10. Укажите формулы веществ, которые в химических реакциях могут быть только окислителями, только восстановителями, а также проявлять как окислительные, так и восстановительные свойства: а) F₂; б) Ca; в) HNO₃; г) Р; д) SO₂. Приведите аргументы.

Краткое пояснение:

Ответ:

а) F₂ (Фтор)

• Только окислитель.
• Аргумент: Фтор — самый электроотрицательный элемент. В соединениях он всегда имеет степень окисления -1, кроме ситуации, когда он находится в виде простого вещества (F₂⁰). В реакциях он может только принимать электроны, понижая свою степень окисления до -1, поэтому является сильным окислителем.

б) Ca (Кальций)

• Только восстановитель.
• Аргумент: Кальций — щелочноземельный металл. В соединениях он всегда проявляет степень окисления +2. В простом веществе (Ca⁰) он может только отдавать электроны, повышая свою степень окисления до +2, поэтому является сильным восстановителем.

в) HNO₃ (Азотная кислота)

• Преимущественно окислитель, но может проявлять и восстановительные свойства.
• Аргумент: Атом азота в азотной кислоте имеет степень окисления +5 (высшая степень окисления для азота). В большинстве реакций азотная кислота выступает как окислитель, принимая электроны (например, N⁺⁵ → N⁺⁴ в NO₂, N⁺⁵ → N⁺² в NO). Однако, при реакции с очень сильными окислителями (например, O₃), азот может понизить свою степень окисления, проявляя восстановительные свойства (например, N⁺⁵ → N⁺² или N⁺³).

г) Р (Фосфор)

• Проявляет как окислительные, так и восстановительные свойства.
• Аргумент: Фосфор может иметь различные степени окисления: 0 (простое вещество), -3 (в фосфинах, например, PH₃), +3 (в фосфористой кислоте H₃PO₃), +5 (в фосфорной кислоте H₃PO₄). В реакциях с более электроотрицательными элементами (например, O₂) фосфор окисляется (0 → +3, +5), выступая восстановителем. В реакциях с более электроотрицательными веществами (например, галогенами) фосфор может восстанавливаться (0 → -3), выступая окислителем.

д) SO₂ (Диоксид серы)

• Проявляет как окислительные, так и восстановительные свойства.
• Аргумент: Атом серы в диоксиде серы имеет степень окисления +4, что является промежуточной степенью окисления (между -2 и +6). В реакциях с сильными окислителями (например, KMnO₄, Cl₂) SO₂ выступает как восстановитель (S⁺⁴ → S⁺⁶). В реакциях с сильными восстановителями (например, H₂S) SO₂ выступает как окислитель (S⁺⁴ → S⁻²).