Горизонты химииБанк олимпиадМуниципальный этап · 7–8 класс
Задание № 2
2025/26 · Республика Татарстан · страница 2
Условие
Задание 2.
Понятия валентности и степени окисления часто кажутся
взаимозаменяемыми. На самом же деле между ними есть существенная
разница, и они могут численно отличаться для одного и того же атома в
веществе.
Валентность — число ковалентных связей, которыми атом одного
химического элемента связан с другими атомами.
Степень окисления — условный заряд на атоме в молекуле или в кристалле,
который вычислен из предположения, что все ковалентные полярные связи
имеют ионный характер.
1. Найдите степени окисления:
а) серы в кислотах Н2SO4, H2SO3, H2S, H2S2O3.
б) хлора в солях KClO3, Ca(ClO)2, NaClO4, Al(ClO2)3.
Химическое строение молекулы можно выразить
структурной формулой, в которой химические связи
изображаются чёрточками. Например, из структурной
формулы серной кислоты видно, что водород проявляет
валентность 1, кислород — 2, сера — 6.
Кислоты бывают одноосновными (HCl) и многоосновными (H2SO4 и др.).
Основность кислоты определяется количеством атомов водорода, способных
замещаться на атомы металлов.
Тиосерная кислота с формулой H2S2O3, является двухосновной и представляет
собой бесцветную вязкую жидкость, быстро разлагающуюся в растворах. Ее
название содержит приставку «тио-», означающую, что атом кислорода
заменен на атом серы.
2. Изобразите структурную формулу H2S2O3, укажите валентности атомов
серы.
Валентность фосфора в его кислотах – 5.
3. Изобразите структурные формулы кислот Н3РО4, Н3РО3, Н4Р2О7.
4. Для каждой кислоты из вопроса 3 приведите ее основность (в виде числа).
Минералы — твердые однородные составные части земной коры,
образовавшиеся в результате геохимических процессов. Некоторые анионы в
минералах имеют достаточно сложное строение.
5. Используя представления о степенях окисления элементов, допишите
недостающие индексы (х) в формулах минералов или входящих в их состав
анионов:
Al2(SiO4)Fx
Са3V+3x(SiO4)3
Ca10Al4Mg2(SiO4)5(Si2O7)2(OH)x
[Р+5Мо+612Ох]3-
[Mo+528Мо+6хО418(Н2О)58(ОН)14]26-
Самопроверка
Решение и пояснение
Задание 2.
1. Степени окисления кислорода и водорода равны −2 и +1 соответственно.
Тогда, обозначив степень окисления серы как х, для H2SO4 можно записать
уравнение:
2·(+1) + х + 4·(−2) = 0
х = 2·4 − 2·1 = +6
Аналогично находятся степени окисления серы и хлора в оставшихся
соединениях
Н2SO4 H2SO3 H2S H2S2O3 KClO3 Ca(ClO)2 NaClO4 Al(ClO2)3
+6 +4 −2 +2 +5 +1 +7 +3
(каждая степень окисления по 0.5 балла)
2. Структурная формула тиосерной кислоты (1 балл):
В данном соединении сера проявляет валентности 2 и 6 (по 0.5 балла)
3.Структурные формулы кислот (по 1 баллу):
Н3РО4 Н3РО3 Н4Р2О7
4. Связь Р−Н слабополярная, поэтому она не будет отщепляться при
диссоциации и замещаться на атомы металлов. Таким образом, основность
кислот – количество связей О−Н (по 1 баллу)
H3PO4 – 3
H3PO3 – 2
H4P2O7 – 4
5. Для каждого вещества составляется уравнение, аналогичное п.1, за х
обозначается неизвестный индекс:
Al2(SiO4)Fx
2·(+3) + 1·(+4) + 4·(-2) + x·(-1) = 0
x=6+4-8=2
Са3V+3x(SiO4)3
3·(+2) + x·(+3) + 3·(1·(+4) + 4·(-2)) = 0
x = (-6 - 3·(-4))/3 = 2
Ca10Al4Mg2(SiO4)5(Si2O7)2(OH)x
10·(+2) + 4·(+3) + 2·(+2) + 5·(1·(+4) + 4·(-2)) + 2·(2·(+4) + 7(-2)) + x·(-1) = 0
x = 20 + 12 + 4 – 5·4 – 2·6 = 4
[Р+5Мо+612Ох]3-
1·(+5) + 12·(+6) + х·(-2) = -3
х = (5 + 72 + 3)/2 = 40
[Mo+528Мо+6хО418(Н2О)58(ОН)14]26-
28·5 + х·(+6) + 418·(–2) + 14·(–1) = –26
х = (–26 – 140 + 836 + 14)/6 = 114
Al2(SiO4)Fx Са3V+3x(SiO4)3 [Р+5Мо+612Ох]3-
2 2 40
Ca10Al4Mg2(SiO4)5(Si2O7)2(OH)x [Mo 28Мо хО418(Н2О)58(ОН)14]26-
+5 +6
4 114
(по 1 баллу)
Всего максимум 17 баллов
