Номер 10, страница 127 - гдз по химии 8 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

10. Определите коэффициент перед формулой окислителя в уравнении окислительно-восстановительной реакции, схема которой

$C + HNO_3 \rightarrow NO_2 + CO_2 + H_2O$

1) 1

2) 2

3) 4

4) 6

Решение

Для того чтобы определить коэффициент перед формулой окислителя, необходимо уравнять данную окислительно-восстановительную реакцию методом электронного баланса.

1. Запишем схему реакции и определим степени окисления элементов, которые изменяются в ходе реакции:

$ \stackrel{0}{C} + H\stackrel{+1}{\stackrel{+5}{N}}\stackrel{-2}{O_3} \rightarrow \stackrel{+4}{N}\stackrel{-2}{O_2} + \stackrel{+4}{C}\stackrel{-2}{O_2} + \stackrel{+1}{H_2}\stackrel{-2}{O} $

Степень окисления изменяют углерод и азот.

• Углерод ($C$) повышает степень окисления с 0 до +4. Он отдает электроны, следовательно, является восстановителем.
• Азот ($N$) понижает степень окисления с +5 до +4. Он принимает электроны. Вещество, в состав которого входит азот в степени окисления +5, — азотная кислота ($HNO_3$), — является окислителем.

2. Составим схему электронного баланса, чтобы найти коэффициенты.

Процесс окисления (отдача электронов):
$ C^0 - 4e^- \rightarrow C^{+4} \quad | \cdot 1 $

Процесс восстановления (принятие электронов):
$ N^{+5} + 1e^- \rightarrow N^{+4} \quad | \cdot 4 $

Наименьшее общее кратное для числа отданных (4) и принятых (1) электронов равно 4. Поэтому мы умножаем первую полуреакцию на 1, а вторую на 4. Эти множители являются коэффициентами для веществ, участвующих в окислительно-восстановительном процессе.

3. Расставим полученные коэффициенты в уравнении реакции.

Коэффициент 1 ставится перед формулами $C$ и $CO_2$. Коэффициент 4 ставится перед формулами $HNO_3$ и $NO_2$.

$ 1C + 4HNO_3 \rightarrow 4NO_2 + 1CO_2 + H_2O $

4. Уравняем количество атомов водорода ($H$) и кислорода ($O$).

В левой части уравнения в 4 молекулах $HNO_3$ содержится 4 атома водорода. Чтобы уравнять их количество, в правой части перед формулой воды ($H_2O$) необходимо поставить коэффициент 2.

$ C + 4HNO_3 \rightarrow 4NO_2 + CO_2 + 2H_2O $

5. Проверим правильность расстановки коэффициентов по числу атомов кислорода.

• Слева: в $4HNO_3$ содержится $4 \times 3 = 12$ атомов кислорода.
• Справа: в $4NO_2$ — $4 \times 2 = 8$ атомов, в $CO_2$ — 2 атома, в $2H_2O$ — 2 атома. Суммарно: $8 + 2 + 2 = 12$ атомов кислорода.

Количество всех атомов в левой и правой частях уравнения равно, следовательно, коэффициенты расставлены верно. Итоговое уравнение реакции:

$ C + 4HNO_3 = 4NO_2 + CO_2 + 2H_2O $

Окислителем в данной реакции является азотная кислота ($HNO_3$). Коэффициент перед ее формулой равен 4.

Ответ: 4