Номер 5, страница 148 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 31. Общая характеристика элементов главной подгруппы II группы. Глава 3. Металлы главных подгрупп - номер 5, страница 148.

Условие.

5. Рассмотрите реакцию бериллия с щелочью как окислительно-восстановительную, расставьте коэффициенты:

$Be + NaOH + H_2O \rightarrow Na_2[Be(OH)_4] + H_2\uparrow$

Решение.

Решение 2.

Данная задача требует рассмотреть реакцию как окислительно-восстановительную и уравнять ее, расставив коэффициенты.

Решение

Исходное уравнение реакции:
$Be + NaOH + H_2O \rightarrow Na_2[Be(OH)_4] + H_2\uparrow$

1. Определим степени окисления элементов, чтобы найти, какие из них участвуют в окислительно-восстановительном процессе.
$ \overset{0}{Be} + \overset{+1}{Na}\overset{-2}{O}\overset{+1}{H} + \overset{+1}{H_2}\overset{-2}{O} \rightarrow \overset{+1}{Na_2}[\overset{+2}{Be}(\overset{-2}{O}\overset{+1}{H})_4] + \overset{0}{H_2} $

Степени окисления изменили:
- Бериллий (Be) с 0 до +2 (окислился).
- Водород (H) с +1 (в молекуле воды $H_2O$) до 0 (в молекуле водорода $H_2$) (восстановился).

2. Составим полуреакции окисления и восстановления.
Процесс окисления: $ Be^0 - 2e^- \rightarrow Be^{+2} $
Процесс восстановления: $ 2H^{+1} + 2e^- \rightarrow H_2^0 $

3. Составим электронный баланс. Число электронов, отданных восстановителем (Be), равно числу электронов, принятых окислителем ($H^{+1}$). В данном случае оба числа равны 2, поэтому коэффициенты в балансе равны 1.
$ \begin{array}{c|c|l} Be^0 - 2e^- \rightarrow Be^{+2} & 1 & \text{окисление, восстановитель} \\ 2H^{+1} + 2e^- \rightarrow H_2^0 & 1 & \text{восстановление, окислитель (H₂O)} \end{array} $

4. Расставим коэффициенты в уравнении реакции на основе электронного баланса.
Коэффициенты перед $Be$ и $H_2$ равны 1.
$1 \cdot Be + NaOH + H_2O \rightarrow 1 \cdot Na_2[Be(OH)_4] + 1 \cdot H_2$
Теперь уравняем остальные атомы (металлы, затем неметаллы, затем водород и кислород).
- Уравниваем натрий (Na): справа 2 атома Na в $Na_2[Be(OH)_4]$, значит, слева перед $NaOH$ ставим коэффициент 2.
$Be + 2NaOH + H_2O \rightarrow Na_2[Be(OH)_4] + H_2$
- Уравниваем водород (H): справа 4 атома в $Na_2[Be(OH)_4]$ и 2 атома в $H_2$, всего 6 атомов. Слева 2 атома в $2NaOH$, значит, из $H_2O$ должно "прийти" еще 4 атома водорода. Для этого ставим коэффициент 2 перед $H_2O$.
$Be + 2NaOH + 2H_2O \rightarrow Na_2[Be(OH)_4] + H_2$
- Проверяем по кислороду (O): слева 2 атома в $2NaOH$ и 2 атома в $2H_2O$, всего 4 атома. Справа 4 атома в $Na_2[Be(OH)_4]$. Баланс соблюден.

Ответ: $Be + 2NaOH + 2H_2O \rightarrow Na_2[Be(OH)_4] + H_2\uparrow$.