Номер 289, страница 223 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

7.289. При пропускании угарного газа через аммиачный раствор оксида серебра выпадает серый порошок, являющийся проводником электрического тока. Запишите уравнение реакции.

Решение

В задаче описана химическая реакция между угарным газом (монооксидом углерода, $CO$) и аммиачным раствором оксида серебра. Аммиачный раствор оксида серебра, также известный как реактив Толленса, представляет собой раствор комплексного соединения — гидроксида диамминсеребра($I$), формула которого $[Ag(NH_3)_2]OH$.

Угарный газ является восстановителем и вступает в окислительно-восстановительную реакцию с ионами серебра($I$), которые являются окислителем.

В ходе реакции происходит следующее:
1. Ионы серебра $Ag^+$ со степенью окисления +1, входящие в состав комплекса, восстанавливаются до металлического серебра $Ag^0$ со степенью окисления 0. Металлическое серебро — это серый порошок (или налёт на стенках сосуда, "серебряное зеркало"), который является хорошим проводником электрического тока.
Процесс восстановления: $Ag^{+1} + 1e^- \rightarrow Ag^0$
2. Угарный газ $CO$, в котором углерод имеет степень окисления +2, окисляется до степени окисления +4. Поскольку реакция протекает в щелочной среде (за счет аммиака), продуктом окисления является не оксид углерода($IV$) $CO_2$, а карбонат-ион $CO_3^{2-}$. В присутствии аммиака в растворе образуется соль — карбонат аммония ($(NH_4)_2CO_3$).
Процесс окисления: $C^{+2} - 2e^- \rightarrow C^{+4}$

Для составления уравнения реакции необходимо сбалансировать электронный баланс. На окисление одной молекулы $CO$ (отдаёт 2 электрона) требуется два иона $Ag^+$ (каждый принимает по 1 электрону). Следовательно, перед формулами соединений серебра должен стоять коэффициент 2.

Запишем итоговое уравнение реакции и расставим коэффициенты, уравнивая число атомов каждого элемента в левой и правой частях:

$2[Ag(NH_3)_2]OH + CO \rightarrow 2Ag \downarrow + (NH_4)_2CO_3 + 2NH_3$

Проверим правильность расстановки коэффициентов:
Слева: Ag: 2; N: $2 \times 2 = 4$; H: $2 \times (2 \times 3 + 1) = 14$; O: $2 + 1 = 3$; C: 1.
Справа: Ag: 2; N: $2 + 2 = 4$; H: $(2 \times 4) + (2 \times 3) = 8 + 6 = 14$; O: 3; C: 1.
Баланс атомов соблюден, уравнение составлено верно.

Ответ: $2[Ag(NH_3)_2]OH + CO \rightarrow 2Ag \downarrow + (NH_4)_2CO_3 + 2NH_3$