Страница 9 - гдз по химии 9 класс учебник Габриелян

3. Дайте характеристику магния — простого вещества. Какой тип связи наблюдается в нём? Какие физические свойства имеет металл магний? Запишите уравнения реакций магния со следующими веществами:

а) кислородом;

б) хлором $Cl_2$;

в) серой;

г) азотом $N_2$;

д) соляной кислотой.

Рассмотрите их с позиций процессов окисления-восстановления.

Магний ($Mg$) — это химический элемент с атомным номером 12, расположенный во второй группе, третьем периоде периодической системы. Он относится к щелочноземельным металлам. Как простое вещество магний является лёгким, ковким металлом серебристо-белого цвета.

В кристаллической решетке магния атомы связаны металлической связью. Этот тип связи возникает за счёт электростатического притяжения между положительными ионами магния ($Mg^{2+}$) и обобществленным «электронным газом» из валентных электронов, которые свободно перемещаются по всему объему металла.

Физические свойства магния: это очень лёгкий металл (плотность 1,738 г/см³), пластичный, обладает хорошей электро- и теплопроводностью. Температура плавления составляет 650 °C, кипения — 1090 °C. На воздухе он покрывается прочной оксидной плёнкой ($MgO$), которая защищает его от дальнейшей коррозии.

Во всех приведённых ниже реакциях магний, как активный металл, выступает в роли восстановителя, отдавая два электрона и повышая свою степень окисления от 0 до +2.

а) с кислородом
Уравнение реакции горения магния в кислороде: $2Mg + O_2 \rightarrow 2MgO$. В этой окислительно-восстановительной реакции магний ($Mg^0$) является восстановителем, он окисляется, отдавая два электрона: $Mg^0 - 2e^- \rightarrow Mg^{+2}$. Кислород ($O_2^0$) является окислителем, он восстанавливается, принимая электроны: $O_2^0 + 4e^- \rightarrow 2O^{-2}$.
Ответ: $2Mg + O_2 \rightarrow 2MgO$; магний — восстановитель, кислород — окислитель.

б) с хлором Cl₂
Уравнение реакции магния с хлором: $Mg + Cl_2 \rightarrow MgCl_2$. В этой реакции магний ($Mg^0$) выступает в роли восстановителя, он отдает два электрона и окисляется до $Mg^{+2}$. Хлор ($Cl_2^0$) является окислителем, его молекула принимает два электрона, и он восстанавливается до ионов $Cl^{-}$: $Cl_2^0 + 2e^- \rightarrow 2Cl^{-}$.
Ответ: $Mg + Cl_2 \rightarrow MgCl_2$; магний — восстановитель, хлор — окислитель.

в) с серой
Уравнение реакции магния с серой при нагревании: $Mg + S \rightarrow MgS$. Магний ($Mg^0$) является восстановителем, он окисляется, отдавая два электрона: $Mg^0 - 2e^- \rightarrow Mg^{+2}$. Сера ($S^0$) является окислителем, она восстанавливается, принимая два электрона: $S^0 + 2e^- \rightarrow S^{-2}$.
Ответ: $Mg + S \rightarrow MgS$; магний — восстановитель, сера — окислитель.

г) с азотом N₂
Уравнение реакции магния с азотом при сильном нагревании: $3Mg + N_2 \rightarrow Mg_3N_2$. В этой реакции магний ($Mg^0$) является восстановителем, он окисляется, отдавая электроны: $Mg^0 - 2e^- \rightarrow Mg^{+2}$. Азот ($N_2^0$) является окислителем, он восстанавливается, принимая электроны: $N_2^0 + 6e^- \rightarrow 2N^{-3}$.
Ответ: $3Mg + N_2 \rightarrow Mg_3N_2$; магний — восстановитель, азот — окислитель.

