Номер 2, страница 42 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 9. Пероксид водорода и его производные. Глава 1. Неметаллы - номер 2, страница 42.

Условие.

2. Расставьте коэффициенты в схемах окислительно-восстановительных реакций с участием пероксида водорода, укажите окислители и восстановители:

а) $NaClO + H_2O_2 \rightarrow NaCl + O_2 + H_2O;$

б) $Na_2SO_3 + H_2O_2 \rightarrow Na_2SO_4 + H_2O;$

в) $H_2S + H_2O_2 \rightarrow S + H_2O.$

Решение.

Решение 2.

Для решения задачи воспользуемся методом электронного баланса, чтобы расставить коэффициенты в уравнениях окислительно-восстановительных реакций. Этот метод основан на том, что число электронов, отдаваемых восстановителем, равно числу электронов, принимаемых окислителем.

а) $NaClO + H_2O_2 \longrightarrow NaCl + O_2 + H_2O$

Решение

1. Определим степени окисления элементов в веществах, участвующих в реакции:
$Na^{+1}Cl^{+1}O^{-2} + H_2^{+1}O_2^{-1} \longrightarrow Na^{+1}Cl^{-1} + O_2^{0} + H_2^{+1}O^{-2}$

2. Элементы, которые изменили свою степень окисления: хлор ($Cl$) восстанавливается с $+1$ до $-1$, а кислород ($O$) в пероксиде водорода окисляется с $-1$ до $0$.

3. Составим электронный баланс:
$Cl^{+1} + 2e^{-} \longrightarrow Cl^{-1}$ | 1 | процесс восстановления
$2O^{-1} - 2e^{-} \longrightarrow O_2^{0}$ | 1 | процесс окисления

4. Число отданных и принятых электронов равно 2. Следовательно, коэффициенты перед веществами, содержащими эти элементы, равны 1. Расставляем коэффициенты в уравнении и проверяем баланс остальных элементов. Уравнение сбалансировано с коэффициентами, равными 1.

5. Окислителем является вещество, принимающее электроны. В данном случае это $NaClO$ (за счёт $Cl^{+1}$). Восстановителем является вещество, отдающее электроны — $H_2O_2$ (за счёт $O^{-1}$).

Ответ: $NaClO + H_2O_2 \longrightarrow NaCl + O_2 + H_2O$; $NaClO$ (хлор в степени окисления $+1$) является окислителем, $H_2O_2$ (кислород в степени окисления $-1$) является восстановителем.

б) $Na_2SO_3 + H_2O_2 \longrightarrow Na_2SO_4 + H_2O$

Решение

1. Определим степени окисления элементов:
$Na_2^{+1}S^{+4}O_3^{-2} + H_2^{+1}O_2^{-1} \longrightarrow Na_2^{+1}S^{+6}O_4^{-2} + H_2^{+1}O^{-2}$

2. Элементы, которые изменили свою степень окисления: сера ($S$) окисляется с $+4$ до $+6$, а кислород ($O$) в пероксиде водорода восстанавливается с $-1$ до $-2$.

3. Составим электронный баланс:
$S^{+4} - 2e^{-} \longrightarrow S^{+6}$ | 1 | процесс окисления
$2O^{-1} + 2e^{-} \longrightarrow 2O^{-2}$ | 1 | процесс восстановления

4. Число отданных и принятых электронов равно 2. Коэффициенты перед $Na_2SO_3$ и $H_2O_2$ равны 1. Проверка баланса атомов показывает, что уравнение не требует дополнительных коэффициентов.

5. Окислителем является $H_2O_2$ (за счёт $O^{-1}$), так как он принимает электроны. Восстановителем является $Na_2SO_3$ (за счёт $S^{+4}$), так как он отдает электроны. В этой реакции пероксид водорода проявляет окислительные свойства.

Ответ: $Na_2SO_3 + H_2O_2 \longrightarrow Na_2SO_4 + H_2O$; $H_2O_2$ (кислород в степени окисления $-1$) является окислителем, $Na_2SO_3$ (сера в степени окисления $+4$) является восстановителем.

в) $H_2S + H_2O_2 \longrightarrow S + H_2O$

Решение

1. Определим степени окисления элементов:
$H_2^{+1}S^{-2} + H_2^{+1}O_2^{-1} \longrightarrow S^{0} + H_2^{+1}O^{-2}$

2. Элементы, которые изменили свою степень окисления: сера ($S$) окисляется с $-2$ до $0$, а кислород ($O$) в пероксиде водорода восстанавливается с $-1$ до $-2$.

3. Составим электронный баланс:
$S^{-2} - 2e^{-} \longrightarrow S^{0}$ | 1 | процесс окисления
$2O^{-1} + 2e^{-} \longrightarrow 2O^{-2}$ | 1 | процесс восстановления

4. Число отданных и принятых электронов равно 2. Коэффициенты перед $H_2S$ и $H_2O_2$ равны 1. Теперь уравняем атомы водорода и кислорода. Слева 4 атома водорода ($H_2S + H_2O_2$) и 2 атома кислорода. Чтобы справа было столько же, перед $H_2O$ нужно поставить коэффициент 2.

5. Запишем итоговое уравнение и проверим баланс: $H_2S + H_2O_2 \longrightarrow S + 2H_2O$.
H: 2 + 2 = 4 слева, 2 * 2 = 4 справа
S: 1 слева, 1 справа
O: 2 слева, 2 справа
Баланс соблюден. Окислителем является $H_2O_2$ (за счёт $O^{-1}$), а восстановителем - $H_2S$ (за счёт $S^{-2}$).

Ответ: $H_2S + H_2O_2 \longrightarrow S + 2H_2O$; $H_2O_2$ (кислород в степени окисления $-1$) является окислителем, $H_2S$ (сера в степени окисления $-2$) является восстановителем.