Определение предмета и раздела
Этот вопрос связан с химией, а конкретно с разделом электрохимии — это область, которая изучает окислительно-восстановительные реакции, а также потенциалы полуреакций.
Постановка задачи
Необходимо выбрать самый сильный окислитель при pH = 0. Окислителем является вещество, которое принимает электроны, то есть восстанавливается. Чем более положителен стандартный электродный потенциал полуреакции элемента, тем более сильным окислителем является соединение.
Шаг 1: Анализ данных
Рассмотрим каждый вариант ответа по очереди:
- SO₄²⁻ (сульфат-ион): Не является сильным окислителем. Например, в кислой среде его можно восстановить до SO₂, но он сам не выступает сильным окислителем.
- Cr³⁺ (трехвалентный хром): Это восстановленная форма хрома. Она, наоборот, может окисляться до Cr₂O₇²⁻, а не быть окислителем.
- NO₃⁻ (нитрат-ион): Нитрат-ион способен восстанавливаться до NO, NO₂ или других азотсодержащих соединений. В среде с pH = 0 (кислой) он может показать хорошую окислительную активность.
- K₂CrO₄ (хромат): Хроматы и дихроматы в кислой среде (pH 0) превращаются друг в друга. Хорошие окислители, особенно в кислой среде.
- NO₂⁻ (нитрит-ион): Нитриты уже частично окислены и обычно сами окисляются до NO₃⁻, но не являются сильными окислителями по сравнению с другими.
- Sn²⁺ (олово(II)): Sn²⁺ обычно является восстановителем, а не окислителем. Он легко окисляется до Sn⁴⁺.
- H⁺ (протон): Сам по себе ион H⁺ не является окислителем.
- I₂ (йод): Йод является окислителем, и он восстанавливается до ионов I⁻, но его окислительная способность не так высока, как у соединений хрома или нитратов в кислой среде.
Шаг 2: Сравнение стандартных электродных потенциалов
Вот некоторые стандартные электродные потенциалы (E⁰) для этих веществ в кислой среде, которая соответствует pH = 0:
- NO₃⁻ + 2H⁺ + 2e⁻ ↔ NO₂ + H₂O, E⁰ = +0,96 В (очень сильный окислитель).
- Cr₂O₇²⁻ + 14H⁺ + 6e⁻ → 2Cr³⁺ + 7H₂O, E⁰ = +1,33 В (очень сильный окислитель, но это дихромат, не хромат).
- I₂ + 2e⁻ ↔ 2I⁻, E⁰ = +0,54 В (йод слабее, чем Cr₂O₇²⁻ или NO₃⁻).
Хромат (CrO₄²⁻) в кислой среде превращается в дихромат (Cr₂O₇²⁻), и среди представленных вариантов это один из самых сильных окислителей в кислой среде.
Шаг 3: Окончательное решение
Ответ: d. K₂CrO₄
K₂CrO₄ (хромат) в кислой среде (pH = 0), превращаясь в дихромат Cr₂O₇²⁻, будет самым сильным окислителем среди данных веществ.