д) с соляной кислотой
Уравнение реакции магния с соляной кислотой: $Mg + 2HCl \rightarrow MgCl_2 + H_2 \uparrow$. В этой реакции замещения магний ($Mg^0$) является восстановителем, он вытесняет водород из кислоты, окисляясь до $Mg^{+2}$: $Mg^0 - 2e^- \rightarrow Mg^{+2}$. Окислителем являются ионы водорода ($H^{+}$) из кислоты, которые принимают электроны и восстанавливаются до молекулярного водорода: $2H^{+} + 2e^- \rightarrow H_2^0$.
Ответ: $Mg + 2HCl \rightarrow MgCl_2 + H_2 \uparrow$; магний — восстановитель, ионы водорода ($H^{+}$) в соляной кислоте — окислитель.

4. Что такое аллотропия? Какой тип химической связи реализуется в молекулах состава: а) $S_8$; б) $H_2S$? Какие физические свойства имеет наиболее устойчивая модификация серы — ромбическая сера? Запишите уравнения реакций серы со следующими веществами:

а) натрием;

б) кальцием;

в) алюминием;

г) кислородом;

д) водородом;

е) фтором $F_2$.

Рассмотрите их с позиций процессов окисления-восстановления.

Аллотропия — это способность атомов одного химического элемента образовывать несколько простых веществ, называемых аллотропными модификациями. Эти модификации различаются либо числом атомов в молекуле (например, кислород $O_2$ и озон $O_3$), либо строением кристаллической решетки (например, алмаз и графит у углерода). Ответ: Аллотропия — это явление существования химического элемента в виде нескольких простых веществ, различных по строению и свойствам.

В молекуле а) S₈, состоящей из атомов одного элемента (серы), разность электроотрицательностей равна нулю, поэтому связь между ними ковалентная неполярная. В молекуле б) H₂S связь образована атомами с разной электроотрицательностью (водород и сера), поэтому общая электронная пара смещена к более электроотрицательному атому серы, и связь является ковалентной полярной. Ответ: в S₈ — ковалентная неполярная связь, в H₂S — ковалентная полярная связь.

Наиболее устойчивая модификация серы, ромбическая сера (α-сера), представляет собой твёрдое кристаллическое вещество лимонно-жёлтого цвета, хрупкое. Она нерастворима в воде, но растворяется в сероуглероде ($CS_2$). Является плохим проводником тепла и электричества (диэлектрик). Ответ: Ромбическая сера — это хрупкое кристаллическое вещество жёлтого цвета, нерастворимое в воде, является диэлектриком.

а) с натрием: При нагревании сера реагирует с натрием с образованием сульфида натрия. Уравнение реакции: $2Na + S \xrightarrow{t} Na_2S$. Натрий ($Na^0 \rightarrow Na^{+1}$) является восстановителем, а сера ($S^0 \rightarrow S^{-2}$) — окислителем. Ответ: $2Na + S \xrightarrow{t} Na_2S$; натрий — восстановитель, сера — окислитель.

б) с кальцием: При нагревании сера реагирует с кальцием с образованием сульфида кальция. Уравнение реакции: $Ca + S \xrightarrow{t} CaS$. Кальций ($Ca^0 \rightarrow Ca^{+2}$) является восстановителем, а сера ($S^0 \rightarrow S^{-2}$) — окислителем. Ответ: $Ca + S \xrightarrow{t} CaS$; кальций — восстановитель, сера — окислитель.

в) с алюминием: При нагревании сера реагирует с алюминием с образованием сульфида алюминия. Уравнение реакции: $2Al + 3S \xrightarrow{t} Al_2S_3$. Алюминий ($Al^0 \rightarrow Al^{+3}$) является восстановителем, а сера ($S^0 \rightarrow S^{-2}$) — окислителем. Ответ: $2Al + 3S \xrightarrow{t} Al_2S_3$; алюминий — восстановитель, сера — окислитель.

