Номер 3, страница 385 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Глава 8. Металлы. Параграф 53. Цинк - номер 3, страница 385.

Условие.

3. Составьте уравнение химической реакции, используя для расстановки коэффициентов метод электронного баланса.

$\text{HgCl}_2 + \text{SO}_2 + \text{H}_2\text{O} \longrightarrow \text{H}_2\text{SO}_4 + \text{Hg}_2\text{Cl}_2 + \text{HCl}$

Укажите окислитель и восстановитель.

Решение.

Решение 2.

Решение

Составление уравнения химической реакции методом электронного баланса

1. Сначала определим степени окисления элементов в реагентах и продуктах, чтобы выявить, какие элементы изменяют свою степень окисления в ходе реакции.

$Hg^{+2}Cl_2^{-1} + S^{+4}O_2^{-2} + H_2^{+1}O^{-2} \rightarrow H_2^{+1}S^{+6}O_4^{-2} + Hg_2^{+1}Cl_2^{-1} + H^{+1}Cl^{-1}$

Из уравнения видно, что степень окисления изменяют ртуть (Hg) и сера (S).

2. Составим электронный баланс для этих элементов.

Ртуть понижает свою степень окисления с +2 до +1, принимая электроны. Это процесс восстановления.

$Hg^{+2} + 1e^{-} \rightarrow Hg^{+1}$

Сера повышает свою степень окисления с +4 до +6, отдавая электроны. Это процесс окисления.

$S^{+4} - 2e^{-} \rightarrow S^{+6}$

3. Уравняем число отданных и принятых электронов, найдя наименьшее общее кратное (НОК). НОК для 1 и 2 равно 2. Это позволяет нам найти коэффициенты для окислителя и восстановителя.

$Hg^{+2} + 1e^{-} \rightarrow Hg^{+1}$ | 2

$S^{+4} - 2e^{-} \rightarrow S^{+6}$ | 1

4. Подставим эти коэффициенты в исходное уравнение. Коэффициент 2 относится к ртути, а 1 — к сере. Ставим 2 перед $HgCl_2$. В продуктах образуется $Hg_2Cl_2$, где уже есть 2 атома ртути, поэтому перед этим веществом коэффициент будет 1. Коэффициенты перед веществами, содержащими серу ($SO_2$ и $H_2SO_4$), равны 1.

$2HgCl_2 + SO_2 + H_2O \rightarrow H_2SO_4 + Hg_2Cl_2 + HCl$

5. Теперь уравняем остальные атомы. Начнем с хлора (Cl). В левой части уравнения $2 \times 2 = 4$ атома Cl. В правой части 2 атома Cl в $Hg_2Cl_2$. Следовательно, чтобы уравнять хлор, нужно поставить коэффициент 2 перед $HCl$.

$2HgCl_2 + SO_2 + H_2O \rightarrow H_2SO_4 + Hg_2Cl_2 + 2HCl$

Далее уравниваем водород (H). В правой части $\text{2}$ атома в $H_2SO_4$ и $\text{2}$ атома в $2HCl$, всего 4 атома H. Чтобы в левой части также было 4 атома H, ставим коэффициент 2 перед $H_2O$.

$2HgCl_2 + SO_2 + 2H_2O \rightarrow H_2SO_4 + Hg_2Cl_2 + 2HCl$

6. В последнюю очередь проверяем баланс по атомам кислорода (O). В левой части: 2 атома в $SO_2$ и 2 атома в $2H_2O$, всего 4. В правой части: 4 атома в $H_2SO_4$. Баланс соблюден.

Окончательное уравнение реакции:

Ответ: $2HgCl_2 + SO_2 + 2H_2O = H_2SO_4 + Hg_2Cl_2 + 2HCl$.

Определение окислителя и восстановителя

Окислитель — это частица (атом, ион или молекула), которая принимает электроны в ходе окислительно-восстановительной реакции. В данной реакции ртуть $Hg^{+2}$ принимает электроны, восстанавливаясь до $Hg^{+1}$. Следовательно, вещество $HgCl_2$ является окислителем.

Восстановитель — это частица, которая отдает электроны. В данной реакции сера $S^{+4}$ отдает электроны, окисляясь до $S^{+6}$. Следовательно, вещество $SO_2$ является восстановителем.

Ответ: Окислитель: $HgCl_2$ (за счет $Hg^{+2}$), восстановитель: $SO_2$ (за счет $S^{+4}$).