Решения заданий ФИПИ ОГЭ по химии: «Окислительно-восстановительные реакции» — с ответами

Определяем степени окисления элементов, которые изменяются. В $\mathrm{PH_3}$ фосфор имеет степень окисления $-3$, а в $\mathrm{P_2O_5}$ — $+5$. Кислород изменяет степень окисления с $0$ в $\mathrm{O_2}$ до $-2$ в продуктах.$$\mathrm{P^{-3} \rightarrow P^{+5} + 8e^-}$$

Фосфор окисляется и отдаёт 8 электронов. Кислород восстанавливается и принимает 2 электрона на атом.$$\mathrm{O_2^0 + 4e^- \rightarrow 2O^{-2}}$$

Определяем степени окисления элементов, которые изменяются. В $\mathrm{NH_3}$ азот имеет степень окисления $-3$, в простом веществе $\mathrm{N_2}$ — $0$. В $\mathrm{CuO}$ медь имеет степень окисления $+2$, в простом веществе $\mathrm{Cu}$…$$\mathrm{N^{-3} \rightarrow N^0;\quad Cu^{+2} \rightarrow Cu^0}$$

Азот окисляется и отдаёт электроны. Две атомные частицы азота, входящие в молекулу $\mathrm{N_2}$, отдают шесть электронов. Медь восстанавливается и принимает по два электрона на каждый атом.$$2\mathrm{N^{-3}} - 6e^- \rightarrow \mathrm{N_2^0};\quad \mathrm{Cu^{+2}} + 2e^- \rightarrow \mathrm{Cu^0}$$

Определяем изменения степеней окисления: медь окисляется от $0$ до $+2$, а азот в азотной кислоте восстанавливается от $+5$ до $+2$ в оксиде азота(II).$$\mathrm{Cu^0 \rightarrow Cu^{2+} + 2e^-}$$

Для азота записываем процесс восстановления и уравниваем электронный баланс.$$\mathrm{N^{+5} + 3e^- \rightarrow N^{+2}};\quad \mathrm{3Cu^0 - 6e^- \rightarrow 3Cu^{2+}},\quad \mathrm{2N^{+5} + 6e^- \rightarrow 2N^{+2}}$$

Определяем степени окисления элементов, которые изменяются. В $\mathrm{PbS}$ сера имеет степень окисления $-2$, а в $\mathrm{PbSO_4}$ — $+6$. Азот в $\mathrm{HNO_3}$ имеет степень окисления $+5$, а в $\mathrm{NO_2}$ — $+4$.$$\mathrm{S^{-2} - 8e^- \rightarrow S^{+6}};\quad \mathrm{N^{+5} + e^- \rightarrow N^{+4}}$$

Для уравнивания числа отданных и принятых электронов перед превращением азота ставим коэффициент 8.$$\mathrm{S^{-2} - 8e^- \rightarrow S^{+6}};\quad 8\mathrm{N^{+5}} + 8e^- \rightarrow 8\mathrm{N^{+4}}$$

Определяем степени окисления элементов, которые изменяются. В $\mathrm{Na_2Cr_2O_7}$ хром имеет степень окисления $+6$, а в $\mathrm{Cr_2O_3}$ — $+3$. Углерод в простом веществе имеет степень окисления $0$, а в $\mathrm{Na_2CO_3}$ и…$$\mathrm{Cr^{+6} \rightarrow Cr^{+3};\quad C^0 \rightarrow C^{+4}}$$

Хром принимает электроны, то есть восстанавливается. Так как в одной формульной единице $\mathrm{Na_2Cr_2O_7}$ содержатся два атома хрома, принимается шесть электронов.$$\mathrm{2Cr^{+6} + 6e^- \rightarrow 2Cr^{+3}}$$

Определяем степени окисления элементов, которые изменяются: азот в $\mathrm{HNO_3}$ имеет степень окисления $+5$, а в $\mathrm{NO_2}$ — $+4$. Азот принимает один электрон и восстанавливается.$$\mathrm{N^{+5} + e^- \rightarrow N^{+4}}$$

Сера в $\mathrm{H_2S}$ имеет степень окисления $-2$, а в $\mathrm{H_2SO_4}$ — $+6$. Сера отдаёт восемь электронов и окисляется.$$\mathrm{S^{-2} - 8e^- \rightarrow S^{+6}}$$

Определяем степени окисления изменяющихся элементов: хлор в $\mathrm{Cl_2}$ имеет степень окисления $0$, а в $\mathrm{HCl}$ — $-1$. Йод в $\mathrm{KI}$ имеет степень окисления $-1$, а в $\mathrm{KIO_3}$ — $+5$.$$\mathrm{Cl_2^0 \rightarrow 2Cl^{-1};\quad I^{-1} \rightarrow I^{+5}}$$

