Номер 2, страница 88 - гдз по химии 9 класс учебник Еремин, Кузьменко

2. Напишите уравнения реакций восстановления водородом оксида свинца(II), оксида меди(I), оксида азота(IV) до простых веществ. Расставьте в них коэффициенты, пользуясь методом электронного баланса. Назовите окислители и восстановители.

$12\overline{e}$

$\text{4}\overset{0}{\text{Al}} + \text{3}\overset{0}{\text{O}}_{2} = \text{2}\overset{+3}{\text{Al}}_{2}\overset{-2}{\text{O}}_{3}$

Восстановитель Окислитель

Окисление

$\overset{0}{\text{Al}} - 3\overline{e}\rightarrow \overset{+3}{\text{Al}}$

Восстановитель

4 окисление

Восстановление

$\overset{0}{\text{O}}_{2} + 4\overline{e}\rightarrow 2\overset{-2}{\text{O}}$

Окислитель

3 восстановление

$\text{4}\overset{0}{\text{Al}} + \text{3}\overset{0}{\text{O}}_{2}\rightarrow \text{2}\overset{+3}{\text{Al}}_{2}\overset{-2}{\text{O}}_{3}$

$2\overline{e}$

$\text{2}\overset{0}{\text{Na}} + \overset{0}{\text{Cl}}_{2} = \text{2}\overset{+1}{\text{Na}}\overset{-1}{\text{Cl}}$

Восстановитель Окислитель

Окисление

$\overset{0}{\text{Na}} - \overline{e}\rightarrow \overset{+1}{\text{Na}}$

Восстановитель

2 окисление

Восстановление

$\overset{0}{\text{Cl}}_{2} + 2\overline{e}\rightarrow 2\overset{-1}{\text{Cl}}$

Окислитель

1 восстановление

$\text{2}\overset{0}{\text{Na}} + \overset{0}{\text{Cl}}_{2}\rightarrow \text{2}\overset{+1}{\text{Na}} + \text{2}\overset{-1}{\text{Cl}}$

Рис. 27. Горение — окислительно-восстановительная реакция

Восстановление водородом оксида свинца(II)

Схема реакции: $PbO + H_2 \rightarrow Pb + H_2O$.

Определяем степени окисления элементов, которые их изменяют в ходе реакции:

$ \overset{+2}{Pb}\overset{-2}{O} + \overset{0}{H_2} \rightarrow \overset{0}{Pb} + \overset{+1}{H_2}\overset{-2}{O} $

Составляем электронный баланс для нахождения коэффициентов:

$Pb^{+2} + 2e^- \rightarrow Pb^0$ | 1 | восстановление

$H_2^0 - 2e^- \rightarrow 2H^{+1}$ | 1 | окисление

Количество отданных электронов в процессе окисления равно количеству принятых электронов в процессе восстановления. Следовательно, дополнительные коэффициенты не требуются.

$PbO$ (за счет $Pb^{+2}$) является окислителем, так как принимает электроны и понижает свою степень окисления.

$H_2$ является восстановителем, так как отдает электроны и повышает свою степень окисления.

Ответ: Уравнение реакции: $PbO + H_2 = Pb + H_2O$. Окислитель — $PbO$, восстановитель — $H_2$.

Восстановление водородом оксида меди(I)

Схема реакции: $Cu_2O + H_2 \rightarrow Cu + H_2O$.

Определяем степени окисления элементов:

$ \overset{+1}{Cu_2}\overset{-2}{O} + \overset{0}{H_2} \rightarrow \overset{0}{Cu} + \overset{+1}{H_2}\overset{-2}{O} $

Составляем электронный баланс:

$2Cu^{+1} + 2e^- \rightarrow 2Cu^0$ | 1 | восстановление

$H_2^0 - 2e^- \rightarrow 2H^{+1}$ | 1 | окисление

Число отданных и принятых электронов равно. Учитывая, что в молекуле $Cu_2O$ два атома меди, в правой части уравнения перед $Cu$ необходимо поставить коэффициент 2.

$Cu_2O$ (за счет $Cu^{+1}$) является окислителем, так как медь восстанавливается.

$H_2$ является восстановителем, так как водород окисляется.

Ответ: Уравнение реакции: $Cu_2O + H_2 = 2Cu + H_2O$. Окислитель — $Cu_2O$, восстановитель — $H_2$.

Восстановление водородом оксида азота(IV)

Схема реакции: $NO_2 + H_2 \rightarrow N_2 + H_2O$.

Определяем степени окисления элементов:

$ \overset{+4}{N}\overset{-2}{O_2} + \overset{0}{H_2} \rightarrow \overset{0}{N_2} + \overset{+1}{H_2}\overset{-2}{O} $

Составляем электронный баланс:

$2N^{+4} + 8e^- \rightarrow N_2^0$ | 1 | восстановление

$H_2^0 - 2e^- \rightarrow 2H^{+1}$ | 4 | окисление

Наименьшее общее кратное для чисел отданных и принятых электронов (2 и 8) равно 8. Таким образом, множитель для процесса окисления равен 4, а для восстановления - 1. Расставляем коэффициенты: 2 перед $NO_2$ (так как в $N_2$ два атома азота), 4 перед $H_2$. Чтобы уравнять водород и кислород, ставим коэффициент 4 перед $H_2O$.

$NO_2$ (за счет $N^{+4}$) является окислителем, так как азот восстанавливается.

$H_2$ является восстановителем, так как водород окисляется.

Ответ: Уравнение реакции: $2NO_2 + 4H_2 = N_2 + 4H_2O$. Окислитель — $NO_2$, восстановитель — $H_2$.