Номер 6, страница 105 - гдз по химии 11 класс учебник Мычко, Прохоревич

6. Расставьте коэффициенты методом электронного баланса:

$P + HNO_3 + H_2O = H_3PO_4 + NO$; $CuS + O_2 = CuO + SO_2$.

P + HNO₃ + H₂O = H₃PO₄ + NO

Решение

1. Определим степени окисления элементов, которые их изменяют в ходе реакции:

Фосфор в простом веществе имеет степень окисления 0, а в ортофосфорной кислоте +5.

$P^0 \rightarrow P^{+5}$

Азот в азотной кислоте имеет степень окисления +5, а в оксиде азота (II) +2.

$N^{+5} \rightarrow N^{+2}$

2. Составим полуреакции окисления и восстановления:

Фосфор отдает 5 электронов (окисляется), он является восстановителем.

$P^0 - 5e^- \rightarrow P^{+5}$

Азот принимает 3 электрона (восстанавливается), он является окислителем.

$N^{+5} + 3e^- \rightarrow N^{+2}$

3. Найдем наименьшее общее кратное (НОК) для чисел отданных и принятых электронов (5 и 3). НОК(5, 3) = 15.

Разделим НОК на число электронов в каждой полуреакции, чтобы найти коэффициенты:

$15 / 5 = 3$

$15 / 3 = 5$

Запишем электронный баланс:

$ \begin{array}{c|c|c|c|c} P^0 & -5e^- & \rightarrow & P^{+5} & 3 \\ \hline N^{+5} & +3e^- & \rightarrow & N^{+2} & 5 \end{array} $

4. Поставим полученные коэффициенты в уравнение реакции перед соответствующими веществами: 3 перед фосфором и его соединениями, 5 перед азотом и его соединениями.

$3P + 5HNO_3 + H_2O \rightarrow 3H_3PO_4 + 5NO$

5. Уравняем количество атомов водорода и кислорода.

Справа атомов водорода: $3 \times 3 = 9$.

Слева атомов водорода: 5 в $5HNO_3$ и нужно еще 4. Следовательно, перед $H_2O$ ставим коэффициент 2 ($2 \times 2 = 4$; $5 + 4 = 9$).

$3P + 5HNO_3 + 2H_2O \rightarrow 3H_3PO_4 + 5NO$

6. Проверим баланс атомов кислорода:

Слева: $5 \times 3 + 2 \times 1 = 15 + 2 = 17$.

Справа: $3 \times 4 + 5 \times 1 = 12 + 5 = 17$.

Все коэффициенты расставлены верно.

Ответ: $3P + 5HNO_3 + 2H_2O = 3H_3PO_4 + 5NO$.

CuS + O₂ = CuO + SO₂

Решение

1. Определим степени окисления элементов, которые их изменяют:

Сера в сульфиде меди (II) имеет степень окисления -2, а в оксиде серы (IV) +4.

$S^{-2} \rightarrow S^{+4}$

Кислород в простом веществе имеет степень окисления 0, а в оксидах -2.

$O_2^0 \rightarrow O^{-2}$

2. Составим полуреакции окисления и восстановления:

Сера отдает 6 электронов (окисляется), она является восстановителем.

$S^{-2} - 6e^- \rightarrow S^{+4}$

Молекула кислорода принимает 4 электрона (восстанавливается), кислород является окислителем.

$O_2^0 + 4e^- \rightarrow 2O^{-2}$

3. Найдем наименьшее общее кратное для чисел отданных и принятых электронов (6 и 4). НОК(6, 4) = 12.

Найдем коэффициенты:

$12 / 6 = 2$

$12 / 4 = 3$

Запишем электронный баланс:

$ \begin{array}{c|c|c|c|c} S^{-2} & -6e^- & \rightarrow & S^{+4} & 2 \\ \hline O_2^0 & +4e^- & \rightarrow & 2O^{-2} & 3 \end{array} $

4. Поставим полученные коэффициенты в уравнение: 2 перед соединениями серы ($CuS$ и $SO_2$), 3 перед молекулярным кислородом ($O_2$).

$2CuS + 3O_2 \rightarrow CuO + 2SO_2$

5. Уравняем остальные элементы. Слева 2 атома меди, значит, справа перед $CuO$ тоже ставим коэффициент 2.

$2CuS + 3O_2 \rightarrow 2CuO + 2SO_2$

6. Проверим баланс атомов кислорода:

Слева: $3 \times 2 = 6$.

Справа: $2 \times 1 + 2 \times 2 = 2 + 4 = 6$.

Все коэффициенты расставлены верно.

Ответ: $2CuS + 3O_2 = 2CuO + 2SO_2$.