Номер 6, страница 214 - гдз по химии 8 класс учебник Шиманович, Красицкий

6. Расставьте коэффициенты методом электронного баланса, укажите окислитель и восстановитель для каждой из ОВР:

a) $P + KClO_3 \to P_2O_5 + KCl;$

б) $C + HNO_3 \to CO_2 + NO_2 + H_2O;$

в) $H_2S + Cl_2 + H_2O \to H_2SO_4 + HCl;$

г) $Cr(OH)_3 + Br_2 + NaOH \to Na_2CrO_4 + NaBr + H_2O.$

а) P + KClO₃ → P₂O₅ + KCl

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

$\text{P}^{0} + \text{K}^{+}\text{Cl}^{+5}\text{O}_{3}^{-2} \rightarrow \text{P}_{2}^{+5}\text{O}_{5}^{-2} + \text{K}^{+}\text{Cl}^{-1}$

Фосфор (P) повышает степень окисления с 0 до +5. Хлор (Cl) понижает степень окисления с +5 до -1.

2. Составим электронный баланс. Фосфор является восстановителем, хлор (в составе KClO₃) — окислителем. Учтем, что в продукте образуется оксид фосфора(V) с двумя атомами фосфора (P₂O₅).

$ \begin{array}{c|c c l|c} \text{окисление} & 2\text{P}^{0} & -10\text{e}^- & \rightarrow 2\text{P}^{+5} & 3 \\ \hline \text{восстановление} & \text{Cl}^{+5} & +6\text{e}^- & \rightarrow \text{Cl}^{-1} & 5 \end{array} $

Наименьшее общее кратное для 10 и 6 равно 30. Коэффициенты для полуреакций — 3 и 5 соответственно.

3. Расставим коэффициенты в уравнении реакции. Коэффициент перед P будет $2 \times 3 = 6$. Перед KClO₃ и KCl ставим 5. Перед P₂O₅ ставим 3.

$6\text{P} + 5\text{KClO}_3 \rightarrow 3\text{P}_2\text{O}_5 + 5\text{KCl}$

Проверяем баланс атомов кислорода: слева $5 \times 3 = 15$, справа $3 \times 5 = 15$. Уравнение сбалансировано.

Ответ: $6\text{P} + 5\text{KClO}_3 = 3\text{P}_2\text{O}_5 + 5\text{KCl}$. Восстановитель — P (фосфор), окислитель — KClO₃ (хлорат калия).

б) C + HNO₃ → CO₂ + NO₂ + H₂O

1. Определим степени окисления:

$\text{C}^{0} + \text{H}^{+}\text{N}^{+5}\text{O}_{3}^{-2} \rightarrow \text{C}^{+4}\text{O}_{2}^{-2} + \text{N}^{+4}\text{O}_{2}^{-2} + \text{H}_{2}^{+}\text{O}^{-2}$

Углерод (C) повышает степень окисления с 0 до +4. Азот (N) понижает степень окисления с +5 до +4.

2. Составим электронный баланс. Углерод — восстановитель, азот (в составе HNO₃) — окислитель.

$ \begin{array}{c|c c l|c} \text{окисление} & \text{C}^{0} & -4\text{e}^- & \rightarrow \text{C}^{+4} & 1 \\ \hline \text{восстановление} & \text{N}^{+5} & +1\text{e}^- & \rightarrow \text{N}^{+4} & 4 \end{array} $

3. Расставим коэффициенты. Перед C и CO₂ ставим 1 (не пишется). Перед HNO₃ и NO₂ ставим 4.

$\text{C} + 4\text{HNO}_3 \rightarrow \text{CO}_2 + 4\text{NO}_2 + \text{H}_2\text{O}$

Уравняем водород и кислород. Слева 4 атома H, значит, перед H₂O ставим коэффициент 2. Проверяем кислород: слева $4 \times 3 = 12$, справа $2 + 4 \times 2 + 2 = 12$. Уравнение сбалансировано.

$\text{C} + 4\text{HNO}_3 \rightarrow \text{CO}_2 + 4\text{NO}_2 + 2\text{H}_2\text{O}$

Ответ: $\text{C} + 4\text{HNO}_3 = \text{CO}_2 + 4\text{NO}_2 + 2\text{H}_2\text{O}$. Восстановитель — C (углерод), окислитель — HNO₃ (азотная кислота).

