5. а)Э₂О + HCl → ЭCl₃ + H₂O б)Э(OH)₂ + O₂ + H₂O → Э(OH)₃ Приведенные схемы реакций характерны для соединений элемента 1. Zn 2. Fe 3. Cu 4. Al

Решение:

Рассмотрим каждую реакцию отдельно и определим степени окисления элемента Э.

а) Э₂O + HCl → ЭCl₃ + H₂O

В данном уравнении в левой части Э имеет степень окисления +3 (если это Э₂О₃) или +2 (если ЭО). В правой части Э имеет степень окисления +3 (в ЭCl₃). Предположим, что Э₂О₃, тогда Э имеет степень окисления +3. В HCl хлор имеет степень окисления -1, в H₂O -1 (для H) и -2 (для O). Это не похоже на окислительно-восстановительную реакцию, так как степени окисления не меняются.

Если предположить, что Э₂O — это Э₂⁺³O⁻², то не получается сбалансировать уравнение с HCl.

Попробуем предположить, что Э имеет переменную степень окисления. В первой реакции: Э₂O + HCl → ЭCl₃ + H₂O. Если предположить, что в Э₂O Э имеет степень окисления +2, а в ЭCl₃ +3, то это окислительно-восстановительная реакция. Но тогда это не Э₂O, а ЭO. Если это ЭO, то для баланса нужно 2ЭO + 6HCl → 2ЭCl₃ + 3H₂O.

Рассмотрим вариант, где Э имеет степень окисления +3 в оксиде Э₂O₃. Тогда 2Э₂O₃ + 6HCl → 2ЭCl₃ + 3H₂O. Тут Э как был +3, так и остался +3. Это реакция нейтрализации (основный оксид + кислота = соль + вода, но Э₂O₃ амфотерный).

б) Э(OH)₂ + O₂ + H₂O → Э(OH)₃

В этой реакции Э имеет степень окисления +2 в Э(OH)₂ и +3 в Э(OH)₃. Это явная окислительно-восстановительная реакция, где элемент повышает степень окисления с +2 до +3. Атомарный кислород (O₂) здесь является окислителем, принимая электроны.

Теперь проверим предложенные элементы:

1. Zn (Цинк): Имеет переменную степень окисления +2. Его оксид ZnO и гидроксид Zn(OH)₂ проявляют основные свойства. Zn не может повысить степень окисления до +3.

2. Fe (Железо): Имеет переменные степени окисления +2 и +3. Фе2O3 (оксид железа(III)) реагирует с HCl: Fe₂O₃ + 6HCl → 2FeCl₃ + 3H₂O. Здесь железо +3. Гидроксид железа(II) Fe(OH)₂ может окисляться кислородом до Fe(OH)₃: 4Fe(OH)₂ + O₂ + 2H₂O → 4Fe(OH)₃. Железо повышает степень окисления с +2 до +3. Этот элемент подходит.

3. Cu (Медь): Имеет степени окисления +1 и +2. CuO + 2HCl → CuCl₂ + H₂O. Cu(OH)₂ + O₂ → ? Медь(I) и медь(II) не образуют гидроксиды, которые бы реагировали с O₂ таким образом.

4. Al (Алюминий): Имеет степень окисления +3. Al₂O₃ + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂O. Алюминий не может повысить степень окисления с +2 до +3, так как он проявляет степень окисления только +3.

Таким образом, железо (Fe) подходит для обеих реакций, если принять, что в первой реакции Э₂O — это Fe₂O₃ (или FeO, который окисляется до FeCl₃), а во второй Э(OH)₂ — это Fe(OH)₂, окисляющийся до Fe(OH)₃.

Перепишем первую реакцию, предполагая, что Э — это Fe, и происходит окисление:

Fe₂O₃ + 6HCl → 2FeCl₃ + 3H₂O (в данном случае степень окисления Fe остается +3, это не ОВР).

Если предположить, что Э₂O — это FeO (степень окисления Fe +2):

2FeO + 6HCl → 2FeCl₃ + 3H₂O. Здесь Fe меняет степень окисления с +2 до +3.

Вторая реакция: Fe(OH)₂ + O₂ + H₂O → Fe(OH)₃. Здесь Fe меняет степень окисления с +2 до +3.

Следовательно, элемент Железо (Fe) соответствует приведенным схемам реакций.

Ответ: 2. Fe