г) с кислородом: При горении на воздухе сера образует диоксид серы. Уравнение реакции: $S + O_2 \xrightarrow{t} SO_2$. В этой реакции сера ($S^0 \rightarrow S^{+4}$) является восстановителем, а кислород ($O_2^0 \rightarrow 2O^{-2}$) — окислителем. Ответ: $S + O_2 \xrightarrow{t} SO_2$; сера — восстановитель, кислород — окислитель.

д) с водородом: При нагревании сера реагирует с водородом с образованием сероводорода. Уравнение реакции: $H_2 + S \xrightarrow{t, p} H_2S$. Водород ($H_2^0 \rightarrow 2H^{+1}$) является восстановителем, а сера ($S^0 \rightarrow S^{-2}$) — окислителем. Ответ: $H_2 + S \xrightarrow{t, p} H_2S$; водород — восстановитель, сера — окислитель.

е) с фтором F₂: Сера реагирует с фтором с образованием гексафторида серы. Уравнение реакции: $S + 3F_2 \rightarrow SF_6$. Сера ($S^0 \rightarrow S^{+6}$) окисляется до высшей степени окисления и является восстановителем, а фтор ($F_2^0 \rightarrow 2F^{-1}$) — окислителем. Ответ: $S + 3F_2 \rightarrow SF_6$; сера — восстановитель, фтор — окислитель.

5. Сравните свойства простого вещества кремния со свойствами простых веществ, образованных химическими элементами — соседями кремния по периоду.

Для сравнения свойств простого вещества кремния ($Si$) необходимо рассмотреть свойства простых веществ, образованных его соседями по 3-му периоду периодической системы Д.И. Менделеева. Соседом слева является алюминий ($Al$), а соседом справа — фосфор ($P$). Таким образом, мы сравниваем свойства в ряду $Al \rightarrow Si \rightarrow P$.

1. Строение атома и тип простого вещества

В ряду $Al \rightarrow Si \rightarrow P$ заряд ядра атома увеличивается (с +13 до +15), а число электронных слоев остается неизменным (равно трем). Радиус атома уменьшается, а число электронов на внешнем слое растет (с 3 до 5). Это приводит к ослаблению металлических и усилению неметаллических свойств.

• Алюминий ($Al$) — типичный металл. Простое вещество имеет металлическую кристаллическую решетку, связь — металлическая.

• Кремний ($Si$) — занимает промежуточное положение, является металлоидом (или неметаллом). Простое вещество имеет атомную кристаллическую решетку типа алмаза, связь — ковалентная полярная.

• Фосфор ($P$) — типичный неметалл. Имеет несколько аллотропных модификаций. Например, белый фосфор имеет молекулярную решетку (состоит из молекул $P_4$), а красный и черный — атомную с полимерным строением. Связь — ковалентная неполярная.

2. Физические свойства

Переход от металла к неметаллу ярко проявляется в изменении физических свойств.

• Алюминий ($Al$) — серебристо-белый, легкий, пластичный металл с высокой электро- и теплопроводностью.

• Кремний ($Si$) — твердое, но хрупкое кристаллическое вещество темно-серого цвета с металлическим блеском. Является полупроводником: его электропроводность значительно ниже, чем у металлов, но возрастает с повышением температуры.

• Фосфор ($P$) — в зависимости от аллотропной модификации может быть мягким воскообразным веществом (белый фосфор) или порошком (красный фосфор). Является диэлектриком (кроме черного фосфора, который является полупроводником).

Таким образом, кремний по физическим свойствам (твердость, хрупкость, полупроводимость) является переходным элементом между металлом алюминием и неметаллом фосфором.

3. Химические свойства

Изменение химических свойств также следует общей закономерности усиления неметаллических свойств слева направо по периоду.

• Алюминий ($Al$) проявляет амфотерные свойства. Он реагирует как с кислотами, так и со щелочами:

  $2Al + 6HCl \rightarrow 2AlCl_3 + 3H_2\uparrow$

  $2Al + 2NaOH + 6H_2O \rightarrow 2Na[Al(OH)_4] + 3H_2\uparrow$

  Его высший оксид $Al_2O_3$ и гидроксид $Al(OH)_3$ также амфотерны.

