Решение задачи по химии: ОВР с выделением газа

Хорошо, давайте решим эту задачу по химии. Задача: Выберите вещества, между которыми протекает окислительно-восстановительная реакция с выделением газа. Определите окислитель и восстановитель. Предложенные вещества: BaCl₂, MnO₂, Cu, Na₂CO₃, HCl. Нам нужно найти такую пару веществ, при взаимодействии которых произойдет окислительно-восстановительная реакция (ОВР) и выделится газ. Рассмотрим предложенные вещества и их свойства: * BaCl₂ (хлорид бария) - соль, барий в степени окисления +2, хлор в -1. Не является ни сильным окислителем, ни сильным восстановителем. * MnO₂ (оксид марганца(IV)) - марганец в степени окисления +4. Может быть окислителем (например, в кислой среде). * Cu (медь) - простое вещество, металл. Медь в степени окисления 0, является восстановителем. * Na₂CO₃ (карбонат натрия) - соль, углерод в степени окисления +4. Не является ни сильным окислителем, ни сильным восстановителем в ОВР. При взаимодействии с кислотами может выделять CO₂, но это не ОВР. * HCl (соляная кислота) - водород в степени окисления +1, хлор в -1. Может быть восстановителем (за счет Cl^-) или кислотой. Ищем ОВР с выделением газа. Рассмотрим возможные комбинации: 1. **MnO₂ + HCl**: Оксид марганца(IV) (MnO₂) является сильным окислителем в кислой среде. Соляная кислота (HCl) может выступать в роли восстановителя за счет ионов Cl^-. При взаимодействии MnO₂ с концентрированной HCl при нагревании выделяется газообразный хлор (Cl₂). Это классическая реакция получения хлора в лаборатории. Степени окисления: В MnO₂: Mn (+4) В HCl: Cl (-1) В продуктах: Cl₂ (0), MnCl₂ (Mn +2) Марганец понижает степень окисления с +4 до +2 (восстанавливается). Хлор повышает степень окисления с -1 до 0 (окисляется). Это окислительно-восстановительная реакция с выделением газа (Cl₂). Уравнение реакции: MnO₂ + 4HCl → MnCl₂ + Cl₂↑ + 2H₂O В этой реакции: * Окислитель: MnO₂ (марганец в MnO₂ принимает электроны) * Восстановитель: HCl (хлор в HCl отдает электроны) 2. **Cu + HCl**: Медь (Cu) - малоактивный металл, не реагирует с соляной кислотой с выделением водорода. Для реакции с HCl требуется окислитель, например, кислород воздуха, но тогда не будет выделения газа из самой реакции Cu + HCl. 3. **Na₂CO₃ + HCl**: Это реакция обмена, не ОВР. Выделяется газ CO₂, но степени окисления элементов не меняются. Na₂CO₃ + 2HCl → 2NaCl + H₂O + CO₂↑ 4. Другие комбинации не дадут ОВР с выделением газа из предложенного списка. Таким образом, подходящая реакция - это взаимодействие MnO₂ и HCl. Определим окислитель и восстановитель: * Окислитель - вещество, которое принимает электроны и понижает свою степень окисления. В данной реакции это MnO₂, так как марганец понижает степень окисления с +4 до +2. * Восстановитель - вещество, которое отдает электроны и повышает свою степень окисления. В данной реакции это HCl (точнее, ионы Cl^-), так как хлор повышает степень окисления с -1 до 0. Ответы для записи в тетрадь: 1. Окислитель: MnO₂ 2. Восстановитель: HCl Уравнение реакции: \[MnO_2 + 4HCl \rightarrow MnCl_2 + Cl_2\uparrow + 2H_2O\]