Номер 6, страница 153 - гдз по химии 9 класс учебник Габриелян, Остроумов

6. Используя метод электронного баланса, составьте уравнения реакций, соответ-ствующие следующим схемам:

a) $Ba + N_2 \to Ba_3N_2$

б) $Ca + H_2O \to Ca(OH)_2 + H_2$

в) $Al + HCl \to AlCl_3 + H_2$

г) $Sn + AgNO_3 \to Sn(NO_3)_2 + Ag$

Для каждой реакции определите окислитель и восстановитель.

а) Схема реакции: $ Ba + N_2 \rightarrow Ba_3N_2 $.

Определим степени окисления элементов до и после реакции. Барий и азот — простые вещества, их степени окисления равны 0. В нитриде бария ($Ba_3N_2$) барий, как металл IIА группы, имеет степень окисления +2, а азот -3.

$ \overset{0}{Ba} + \overset{0}{N_2} \rightarrow \overset{+2}{Ba}_3\overset{-3}{N_2} $

Составим электронный баланс:

$ Ba^0 - 2e^- \rightarrow Ba^{+2} $ | 3 | окисление (Ba - восстановитель)

$ N_2^0 + 6e^- \rightarrow 2N^{-3} $ | 1 | восстановление (N₂ - окислитель)

Наименьшее общее кратное для чисел отданных и принятых электронов (2 и 6) равно 6. Отсюда находим коэффициенты: для бария 6 / 2 = 3, для азота 6 / 6 = 1.

Подставляем коэффициенты в уравнение:

$ 3Ba + N_2 \rightarrow Ba_3N_2 $

Ответ: Уравнение реакции: $ 3Ba + N_2 \rightarrow Ba_3N_2 $. Окислитель – N₂, восстановитель – Ba.

б) Схема реакции: $ Ca + H_2O \rightarrow Ca(OH)_2 + H_2 $.

Определим степени окисления элементов. Кальций и водород (в виде H₂) — простые вещества, их степени окисления равны 0. В воде ($H_2O$) водород имеет степень окисления +1, кислород -2. В гидроксиде кальция ($Ca(OH)_2$) кальций имеет +2, кислород -2, водород +1.

$ \overset{0}{Ca} + \overset{+1}{H}_2\overset{-2}{O} \rightarrow \overset{+2}{Ca}(\overset{-2}{O}\overset{+1}{H})_2 + \overset{0}{H}_2 $

Составим электронный баланс:

$ Ca^0 - 2e^- \rightarrow Ca^{+2} $ | 1 | окисление (Ca - восстановитель)

$ 2H^{+1} + 2e^- \rightarrow H_2^0 $ | 1 | восстановление (H⁺¹ в H₂O - окислитель)

Число отданных и принятых электронов равно 2, поэтому дополнительные множители равны 1. Коэффициент перед Ca равен 1, перед H₂ — 1. Чтобы уравнять количество атомов, поставим коэффициент 2 перед H₂O.

Итоговое уравнение реакции:

$ Ca + 2H_2O \rightarrow Ca(OH)_2 + H_2 $

Ответ: Уравнение реакции: $ Ca + 2H_2O \rightarrow Ca(OH)_2 + H_2 $. Окислитель – H₂O (за счет H⁺¹), восстановитель – Ca.

в) Схема реакции: $ Al + HCl \rightarrow AlCl_3 + H_2 $.

Определим степени окисления элементов. Алюминий и водород (в виде H₂) — простые вещества, степень окисления 0. В соляной кислоте ($HCl$) водород +1, хлор -1. В хлориде алюминия ($AlCl_3$) алюминий +3, хлор -1.

$ \overset{0}{Al} + \overset{+1}{H}\overset{-1}{Cl} \rightarrow \overset{+3}{Al}\overset{-1}{Cl}_3 + \overset{0}{H_2} $

Составим электронный баланс:

$ Al^0 - 3e^- \rightarrow Al^{+3} $ | 2 | окисление (Al - восстановитель)

$ 2H^{+1} + 2e^- \rightarrow H_2^0 $ | 3 | восстановление (H⁺¹ в HCl - окислитель)

Наименьшее общее кратное для 3 и 2 равно 6. Множители: для алюминия 6 / 3 = 2, для водорода 6 / 2 = 3. Ставим коэффициент 2 перед Al и 3 перед H₂. Для баланса хлора и водорода ставим 6 перед HCl и 2 перед AlCl₃.

Итоговое уравнение реакции:

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

Ответ: Уравнение реакции: $ 2Al + 6HCl \rightarrow 2AlCl_3 + 3H_2 $. Окислитель – HCl (за счет H⁺¹), восстановитель – Al.

г) Схема реакции: $ Sn + AgNO_3 \rightarrow Sn(NO_3)_2 + Ag $.

Определим степени окисления элементов. Олово и серебро — простые вещества, степень окисления 0. В нитрате серебра ($AgNO_3$) серебро имеет степень окисления +1. В нитрате олова(II) ($Sn(NO_3)_2$) олово имеет +2. Кислород (-2) и азот (+5) в нитрат-ионе ($NO_3^−$) не изменяют своих степеней окисления.

$ \overset{0}{Sn} + \overset{+1}{Ag}NO_3 \rightarrow \overset{+2}{Sn}(NO_3)_2 + \overset{0}{Ag} $

Составим электронный баланс:

$ Sn^0 - 2e^- \rightarrow Sn^{+2} $ | 1 | окисление (Sn - восстановитель)

$ Ag^{+1} + 1e^- \rightarrow Ag^0 $ | 2 | восстановление (Ag⁺¹ в AgNO₃ - окислитель)

Наименьшее общее кратное для 2 и 1 равно 2. Множители: для олова 2 / 2 = 1, для серебра 2 / 1 = 2. Ставим коэффициент 2 перед AgNO₃ и 2 перед Ag.

Итоговое уравнение реакции:

$ Sn + 2AgNO_3 \rightarrow Sn(NO_3)_2 + 2Ag $

Ответ: Уравнение реакции: $ Sn + 2AgNO_3 \rightarrow Sn(NO_3)_2 + 2Ag $. Окислитель – AgNO₃ (за счет Ag⁺¹), восстановитель – Sn.