Номер 10, страница 211 - гдз по химии 9 класс учебник Габриелян, Остроумов

10. Сумма коэффициентов в уравнении окислительно-восстановительной реакции, схема которой $Cu + HNO_3 \rightarrow Cu(NO_3)_2 + NO + H_2O$, равна

1) 16

2) 18

3) 20

4) 22

Дано:

Схема окислительно-восстановительной реакции: $Cu + HNO_3 \rightarrow Cu(NO_3)_2 + NO + H_2O$

Найти:

Сумму коэффициентов в уравненной реакции.

Решение:

Для нахождения суммы коэффициентов необходимо сбалансировать уравнение реакции. Используем метод электронного баланса.

1. Определим степени окисления элементов, которые их изменяют:

$ \stackrel{0}{Cu} + H\stackrel{+5}{N}O_3 \rightarrow \stackrel{+2}{Cu}(\stackrel{+5}{N}O_3)_2 + \stackrel{+2}{N}O + H_2O $

Медь ($Cu$) окисляется, изменяя степень окисления с 0 до +2. Она является восстановителем.

Азот ($N$) восстанавливается, изменяя степень окисления с +5 (в $HNO_3$) до +2 (в $NO$). Азотная кислота является окислителем.

2. Составим полуреакции окисления и восстановления:

Окисление: $ \stackrel{0}{Cu} - 2e^- \rightarrow \stackrel{+2}{Cu} $

Восстановление: $ \stackrel{+5}{N} + 3e^- \rightarrow \stackrel{+2}{N} $

3. Найдем наименьшее общее кратное для числа отданных и принятых электронов (2 и 3), оно равно 6. Умножим полуреакцию окисления на 3, а полуреакцию восстановления на 2, чтобы уравнять число электронов:

$ \stackrel{0}{Cu} - 2e^- \rightarrow \stackrel{+2}{Cu} \quad | \times 3 $

$ \stackrel{+5}{N} + 3e^- \rightarrow \stackrel{+2}{N} \quad | \times 2 $

Получаем коэффициенты: 3 для меди и 2 для азота, изменившего степень окисления.

4. Подставим эти коэффициенты в исходную схему реакции:

$ 3Cu + HNO_3 \rightarrow 3Cu(NO_3)_2 + 2NO + H_2O $

5. Уравняем остальные элементы. Сначала уравняем общее количество атомов азота. В правой части уравнения находится $3 \times 2 = 6$ атомов азота в нитрате меди и 2 атома азота в оксиде азота. Итого $6 + 2 = 8$ атомов азота. Следовательно, перед $HNO_3$ в левой части ставим коэффициент 8:

$ 3Cu + 8HNO_3 \rightarrow 3Cu(NO_3)_2 + 2NO + H_2O $

6. Теперь уравняем атомы водорода. В левой части 8 атомов водорода в $8HNO_3$. Чтобы в правой части также было 8 атомов водорода, перед $H_2O$ ставим коэффициент 4 ($4 \times 2 = 8$):

$ 3Cu + 8HNO_3 \rightarrow 3Cu(NO_3)_2 + 2NO + 4H_2O $

7. Проведем проверку по атомам кислорода. Слева: $8 \times 3 = 24$ атома. Справа: $(3 \times 2 \times 3) + 2 + 4 = 18 + 2 + 4 = 24$ атома. Количество атомов кислорода слева и справа равно, значит, уравнение сбалансировано верно.

8. Вычислим сумму всех коэффициентов в полученном уравнении:

Сумма = $3 + 8 + 3 + 2 + 4 = 20$

Ответ: 20.