Номер 4, страница 194 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 40. Соединения хрома. Зависимость кислотно-основных и окислительно-восстановительных свойств от степени окисления металла. Глава 4. Металлы побочных подгрупп - номер 4, страница 194.

Условие.

4. Гидроксид хрома(II) — более сильный восстановитель, чем соли хрома(II). Например, он вытесняет водород из воды, превращаясь в гидроксид хрома(III). Напишите уравнение реакции.

$2Cr(OH)_2 + 2H_2O \rightarrow 2Cr(OH)_3 + H_2$

Решение.

Решение 2.

4. Решение

В условии задачи описана химическая реакция между гидроксидом хрома(II), $Cr(OH)_2$, и водой, $H_2O$. Указано, что гидроксид хрома(II) выступает в роли восстановителя, так как он окисляется до гидроксида хрома(III), $Cr(OH)_3$. Вода при этом является окислителем, восстанавливаясь до молекулярного водорода, $H_2$.

Схема реакции выглядит следующим образом:

$Cr(OH)_2 + H_2O \rightarrow Cr(OH)_3 + H_2$

Это окислительно-восстановительная реакция. Для того чтобы расставить коэффициенты, составим электронный баланс. Определим степени окисления элементов, которые их изменяют:

Хром в $Cr(OH)_2$ имеет степень окисления +2, а в продукте реакции, $Cr(OH)_3$, его степень окисления становится +3. Хром отдает один электрон, то есть окисляется.

$Cr^{+2} - 1e^- \rightarrow Cr^{+3}$ (окисление)

Водород в воде ($H_2O$) имеет степень окисления +1, а в молекулярном водороде ($H_2$) его степень окисления равна 0. Атомы водорода принимают электроны, то есть восстанавливаются.

$2H^{+1} + 2e^- \rightarrow H_2^0$ (восстановление)

Чтобы число отданных и принятых электронов было равным, первую полуреакцию (окисление хрома) нужно умножить на 2. Это означает, что в реакции должны участвовать 2 частицы $Cr(OH)_2$ на 1 молекулу $H_2$.

$Cr^{+2} - 1e^- \rightarrow Cr^{+3} \quad | \times 2$

$2H^{+1} + 2e^- \rightarrow H_2^0 \quad | \times 1$

Подставим полученные коэффициенты в уравнение реакции:

$2Cr(OH)_2 + H_2O \rightarrow 2Cr(OH)_3 + H_2$

Теперь необходимо уравнять количество атомов кислорода и водорода, подобрав коэффициент для воды. Проверим количество атомов в правой части уравнения: $Cr=2$, $O=2 \cdot 3=6$, $H=2 \cdot 3 + 2=8$.

В левой части (до подбора коэффициента для воды): $Cr=2$, $O=2 \cdot 2=4$, $H=2 \cdot 2=4$.

Следовательно, в левой части не хватает 2 атомов кислорода и 4 атомов водорода, что соответствует двум молекулам воды ($2H_2O$).

Итоговое сбалансированное уравнение реакции:

$2Cr(OH)_2 + 2H_2O \rightarrow 2Cr(OH)_3 + H_2\uparrow$

Ответ: $2Cr(OH)_2 + 2H_2O \rightarrow 2Cr(OH)_3 + H_2\uparrow$