Номер 7, страница 90 - гдз по химии 9 класс учебник Еремин, Кузьменко

7. Напишите уравнения реакций горения в кислороде следующих веществ: железа, водорода, фосфора, аммиака $NH_3$, оксида углерода(II), метана $CH_4$. В каждой реакции определите элемент-восстановитель.

Решение

Железо

Уравнение реакции горения железа в кислороде с образованием железной окалины (смешанного оксида железа(II,III)):

$3\stackrel{0}{Fe} + 2\stackrel{0}{O}_2 \rightarrow \stackrel{+2,+3}{Fe}_3\stackrel{-2}{O}_4$

Для определения элемента-восстановителя рассмотрим изменение степеней окисления. Железо (Fe) в левой части уравнения имеет степень окисления 0, а в правой части в составе $Fe_3O_4$ его степень окисления повышается до +2 и +3. Кислород (O) изменяет степень окисления с 0 до -2, то есть он является окислителем. Элемент, который отдает электроны и повышает свою степень окисления, является восстановителем.

Ответ: элемент-восстановитель – железо (Fe).

Водород

Уравнение реакции горения водорода в кислороде:

$2\stackrel{0}{H}_2 + \stackrel{0}{O}_2 \rightarrow 2\stackrel{+1}{H}_2\stackrel{-2}{O}$

Водород (H) в левой части имеет степень окисления 0, а в воде ($H_2O$) – +1. Степень окисления водорода повысилась. Кислород (O) изменил степень окисления с 0 до -2, он окислитель. Следовательно, водород является восстановителем.

Ответ: элемент-восстановитель – водород (H).

Фосфор

Уравнение реакции горения фосфора в избытке кислорода с образованием оксида фосфора(V):

$4\stackrel{0}{P} + 5\stackrel{0}{O}_2 \rightarrow 2\stackrel{+5}{P}_2\stackrel{-2}{O}_5$

Фосфор (P) до реакции имел степень окисления 0, а после реакции в составе $P_2O_5$ – +5. Степень окисления фосфора повысилась. Кислород (О) является окислителем (степень окисления изменилась с 0 до -2). Значит, фосфор является восстановителем.

Ответ: элемент-восстановитель – фосфор (P).

Аммиак NH₃

Уравнение реакции горения аммиака в кислороде (без катализатора):

$4\stackrel{-3}{N}\stackrel{+1}{H}_3 + 3\stackrel{0}{O}_2 \rightarrow 2\stackrel{0}{N}_2 + 6\stackrel{+1}{H}_2\stackrel{-2}{O}$

В аммиаке ($NH_3$) азот (N) имеет степень окисления -3. В продуктах реакции образуется простое вещество азот ($N_2$), где его степень окисления равна 0. Степень окисления азота повысилась. Кислород (O) является окислителем (с 0 до -2). Следовательно, азот в составе аммиака является элементом-восстановителем.

Ответ: элемент-восстановитель – азот (N).

Оксид углерода(II)

Уравнение реакции горения оксида углерода(II) (угарного газа) в кислороде:

$2\stackrel{+2}{C}\stackrel{-2}{O} + \stackrel{0}{O}_2 \rightarrow 2\stackrel{+4}{C}\stackrel{-2}{O}_2$

В оксиде углерода(II) ($CO$) углерод (C) имеет степень окисления +2. В продукте реакции, оксиде углерода(IV) ($CO_2$), его степень окисления равна +4. Степень окисления углерода повысилась. Кислород (O) из $O_2$ является окислителем (с 0 до -2). Значит, углерод в составе оксида углерода(II) является элементом-восстановителем.

Ответ: элемент-восстановитель – углерод (C).

Метан CH₄

Уравнение реакции горения метана в кислороде:

$\stackrel{-4}{C}\stackrel{+1}{H}_4 + 2\stackrel{0}{O}_2 \rightarrow \stackrel{+4}{C}\stackrel{-2}{O}_2 + 2\stackrel{+1}{H}_2\stackrel{-2}{O}$

В метане ($CH_4$) углерод (C) имеет степень окисления -4. В диоксиде углерода ($CO_2$) степень окисления углерода равна +4. Степень окисления углерода повысилась. Кислород (O) является окислителем (с 0 до -2). Следовательно, углерод в составе метана является элементом-восстановителем.

Ответ: элемент-восстановитель – углерод (C).