Номер 13, страница 65 - гдз по химии 9 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

13. Используя метод электронного баланса, расставьте коэффициенты в уравнении химической реакции, схема которой

$\text{Br}_2 + \text{NaOH} \rightarrow \text{NaBr} + \text{NaBrO}_3 + \text{H}_2\text{O}$

Укажите окислитель и восстановитель.

Решение

Для того чтобы расставить коэффициенты в уравнении химической реакции $Br_2 + NaOH \rightarrow NaBr + NaBrO_3 + H_2O$ с помощью метода электронного баланса, необходимо выполнить следующие шаги:

1. Определяем степени окисления элементов в каждом соединении, чтобы найти, какие элементы изменяют свою степень окисления.

$ \stackrel{0}{Br_2} + \stackrel{+1}{Na}\stackrel{-2}{O}\stackrel{+1}{H} \rightarrow \stackrel{+1}{Na}\stackrel{-1}{Br} + \stackrel{+1}{Na}\stackrel{+5}{Br}\stackrel{-2}{O_3} + \stackrel{+1}{H_2}\stackrel{-2}{O} $

Из схемы видно, что бром (Br) изменяет свою степень окисления: с 0 до -1 и с 0 до +5. Это реакция диспропорционирования, где один и тот же элемент является и окислителем, и восстановителем.

2. Составляем полуреакции окисления и восстановления.

Бром отдает электроны, его степень окисления повышается (окисление). Он является восстановителем.

$ \stackrel{0}{Br} - 5e^- \rightarrow \stackrel{+5}{Br} $

Бром принимает электроны, его степень окисления понижается (восстановление). Он является окислителем.

$ \stackrel{0}{Br} + 1e^- \rightarrow \stackrel{-1}{Br} $

3. Находим наименьшее общее кратное (НОК) для числа отданных и принятых электронов, чтобы уравнять их. НОК для 5 и 1 равно 5. Полученные множители будут коэффициентами в уравнении.

$ \stackrel{0}{Br} - 5e^- \rightarrow \stackrel{+5}{Br} \quad | \quad 1 $ (процесс окисления)
$ \stackrel{0}{Br} + 1e^- \rightarrow \stackrel{-1}{Br} \quad | \quad 5 $ (процесс восстановления)

4. Расставляем коэффициенты в основном уравнении. Коэффициент 5 ставим перед продуктом восстановления ($NaBr$), а коэффициент 1 (не пишется) — перед продуктом окисления ($NaBrO_3$).

$ Br_2 + NaOH \rightarrow 5NaBr + NaBrO_3 + H_2O $

Теперь уравниваем остальные элементы. Справа у нас $5 + 1 = 6$ атомов брома. Значит, слева перед $Br_2$ нужно поставить коэффициент 3.

$ 3Br_2 + NaOH \rightarrow 5NaBr + NaBrO_3 + H_2O $

Справа $5 + 1 = 6$ атомов натрия (Na). Значит, слева перед $NaOH$ ставим коэффициент 6.

$ 3Br_2 + 6NaOH \rightarrow 5NaBr + NaBrO_3 + H_2O $

Слева 6 атомов водорода (H). Чтобы уравнять их, справа перед $H_2O$ ставим коэффициент 3.

$ 3Br_2 + 6NaOH \rightarrow 5NaBr + NaBrO_3 + 3H_2O $

Проверяем по кислороду: слева $6$ атомов O, справа $3 + 3 = 6$ атомов O. Уравнение сбалансировано.

5. Определяем окислитель и восстановитель.

Восстановитель — это вещество, в составе которого элемент отдает электроны. В данной реакции это $Br_2$, так как $Br^0$ окисляется до $Br^{+5}$.

Окислитель — это вещество, в составе которого элемент принимает электроны. В данной реакции это также $Br_2$, так как $Br^0$ восстанавливается до $Br^{-1}$.

Ответ:

Сбалансированное уравнение реакции: $3Br_2 + 6NaOH \rightarrow 5NaBr + NaBrO_3 + 3H_2O$.

Окислителем является $Br_2$ (за счет процесса восстановления $Br^0 + 2e^- \rightarrow 2Br^{-1}$), и восстановителем также является $Br_2$ (за счет процесса окисления $Br_2 - 10e^- \rightarrow 2Br^{+5}$).