightarrow 2N^0}$$

Определяем степени окисления элементов, изменяющих их. В $\mathrm{P_2O_3}$ фосфор имеет степень окисления $+3$, а в $\mathrm{H_3PO_4}$ — $+5$. Фосфор отдаёт электроны и является восстановителем.$$\mathrm{P^{+3} - 2e^- \rightarrow P^{+5}}$$

В $\mathrm{HBrO_3}$ бром имеет степень окисления $+5$, а в $\mathrm{HBr}$ — $-1$. Бром принимает электроны, поэтому $\mathrm{HBrO_3}$ является окислителем.$$\mathrm{Br^{+5} + 6e^- \rightarrow Br^{-1}}$$

Определяем степени окисления элементов, которые изменяются: хром в $\mathrm{CrO_3}$ имеет степень окисления +6, а в $\mathrm{CrBr_3}$ — +3. Бром в $\mathrm{HBr}$ имеет степень окисления −1, а в $\mathrm{Br_2}$ — 0.$$\mathrm{Cr^{+6} \rightarrow Cr^{+3};\quad Br^{-1} \rightarrow Br^0}$$

Составляем электронный баланс: хром принимает 3 электрона, а два атома брома отдают 2 электрона.$$\mathrm{Cr^{+6} + 3e^- \rightarrow Cr^{+3}};\quad \mathrm{2Br^{-1} - 2e^- \rightarrow Br_2^0}$$

Определяем степени окисления элементов, изменяющих степень окисления: азот в $\mathrm{NO_2}$ имеет степень окисления $+4$, а в $\mathrm{NaNO_3}$ — $+5$. Кислород в $\mathrm{O_2}$ имеет степень окисления $0$, а в соединениях — $-2$.$$\mathrm{N^{+4} - e^- \rightarrow N^{+5}};\quad \mathrm{O_2^0 + 4e^- \rightarrow 2O^{-2}}$$

Уравниваем электроны: четыре атома азота отдают четыре электрона, которые принимает одна молекула кислорода.$$4\mathrm{N^{+4}} - 4e^- \rightarrow 4\mathrm{N^{+5}};\quad \mathrm{O_2^0 + 4e^- \rightarrow 2O^{-2}}$$

Определяем степени окисления элементов, которые изменяются. В $\mathrm{HNO_3}$ азот имеет степень окисления $+5$, а в $\mathrm{NO}$ — $+2$. Хлор в $\mathrm{HCl}$ имеет степень окисления $-1$, а в $\mathrm{Cl_2}$ — $0$.$$\mathrm{N^{+5} \rightarrow N^{+2};\quad Cl^{-1} \rightarrow Cl^0}$$

Составляем электронный баланс. Азот принимает три электрона, а два атома хлора отдают два электрона.$$\mathrm{N^{+5} + 3e^- \rightarrow N^{+2}};\quad \mathrm{2Cl^{-1} - 2e^- \rightarrow Cl_2^0}$$

Определяем изменения степеней окисления. Йод в ионе $\mathrm{I^-}$ имеет степень окисления $-1$, а в молекуле $\mathrm{I_2}$ — $0$: йод окисляется.$$\mathrm{I^{-1} - e^- \rightarrow I^0}$$

Медь в ионе $\mathrm{Cu^{2+}}$ восстанавливается до $\mathrm{Cu^+}$ в составе $\mathrm{CuI}$.$$\mathrm{Cu^{2+} + e^- \rightarrow Cu^+}$$

Определяем степени окисления элементов, которые изменяются. Фосфор в простом веществе имеет степень окисления $0$, а в $\mathrm{H_3PO_4}$ — $+5$. Бром в $\mathrm{HBrO_3}$ имеет степень окисления $+5$, а в $\mathrm{HBr}$ — $-1$.$$\mathrm{P^0 - 5e^- \rightarrow P^{+5}};\quad \mathrm{Br^{+5} + 6e^- \rightarrow Br^{-1}}$$

Уравниваем число отданных и принятых электронов: наименьшее общее кратное для 5 и 6 равно 30. Поэтому фосфор окисляется в количестве 6 атомов, а бром восстанавливается в количестве 5 атомов.$$6\mathrm{P^0 - 30e^- \rightarrow 6P^{+5}};\quad 5\mathrm{Br^{+5} + 30e^- \rightarrow 5Br^{-1}}$$

Определяем степени окисления элементов, изменяющих степень окисления. Углерод в простом веществе имеет степень окисления $0$, а в $\mathrm{K_2CO_3}$ и $\mathrm{CO_2}$ — $+4$. Азот в $\mathrm{KNO_3}$ имеет степень окисления $+5$, а в…$$\mathrm{C^0 \rightarrow C^{+4}},\quad \mathrm{N^{+5} \rightarrow N^0}$$

