Номер 14, страница 113 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Тестовые задания к главе 3. Глава 3. Неорганическая химия - номер 14, страница 113.

Условие.

14. Сумма минимальных целочисленных коэффициентов в правой части уравнения реакции

$NO_2 + FeCl_2 + HCl = NO + ... + ...$

равна

1) 5

2) 4

3) 3

4) 6

Решение.

Решение 2.

Дано:

Уравнение реакции: $NO_2 + FeCl_2 + HCl = NO + ... + ...$

Найти:

Сумму минимальных целочисленных коэффициентов в правой части уравнения реакции.

Решение:

Данная реакция является окислительно-восстановительной. Для того чтобы ее уравнять, необходимо определить, какие элементы изменяют свою степень окисления, и составить электронный баланс.

1. Определим степени окисления элементов в реагентах и продуктах:

• В $NO_2$ азот имеет степень окисления $+4$ ($N^{+4}$).
• В $FeCl_2$ железо имеет степень окисления $+2$ ($Fe^{+2}$).
• В продукте $NO$ азот имеет степень окисления $+2$ ($N^{+2}$).

Азот понижает свою степень окисления с $+4$ до $+2$, следовательно, $NO_2$ является окислителем. Железо, как восстановитель, будет повышать свою степень окисления с $+2$ до $+3$ ($Fe^{+3}$). Реакция протекает в кислой среде (наличие $HCl$), поэтому продуктами также будут соль железа(III) — $FeCl_3$ и вода $H_2O$.

Полная схема реакции:

$NO_2 + FeCl_2 + HCl \rightarrow NO + FeCl_3 + H_2O$

2. Составим электронный баланс:

$N^{+4} + 2e^- \rightarrow N^{+2}$ | $1$ (процесс восстановления, $N^{+4}$ — окислитель)
$Fe^{+2} - 1e^- \rightarrow Fe^{+3}$ | $2$ (процесс окисления, $Fe^{+2}$ — восстановитель)

3. Используем полученные коэффициенты для уравнивания реакции. Перед веществами, содержащими азот ($NO_2$ и $NO$), ставим коэффициент 1 (который обычно не пишется). Перед веществами, содержащими железо ($FeCl_2$ и $FeCl_3$), ставим коэффициент 2.

$1 \cdot NO_2 + 2 \cdot FeCl_2 + HCl \rightarrow 1 \cdot NO + 2 \cdot FeCl_3 + H_2O$

4. Уравняем остальные атомы (хлор, водород и кислород).

• Хлор ($Cl$): В правой части $2 \cdot 3 = 6$ атомов хлора. В левой части в $2FeCl_2$ содержится $2 \cdot 2 = 4$ атома хлора. Следовательно, необходимо еще 2 атома хлора, которые мы возьмем из $HCl$. Ставим коэффициент 2 перед $HCl$.

  $NO_2 + 2FeCl_2 + 2HCl \rightarrow NO + 2FeCl_3 + H_2O$

• Водород ($H$): В левой части теперь $2$ атома водорода (в $2HCl$). Чтобы уравнять, в правой части перед $H_2O$ ставим коэффициент 1.

  $NO_2 + 2FeCl_2 + 2HCl \rightarrow NO + 2FeCl_3 + 1 \cdot H_2O$

• Кислород ($O$): Проверяем баланс по кислороду. Слева 2 атома в $NO_2$. Справа 1 атом в $NO$ и 1 атом в $H_2O$, что в сумме дает 2 атома. Баланс сходится.

Итоговое уравнение с минимальными целочисленными коэффициентами:

$NO_2 + 2FeCl_2 + 2HCl = NO + 2FeCl_3 + H_2O$

5. Найдем сумму коэффициентов в правой части уравнения:

Продукты реакции: $NO$, $FeCl_3$ и $H_2O$.
Коэффициенты при них: 1, 2 и 1 соответственно.

Сумма коэффициентов = $1 (NO) + 2 (FeCl_3) + 1 (H_2O) = 4$.

Ответ: 4