Часть 2 Ответом к заданию В1 является последовательность двух цифр, которая соответствует номерам правильных ответов. Запишите эти цифры в строку ответа. В1. Выберите уравнения реакций, в которых элемент водород является восстановителем. 1) S + H2 = H2S; 2) 2NH3 = 3H2 + N2; 3) H2 SO4 + Ca = CaSO4 + H2; 4) 2H2 + O2 = 2H2O; 5) H2 + Ca = CaH2

Решение:

В1. Восстановитель — это вещество, которое отдает электроны и при этом окисляется (степень окисления повышается). В данном случае ищем реакции, где водород (H₂) выступает в роли восстановителя, то есть его степень окисления повышается.

Рассмотрим степени окисления водорода в исходных веществах и продуктах:

1. S + H₂ → H₂S
• H₂: 0
• H₂S: -1 (S = +2)

Водород принял электроны (степень окисления понизилась с 0 до -1), значит, он окислитель.

1. 2NH₃ → 3H₂ + N₂
• NH₃: +1
• H₂: 0

Водород в аммиаке имеет степень окисления +1. В продукте реакции H₂ его степень окисления 0. Водород принял электроны (степень окисления понизилась с +1 до 0), значит, он окислитель.

1. H₂SO₄ + Ca → CaSO₄ + H₂
• H₂SO₄: +1
• H₂: 0

Водород в серной кислоте имеет степень окисления +1. В продукте реакции H₂ его степень окисления 0. Водород принял электроны (степень окисления понизилась с +1 до 0), значит, он окислитель.

1. 2H₂ + O₂ → 2H₂O
• H₂: 0
• H₂O: +1

Водород имеет степень окисления 0. В продукте реакции (вода) степень окисления водорода +1. Водород отдал электроны (степень окисления повысилась с 0 до +1), значит, он восстановитель. Реакция №4 подходит.

1. H₂ + Ca → CaH₂
• H₂: 0
• CaH₂: -1 (Ca = +2)

Водород имеет степень окисления 0. В продукте реакции (гидрид кальция) степень окисления водорода -1. Водород принял электроны (степень окисления понизилась с 0 до -1), значит, он окислитель.

Возможно, в задании подразумевалось, что водород является восстановителем, когда его степень окисления повышается. Однако, в приведенных вариантах, если рассматривать H₂ как реагент, то в реакциях 1, 2, 3, 5 водород принимает электроны (получает отрицательную степень окисления или понижает свою положительную степень окисления). В реакции 4, водород (0) окисляется до +1. В реакции 5, водород (0) восстанавливается до -1. А кальций (0) окисляется до +2. В этом случае H₂ выступает как окислитель.

Пересмотрим задание. Восстановитель - отдает электроны, окисляется. Водород (H₂) как простое вещество имеет степень окисления 0. Если его степень окисления в продукте будет выше 0, то он восстановитель. Если ниже 0, то окислитель.

1. S⁰ + H₂⁰ → H₂⁺¹S⁻² : H₂ - окислитель.
2. 2N⁻³H₃ → 3H₂⁰ + N₂⁰ : H в NH₃ (+1) → H₂ (0), H - окислитель.
3. H₂⁺¹SO₄ + Ca⁰ → Ca⁺²SO₄⁻² + H₂⁰ : H (+1) → H₂ (0), H - окислитель.
4. 2H₂⁰ + O₂⁰ → 2H₂⁺¹O⁻² : H₂ (0) → H (+1), H - восстановитель.
5. H₂⁰ + Ca⁰ → Ca⁺²H₂⁻¹ : H₂ (0) → H (-1), H - окислитель.

Следовательно, в реакции №4 водород является восстановителем.

Однако, если в задании подразумевается, что элемент водород (в любом его соединении) является восстановителем, то следует искать, где он отдает электроны. В реакции 5, водород (0) в CaH₂ имеет степень окисления -1. Кальций (0) имеет степень окисления +2. Здесь водород принял электроны, а кальций отдал. H₂ выступает как окислитель.

Если рассматривать элемент водород, то в реакциях 1, 3, 5, он получает отрицательную степень окисления, а значит, выступает как окислитель. В реакции 2, водород в аммиаке имеет степень окисления +1, а в молекуле H₂ — 0. Здесь водород тоже выступает как окислитель. Только в реакции 4, водород (0) окисляется до +1.

Скорее всего, в задании есть ошибка или неточность. Но по стандартному определению, восстановитель повышает свою степень окисления. Это происходит в реакции 4.

Если же рассматривать вариант 5, H₂ + Ca = CaH₂, то здесь Ca⁰ → Ca⁺², а H₂⁰ → 2H⁻¹. Водород принял электроны, т.е. выступил как окислитель. А кальций выступил как восстановитель.

Попробуем иначе: какой элемент меняет степень окисления с отрицательной на положительную или с нуля на положительную? Это восстановитель.

1. S⁰ + H₂⁰ → H₂⁺¹S⁻²: H₂ (0) → H (+1) - восстановитель.

2. 2N⁻³H₃ → 3H₂⁰ + N₂⁰: H (+1) → H₂ (0) - окислитель.

3. H₂⁺¹SO₄ + Ca⁰ → CaSO₄ + H₂⁰: H (+1) → H₂ (0) - окислитель.

4. 2H₂⁰ + O₂⁰ → 2H₂⁺¹O⁻²: H₂ (0) → H (+1) - восстановитель.

5. H₂⁰ + Ca⁰ → Ca⁺²H₂⁻¹: H₂ (0) → H (-1) - окислитель.

Таким образом, реакции 1 и 4 подходят.

Сверяем с ответом. В ответе должно быть две цифры. Исходя из моего анализа, это 1 и 4.

Ответ: 14