Номер 5, страница 54 - гдз по химии 9 класс сборник контрольных и самостоятельных работ Сеген, Алексеева

a) NH₃ + O₂ $\xrightarrow{\text{Pt}}$

Решение
Данная реакция является каталитическим окислением аммиака (процесс Оствальда). Продуктами реакции являются оксид азота(II) (NO) и вода (H₂O).
Неполное уравнение реакции: $\text{NH}_3 + \text{O}_2 \xrightarrow{\text{Pt}} \text{NO} + \text{H}_2\text{O}$
Определим степени окисления элементов, изменяющих свою степень окисления:
$\text{N}^{-3}\text{H}_3 + \text{O}_2^0 \xrightarrow{\text{Pt}} \text{N}^{+2}\text{O}^{-2} + \text{H}_2^{+1}\text{O}^{-2}$
Составим электронный баланс:

$\text{N}^{-3} - 5\text{e}^- \rightarrow \text{N}^{+2}$ | $4$ (процесс окисления)
$\text{O}_2^0 + 4\text{e}^- \rightarrow 2\text{O}^{-2}$ | $5$ (процесс восстановления)

Наименьшее общее кратное для 5 и 4 равно 20.

Умножаем полуреакции на соответствующие коэффициенты:
$4\text{N}^{-3} - 20\text{e}^- \rightarrow 4\text{N}^{+2}$
$5\text{O}_2^0 + 20\text{e}^- \rightarrow 10\text{O}^{-2}$

Расставляем полученные коэффициенты в уравнении и уравниваем водород и кислород:
$4\text{NH}_3 + 5\text{O}_2 \xrightarrow{\text{Pt}} 4\text{NO} + 6\text{H}_2\text{O}$

Проверка баланса атомов:
Азот (N): слева $4 \times 1 = 4$, справа $4 \times 1 = 4$.
Водород (H): слева $4 \times 3 = 12$, справа $6 \times 2 = 12$.
Кислород (O): слева $5 \times 2 = 10$, справа $4 \times 1 + 6 \times 1 = 10$.
Все атомы сбалансированы.

Окислитель: $\text{O}_2$ (кислород изменил степень окисления с 0 до -2, принял электроны).
Восстановитель: $\text{NH}_3$ (азот в аммиаке изменил степень окисления с -3 до +2, отдал электроны).

Ответ: $4\text{NH}_3 + 5\text{O}_2 \xrightarrow{\text{Pt}} 4\text{NO} + 6\text{H}_2\text{O}$. Окислитель: $\text{O}_2$. Восстановитель: $\text{NH}_3$.

б) HNO₃ + P + H₂O $\rightarrow$ H₃PO₄ + NO

Решение
Определим степени окисления элементов, изменяющих свою степень окисления:
$\text{H}^{+1}\text{N}^{+5}\text{O}_3^{-2} + \text{P}^0 + \text{H}_2^{+1}\text{O}^{-2} \rightarrow \text{H}_3^{+1}\text{P}^{+5}\text{O}_4^{-2} + \text{N}^{+2}\text{O}^{-2}$
Составим электронный баланс:

$\text{P}^0 - 5\text{e}^- \rightarrow \text{P}^{+5}$ | $3$ (процесс окисления)
$\text{N}^{+5} + 3\text{e}^- \rightarrow \text{N}^{+2}$ | $5$ (процесс восстановления)

Наименьшее общее кратное для 5 и 3 равно 15.

Умножаем полуреакции на соответствующие коэффициенты:
$3\text{P}^0 - 15\text{e}^- \rightarrow 3\text{P}^{+5}$
$5\text{N}^{+5} + 15\text{e}^- \rightarrow 5\text{N}^{+2}$

Расставляем полученные коэффициенты в уравнении:
$5\text{HNO}_3 + 3\text{P} + x\text{H}_2\text{O} \rightarrow 3\text{H}_3\text{PO}_4 + 5\text{NO}$

Теперь сбалансируем атомы водорода и кислорода, используя $\text{H}_2\text{O}$ в качестве реагента:
Баланс водорода:
Слева: $5 \times 1$ (из $\text{HNO}_3$) + $x \times 2$ (из $\text{H}_2\text{O}$) = $5 + 2x$
Справа: $3 \times 3$ (из $\text{H}_3\text{PO}_4$) = $9$
Приравниваем количество атомов водорода: $5 + 2x = 9 \Rightarrow 2x = 4 \Rightarrow x = 2$.

Таким образом, коэффициент перед $\text{H}_2\text{O}$ равен 2.
Полное сбалансированное уравнение: $5\text{HNO}_3 + 3\text{P} + 2\text{H}_2\text{O} \rightarrow 3\text{H}_3\text{PO}_4 + 5\text{NO}$

Проверка баланса атомов:
Азот (N): слева $5 \times 1 = 5$, справа $5 \times 1 = 5$.
Фосфор (P): слева $3 \times 1 = 3$, справа $3 \times 1 = 3$.
Водород (H): слева $5 \times 1 + 2 \times 2 = 9$, справа $3 \times 3 = 9$.
Кислород (O): слева $5 \times 3 + 2 \times 1 = 17$, справа $3 \times 4 + 5 \times 1 = 17$.
Все атомы сбалансированы.

Окислитель: $\text{HNO}_3$ (азот в азотной кислоте изменил степень окисления с +5 до +2, принял электроны).
Восстановитель: $\text{P}$ (фосфор изменил степень окисления с 0 до +5, отдал электроны).

Ответ: $5\text{HNO}_3 + 3\text{P} + 2\text{H}_2\text{O} \rightarrow 3\text{H}_3\text{PO}_4 + 5\text{NO}$. Окислитель: $\text{HNO}_3$. Восстановитель: $\text{P}$.