Номер 13, страница 75 - гдз по химии 9 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

13. Используя метод электронного баланса, составьте уравнение реакции, соответствующее превращению

$F_2 + H_2O \rightarrow HF + O_2$

Укажите окислитель и восстановитель.

Дано:

Схема химической реакции: $F_2 + H_2O \rightarrow HF + O_2$

Найти:

1. Составить уравнение реакции, используя метод электронного баланса.
2. Указать окислитель и восстановитель.

Решение:

1. Для составления уравнения реакции методом электронного баланса сначала определим степени окисления всех элементов в реагентах и продуктах:

$\overset{0}{F_2} + \overset{+1}{H_2}\overset{-2}{O} \rightarrow \overset{+1}{H}\overset{-1}{F} + \overset{0}{O_2}$

2. Выявим элементы, которые изменили свою степень окисления в ходе реакции:
- Фтор (F) изменил степень окисления с 0 до -1.
- Кислород (O) изменил степень окисления с -2 до 0.

3. Составим полуреакции окисления и восстановления. Фтор принимает электроны, его степень окисления понижается — это процесс восстановления. Кислород отдает электроны, его степень окисления повышается — это процесс окисления. Запишем электронный баланс:

$F_2^0 + 2e^- \rightarrow 2F^{-1}$ | 2 | процесс восстановления, $F_2$ — окислитель
$2O^{-2} - 4e^- \rightarrow O_2^0$ | 1 | процесс окисления, $H_2O$ — восстановитель

4. Чтобы уравнять число отданных и принятых электронов, находим наименьшее общее кратное (НОК) для чисел 2 и 4. НОК(2, 4) = 4. Умножаем первую полуреакцию на 2, а вторую на 1. Эти числа являются коэффициентами в уравнении.

5. Подставим полученные коэффициенты в исходную схему реакции:

$2F_2 + 2H_2O \rightarrow 4HF + O_2$

6. Выполним проверку баланса атомов в уравнении:

- Атомы F: слева 2 × 2 = 4, справа 4 × 1 = 4.
- Атомы H: слева 2 × 2 = 4, справа 4 × 1 = 4.
- Атомы O: слева 2 × 1 = 2, справа 1 × 2 = 2.
Уравнение сбалансировано верно.

7. Определим окислитель и восстановитель:
Окислитель — вещество, атомы которого принимают электроны, понижая свою степень окисления. В данной реакции это фтор $F_2$.
Восстановитель — вещество, атомы которого отдают электроны, повышая свою степень окисления. В данной реакции это вода $H_2O$ (за счет атома кислорода).

Ответ: Уравнение реакции, составленное методом электронного баланса: $2F_2 + 2H_2O \rightarrow 4HF + O_2$. Окислителем является фтор ($F_2$), восстановителем — вода ($H_2O$).