Номер 13, страница 71 - гдз по химии 9 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

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

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

Укажите окислитель и восстановитель.

Решение

1. Для того чтобы расставить коэффициенты методом электронного баланса, сначала определим степени окисления всех элементов в реакции:

$ \stackrel{0}{C} + \stackrel{+1}{H_2}\stackrel{+6}{S}\stackrel{-2}{O_4} \rightarrow \stackrel{+4}{S}\stackrel{-2}{O_2} + \stackrel{+4}{C}\stackrel{-2}{O_2} + \stackrel{+1}{H_2}\stackrel{-2}{O} $

2. Элементы, которые изменили свою степень окисления, — это углерод (C) и сера (S). Составим полуреакции окисления и восстановления:

Углерод отдает 4 электрона, его степень окисления повышается с 0 до +4. Он является восстановителем.

$ \stackrel{0}{C} - 4e^- \rightarrow \stackrel{+4}{C} $ (окисление)

Сера принимает 2 электрона, ее степень окисления понижается с +6 до +4. Она является окислителем.

$ \stackrel{+6}{S} + 2e^- \rightarrow \stackrel{+4}{S} $ (восстановление)

3. Теперь составим электронный баланс. Найдем наименьшее общее кратное для числа отданных и принятых электронов (4 и 2), оно равно 4. Умножим полуреакции на соответствующие множители:

$ \stackrel{0}{C} - 4e^- \rightarrow \stackrel{+4}{C} \quad | \cdot 1 $
$ \stackrel{+6}{S} + 2e^- \rightarrow \stackrel{+4}{S} \quad | \cdot 2 $

Таким образом, перед соединениями углерода (C и CO₂) должен стоять коэффициент 1, а перед соединениями серы, изменившей степень окисления (H₂SO₄ и SO₂), — коэффициент 2.

4. Подставим эти коэффициенты в исходное уравнение:

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

5. Уравняем количество атомов водорода (H) и кислорода (O). Слева у нас 4 атома H, справа — 2. Поставим коэффициент 2 перед водой (H₂O):

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

6. Проверим количество атомов кислорода. Слева $2 \cdot 4 = 8$. Справа $2 \cdot 2 + 2 + 2 \cdot 1 = 4 + 2 + 2 = 8$. Баланс достигнут.

Итоговое уравнение с расставленными коэффициентами:

$ C + 2H_2SO_4 = 2SO_2 + CO_2 + 2H_2O $

В этой реакции углерод C является восстановителем (отдает электроны), а серная кислота H₂SO₄ (за счет серы в степени окисления +6) является окислителем (принимает электроны).

Ответ: $ C + 2H_2SO_4 = 2SO_2 + CO_2 + 2H_2O $. Окислитель: H₂SO₄ (серная кислота), восстановитель: C (углерод).