Номер 9, страница 13 - гдз по химии 9 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

9. Укажите коэффициент перед формулой окислителя в уравнении окислительно-восстановительной реакции, схема которой

$C + H_{2}SO_{4} \rightarrow SO_{2} + CO_{2} + H_{2}O$

1) 1

2) 2

3) 4

4) 6

Для того чтобы определить коэффициент перед окислителем, необходимо уравнять данную окислительно-восстановительную реакцию методом электронного баланса.

Схема реакции: $C + H_2SO_4 \rightarrow SO_2 + CO_2 + H_2O$.

Решение

1. Определим степени окисления элементов, которые их изменяют в ходе реакции:

$C^0 + H_2S^{+6}O_4 \rightarrow S^{+4}O_2 + C^{+4}O_2 + H_2O$.

2. Составим полуреакции окисления и восстановления. Углерод (C) повышает свою степень окисления с 0 до +4, следовательно, он является восстановителем и подвергается окислению: $C^0 - 4e^- \rightarrow C^{+4}$.

Сера (S) в серной кислоте понижает свою степень окисления с +6 до +4, следовательно, серная кислота ($H_2SO_4$) является окислителем, а сера подвергается восстановлению: $S^{+6} + 2e^- \rightarrow S^{+4}$.

3. Составим электронный баланс. Наименьшее общее кратное для числа отданных (4) и принятых (2) электронов равно 4. Это означает, что процесс восстановления нужно умножить на 2, а процесс окисления - на 1.

$C^0 - 4e^- \rightarrow C^{+4}$ | 1 (процесс окисления)
$S^{+6} + 2e^- \rightarrow S^{+4}$ | 2 (процесс восстановления)

Из баланса следует, что перед формулой углерода $C$ и диоксида углерода $CO_2$ должен стоять коэффициент 1 (обычно не пишется), а перед формулами серной кислоты $H_2SO_4$ и диоксида серы $SO_2$ - коэффициент 2.

4. Расставим полученные коэффициенты в уравнении реакции:

$C + 2H_2SO_4 \rightarrow 2SO_2 + CO_2 + H_2O$.

5. Уравняем количество атомов водорода. Слева 4 атома водорода (в $2H_2SO_4$), значит, справа перед водой ($H_2O$) нужно поставить коэффициент 2, чтобы получить $2 \cdot 2 = 4$ атома водорода.

$C + 2H_2SO_4 \rightarrow 2SO_2 + CO_2 + 2H_2O$.

6. Проверим баланс по кислороду. Слева: в $2H_2SO_4$ находится $2 \cdot 4 = 8$ атомов кислорода. Справа: в $2SO_2$ находится $2 \cdot 2 = 4$ атома, в $CO_2$ - 2 атома, в $2H_2O$ - 2 атома. Итого справа: $4 + 2 + 2 = 8$ атомов кислорода. Баланс соблюден.

Итоговое сбалансированное уравнение реакции: $C + 2H_2SO_4 \rightarrow 2SO_2 + CO_2 + 2H_2O$.

Окислителем в данной реакции является серная кислота ($H_2SO_4$), так как она принимает электроны. Коэффициент перед формулой окислителя ($H_2SO_4$) равен 2.

Ответ: 2.