4. Из представленных схем реакций выберите схемы окислительно-восстановительных реакций, определите в них степени окисления всех атомов, расставьте коэффициенты методом электронного баланса, укажите окислитель и восстановитель:

Решение:

Окислительно-восстановительные реакции — это реакции, в которых происходит изменение степеней окисления атомов.

a) \( Al + CuCl_2 = AlCl_3 + Cu \)

1. Определим степени окисления:
• \( Al^0 \)
• \( Cu^{+2} \) \( Cl_2^{-1} \)
• \( Al^{+3} \) \( Cl_3^{-1} \)
• \( Cu^0 \)
2. Атомы, меняющие степень окисления: \( Al \) (с \( 0 \) до \( +3 \)) и \( Cu \) (с \( +2 \) до \( 0 \)).
3. Это окислительно-восстановительная реакция.
4. Составим электронный баланс:
• \( Al^0 \rightarrow Al^{+3} + 3e^- \) (восстановитель)
• \( Cu^{+2} + 2e^- \rightarrow Cu^0 \) (окислитель)
5. Домножим первую реакцию на 2, вторую на 3:
• \( 2Al^0 \rightarrow 2Al^{+3} + 6e^- \)
• \( 3Cu^{+2} + 6e^- \rightarrow 3Cu^0 \)
6. Расставим коэффициенты: \( 2Al + 3CuCl_2 = 2AlCl_3 + 3Cu \)
7. Ответ: Окислитель: \( CuCl_2 \) (ион \( Cu^{+2} \)). Восстановитель: \( Al \).

б) \( HCl + CaCO_3 = CaCl_2 + CO_2 + H_2O \)

1. Определим степени окисления:
• \( H^{+1} \) \( Cl^{-1} \)
• \( Ca^{+2} \) \( C^{+4} \) \( O_2^{-2} \)
• \( Ca^{+2} \) \( Cl_2^{-1} \)
• \( C^{+4} \) \( O_2^{-2} \)
• \( H_2^{+1} \) \( O^{-2} \)
2. Степени окисления всех атомов не изменились.
3. Ответ: Не является окислительно-восстановительной реакцией.

в) \( NaCl + AgNO_3 = NaNO_3 + AgCl \)

1. Определим степени окисления:
• \( Na^{+1} \) \( Cl^{-1} \)
• \( Ag^{+1} \) \( N^{+5} \) \( O_3^{-2} \)
• \( Na^{+1} \) \( N^{+5} \) \( O_3^{-2} \)
• \( Ag^{+1} \) \( Cl^{-1} \)
2. Степени окисления всех атомов не изменились.
3. Ответ: Не является окислительно-восстановительной реакцией.

г) \( N_2 + O_2 = NO \)

1. Определим степени окисления:
• \( N_2^0 \)
• \( O_2^0 \)
• \( N^{+2} \) \( O^{-2} \)
2. Атомы, меняющие степень окисления: \( N \) (с \( 0 \) до \( +2 \)) и \( O \) (с \( 0 \) до \( -2 \)).
3. Это окислительно-восстановительная реакция.
4. Составим электронный баланс:
• \( N_2^0 \rightarrow 2N^{+2} + 4e^- \) (восстановитель)
• \( O_2^0 + 4e^- \rightarrow 2O^{-2} \) (окислитель)
5. Суммируем процессы:
• \( N_2^0 + O_2^0 \rightarrow 2N^{+2} + 2O^{-2} \)
• Уравнение реакции: \( N_2 + O_2 = 2NO \)
6. Ответ: Окислитель: \( O_2 \). Восстановитель: \( N_2 \).