Номер 83, страница 202 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

7.83. При добавлении пероксида водорода к раствору хлорида золота(III) наблюдается интенсивное выделение газа, а на дне раствора оседает жёлтый порошок. Запишите уравнение реакции.

Решение

В задаче описана окислительно-восстановительная реакция между хлоридом золота(III) ($AuCl_3$) и пероксидом водорода ($H_2O_2$). Для написания уравнения реакции необходимо определить продукты, исходя из наблюдений.

1. «на дне раствора оседает жёлтый порошок». Золото — металл жёлтого цвета. Следовательно, в результате реакции образуется металлическое золото ($Au$). В хлориде золота(III) золото имеет степень окисления +3, а в металлическом золоте — 0. Происходит процесс восстановления золота, значит, $AuCl_3$ является окислителем.

Полуреакция восстановления:

$Au^{+3} + 3e^- \rightarrow Au^0$

2. «наблюдается интенсивное выделение газа». Если хлорид золота(III) — окислитель, то пероксид водорода — восстановитель. При окислении пероксида водорода выделяется молекулярный кислород ($O_2$). В $H_2O_2$ кислород имеет степень окисления -1, а в $O_2$ — 0. Происходит процесс окисления пероксида водорода.

Полуреакция окисления:

$H_2O_2^{-1} - 2e^- \rightarrow O_2^0 + 2H^+$

3. Составление ионного и молекулярного уравнения. Для составления общего уравнения реакции необходимо сбалансировать число электронов в полуреакциях. Наименьшее общее кратное для чисел 3 и 2 равно 6. Поэтому первую полуреакцию умножаем на 2, а вторую на 3:

$2 | Au^{+3} + 3e^- \rightarrow Au^0$

$3 | H_2O_2 - 2e^- \rightarrow O_2 + 2H^+$

Суммируем полуреакции:

$2Au^{+3} + 3H_2O_2 \rightarrow 2Au^0 + 3O_2 + 6H^+$

Теперь запишем полное молекулярное уравнение. Исходные вещества — $AuCl_3$ и $H_2O_2$. Продукты — $Au$ и $O_2$. Оставшиеся ионы $Cl^-$ (из $2AuCl_3$ их $2 \times 3 = 6$) и $H^+$ (из $3H_2O_2$ их $3 \times 2 = 6$) образуют соляную кислоту ($HCl$).

Таким образом, итоговое уравнение реакции выглядит следующим образом:

$2AuCl_3 + 3H_2O_2 \rightarrow 2Au \downarrow + 3O_2 \uparrow + 6HCl$

Ответ:

$2AuCl_3 + 3H_2O_2 \rightarrow 2Au \downarrow + 3O_2 \uparrow + 6HCl$