Составляем электронный баланс: одна молекула $\mathrm{Cl_2}$ принимает два электрона, а один атом йода отдаёт шесть электронов.$$\mathrm{Cl_2^0 + 2e^- \rightarrow 2Cl^{-1}};\quad \mathrm{I^{-1} - 6e^- \rightarrow I^{+5}}$$

Определяем степени окисления элементов, изменяющих степень окисления: цинк окисляется от 0 до +2, сера восстанавливается от +6 до 0.$$\mathrm{Zn^0 - 2e^- \rightarrow Zn^{+2}};\quad \mathrm{S^{+6} + 6e^- \rightarrow S^0}$$

Уравниваем число отданных и принятых электронов. Для этого перед цинком ставим коэффициент 3: три атома цинка отдают 6 электронов.$$\mathrm{3Zn^0 - 6e^- \rightarrow 3Zn^{+2}}$$

Определяем степени окисления элементов, которые изменяются. Сера в $\mathrm{SO_2}$ имеет степень окисления $+4$, а в $\mathrm{H_2SO_4}$ — $+6$. Бром в $\mathrm{Br_2}$ имеет степень окисления $0$, а в $\mathrm{HBr}$ — $-1$.$$\mathrm{S^{+4} \rightarrow S^{+6};\quad Br_2^0 \rightarrow 2Br^{-1}}$$

Составляем электронный баланс: атом серы отдаёт два электрона, а молекула брома принимает два электрона.$$\mathrm{S^{+4} - 2e^- \rightarrow S^{+6}};\quad \mathrm{Br_2^0 + 2e^- \rightarrow 2Br^{-1}}$$

Определяем степени окисления элементов, изменяющих степень окисления: в $\mathrm{NO_2}$ азот имеет степень окисления $+4$, а в $\mathrm{KNO_3}$ — $+5$. Кислород в $\mathrm{O_2}$ имеет степень окисления $0$, а в продуктах реакции — $-2$.$$\mathrm{N}^{+4} \rightarrow \mathrm{N}^{+5}$$

Составляем электронный баланс: азот отдаёт один электрон, а два атома кислорода в молекуле $\mathrm{O_2}$ принимают четыре электрона.$$\mathrm{N}^{+4} - 1e^- \rightarrow \mathrm{N}^{+5}\quad (\times 4);\qquad \mathrm{O_2}^{0} + 4e^- \rightarrow 2\mathrm{O}^{-2}$$

Определяем степени окисления элементов, которые изменяются. В $\mathrm{NaMnO_4}$ марганец имеет степень окисления $+7$, а в $\mathrm{Na_2MnO_4}$ — $+6$. Кислород в $\mathrm{NaOH}$ имеет степень окисления $-2$, а в $\mathrm{O_2}$ — $0$.$$\mathrm{Mn^{+7} \rightarrow Mn^{+6};\quad O^{-2} \rightarrow O_2^0}$$

Марганец принимает один электрон на один атом. Два атома кислорода отдают четыре электрона.$$\mathrm{Mn^{+7} + 1e^- \rightarrow Mn^{+6}}\qquad\mathrm{2O^{-2} - 4e^- \rightarrow O_2^0}$$

Определяем степени окисления азота: в $\mathrm{NO}$ азот имеет степень окисления $+2$, в $\mathrm{KNO_2}$ — $+3$, а в $\mathrm{N_2}$ — $0$.$$\mathrm{N^{+2} \rightarrow N^{+3};\quad N^{+2} \rightarrow N^0}$$

Составляем электронный баланс. При переходе азота из $+2$ в $+3$ происходит отдача одного электрона, а при переходе из $+2$ в $0$ — принятие двух электронов.$$\mathrm{N^{+2} - 1e^- \rightarrow N^{+3}};\quad \mathrm{N^{+2} + 2e^- \rightarrow N^0}$$

Определяем степени окисления изменяющихся элементов: марганец в $\mathrm{HMnO_4}$ имеет степень окисления $+7$, а в $\mathrm{Mn(NO_3)_2}$ — $+2$. Азот в $\mathrm{HNO_2}$ имеет степень окисления $+3$, а в $\mathrm{HNO_3}$ — $+5$.$$\mathrm{Mn^{+7} \rightarrow Mn^{+2};\quad N^{+3} \rightarrow N^{+5}}$$

Марганец принимает 5 электронов, поэтому восстанавливается. Азот отдаёт 2 электрона, поэтому окисляется.$$\mathrm{Mn^{+7} + 5e^- \rightarrow Mn^{+2}};\quad \mathrm{N^{+3} - 2e^- \rightarrow N^{+5}}$$

Определяем степени окисления элементов, изменяющих степень окисления. В $\mathrm{PH_3}$ фосфор имеет степень окисления $-3$, а в $\mathrm{H_3PO_4}$ — $+5$. Хлор в $\mathrm{Cl_2}$ имеет степень окисления $0$, а в $\mathrm{HCl}$ — $-1$.$$\mathrm{P^{-3} \rightarrow P^{+5};\quad Cl^0 \rightarrow Cl^{-1}}$$

