ГДЗ по химии, 9 класс, Габриелян, номер p172.6: Алюминий. Оксид и гидроксид алюминия. Соли алюминия

План решения:

• Определим степени окисления всех элементов в исходных веществах и продуктах реакции.
• Выпишем процессы окисления и восстановления для тех элементов, чьи степени окисления изменились (Al и N).
• Составим электронный баланс, найдя наименьшее общее кратное для числа переданных электронов.
• Расставим коэффициенты в уравнении и проверим баланс атомов водорода и кислорода.

Ход вычислений:

1. Определяем степени окисления:

• В Al степень окисления равна 0.
• В HNO₃: водород +1, кислород -2, азот +5.
• В Al(NO₃)₃: алюминий +3, азот +5 (в нитрат-ионе), кислород -2.
• В N₂O: кислород -2, значит суммарная степень окисления двух атомов азота равна +2, то есть на один атом азота приходится +1.
• В H₂O: водород +1, кислород -2.

2. Составляем схемы электронного баланса:

Алюминий повышает свою степень окисления с 0 до +3 — это процесс окисления. Азот понижает степень окисления с +5 до +1 — это процесс восстановления.

Обратите внимание: в молекуле N₂O два атома азота со степенью окисления +1. Чтобы получить одну молекулу N₂O, нужно восстановить два атома азота из HNO₃. Каждый атом принимает по 4 электрона (+5→+1), всего 8 электронов на две молекулы или 4 на одну молекулу азота, но так как продукт содержит 2 атома N, мы считаем переход для пары атомов сразу.

Ищем НОК для чисел электронов 3 и 8. НОК равен 24.

• Для алюминия: 24/3=8 (коэффициент при Al).
• Для азота: 24/8=3 (коэффициент при паре атомов азота, участвующих в восстановлении).

3. Расставляем коэффициенты:

Перед Al ставим 8. Перед N₂O ставим 3 (так как коэффициент 3 относится к процессу восстановления, где участвуют 2 атома азота, образующие одну молекулу N₂O? Нет, давайте аккуратно. В схеме баланса справа стоит 2+1N, что соответствует одной молекуле N₂O. Коэффициент 3 означает, что таких групп (молекул N₂O) будет 3. Значит, перед N₂O ставим 3.

Теперь определим количество азотной кислоты. Часть азота перешла в N₂O (3×2=6 атомов), часть осталась в виде нитрат-ионов в Al(NO₃)₃. Так как образовалось 8 атомов Al, то образуется 8 молекул Al(NO₃)₃. В них содержится 8×3=24 атома азота. Всего атомов азота в правой части: 6+24=30. Значит, слева должно быть 30 молекул HNO₃.

Проверяем водород: слева 30 атомов H. Значит, справа должно быть 15 молекул H₂O.

Проверяем кислород:

• Слева: 30×3=90 атомов O.
• Справа: в 8Al(NO₃)₃ — 8×9=72 атома; в 3N₂O — 3 атома; в 15H₂O — 15 атомов. Итого: 72+3+15=90.

Баланс сходится. Уравнение:

Ответы на вопросы:

Восстановитель — тот элемент, который отдаёт электроны и повышает степень окисления. Это алюминий (Al) .

Окислитель — тот элемент, который принимает электроны и понижает степень окисления. Это азот (N) , входящий в состав азотной кислоты (HNO₃).