• Кремний ($Si$) проявляет свойства неметалла. Он устойчив к действию большинства кислот (кроме плавиковой), но реагирует с горячими концентрированными растворами щелочей:

  $Si + 2NaOH + H_2O \rightarrow Na_2SiO_3 + 2H_2\uparrow$

  Высший оксид кремния $SiO_2$ является кислотным, ему соответствует очень слабая кремниевая кислота $H_2SiO_3$.

• Фосфор ($P$) — активный неметалл. Он реагирует со щелочами (диспропорционирует), а также с сильными кислотами-окислителями.

  $P_4 + 3NaOH + 3H_2O \rightarrow PH_3\uparrow + 3NaH_2PO_2$

  Высший оксид фосфора $P_2O_5$ — ярко выраженный кислотный оксид, которому соответствует сильная фосфорная кислота $H_3PO_4$.

Ответ: При движении по 3-му периоду от алюминия через кремний к фосфору наблюдается закономерное изменение свойств простых веществ. Происходит переход от типичного металла ($Al$) к металлоиду ($Si$) и далее к типичному неметаллу ($P$). Это выражается в смене типа кристаллической решетки (металлическая → атомная → молекулярная/атомная), уменьшении электропроводности и пластичности. В химическом отношении происходит ослабление металлических и усиление неметаллических (кислотных) свойств: характер высших оксидов и гидроксидов меняется от амфотерного у алюминия к кислотному у кремния и сильнокислотному у фосфора. Таким образом, кремний по своим физическим и химическим свойствам занимает промежуточное положение между металлом алюминием и неметаллом фосфором.

6. У высшего оксида какого химического элемента наиболее выражены кислотные свойства:

а) азота или фосфора;

б) фосфора или серы?

Кислотные свойства высших оксидов химических элементов зависят от их положения в Периодической системе. В периодах (при движении слева направо) и в группах (при движении снизу вверх) неметаллические свойства элементов усиливаются, а вместе с ними усиливаются и кислотные свойства их высших оксидов.

Азот (N) и фосфор (P) находятся в одной, 15-й (VA), группе Периодической системы. Азот расположен во втором периоде, а фосфор — в третьем, то есть ниже азота. Высшая степень окисления для обоих элементов равна +5, их высшие оксиды — это оксид азота(V) $N_2O_5$ и оксид фосфора(V) $P_2O_5$. При движении по группе сверху вниз кислотные свойства высших оксидов ослабевают. Следовательно, оксид азота, элемента расположенного выше в группе, проявляет более сильные кислотные свойства. Это подтверждается силой соответствующих им кислот: азотная кислота ($HNO_3$) — сильная, а фосфорная ($H_3PO_4$) — кислота средней силы.
Ответ: наиболее выражены кислотные свойства у высшего оксида азота ($N_2O_5$).

Фосфор (P) и сера (S) находятся в одном, третьем, периоде Периодической системы. Фосфор — элемент 15-й (VA) группы, а сера — 16-й (VIA) группы. Высший оксид фосфора — $P_2O_5$ (степень окисления P +5), а высший оксид серы — $SO_3$ (степень окисления S +6). При движении по периоду слева направо кислотные свойства высших оксидов усиливаются. Так как сера расположена правее фосфора, её высший оксид ($SO_3$) обладает более выраженными кислотными свойствами, чем высший оксид фосфора ($P_2O_5$). Сравнение соответствующих кислот подтверждает этот вывод: серная кислота ($H_2SO_4$) является одной из самых сильных неорганических кислот, в то время как фосфорная кислота ($H_3PO_4$) — кислота средней силы.
Ответ: наиболее выражены кислотные свойства у высшего оксида серы ($SO_3$).

