Номер 2, страница 50, часть 2 - гдз по химии 10 класс учебник Оспанова, Аухадиева

2*. Методом электронного баланса подберите коэффициенты в следующих уравнениях окислительно-восстановительных реакций с участием углерода:

а) $C + Na_2Cr_2O_7 \rightarrow Cr_2O_3 + Na_2o + CO$

б) $C + HNO_3 \rightarrow CO_2 + No + H_2O$

а) C + Na₂Cr₂O₇ → Cr₂O₃ + Na₂o + CO

Решение

1. Определим степени окисления элементов, которые их изменяют в ходе реакции. Углерод в виде простого вещества имеет степень окисления 0, а в оксиде углерода(II) Co его степень окисления +2. Хром в дихромате натрия $Na_2Cr_2O_7$ имеет степень окисления +6, а в оксиде хрома(III) $Cr_2O_3$ - +3.

$ \overset{0}{C} + Na_2\overset{+6}{Cr}_2O_7 \rightarrow \overset{+3}{Cr}_2O_3 + Na_2o + \overset{+2}{C}o $

Углерод является восстановителем, так как повышает свою степень окисления.

Хром в составе $Na_2Cr_2O_7$ является окислителем, так как понижает свою степень окисления.

2. Составим электронный баланс. Запишем полуреакции окисления и восстановления.

$ C^0 - 2e^- \rightarrow C^{+2} $ | 3 (процесс окисления)

$ 2Cr^{+6} + 6e^- \rightarrow 2Cr^{+3} $ | 1 (процесс восстановления)

Обращаем внимание, что в молекулах $Na_2Cr_2O_7$ и $Cr_2O_3$ по два атома хрома, поэтому в полуреакции восстановления мы удваиваем количество атомов хрома и, соответственно, электронов.

3. Наименьшее общее кратное для чисел отданных и принятых электронов (2 и 6) равно 6. Отсюда находим коэффициенты: 3 для процесса окисления и 1 для процесса восстановления.

4. Расставляем коэффициенты в уравнении реакции. Ставим коэффициент 3 перед C и CO. Коэффициент 1 (не пишется) перед $Na_2Cr_2O_7$ и $Cr_2O_3$. Коэффициент перед $Na_2O$ также будет 1, чтобы уравнять количество атомов натрия.

$ 3C + Na_2Cr_2O_7 \rightarrow Cr_2O_3 + Na_2o + 3Co $

5. Проверяем баланс атомов кислорода: слева 7 атомов, справа $3+1+3=7$ атомов. Баланс соблюден.

Ответ: $ 3C + Na_2Cr_2O_7 \rightarrow Cr_2O_3 + Na_2o + 3Co $

б) C + HNO₃ → CO₂ + No + H₂O

Решение

1. Определим степени окисления элементов, которые их изменяют в ходе реакции. Углерод в виде простого вещества имеет степень окисления 0, а в оксиде углерода(IV) $CO_2$ его степень окисления +4. Азот в азотной кислоте $HNO_3$ имеет степень окисления +5, а в оксиде азота(II) No - +2.

$ \overset{0}{C} + H\overset{+5}{N}O_3 \rightarrow \overset{+4}{C}O_2 + \overset{+2}{N}o + H_2o $

Углерод является восстановителем, так как повышает свою степень окисления.

Азот в составе $HNO_3$ является окислителем, так как понижает свою степень окисления.

2. Составим электронный баланс. Запишем полуреакции окисления и восстановления.

$ C^0 - 4e^- \rightarrow C^{+4} $ | 3 (процесс окисления)

$ N^{+5} + 3e^- \rightarrow N^{+2} $ | 4 (процесс восстановления)

3. Наименьшее общее кратное для чисел отданных и принятых электронов (4 и 3) равно 12. Отсюда находим коэффициенты: 3 для процесса окисления и 4 для процесса восстановления.

4. Расставляем коэффициенты в уравнении реакции. Ставим коэффициент 3 перед C и $CO_2$. Ставим коэффициент 4 перед $HNO_3$ и NO.

$ 3C + 4HNO_3 \rightarrow 3CO_2 + 4No + H_2o $

5. Теперь уравниваем количество атомов водорода и кислорода. В левой части 4 атома водорода в $4HNO_3$. Чтобы уравнять водород, в правой части перед $H_2O$ необходимо поставить коэффициент 2.

$ 3C + 4HNO_3 \rightarrow 3CO_2 + 4No + 2H_2o $

6. Проверяем баланс атомов кислорода: слева $4 \times 3 = 12$ атомов. Справа $3 \times 2 + 4 \times 1 + 2 \times 1 = 6 + 4 + 2 = 12$ атомов. Баланс соблюден.

Ответ: $ 3C + 4HNO_3 \rightarrow 3CO_2 + 4No + 2H_2o $