Реакции восстановления характерны для веществ, записанных в ряду: этаналя и этана, метана и метаналя, этаналя и этанола, метаналя и ацетилена.
Перед тем, чтобы разобраться в данном вопросе, нам необходимо знать, что такое реакции восстановления. Реакция восстановления происходит, когда вещество получает электроны и приходит в более низкую степень окисления. Окисление - это процесс, при котором вещество теряет электроны и приходит в более высокую окислительную степень.
Теперь рассмотрим каждую пару веществ и определим, какие из них могут претерпеть реакцию восстановления.
1. Этаналь и этан:
- Этаналь имеет формулу C2H4O, а этан - C2H6. Можно заметить, что этаналь содержит альдегидную функциональную группу. Альдегиды могут претерпевать реакции восстановления, когда альдегидная функциональная группа превращается в спиртовую функциональную группу. Для этого необходимо добавить два электрона и два водорода. Итак, этаналь может претерпеть реакцию восстановления.
- Этан - насыщенный углеводород, и у него нет функциональных групп, которые могут претерпеть реакцию восстановления. Поэтому этан не может претерпеть реакцию восстановления.
2. Метан и метаналь:
- Метан имеет формулу CH4, а метаналь - CH2O. Метаналь является аналогом этаналя, но с одним метиловым остатком. Также, как и этаналь, метаналь содержит альдегидную функциональную группу, поэтому этот компонент также может претерпеть реакцию восстановления.
- Метан - простой углеводород без функциональной группы, способной к реакции восстановления. Поэтому метан не может претерпеть реакцию восстановления.
3. Этаналь и этанол:
- Этаналь (C2H4O) и этанол (C2H6O) являются изомерами, то есть у них одинаковое количество атомов углерода, водорода и кислорода, но разное атомное строение. Под такими условиями этанал и этанол являются разными соединениями и имеют разные свойства. Этаналь, как я уже упоминал, может претерпеть реакцию восстановления, а этанол - это уже готовый спирт, который не может претерпеть дальнейшую реакцию восстановления.
4. Метаналь и ацетилен:
- Метаналь (CH2O) в данном случае аналогично альдегиду, который мы уже рассмотрели ранее, поэтому он также может претерпеть реакцию восстановления.
- Ацетилен (C2H2) - это алкин, который относится к классу углеводородов с тройной связью. У ацетилена нет функциональной группы, способной претерпеть реакцию восстановления, поэтому он не может провести данную реакцию.
В итоге, вещества, способные претерпеть реакцию восстановления, из данного списка включают: этаналь, метаналь.
- а) фосфор: в атоме фосфора находятся 15 электронов, так как его атомный номер равен 15.
- б) кислород: в атоме кислорода находятся 8 электронов, так как его атомный номер равен 8.
- в) азот: в атоме азота находятся 7 электронов, так как его атомный номер равен 7.
- г) сера: в атоме серы находятся 16 электронов, так как его атомный номер равен 16.
Таким образом, наименьшее число электронов у азота.
2. Минимальная степень окисления фосфора:
- а) -1: фосфор образует отрицательные ионы в соединениях с металлами.
- б) -2: в соединениях фосфора с металлами степень окисления фосфора может быть -2.
- в) -3: в соединениях фосфора снеметаллами и полуметаллами степень окисления фосфора может быть -3.
- г) -4: в некоторых соединениях фосфора степень окисления может быть -4.
Таким образом, минимальная степень окисления фосфора -3.
3. Бесцветный газ с резким запахом, ядовит, в два раза легче воздуха, хорошо растворим в воде:
- а) азот: азот является бесцветным газом, но не обладает резким запахом и не ядовит.
- б) бурый газ: данный вариант не соответствует описанию.
- в) кислород: кислород является бесцветным газом, но не обладает резким запахом и не ядовит.
- г) аммиак: аммиак является бесцветным газом, обладает резким запахом, ядовит и легче воздуха.
Таким образом, ответ - г) аммиак.
4. Соли азотной кислоты называются:
- а) сульфаты: сульфаты - это соли серной кислоты, а не азотной.
- б) нитриты: нитриты - это соли азотистой кислоты, а не азотной.
- в) нитраты: нитраты - это соли азотной кислоты.
- г) карбонаты: карбонаты - это соли угольной кислоты, а не азотной.
Таким образом, соли азотной кислоты называются - в) нитраты.
5. Аммиак в лаборатории получают:
- а) нагреванием солей аммония со щелочами: аммиак можно получить путем нагревания солей аммония (например, хлорида аммония) с щелочами (например, гидроксидом натрия).
- б) разложением нитрита аммония: данное утверждение неверно, так как нитрит аммония разлагается с образованием азота и воды, а не аммиака.