7. Вычислите объём воздуха (примите объёмную долю кислорода в нём равной 0,2), который потребуется для сжигания 120 мг образца магния, содержащего 2% негорючих примесей.

Дано:

$m_{обр}(Mg) = 120 \text{ мг}$

$\omega_{примесей} = 2\% = 0,02$

$\phi(O_2) = 0,2$

$M(Mg) = 24 \text{ г/моль}$
$V_m = 22,4 \text{ л/моль}$ (при н.у.)

Перевод в СИ (граммы):
$m_{обр}(Mg) = 120 \text{ мг} = 0,12 \text{ г}$

Найти:

$V_{возд} - ?$

Решение:

1. Сначала определим массу чистого магния в образце. Если доля негорючих примесей составляет 2%, то массовая доля чистого магния составляет:

$\omega(Mg) = 100\% - \omega_{примесей} = 100\% - 2\% = 98\% = 0,98$

Теперь вычислим массу чистого магния:

$m(Mg) = m_{обр}(Mg) \cdot \omega(Mg) = 0,12 \text{ г} \cdot 0,98 = 0,1176 \text{ г}$

2. Запишем уравнение реакции горения магния в кислороде:

$2Mg + O_2 \rightarrow 2MgO$

3. Рассчитаем количество вещества (моль) магния, вступившего в реакцию.

$n(Mg) = \frac{m(Mg)}{M(Mg)} = \frac{0,1176 \text{ г}}{24 \text{ г/моль}} = 0,0049 \text{ моль}$

4. По уравнению реакции определим количество вещества кислорода, необходимого для сжигания магния. Из уравнения видно, что на 2 моль магния требуется 1 моль кислорода, то есть соотношение 2:1.

$n(O_2) = \frac{1}{2} n(Mg) = \frac{1}{2} \cdot 0,0049 \text{ моль} = 0,00245 \text{ моль}$

5. Вычислим объем кислорода, который соответствует данному количеству вещества. Расчеты будем проводить для нормальных условий (н.у.), при которых молярный объем любого газа $V_m$ равен 22,4 л/моль.

$V(O_2) = n(O_2) \cdot V_m = 0,00245 \text{ моль} \cdot 22,4 \text{ л/моль} = 0,05488 \text{ л}$

6. Зная, что объемная доля кислорода в воздухе составляет 0,2 (или 20%), найдем объем воздуха, который потребуется для реакции.

$V_{возд} = \frac{V(O_2)}{\phi(O_2)} = \frac{0,05488 \text{ л}}{0,2} = 0,2744 \text{ л}$

Можно также выразить объем в миллилитрах: $0,2744 \text{ л} = 274,4 \text{ мл}$.

Ответ: потребуется $0,2744 \text{ л}$ (или $274,4 \text{ мл}$) воздуха.

8. Вычислите объём оксида серы (IV) (н. у.), который может быть получен при сжигании 1,6 кг серы, если выход продукта составляет 80% от теоретически возможного.

Указание. Сначала по уравнению реакции рассчитайте объём оксида серы (IV) — это теоретический объём $V_{\text{теор}}$, затем найдите практический объём $V_{\text{практ}}$, исходя из известного выхода продукта $W$:

$W = V_{\text{практ}} : V_{\text{теор}}$, отсюда $V_{\text{практ}} = W \cdot V_{\text{теор}}$

Аналогично можно найти массу продукта реакции, используя формулу:

$W = m_{\text{практ}} : m_{\text{теор}}$, отсюда $m_{\text{практ}} = W \cdot m_{\text{теор}}$

Дано:

$m(S) = 1,6 \text{ кг} = 1600 \text{ г}$
$W = 80\% = 0,8$

Найти:

$V_{практ}(SO_2) - ?$

Решение:

1. Первым шагом составим уравнение химической реакции горения серы. При сжигании серы в кислороде образуется оксид серы (IV), химическая формула которого $SO_2$.

