Номер 1, страница 45 - гдз по химии 9 класс рабочая тетрадь Габриелян, Сладков

Часть II

1. Расставьте коэффициенты в окислительно-восстановительных реакциях с помощью метода электронного баланса:

a) $Cl_2 + KOH \to KClO + \text{____} + \text{____}$

б) $Cl_2 + KOH \to KClO_3 + \text{____} + \text{____}$ (при нагревании)

а) Cl₂ + KOH → KClO + ___ + ___

Решение

Это реакция диспропорционирования, в которой хлор в щелочной среде без нагревания одновременно окисляется и восстанавливается. Продуктами реакции являются гипохлорит калия (KClO), хлорид калия (KCl) и вода (H₂O). Запишем схему реакции:

$Cl_2 + KOH \rightarrow KClO + KCl + H_2O$

Определим степени окисления элементов, которые их изменяют. Хлор меняет степень окисления с 0 на +1 и -1.

$Cl_2^0 + K^{+1}O^{-2}H^{+1} \rightarrow K^{+1}Cl^{+1}O^{-2} + K^{+1}Cl^{-1} + H_2^{+1}O^{-2}$

Составим метод электронного баланса:

$Cl^0 - 1e^- \rightarrow Cl^{+1}$ | 1 | окисление (Cl₂⁰ — восстановитель)

$Cl^0 + 1e^- \rightarrow Cl^{-1}$ | 1 | восстановление (Cl₂⁰ — окислитель)

Коэффициенты перед окисленной и восстановленной формами хлора равны 1. Ставим их в уравнение перед KClO и KCl.

$Cl_2 + KOH \rightarrow 1 KClO + 1 KCl + H_2O$

Теперь уравняем остальные элементы. В правой части уравнения 2 атома калия (K). Следовательно, в левой части перед KOH ставим коэффициент 2.

$Cl_2 + 2 KOH \rightarrow KClO + KCl + H_2O$

В левой части теперь 2 атома водорода (H) и 2 атома кислорода (O). В правой части для баланса необходим коэффициент 1 перед водой (H₂O). Проверим баланс по кислороду: слева 2 атома, справа 1 в KClO и 1 в H₂O, итого 2. Баланс соблюден.

Итоговое уравнение:

Ответ: $Cl_2 + 2KOH \rightarrow KClO + KCl + H_2O$.

б) Cl₂ + KOH → KClO₃ + ___ + ___ (при нагревании)

Решение

При нагревании реакция диспропорционирования хлора в щелочи идет с образованием хлората калия (KClO₃), хлорида калия (KCl) и воды (H₂O). Запишем схему реакции:

$Cl_2 + KOH \rightarrow KClO_3 + KCl + H_2O$

Определим степени окисления элементов, которые их изменяют. Хлор меняет степень окисления с 0 на +5 и -1.

$Cl_2^0 + K^{+1}O^{-2}H^{+1} \rightarrow K^{+1}Cl^{+5}O_3^{-2} + K^{+1}Cl^{-1} + H_2^{+1}O^{-2}$

Составим метод электронного баланса:

$Cl^0 - 5e^- \rightarrow Cl^{+5}$ | 1 | окисление (Cl₂⁰ — восстановитель)

$Cl^0 + 1e^- \rightarrow Cl^{-1}$ | 5 | восстановление (Cl₂⁰ — окислитель)

Из баланса следует, что на 1 атом хлора, окисленный до +5, приходится 5 атомов хлора, восстановленных до -1. Ставим коэффициент 1 перед KClO₃ и 5 перед KCl.

$Cl_2 + KOH \rightarrow 1 KClO_3 + 5 KCl + H_2O$

Уравняем остальные элементы. В правой части всего 6 атомов хлора (1+5), значит, перед Cl₂ слева ставим коэффициент 3 ($3 \times 2 = 6$).

$3 Cl_2 + KOH \rightarrow KClO_3 + 5 KCl + H_2O$

В правой части 6 атомов калия (K) (1+5), значит, перед KOH слева ставим коэффициент 6.

$3 Cl_2 + 6 KOH \rightarrow KClO_3 + 5 KCl + H_2O$

Наконец, уравняем водород и кислород. Слева 6 атомов водорода, значит, справа перед H₂O ставим коэффициент 3 ($3 \times 2 = 6$). Проверим кислород: слева 6 атомов в 6KOH; справа 3 атома в KClO₃ и 3 атома в 3H₂O, итого 6. Баланс соблюден.

Итоговое уравнение:

Ответ: $3Cl_2 + 6KOH \rightarrow KClO_3 + 5KCl + 3H_2O$.