в) H₂S + Cl₂ + H₂O → H₂SO₄ + HCl

1. Определим степени окисления:

$\text{H}_{2}^{+}\text{S}^{-2} + \text{Cl}_{2}^{0} + \text{H}_{2}^{+}\text{O}^{-2} \rightarrow \text{H}_{2}^{+}\text{S}^{+6}\text{O}_{4}^{-2} + \text{H}^{+}\text{Cl}^{-1}$

Сера (S) повышает степень окисления с -2 до +6. Хлор (Cl) понижает степень окисления с 0 до -1.

2. Составим электронный баланс. Сера (в составе H₂S) — восстановитель, хлор (Cl₂) — окислитель.

$ \begin{array}{c|c c l|c} \text{окисление} & \text{S}^{-2} & -8\text{e}^- & \rightarrow \text{S}^{+6} & 1 \\ \hline \text{восстановление} & \text{Cl}_{2}^{0} & +2\text{e}^- & \rightarrow 2\text{Cl}^{-1} & 4 \end{array} $

3. Расставим коэффициенты. Перед H₂S и H₂SO₄ ставим 1. Перед Cl₂ ставим 4. Перед HCl ставим $2 \times 4 = 8$.

$\text{H}_2\text{S} + 4\text{Cl}_2 + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{H}_2\text{SO}_4 + 8\text{HCl}$

Уравняем водород и кислород. Справа $2+8=10$ атомов H, слева 2 атома H в H₂S. Значит, нужно еще 8 атомов H, что соответствует 4 молекулам H₂O. Проверяем кислород: слева 4 атома О, справа 4. Уравнение сбалансировано.

$\text{H}_2\text{S} + 4\text{Cl}_2 + 4\text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{H}_2\text{SO}_4 + 8\text{HCl}$

Ответ: $\text{H}_2\text{S} + 4\text{Cl}_2 + 4\text{H}_2\text{O} = \text{H}_2\text{SO}_4 + 8\text{HCl}$. Восстановитель — H₂S (сероводород), окислитель — Cl₂ (хлор).

г) Cr(OH)₃ + Br₂ + NaOH → Na₂CrO₄ + NaBr + H₂O

1. Определим степени окисления:

$\text{Cr}^{+3}(\text{OH}^{-1})_3 + \text{Br}_{2}^{0} + \text{Na}^{+}\text{OH}^{-} \rightarrow \text{Na}_{2}^{+}\text{Cr}^{+6}\text{O}_{4}^{-2} + \text{Na}^{+}\text{Br}^{-1} + \text{H}_{2}^{+}\text{O}^{-2}$

Хром (Cr) повышает степень окисления с +3 до +6. Бром (Br) понижает степень окисления с 0 до -1.

2. Составим электронный баланс. Хром (в составе Cr(OH)₃) — восстановитель, бром (Br₂) — окислитель.

$ \begin{array}{c|c c l|c} \text{окисление} & \text{Cr}^{+3} & -3\text{e}^- & \rightarrow \text{Cr}^{+6} & 2 \\ \hline \text{восстановление} & \text{Br}_{2}^{0} & +2\text{e}^- & \rightarrow 2\text{Br}^{-1} & 3 \end{array} $

3. Расставим коэффициенты. Перед Cr(OH)₃ и Na₂CrO₄ ставим 2. Перед Br₂ ставим 3. Перед NaBr ставим $2 \times 3 = 6$.

$2\text{Cr(OH)}_3 + 3\text{Br}_2 + \text{NaOH} \rightarrow 2\text{Na}_2\text{CrO}_4 + 6\text{NaBr} + \text{H}_2\text{O}$

Уравняем остальные элементы (Na, H, O). Справа атомов Na: $2 \times 2 + 6 = 10$. Значит, перед NaOH ставим 10. Слева атомов H: $2 \times 3 + 10 = 16$. Значит, перед H₂O ставим $16 / 2 = 8$. Проверяем кислород: слева $2 \times 3 + 10 = 16$. Справа $2 \times 4 + 8 = 16$. Уравнение сбалансировано.

$2\text{Cr(OH)}_3 + 3\text{Br}_2 + 10\text{NaOH} \rightarrow 2\text{Na}_2\text{CrO}_4 + 6\text{NaBr} + 8\text{H}_2\text{O}$

Ответ: $2\text{Cr(OH)}_3 + 3\text{Br}_2 + 10\text{NaOH} = 2\text{Na}_2\text{CrO}_4 + 6\text{NaBr} + 8\text{H}_2\text{O}$. Восстановитель — Cr(OH)₃ (гидроксид хрома(III)), окислитель — Br₂ (бром).