$S + O_2 \rightarrow SO_2$

Уравнение сбалансировано. Из стехиометрических коэффициентов видно, что из 1 моль атомарной серы ($S$) образуется 1 моль оксида серы (IV) ($SO_2$). Следовательно, их количества вещества соотносятся как 1:1.

$n(S) : n(SO_2) = 1:1$

2. Далее вычислим количество вещества (число моль) для 1,6 кг (1600 г) серы. Для этого воспользуемся молярной массой серы, которую можно найти в периодической таблице Д.И. Менделеева. $M(S) \approx 32 \text{ г/моль}$.

Количество вещества $n$ находится по формуле $n = m/M$:

$n(S) = \frac{m(S)}{M(S)} = \frac{1600 \text{ г}}{32 \text{ г/моль}} = 50 \text{ моль}$

3. Исходя из соотношения веществ в уравнении реакции, теоретическое количество вещества оксида серы (IV), которое может образоваться, равно количеству вещества вступившей в реакцию серы.

$n_{теор}(SO_2) = n(S) = 50 \text{ моль}$

4. Теперь рассчитаем теоретически возможный объём оксида серы (IV) ($V_{теор}$) при нормальных условиях (н. у.). При н. у. молярный объём любого газа ($V_m$) равен 22,4 л/моль.

$V_{теор}(SO_2) = n_{теор}(SO_2) \cdot V_m = 50 \text{ моль} \cdot 22,4 \text{ л/моль} = 1120 \text{ л}$

Это теоретический объём, который получился бы при 100% выходе продукта.

5. В условии задачи указано, что практический выход продукта ($W$) составляет 80% от теоретически возможного. Чтобы найти практический объём ($V_{практ}$), необходимо теоретический объём умножить на долю выхода продукта.

$V_{практ} = V_{теор} \cdot W$

$V_{практ}(SO_2) = 1120 \text{ л} \cdot 0,8 = 896 \text{ л}$

Ответ: 896 л.

9. Можно ли утверждать, что высшему оксиду серы $SO_3$ соответствует сернистая кислота $H_2SO_3$? Почему?

Решение

Нет, утверждать, что высшему оксиду серы $SO_3$ соответствует сернистая кислота $H_2SO_3$, нельзя.

Обоснование этого утверждения заключается в сравнении степеней окисления центрального атома (серы) в оксиде и в кислоте. Кислотному оксиду соответствует та кислородсодержащая кислота, в которой элемент-кислотообразователь находится в той же степени окисления.

1. Определим степень окисления серы ($S$) в высшем оксиде серы, $SO_3$. Высший оксид — это оксид, в котором элемент проявляет свою высшую степень окисления, которая для элементов главных подгрупп равна номеру группы. Сера находится в VI группе, следовательно, ее высшая степень окисления равна +6. Проверим это расчетом. Степень окисления кислорода ($O$) равна -2. Пусть степень окисления серы равна $x$. Молекула электронейтральна, поэтому сумма степеней окисления всех атомов равна нулю: $x + 3 \cdot (-2) = 0$ $x - 6 = 0$ $x = +6$ Таким образом, в оксиде $SO_3$ сера имеет степень окисления +6.

2. Определим степень окисления серы ($S$) в сернистой кислоте, $H_2SO_3$. Степень окисления водорода ($H$) равна +1, кислорода ($O$) – -2. Пусть степень окисления серы равна $y$. Составим уравнение, исходя из электронейтральности молекулы: $2 \cdot (+1) + y + 3 \cdot (-2) = 0$ $2 + y - 6 = 0$ $y - 4 = 0$ $y = +4$ Таким образом, в сернистой кислоте $H_2SO_3$ сера имеет степень окисления +4.

Сравнивая степени окисления, видим, что в оксиде $SO_3$ она равна +6, а в кислоте $H_2SO_3$ – +4. Так как степени окисления серы в этих двух соединениях не совпадают ($+6 \neq +4$), сернистая кислота не может соответствовать высшему оксиду серы.

