Номер 6, страница 90 - гдз по химии 9 класс учебник Еремин, Кузьменко

6. Иногда элемент-окислитель и элемент-восстановитель входят в состав одного и того же соединения. В этом случае окислительно-восстановительную реакцию называют внутримолекулярной. Примером может служить разложение воды на простые вещества под действием электрического тока. Составьте уравнение реакции, назовите окислитель и восстановитель.

В задаче описана внутримолекулярная окислительно-восстановительная реакция, в которой элемент-окислитель и элемент-восстановитель находятся в одном соединении. В качестве примера приведено разложение воды под действием электрического тока.

Уравнение реакции

Разложение воды, или электролиз, приводит к образованию двух простых веществ — газообразного водорода ($H_2$) и газообразного кислорода ($O_2$). Сбалансированное уравнение этой реакции выглядит так: $$2H_2O \xrightarrow{\text{электрический ток}} 2H_2\uparrow + O_2\uparrow$$

Окислитель и восстановитель

Чтобы определить окислитель и восстановитель, необходимо проанализировать изменение степеней окисления атомов в ходе реакции.

1. Определим степени окисления элементов в исходном веществе (реагенте):

В молекуле воды $H_2O$ водород имеет степень окисления +1 ($H^{+1}$), а кислород — степень окисления -2 ($O^{-2}$).

2. Определим степени окисления элементов в продуктах реакции:

Водород ($H_2$) и кислород ($O_2$) — это простые вещества, поэтому степени окисления атомов в них равны нулю ($H^0$ и $O^0$).

3. Проследим за изменением степеней окисления:

$H^{+1} \rightarrow H^0$. Степень окисления водорода понизилась (с +1 до 0). Это означает, что ион водорода принял электроны. Процесс присоединения электронов называется восстановлением. Элемент, который принимает электроны, является окислителем. В данном случае это водород в степени окисления +1.

$O^{-2} \rightarrow O^0$. Степень окисления кислорода повысилась (с -2 до 0). Это означает, что ион кислорода отдал электроны. Процесс отдачи электронов называется окислением. Элемент, который отдает электроны, является восстановителем. В данном случае это кислород в степени окисления -2.

Схема электронного баланса для этой реакции:

$2O^{-2} - 4e^- \rightarrow O_2^0$ | 1 | процесс окисления, $O^{-2}$ — восстановитель

$2H^{+1} + 2e^- \rightarrow H_2^0$ | 2 | процесс восстановления, $H^{+1}$ — окислитель

Ответ: Уравнение реакции: $2H_2O \xrightarrow{\text{электрический ток}} 2H_2 + O_2$. Окислитель — водород в степени окисления +1 ($H^{+1}$) в составе $H_2O$. Восстановитель — кислород в степени окисления -2 ($O^{-2}$) в составе $H_2O$.