ГДЗ по химии, 9 класс, Габриелян, номер 10.6: Общая характеристика неметаллов

Для решения задачи воспользуемся методом электронного баланса. Этот метод основан на том, что число электронов, отданных восстановителем, должно равняться числу электронов, принятых окислителем. В каждом пункте мы определим степени окисления элементов, составим схемы перехода электронов и подберем коэффициенты.

а) Реакция горения аммиака:

Запишем исходное уравнение: NH₃+O₂→N₂+H₂O.

Определим степени окисления:

• В NH₃: азот N^-3, водород H⁺¹.
• В O₂: кислород O⁰ (простое вещество).
• В N₂: азот N⁰ (простое вещество).
• В H₂O: водород H⁺¹, кислород O^-2.

Изменения степеней окисления происходят у азота и кислорода. Водород не меняет степень окисления (+1→+1).

Составим электронный баланс:

Найдем наименьшее общее кратное для числа электронов (6 и 4), это 12.

• Для азота: 12/6=2 (коэффициент перед группой 2N^-3, то есть перед NH₃ нужно поставить 4, так как в одной молекуле один атом азота, а в схеме участвуют два атома для образования N₂. Проще считать по атомам: N^-3→N⁰ отдаёт 3 электрона. Чтобы получить 12 электронов, нужно 4 атома азота. Значит, коэффициент перед NH₃ равен 4).
• Для кислорода: O⁰→O^-2 принимает 2 электрона. Чтобы принять 12 электронов, нужно 6 атомов кислорода. Значит, коэффициент перед O₂ равен 3.

Подставим коэффициенты в уравнение:

Проверка по атомам:

• N: слева 4, справа 2×2=4. Верно.
• H: слева 4×3=12, справа 6×2=12. Верно.
• O: слева 3×2=6, справа 6×1=6. Верно.

Окислитель и восстановитель:

• NH₃ (азот -3) — восстановитель.
• O₂ (кислород 0) — окислитель.

б) Диспропорционирование брома в щелочной среде:

Запишем исходное уравнение: NaOH+Br₂→NaBr+NaBrO₃+H₂O.

Определим степени окисления:

• В NaOH: Na⁺¹,O^-2,H⁺¹.
• В Br₂: Br⁰.
• В NaBr: Na⁺¹,Br^-1.
• В NaBrO₃: Na⁺¹,O^-2. Степень окисления брома: x+1+3(-2)=0⇒x=+5. То есть Br⁺⁵.
• В H₂O: H⁺¹,O^-2.

Здесь один и тот же элемент (бром) одновременно и окисляется, и восстанавливается. Это реакция диспропорционирования.

Составим электронный баланс:

Наименьшее общее кратное для 1 и 5 равно 5.

• Коэффициент при восстановлении ( Br^0 \rightarrow Br^{-1}):5.
• Коэффициент при окислении ( Br^0 \rightarrow Br^{+5}):1.

Это означает, что из общего количества атомов брома 5 переходят в NaBr и 1 переходит в NaBrO₃. Всего участвует 6 атомов брома, то есть 3 молекулы Br₂.

Расставим коэффициенты:

Проверка:

• Br: слева 3×2=6, справа 5+1=6. Верно.
• Na: слева 6, справа 5+1=6. Верно.
• O: слева 6, справа 3+3=6 (в NaBrO₃ три кислорода, в воде три). Верно.
• H: слева 6, справа 3×2=6. Верно.

Окислитель и восстановитель:

• Br₂ выступает и окислителем (превращается в Br^-1), и восстановителем (превращается в Br⁺⁵).

в) Окисление сульфита натрия хлором:

Запишем исходное уравнение: Na₂SO₃+Cl₂+H₂O→Na₂SO₄+HCl.

Определим степени окисления:

• В Na₂SO₃: Na⁺¹,O^-2. Степень окисления серы: 2(+1)+x+3(-2)=0⇒x=+4. То есть S⁺⁴.
• В Cl₂: Cl⁰.
• В Na₂SO₄: Na⁺¹,O^-2. Степень окисления серы: 2(+1)+x+4(-2)=0⇒x=+6. То есть S⁺⁶.
• В HCl: H⁺¹,Cl^-1.

Изменяются степени окисления серы и хлора. Натрий, водород и кислород остаются неизменными.

Составим электронный баланс:

Число отданных и принятых электронов уже равно (по 2 электрона). Следовательно, коэффициенты перед окислителем и восстановителем равны 1.

Расставим коэффициенты:

Обратите внимание: так как в продуктах образуется 2 атома хлора (2HCl), а в левой части одна молекула Cl₂ содержит 2 атома, баланс по хлору сходится с коэффициентом 1 перед Cl₂ и 2 перед HCl. Проверим остальные элементы:

• Na: слева 2, справа 2. Верно.
• S: слева 1, справа 1. Верно.
• O: слева 3+1=4, справа 4. Верно.
• H: слева 2, справа 2. Верно.
• Cl: слева 2, справа 2. Верно.

Итоговое уравнение:

Окислитель и восстановитель:

• Na₂SO₃ (сера +4) — восстановитель.
• Cl₂ (хлор 0) — окислитель.