Номер 7-39, страница 91 - гдз по химии 8 класс задачник Кузнецова, Левкин

7-39. По данным схемам составьте схемы электронного баланса и уравнения окислительно-восстановительных реакций:

а) $PbO_2 + Al \rightarrow Al_2O_3 + Pb$

б) $H_2S + O_2 \rightarrow S + H_2O$

в) $KClO_3 + S \rightarrow SO_2 + KCl$

г) $H_2SO_4 + Na \rightarrow Na_2SO_4 + H_2S + H_2O$

а)

Решение.

Рассмотрим схему реакции: $PbO_2 + Al \rightarrow Al_2O_3 + Pb$.

Определим степени окисления элементов до и после реакции:

$ \stackrel{+4}{Pb} \stackrel{-2}{O_2} + \stackrel{0}{Al} \rightarrow \stackrel{+3}{Al_2} \stackrel{-2}{O_3} + \stackrel{0}{Pb} $

Свинец ($Pb$) понижает свою степень окисления с +4 до 0, следовательно, он является окислителем и подвергается восстановлению. Алюминий ($Al$) повышает свою степень окисления с 0 до +3, следовательно, он является восстановителем и подвергается окислению.

Составим схему электронного баланса:

Наименьшее общее кратное для чисел отданных и принятых электронов (4 и 3) равно 12. Поэтому первый процесс домножаем на 3, а второй — на 4. Эти числа являются коэффициентами для соответствующих веществ в уравнении.

Расставим коэффициенты и получим уравнение реакции:

$3PbO_2 + 4Al \rightarrow 2Al_2O_3 + 3Pb$

Ответ: Схема электронного баланса:
$Pb^{+4} + 4e^- \rightarrow Pb^0$ | 3
$Al^0 - 3e^- \rightarrow Al^{+3}$ | 4
Уравнение реакции: $3PbO_2 + 4Al = 2Al_2O_3 + 3Pb$.

б)

Решение.

Рассмотрим схему реакции: $H_2S + O_2 \rightarrow S + H_2O$.

Определим степени окисления элементов до и после реакции:

$ \stackrel{+1}{H_2} \stackrel{-2}{S} + \stackrel{0}{O_2} \rightarrow \stackrel{0}{S} + \stackrel{+1}{H_2} \stackrel{-2}{O} $

Сера ($S$) повышает свою степень окисления с -2 до 0, следовательно, сероводород ($H_2S$) является восстановителем. Кислород ($O$) понижает свою степень окисления с 0 до -2, следовательно, он является окислителем.

Составим схему электронного баланса:

Наименьшее общее кратное для 2 и 4 равно 4. Домножаем первую полуреакцию на 2, вторую — на 1.

Расставим коэффициенты и получим уравнение реакции:

$2H_2S + O_2 \rightarrow 2S + 2H_2O$

Ответ: Схема электронного баланса:
$S^{-2} - 2e^- \rightarrow S^0$ | 2
$O_2^0 + 4e^- \rightarrow 2O^{-2}$ | 1
Уравнение реакции: $2H_2S + O_2 = 2S + 2H_2O$.

в)

Решение.

Рассмотрим схему реакции: $KClO_3 + S \rightarrow SO_2 + KCl$.

Определим степени окисления элементов до и после реакции:

$ \stackrel{+1}{K} \stackrel{+5}{Cl} \stackrel{-2}{O_3} + \stackrel{0}{S} \rightarrow \stackrel{+4}{S} \stackrel{-2}{O_2} + \stackrel{+1}{K} \stackrel{-1}{Cl} $

Хлор ($Cl$) понижает свою степень окисления с +5 до -1, следовательно, хлорат калия ($KClO_3$) является окислителем. Сера ($S$) повышает свою степень окисления с 0 до +4, следовательно, она является восстановителем.

Составим схему электронного баланса:

Наименьшее общее кратное для 6 и 4 равно 12. Домножаем первую полуреакцию на 2, вторую — на 3.

Расставим коэффициенты и получим уравнение реакции:

$2KClO_3 + 3S \rightarrow 3SO_2 + 2KCl$

Ответ: Схема электронного баланса:
$Cl^{+5} + 6e^- \rightarrow Cl^{-1}$ | 2
$S^0 - 4e^- \rightarrow S^{+4}$ | 3
Уравнение реакции: $2KClO_3 + 3S = 3SO_2 + 2KCl$.

г)

Решение.

Рассмотрим схему реакции: $H_2SO_4 + Na \rightarrow Na_2SO_4 + H_2S + H_2O$.

Определим степени окисления элементов до и после реакции:

$ \stackrel{+1}{H_2} \stackrel{+6}{S} \stackrel{-2}{O_4} + \stackrel{0}{Na} \rightarrow \stackrel{+1}{Na_2} \stackrel{+6}{S} \stackrel{-2}{O_4} + \stackrel{+1}{H_2} \stackrel{-2}{S} + \stackrel{+1}{H_2} \stackrel{-2}{O} $

Сера ($S$) в серной кислоте понижает свою степень окисления с +6 до -2 (в $H_2S$), следовательно, серная кислота ($H_2SO_4$) является окислителем. Натрий ($Na$) повышает свою степень окисления с 0 до +1, следовательно, он является восстановителем. Часть серной кислоты не меняет степень окисления и образует соль $Na_2SO_4$.

Составим схему электронного баланса:

Наименьшее общее кратное для 8 и 1 равно 8. Домножаем первую полуреакцию на 1, вторую — на 8.

Расставим коэффициенты. Перед натрием ставим 8, перед $H_2S$ – 1. Затем уравниваем натрий справа, поставив 4 перед $Na_2SO_4$. Далее уравниваем серу: справа 4+1=5 атомов серы, значит, слева перед $H_2SO_4$ ставим 5. В последнюю очередь уравниваем водород и кислород, поставив 4 перед $H_2O$.

Итоговое уравнение реакции:

$5H_2SO_4 + 8Na \rightarrow 4Na_2SO_4 + H_2S + 4H_2O$

Ответ: Схема электронного баланса:
$S^{+6} + 8e^- \rightarrow S^{-2}$ | 1
$Na^0 - 1e^- \rightarrow Na^{+1}$ | 8
Уравнение реакции: $5H_2SO_4 + 8Na = 4Na_2SO_4 + H_2S + 4H_2O$.