11. Установите соответствие между схемой реакции и изменением степени окисления восстановителя: Реакция A) I2 + HNO3 = HIO3 + NO2 +H2O Б) NH4NO3 = N2O + H2O B) I2 + KOH = KI + KIO3 + H2O Γ) NO2 + H2O = HNO3 + HNO2 Изменение степени окисления 1) N+5 → N+4 2) I2⁰ → I⁺⁵ 3) N⁺⁵ → N⁻³ 4) N⁺⁴ → N⁺⁵ 5) I2⁰ → I⁻¹ 6) N⁺⁴ → N⁺³

Краткое пояснение:

Для решения задачи необходимо определить, какой элемент является восстановителем в каждой реакции, и записать изменение его степени окисления. Восстановитель — это вещество, которое отдает электроны и окисляется (степень окисления повышается).

Пошаговое решение:

Реакция А: I₂ + HNO₃ = HIO₃ + NO₂ + H₂O

• Окисление: I₂⁰ → HIO₃ (I⁺⁵). Восстановитель — I₂, степень окисления повысилась с 0 до +5. Соответствует варианту 2.
• Восстановление: HNO₃ (N⁺⁵) → NO₂ (N⁺⁴). Окислитель — HNO₃, степень окисления понизилась.
• Соответствие: А - 2

Реакция Б: NH₄NO₃ = N₂O + H₂O

• Здесь происходит диспропорционирование, где азот в NH₄⁺ (N⁻³) и азот в NO₃⁻ (N⁺⁵) реагируют с образованием N₂O (N⁺¹).
• Степень окисления азота меняется с -3 и +5 на +1. В данном варианте представлено изменение N⁺⁵ → N⁺⁴, что не соответствует реакции. Однако, если рассматривать N⁺⁵ в NO₃⁻, то в N₂O азот имеет степень окисления +1. Если рассматривать NH₄⁺, то N⁻³.
• В данном контексте, если рассматривать одну из форм азота, то N+5 → N+1, N-3 → N+1. Варианты 1, 3, 4, 6 касаются азота. Если предположить, что в NO3- (N+5) он восстанавливается до N+1 в N2O, то это не один из предложенных вариантов. Если рассмотреть, что один из атомов азота (N+5) стал N+4, а другой (N-3) тоже как-то изменился, то это сложная реакция. Для N2O, степень окисления азота +1. Варианты 1,3,4,6 касаются азота.
• Давайте пересмотрим. NH4NO3. Азот в NH4+ имеет степень окисления -3. Азот в NO3- имеет степень окисления +5. Оба они в N2O имеют степень окисления +1.
• Реакция: 2NH₄NO₃ → N₂O + N₂ + 2H₂O. Здесь азот из -3 и +5 дает N₂ (0) и N₂O (+1).
• Если это NH₄NO₃ → N₂O + H₂O, то это не сбалансированное уравнение. Предположим, что уравнение должно быть сбалансировано так: 2NH₄NO₃ → N₂O + N₂ + 2H₂O.
• Если уравнение Б) NH₄NO₃ = N₂O + H₂O, то это неверно. Предположим, что имеется в виду диспропорционирование азота. NH4NO3 содержит N(-3) и N(+5). В N2O азот имеет степень окисления +1.
• Если предположить, что есть ошибка в задании и должно быть, например, NH₄NO₃ → N₂ + H₂O, то N(-3) → N(0) и N(+5) → N(0).
• Рассмотрим предложенные варианты. Если N⁺⁵ → N⁺⁴ (вариант 1) или N⁺⁵ → N⁻³ (вариант 3) или N⁺⁴ → N⁺⁵ (вариант 4) или N⁺⁴ → N⁺³ (вариант 6).
• В реакции NH₄NO₃ → N₂O + H₂O (предполагая, что это правильное уравнение), азот из N⁺⁵ (в NO₃⁻) переходит в N⁺¹ (в N₂O). Это не представлено в вариантах 1, 3, 4, 6.
• Если посмотреть на вариант 3: N⁺⁵ → N⁻³. Это возможно, но в N₂O азот имеет +1.
• Давайте предположим, что реакция Б) имела в виду восстановление N⁺⁵ до N⁻³. Но в N₂O степень окисления N равна +1.
• Пересмотрим задачу. Возможно, в задании подразумевается другая реакция или другая степень окисления. Если исходить из того, что N+5 → N-3, это может быть восстановление до аммиака (NH3) или его производных.
• Попробуем предположить, что в задании ошибка. Если бы реакция была, например, 2NH₄NO₃ → N₂ + 2N₂O + 4H₂O, то N⁻³ → N⁰, N⁺⁵ → N⁺¹.
• Вернемся к вариантам. Если взять вариант 3: N⁺⁵ → N⁻³. Это сильное восстановление.
• Предположим, что в задании опечатка, и имеется в виду реакция, где N⁺⁵ восстанавливается до N⁻³.
• Если рассмотреть реакцию 8NH₃ + 10HNO₃ → 7N₂O + 3NH₄NO₃ + 12H₂O, то здесь N⁻³ → N⁺¹ и N⁺⁵ → N⁺¹.
• Давайте пока пропустим Б и вернемся.

Реакция В: I₂ + KOH = KI + KIO₃ + H₂O

• Диспропорционирование йода. I₂⁰ → KI (I⁻¹) и I₂⁰ → KIO₃ (I⁺⁵).
• Восстановитель — I₂, степень окисления понизилась с 0 до -1. Соответствует варианту 5.
• Окислитель — I₂, степень окисления повысилась с 0 до +5.
• Соответствие: В - 5

Реакция Г: NO₂ + H₂O = HNO₃ + HNO₂

• Диспропорционирование оксида азота(IV). NO₂ (N⁺⁴) → HNO₃ (N⁺⁵) и NO₂ (N⁺⁴) → HNO₂ (N⁺³).
• Восстановитель — NO₂, где N⁺⁴ → N⁺³. Соответствует варианту 6.
• Окислитель — NO₂, где N⁺⁴ → N⁺⁵.
• Соответствие: Г - 6

Возвращаемся к реакции Б: NH₄NO₃ = N₂O + H₂O

• Как мы выяснили, азот в NH₄NO₃ имеет степени окисления -3 и +5. В N₂O азот имеет степень окисления +1.
• Таким образом, -3 → +1 и +5 → +1.
• Вариант 3: N⁺⁵ → N⁻³. Это восстановление.
• Если предположить, что в задании ошибка и подразумевается восстановление N⁺⁵ до N⁻³, то это вариант 3.
• Давайте предположим, что реакция Б) подразумевает восстановление N(+5) до N(-3). Это сильно уменьшает степень окисления.
• Единственный оставшийся вариант для Б - это 3 (N⁺⁵ → N⁻³). Хотя это не полностью описывает реакцию диспропорционирования, где участвуют и -3, и +5, но если нужно выбрать один вариант, и учитывая, что +5 является наиболее высокой степенью окисления азота, то его восстановление до -3 может быть предложено как один из процессов.

Окончательное соответствие:

• А - 2 (I₂⁰ → I⁺⁵)
• Б - 3 (N⁺⁵ → N⁻³) - при предположении, что это восстановление одной из форм азота.
• В - 5 (I₂⁰ → I⁻¹)
• Г - 6 (N⁺⁴ → N⁺³)

Ответ:

• А - 2
• Б - 3
• В - 5
• Г - 6