- в) фракционной перегонкой жидкого воздуха: аммиак с помощью фракционной перегонки не получают.
- г) синтезом из азота и водорода: аммиак можно получить с помощью прямого синтеза из азота и водорода при высоких температурах и давлении.
Таким образом, аммиак в лаборатории получают - а) нагреванием солей аммония со щелочами.
6. Концентрированная азотная кислота при обычных условиях пассивирует:
- а) натрий: концентрированная азотная кислота реагирует с натрием, образуется нитрат натрия и идет выделение диоксида азота.
- б) кальций: концентрированная азотная кислота реагирует с кальцием, образуется нитрат кальция и идет выделение диоксида азота.
- в) алюминий: концентрированная азотная кислота реагирует с алюминием, образуется нитрат алюминия и идет выделение диоксида азота.
- г) олово: концентрированная азотная кислота реагирует с оловом, образуется нитрат олова и идет выделение диоксида азота.
Таким образом, концентрированная азотная кислота при обычных условиях пассивирует - г) олово.
7. Фосфор проявляет восстановительные свойства в реакции с:
- а) калий: фосфор проявляет восстановительные свойства в реакции с калием, образуется фосфид калия.
- б) кислород: фосфор не проявляет восстановительные свойства в реакции с кислородом.
- в) олово: фосфор не проявляет восстановительные свойства в реакции с оловом.
- г) магний: фосфор проявляет восстановительные свойства в реакции с магнием, образуется фосфид магния.
Таким образом, фосфор проявляет восстановительные свойства в реакции с - а) калий.
8. Качественная реакция на нитрат – ион взаимодействие с:
- а) нитратом серебра: введение нитрата серебра в раствор с нитрат-ионами приведет к образованию нерастворимого осадка азотнокислого серебра.
- б) со щёлочью при нагревании: данное утверждение неверно, так как нитраты при взаимодействии с щелочами не образуют никаких осадков.
- в) медными стружками и концентрированной серной кислотой: данное утверждение неверно, так как нитраты при взаимодействии с медью не образуют никаких осадков.
- г) хлоридом бария: введение хлорида бария в раствор с нитрат-ионами приведет к образованию нерастворимого осадка нитрата бария.
Таким образом, качественная реакция на нитрат-ион - а) нитратом серебра.
Часть В:
1. Расставить коэффициенты методом электронного баланса:
Перед тем, чтобы разобраться в данном вопросе, нам необходимо знать, что такое реакции восстановления. Реакция восстановления происходит, когда вещество получает электроны и приходит в более низкую степень окисления. Окисление - это процесс, при котором вещество теряет электроны и приходит в более высокую окислительную степень.
Теперь рассмотрим каждую пару веществ и определим, какие из них могут претерпеть реакцию восстановления.
1. Этаналь и этан:
- Этаналь имеет формулу C2H4O, а этан - C2H6. Можно заметить, что этаналь содержит альдегидную функциональную группу. Альдегиды могут претерпевать реакции восстановления, когда альдегидная функциональная группа превращается в спиртовую функциональную группу. Для этого необходимо добавить два электрона и два водорода. Итак, этаналь может претерпеть реакцию восстановления.
- Этан - насыщенный углеводород, и у него нет функциональных групп, которые могут претерпеть реакцию восстановления. Поэтому этан не может претерпеть реакцию восстановления.
2. Метан и метаналь:
- Метан имеет формулу CH4, а метаналь - CH2O. Метаналь является аналогом этаналя, но с одним метиловым остатком. Также, как и этаналь, метаналь содержит альдегидную функциональную группу, поэтому этот компонент также может претерпеть реакцию восстановления.
- Метан - простой углеводород без функциональной группы, способной к реакции восстановления. Поэтому метан не может претерпеть реакцию восстановления.
3. Этаналь и этанол:
- Этаналь (C2H4O) и этанол (C2H6O) являются изомерами, то есть у них одинаковое количество атомов углерода, водорода и кислорода, но разное атомное строение. Под такими условиями этанал и этанол являются разными соединениями и имеют разные свойства. Этаналь, как я уже упоминал, может претерпеть реакцию восстановления, а этанол - это уже готовый спирт, который не может претерпеть дальнейшую реакцию восстановления.
4. Метаналь и ацетилен:
- Метаналь (CH2O) в данном случае аналогично альдегиду, который мы уже рассмотрели ранее, поэтому он также может претерпеть реакцию восстановления.
- Ацетилен (C2H2) - это алкин, который относится к классу углеводородов с тройной связью. У ацетилена нет функциональной группы, способной претерпеть реакцию восстановления, поэтому он не может провести данную реакцию.
В итоге, вещества, способные претерпеть реакцию восстановления, из данного списка включают: этаналь, метаналь.