ГДЗ по химии, 8 класс, Габриелян, номер p170.7

Для решения задач на окислительно-восстановительные реакции (ОВР) мы будем использовать метод электронного баланса. Этот метод основан на том, что число электронов, отданных восстановителем при окислении, должно быть равно числу электронов, принятых окислителем при восстановлении.

а) CuO+NH₃→Cu+N₂+H₂O

1. Определим степени окисления элементов, которые меняются:
   • В CuO медь имеет степень окисления +2, в простом веществе Cu — 0. Медь восстанавливается.
   • В NH₃ азот имеет степень окисления -3, в простом веществе N₂ — 0. Азот окисляется.
2. Составим схемы перехода электронов: Cu⁺²+2e^-→Cu⁰ 2N^-3-6e^-→2N⁰ (Здесь учитываем, что молекула N₂ содержит два атома азота).
3. Найдем наименьшее общее кратное для числа электронов (2 и 6), это 6.
   • Коэффициент перед Cu⁺² равен 3 (6/2=3).
   • Коэффициент перед N^-3 равен 1 (6/6=1).
4. Расставим коэффициенты в уравнении: 3CuO+2NH₃→3Cu+N₂+3H₂O Проверка по водороду: слева 2·3=6 атомов, справа 3·2=6 атомов. По кислороду: слева 3, справа 3. Баланс соблюдён.
5. Определение ролей:
   • CuO (точнее ион Cu⁺²) принимает электроны — является окислителем .
   • NH₃ (точнее атом N^-3) отдаёт электроны — является восстановителем .

б) HCl+MnO₂→MnCl₂+Cl₂+H₂O

1. Изменяющиеся степени окисления:
   • Mn в MnO₂: +4→+2 (в MnCl₂). Восстановление.
   • Cl в HCl: -1→0 (в Cl₂). Окисление.
2. Схемы перехода электронов: Mn⁺⁴+2e^-→Mn⁺² 2Cl^-1-2e^-→Cl02
3. Число отданных и принятых электронов уже равно (2 и 2). Коэффициенты равны 1.
4. Расстановка коэффициентов: Перед MnO₂ ставим 1, перед MnCl₂ — 1. Так как образуется одна молекула Cl₂, нам нужно 2 атома хлора из HCl, но часть хлора уходит в соль MnCl₂ (там тоже 2 атома хлора со степенью -1, они не участвуют в ОВР). Итого всего хлора справа 2 (в газе) +2 (в соли) =4. Значит, перед HCl ставим 4. 4HCl+MnO₂→MnCl₂+Cl₂+2H₂O Проверка по водороду: слева 4, справа 2·2=4. По кислороду: слева 2, справа 2.
5. Определение ролей:
   • MnO₂ (Mn⁺⁴) принимает электроны — окислитель .
   • HCl (Cl^-1) отдаёт электроны — восстановитель .

в) Si+NaOH+H₂O→Na₂SiO₃+H₂

1. Изменяющиеся степени окисления:
   • Si (простое вещество): 0→+4 (в Na₂SiO₃). Окисление.
   • H в воде и щелочи: +1→0 (в H₂). Восстановление.
2. Схемы перехода электронов: Si⁰-4e^-→Si⁺⁴ 2H⁺¹+2e^-→H02 (Учитываем, что молекула водорода состоит из двух атомов).
3. НОК для электронов (4 и 2) равно 4.
   • Коэффициент перед Si равен 1.
   • Коэффициент перед H⁺¹ (или схемой восстановления) равен 2 (4/2=2).
4. Расстановка коэффициентов: Перед Si ставим 1, перед Na₂SiO₃ — 1. Перед H₂ ставим 2 (так как коэффициент 2 относится к схеме с H₂). Теперь смотрим на натрий: справа 2 атома, значит слева перед NaOH ставим 2. Проверяем водород и кислород: Слева: H в 2NaOH (2 шт.) + H в H₂O (2 шт.) =4 атома H. Справа: 2H₂ (4 атома H). Совпало. Кислород: слева 2 (в NaOH) +1 (в H₂O) =3. Справа 3 (в Na₂SiO₃). Совпало. Уравнение: Si+2NaOH+H₂O→Na₂SiO₃+2H₂
5. Определение ролей:
   • Si отдаёт электроны — восстановитель .
   • H₂O (и частично NaOH, так как источник протонов H⁺) принимает электроны — окислитель . Обычно в таких реакциях окислителем называют воду или ионы водорода из среды.

г) Cu+HNO₃→Cu(NO₃)₂+NO+H₂O

1. Изменяющиеся степени окисления:
   • Cu (простое вещество): 0→+2 (в Cu(NO₃)₂). Окисление.
   • N в HNO₃: +5→+2 (в NO). Восстановление.
2. Схемы перехода электронов: Cu⁰-2e^-→Cu⁺² N⁺⁵+3e^-→N⁺²
3. НОК для электронов (2 и 3) равно 6.
   • Коэффициент перед Cu равен 3 (6/2=3).
   • Коэффициент перед N⁺⁵ равен 2 (6/3=2).
4. Расстановка коэффициентов: Перед Cu ставим 3, перед Cu(NO₃)₂ — 3. Перед NO ставим 2. Теперь считаем общий азот справа: 3·2 (в нитрате меди) +2 (в оксиде азота) =8 атомов азота. Значит, перед HNO₃ ставим 8. Проверяем водород: слева 8, значит справа перед H₂O ставим 4. Проверяем кислород: слева 8·3=24. Справа: 3·6 (в Cu(NO₃)₂) +2 (в NO) +4 (в H₂O) =18+2+4=24. Баланс соблюдён. Уравнение: 3Cu+8HNO₃→3Cu(NO₃)₂+2NO+4H₂O
5. Определение ролей:
   • Cu отдаёт электроны — восстановитель .
   • HNO₃ (азотная кислота) принимает электроны — окислитель .