Высшему оксиду серы $SO_3$ (оксиду серы(VI)) соответствует серная кислота $H_2SO_4$, где сера также проявляет степень окисления +6.

Сернистой кислоте $H_2SO_3$ (кислоте с серой в степени окисления +4) соответствует оксид серы(IV) $SO_2$.

Ответ: Нет, утверждать так нельзя, потому что в высшем оксиде серы $SO_3$ степень окисления серы равна +6, а в сернистой кислоте $H_2SO_3$ – +4. Кислотному оксиду соответствует кислота, в которой центральный элемент имеет ту же степень окисления. Высшему оксиду серы $SO_3$ соответствует серная кислота $H_2SO_4$.

10. Используя метод электронного баланса, определите коэффициенты в схемах химических реакций:

а) $Mg + CO_2 \rightarrow MgO + C;$

б) $S + KClO_3 \rightarrow KCl + SO_2.$

а) Mg + CO₂ → MgO + C;

Решение:

1. Сначала определим степени окисления всех элементов в реакции:

$ \stackrel{0}{Mg} + \stackrel{+4}{C}\stackrel{-2}{O_2} \rightarrow \stackrel{+2}{Mg}\stackrel{-2}{O} + \stackrel{0}{C} $

2. Видно, что магний ($Mg$) и углерод ($C$) изменяют свои степени окисления. Составим полуреакции окисления и восстановления.

Магний отдает 2 электрона, его степень окисления повышается с 0 до +2. Он является восстановителем (окисляется).

Углерод принимает 4 электрона, его степень окисления понижается с +4 до 0. Он является окислителем (восстанавливается).

3. Составим электронный баланс для нахождения коэффициентов:

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

Наименьшее общее кратное (НОК) для чисел электронов 2 и 4 равно 4. Находим множители для полуреакций: для магния $4/2 = 2$; для углерода $4/4 = 1$.

4. Расставляем полученные коэффициенты в схеме реакции:

$2Mg + 1CO_2 \rightarrow 2MgO + 1C$

Проверяем баланс атомов: слева 2 Mg, 1 C, 2 O; справа 2 Mg, 1 C, 2 O. Коэффициенты расставлены верно.

Ответ: $2Mg + CO_2 \rightarrow 2MgO + C$.

б) S + KClO₃ → KCl + SO₂.

Решение:

1. Определим степени окисления всех элементов в реакции:

$ \stackrel{0}{S} + K\stackrel{+5}{Cl}\stackrel{-2}{O_3} \rightarrow K\stackrel{-1}{Cl} + \stackrel{+4}{S}\stackrel{-2}{O_2} $

2. Сера ($S$) и хлор ($Cl$) изменяют свои степени окисления. Составим полуреакции.

Сера отдает 4 электрона, ее степень окисления повышается с 0 до +4. Она является восстановителем (окисляется).

Хлор принимает 6 электронов ($+5 - (-1) = 6$), его степень окисления понижается с +5 до -1. Он является окислителем (восстанавливается).

3. Составим электронный баланс:

$S^0 - 4e^- \rightarrow S^{+4} \quad | \ 3$ (процесс окисления)
$Cl^{+5} + 6e^- \rightarrow Cl^{-1} \quad | \ 2$ (процесс восстановления)

НОК для чисел электронов 4 и 6 равно 12. Находим множители: для серы $12/4 = 3$; для хлора $12/6 = 2$.

4. Расставляем коэффициенты: 3 перед веществами, содержащими серу ($S$ и $SO_2$), и 2 перед веществами, содержащими хлор ($KClO_3$ и $KCl$).

$3S + 2KClO_3 \rightarrow 2KCl + 3SO_2$

Проверяем баланс атомов: слева 3 S, 2 K, 2 Cl, 6 O; справа 3 S, 2 K, 2 Cl, 6 O. Коэффициенты расставлены верно.

Ответ: $3S + 2KClO_3 \rightarrow 2KCl + 3SO_2$.