Фосфор повышает степень окисления на 8 и отдаёт 8 электронов. Каждый атом хлора принимает 1 электрон; молекула хлора принимает 2 электрона.$$\mathrm{P^{-3} - 8e^- \rightarrow P^{+5}}\\ \mathrm{Cl_2 + 2e^- \rightarrow 2Cl^-}$$

Определяем степени окисления элементов, которые изменяются. Фосфор в простом веществе имеет степень окисления $0$, а в $\mathrm{H_3PO_4}$ — $+5$. Хлор в $\mathrm{HClO_3}$ имеет степень окисления $+5$, а в $\mathrm{HCl}$ — $-1$.$$\mathrm{P^0 \rightarrow P^{+5};\quad Cl^{+5} \rightarrow Cl^{-1}}$$

Фосфор отдаёт пять электронов, поэтому является восстановителем. Хлор принимает шесть электронов, поэтому вещество $\mathrm{HClO_3}$ является окислителем.$$\mathrm{P^0 - 5e^- \rightarrow P^{+5}}\\\mathrm{Cl^{+5} + 6e^- \rightarrow Cl^{-1}}$$

Определим степени окисления азота. В $\mathrm{KNO_3}$ азот имеет степень окисления $+5$, в $\mathrm{NH_4Cl}$ — $-3$. В $\mathrm{N_2O}$ средняя степень окисления азота равна $+1$, так как кислород имеет степень окисления $-2$.$$\mathrm{N^{+5} \rightarrow N^{+1}};\quad \mathrm{N^{-3} \rightarrow N^{+1}}$$

Азот в нитрат-ионе понижает степень окисления и принимает 4 электрона. Азот в ионе аммония повышает степень окисления и отдаёт 4 электрона.$$\mathrm{N^{+5} + 4e^- \rightarrow N^{+1}};\quad \mathrm{N^{-3} - 4e^- \rightarrow N^{+1}}$$

Определяем степени окисления изменяющихся элементов: в $\mathrm{HNO_2}$ азот имеет степень окисления $+3$, а в $\mathrm{NO}$ — $+2$. Азот принимает один электрон и восстанавливается.$$\mathrm{N^{+3} + 1e^- \rightarrow N^{+2}}$$

В $\mathrm{HI}$ йод имеет степень окисления $-1$, а в молекуле $\mathrm{I_2}$ — $0$. Два атома йода отдают два электрона и окисляются.$$\mathrm{2I^{-1} - 2e^- \rightarrow I_2^0}$$

Определяем степени окисления брома: в простом веществе $\mathrm{Br_2}$ степень окисления равна $0$, в $\mathrm{NaBr}$ бром имеет степень окисления $-1$, а в $\mathrm{NaBrO_3}$ — $+5$.$$\mathrm{Br^0 \rightarrow Br^{+5} + 5e^-;\quad Br^0 + e^- \rightarrow Br^{-1}}$$

Уравниваем число отданных и принятых электронов. Для восстановления одного атома брома необходимо пять атомов брома, принимающих по одному электрону.$$\mathrm{1\cdot 5e^- = 5\cdot 1e^-}$$

Определяем степени окисления элементов, которые изменяются: в $\mathrm{H_2S}$ сера имеет степень окисления $-2$, а в простом веществе $\mathrm{S}$ — $0$. В $\mathrm{HClO_3}$ хлор имеет степень окисления $+5$, а в $\mathrm{HCl}$ — $-1$.$$\mathrm{S^{-2} - 2e^- \rightarrow S^0}$$

Сера окисляется и отдаёт два электрона. Хлор восстанавливается и принимает шесть электронов.$$\mathrm{Cl^{+5} + 6e^- \rightarrow Cl^{-1}}$$

Определяем степени окисления элементов, которые изменяются. В $\mathrm{Fe(OH)_2}$ железо имеет степень окисления $+2$, а в $\mathrm{Fe_2(SO_4)_3}$ — $+3$. Сера в $\mathrm{H_2SO_4}$ имеет степень окисления $+6$, а в $\mathrm{SO_2}$ — $+4$.$$\mathrm{Fe}^{+2} \rightarrow \mathrm{Fe}^{+3};\quad \mathrm{S}^{+6} \rightarrow \mathrm{S}^{+4}$$

Железо окисляется, отдавая по одному электрону на атом. Сера восстанавливается, принимая два электрона на атом.$$2\mathrm{Fe}^{+2} - 2e^- \rightarrow 2\mathrm{Fe}^{+3};\quad \mathrm{S}^{+6} + 2e^- \rightarrow \mathrm{S}^{+4}$$