Номер 13, страница 130 - гдз по химии 8 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

13. С помощью метода электронного баланса составьте уравнение химической реакции, схема которой

$NH_3 + CuO \rightarrow Cu + N_2 + H_2O$

Укажите окислитель и восстановитель в этом процессе.

Определите объём выделившегося газа (н. у.), если в реакцию вступил аммиак в количестве 0,8 моль:

С помощью метода электронного баланса составьте уравнение химической реакции, схема которой NH₃ + CuO → Cu + N₂ + H₂O

Для решения задачи методом электронного баланса сначала определим степени окисления всех элементов в реагентах и продуктах:
$N^{-3}H^{+1}_3 + Cu^{+2}O^{-2} \rightarrow Cu^{0} + N_2^{0} + H^{+1}_2O^{-2}$

Элементы, изменившие свои степени окисления, — это азот (N) и медь (Cu).
Азот повышает степень окисления с -3 до 0. Это процесс окисления. Вещество, содержащее азот ($NH_3$), является восстановителем.
Медь понижает степень окисления с +2 до 0. Это процесс восстановления. Вещество, содержащее медь ($CuO$), является окислителем.

Составим схемы полуреакций окисления и восстановления:
$2N^{-3} - 6e^{-} \rightarrow N_2^{0}$ (окисление)
$Cu^{+2} + 2e^{-} \rightarrow Cu^{0}$ (восстановление)

Теперь необходимо уравнять число отданных и принятых электронов. Наименьшее общее кратное для чисел 6 и 2 равно 6. Это означает, что в реакции участвуют 6 электронов.
Найдем коэффициенты, умножив полуреакции на соответствующие множители:

$ \begin{array}{c|c l c|c} \text{окисление} & 2N^{-3} & -6e^{-} \rightarrow & N_2^{0} & 1 \\ \hline \text{восстановление} & Cu^{+2} & +2e^{-} \rightarrow & Cu^{0} & 3 \end{array} $

Коэффициент перед веществами, содержащими азот, связан с множителем 1. Так как в полуреакции участвуют два атома азота ($2N^{-3}$), коэффициент перед $NH_3$ будет 2, а перед $N_2$ — 1.
Коэффициент перед веществами, содержащими медь, равен 3. Ставим 3 перед $CuO$ и 3 перед $Cu$.
$2NH_3 + 3CuO \rightarrow 3Cu + N_2 + H_2O$

На последнем этапе уравниваем количество атомов водорода и кислорода. Слева 6 атомов водорода (в $2NH_3$), значит, перед $H_2O$ справа ставим коэффициент 3.
Проверяем кислород: слева 3 атома (в $3CuO$), справа тоже 3 атома (в $3H_2O$). Баланс достигнут.

Ответ: $2NH_3 + 3CuO \rightarrow 3Cu + N_2 + 3H_2O$.

Укажите окислитель и восстановитель в этом процессе.

Окислитель — это частица (атом, ион или молекула), которая принимает электроны в ходе реакции, понижая свою степень окисления. В данной реакции медь $Cu^{+2}$ в составе $CuO$ принимает 2 электрона и восстанавливается до $Cu^{0}$.
Восстановитель — это частица, которая отдает электроны, повышая свою степень окисления. В данной реакции азот $N^{-3}$ в составе аммиака $NH_3$ отдает 3 электрона (в расчете на 1 атом) и окисляется до $N^{0}$.

Ответ: $NH_3$ (за счет $N^{-3}$) — восстановитель, $CuO$ (за счет $Cu^{+2}$) — окислитель.

Определите объём выделившегося газа (н. у.), если в реакцию вступил аммиак в количестве 0,8 моль.

Дано:
$n(NH_3) = 0,8 \text{ моль}$
$V_m = 22,4 \text{ л/моль}$ (молярный объем газа при н. у.)

Найти:
$V(газа) - ?$

Решение:
Используем сбалансированное уравнение реакции:
$2NH_3 + 3CuO \rightarrow 3Cu + N_2 + 3H_2O$
Из продуктов реакции газообразным веществом при нормальных условиях (н. у.) является азот ($N_2$).
По уравнению реакции, из 2 моль аммиака ($NH_3$) образуется 1 моль азота ($N_2$). Составим пропорцию для нахождения количества вещества выделившегося азота:
$\frac{n(NH_3)}{n(N_2)} = \frac{2}{1}$

Выразим количество вещества азота:
$n(N_2) = \frac{n(NH_3)}{2} = \frac{0,8 \text{ моль}}{2} = 0,4 \text{ моль}$

Теперь найдем объём азота, используя формулу $V = n \cdot V_m$:
$V(N_2) = n(N_2) \cdot V_m = 0,4 \text{ моль} \cdot 22,4 \text{ л/моль} = 8,96 \text{ л}$

Ответ: объём выделившегося газа (азота) равен 8,96 л.