Номер 7, страница 54 - гдз по химии 10 класс учебник Еремин, Кузьменко

7. Уравняйте схемы полуреакций:

a) $I_2 \to I^-$

б) $H_2S \to S$

в) восстановление $ClO_3^-$ в $Cl_2$ в кислотной среде

г) окисления $Fe^{2+}$ до $Fe(OH)_3$ в щелочной среде.

а) I₂ → I⁻

Решение

Данная полуреакция описывает процесс восстановления молекулярного йода до иодид-ионов.

1. Сначала уравниваем количество атомов элемента, изменяющего степень окисления. В левой части уравнения находится молекула йода, состоящая из двух атомов ($I_2$), а в правой — один иодид-ион ($I^−$). Чтобы уравнять число атомов йода, ставим коэффициент 2 перед иодид-ионом:

$I_2 \rightarrow 2I^−$

2. Теперь уравниваем заряды. Суммарный заряд в левой части равен 0 (молекула $I_2$ электронейтральна). Суммарный заряд в правой части равен $2 \times (-1) = -2$. Чтобы заряд слева стал равен заряду справа, необходимо добавить 2 электрона ($e^−$) в левую часть уравнения:

$I_2 + 2e^− \rightarrow 2I^−$

Проверка: число атомов йода слева и справа равно 2. Суммарный заряд слева и справа равен -2. Полуреакция сбалансирована.

Ответ: $I_2 + 2e^− \rightarrow 2I^−$

б) H₂S → S

Решение

Данная полуреакция описывает процесс окисления сероводорода до элементарной серы.

1. Количество атомов серы в левой и правой частях уже одинаково (по одному атому).

2. Уравниваем количество атомов водорода. В левой части 2 атома водорода, а в правой их нет. Для уравнивания добавляем 2 иона водорода ($H^+$) в правую часть:

$H_2S \rightarrow S + 2H^+$

3. Уравниваем заряды. Суммарный заряд в левой части равен 0 (молекула $H_2S$ электронейтральна). Суммарный заряд в правой части равен $0 + 2 \times (+1) = +2$. Чтобы уравнять заряды, добавляем 2 электрона ($e^−$) в правую часть:

$H_2S \rightarrow S + 2H^+ + 2e^−$

Проверка: число атомов серы слева и справа равно 1, водорода — 2. Суммарный заряд слева и справа равен 0. Полуреакция сбалансирована.

Ответ: $H_2S \rightarrow S + 2H^+ + 2e^−$

в) восстановление ClO₃⁻ в Cl₂ в кислотной среде

Решение

Схема полуреакции: $ClO_3^− \rightarrow Cl_2$.

1. Уравниваем количество атомов хлора. В левой части 1 атом хлора, в правой — 2. Ставим коэффициент 2 перед хлорат-ионом $ClO_3^−$:

$2ClO_3^− \rightarrow Cl_2$

2. Уравниваем количество атомов кислорода. В левой части $2 \times 3 = 6$ атомов кислорода, в правой их нет. Поскольку реакция протекает в кислотной среде, уравниваем кислород, добавляя молекулы воды ($H_2O$) в правую часть. Добавляем 6 молекул $H_2O$:

$2ClO_3^− \rightarrow Cl_2 + 6H_2O$

3. Уравниваем количество атомов водорода. В правой части теперь $6 \times 2 = 12$ атомов водорода. В кислотной среде для уравнивания водорода используют ионы $H^+$. Добавляем 12 ионов $H^+$ в левую часть:

$2ClO_3^− + 12H^+ \rightarrow Cl_2 + 6H_2O$

4. Уравниваем заряды. Суммарный заряд в левой части: $2 \times (-1) + 12 \times (+1) = -2 + 12 = +10$. Суммарный заряд в правой части: $0 + 0 = 0$. Чтобы уравнять заряды, добавляем 10 электронов ($e^−$) в левую часть:

$2ClO_3^− + 12H^+ + 10e^− \rightarrow Cl_2 + 6H_2O$

Проверка: число атомов Cl — 2, O — 6, H — 12 в обеих частях. Суммарный заряд слева и справа равен 0. Полуреакция сбалансирована.

Ответ: $2ClO_3^− + 12H^+ + 10e^− \rightarrow Cl_2 + 6H_2O$

г) окисление Fe²⁺ до Fe(OH)₃ в щелочной среде

Решение

Схема полуреакции: $Fe^{2+} \rightarrow Fe(OH)_3$.

1. Количество атомов железа в левой и правой частях уже одинаково (по одному атому).

2. Уравниваем атомы кислорода и водорода. В правой части находится гидроксид железа(III), содержащий 3 группы OH. Поскольку реакция протекает в щелочной среде, для уравнивания используем гидроксид-ионы ($OH^−$). Добавляем 3 иона $OH^−$ в левую часть, чтобы связать их с железом и получить 3 группы OH в продукте:

$Fe^{2+} + 3OH^− \rightarrow Fe(OH)_3$

3. Уравниваем заряды. Суммарный заряд в левой части: $+2 + 3 \times (-1) = -1$. Суммарный заряд в правой части равен 0 (молекула $Fe(OH)_3$ электронейтральна). Чтобы уравнять заряды, добавляем 1 электрон ($e^−$) в правую часть:

$Fe^{2+} + 3OH^− \rightarrow Fe(OH)_3 + e^−$

Проверка: число атомов Fe — 1, O — 3, H — 3 в обеих частях. Суммарный заряд слева и справа равен -1. Полуреакция сбалансирована.

Ответ: $Fe^{2+} + 3OH^− \rightarrow Fe(OH)_3 + e^−$