Составляем электронный баланс. Один атом углерода отдаёт четыре электрона. Четыре атома азота принимают всего двадцать электронов.$$5\mathrm{C^0}-20e^-\rightarrow5\mathrm{C^{+4}};\quad 4\mathrm{N^{+5}}+20e^-\rightarrow4\mathrm{N^0}$$

Определяем степени окисления изменяющихся элементов: йод в $\mathrm{I_2}$ имеет степень окисления $0$, а в $\mathrm{HIO_3}$ — $+5$. Азот в $\mathrm{HNO_3}$ имеет степень окисления $+5$, а в $\mathrm{NO}$ — $+2$.$$\mathrm{I^0 \rightarrow I^{+5}};\quad \mathrm{N^{+5} \rightarrow N^{+2}}$$

Составляем электронный баланс. Две атома йода отдают десять электронов, один атом азота принимает три электрона.$$2\mathrm{I^0} - 10e^- \rightarrow 2\mathrm{I^{+5}};\quad \mathrm{N^{+5}} + 3e^- \rightarrow \mathrm{N^{+2}}$$

Определяем степени окисления изменяющихся элементов: алюминий в простом веществе имеет степень окисления $0$, а в $\mathrm{Al(NO_3)_3}$ — $+3$. Азот в $\mathrm{HNO_3}$ имеет степень окисления $+5$, а в $\mathrm{N_2O}$ — $+1$.

Алюминий отдаёт электроны, а азот принимает электроны. Составляем электронный баланс.$$2\mathrm{Al^0}-6e^-\rightarrow2\mathrm{Al^{+3}};\quad 3\mathrm{N^{+5}}+12e^-\rightarrow3\mathrm{N^{+1}}$$

Определяем степени окисления элементов. В $\mathrm{KClO_3}$ калий имеет степень окисления $+1$, кислород $-2$, поэтому хлор имеет степень окисления $+5$. В $\mathrm{KCl}$ хлор имеет степень окисления $-1$, а в $\mathrm{O_2}$ кислород…$$\mathrm{Cl}^{+5} + 6e^- \rightarrow \mathrm{Cl}^{-1};\quad \mathrm{O}^{-2} - 2e^- \rightarrow \mathrm{O}^{0}$$

Хлор принимает шесть электронов и восстанавливается. Кислород отдаёт электроны и окисляется. Чтобы уравнять электронный баланс, двум атомам хлора должны соответствовать шесть атомов кислорода.$$2\mathrm{Cl}^{+5} + 12e^- \rightarrow 2\mathrm{Cl}^{-1};\quad 6\mathrm{O}^{-2} - 12e^- \rightarrow 6\mathrm{O}^{0}$$

Определяем изменения степеней окисления. Азот в $\mathrm{HNO_3}$ имеет степень окисления $+5$, а в $\mathrm{NO}$ — $+2$; сера в $\mathrm{CuS}$ имеет степень окисления $-2$, а в $\mathrm{CuSO_4}$ — $+6$.$$\mathrm{N^{+5} + 3e^- \rightarrow N^{+2}}; \quad \mathrm{S^{-2} - 8e^- \rightarrow S^{+6}}$$

Уравниваем число отданных и принятых электронов: наименьшее общее число электронов равно 24.$$8\cdot 3 = 3\cdot 8 = 24$$

Определяем степени окисления элементов, которые изменяются. В $\mathrm{CuO}$ медь имеет степень окисления $+2$, а в простом веществе $\mathrm{Cu}$ — $0$. Азот в ионе $\mathrm{NH_4^+}$ имеет степень окисления $-3$, а в молекуле…$$\mathrm{Cu^{+2} + 2e^- \rightarrow Cu^0};\quad \mathrm{N^{-3} - 3e^- \rightarrow N^0}$$

Уравниваем число отданных и принятых электронов. Два атома азота отдают 6 электронов, поэтому три иона меди принимают 6 электронов.$$2\mathrm{N^{-3}} - 6e^- \rightarrow \mathrm{N_2^0};\quad 3\mathrm{Cu^{+2}} + 6e^- \rightarrow 3\mathrm{Cu^0}$$

Определяем степени окисления изменяющихся элементов: в $\mathrm{H_2SO_4}$ сера имеет степень окисления $+6$, а в $\mathrm{H_2S}$ — $-2$. Йод в $\mathrm{HI}$ имеет степень окисления $-1$, а в $\mathrm{I_2}$ — $0$.$$\mathrm{S^{+6} \rightarrow S^{-2};\quad I^{-1} \rightarrow I^0}$$

Сера принимает 8 электронов, поэтому является восстановителем по степени окисления? Нет: вещество, содержащее серу, принимает электроны и выступает окислителем. Два атома йода отдают суммарно 2 электрона.$$\mathrm{S^{+6} + 8e^- \rightarrow S^{-2}};\quad \mathrm{2I^{-1} - 2e^- \rightarrow I_2^0}$$