Номер 5, страница 73 - гдз по химии 9 класс рабочая тетрадь Габриелян, Сладков

5. Рассмотрите окислительно—восстановительную реакцию с позиций окисления—восстановления.

$(NH_4)_2Cr_2O_7 = \text{______} + \text{______} + \text{______}$

Решение

Данная реакция представляет собой термическое разложение дихромата аммония $(NH_4)_2Cr_2O_7$. Это внутримолекулярная окислительно-восстановительная реакция, поскольку и окислитель, и восстановитель находятся в составе одного и того же исходного вещества.

1. Определение степеней окисления.
Для анализа процесса необходимо определить степени окисления элементов, которые их изменяют.
- В катионе аммония $NH_4^+$: степень окисления водорода $H$ равна $+1$. Суммарный заряд иона $+1$. Следовательно, степень окисления азота $N$ равна $-3$.
- В дихромат-анионе $Cr_2O_7^{2-}$: степень окисления кислорода $O$ равна $-2$. Суммарный заряд иона $-2$. Следовательно, степень окисления хрома $Cr$ равна $+6$.
Итак, в исходном веществе $(\overset{-3}{N}H_4)_2\overset{+6}{Cr}_2O_7$.

2. Составление уравнения реакции.
В ходе реакции азот ($N^{-3}$), являясь восстановителем, окисляется до простого вещества — газообразного азота $N_2$, где его степень окисления равна $0$.
Хром ($Cr^{+6}$), являясь окислителем, восстанавливается до оксида хрома(III) $Cr_2O_3$, где его степень окисления равна $+3$.
Оставшиеся атомы водорода и кислорода образуют воду $H_2O$.
Схема реакции: $(NH_4)_2Cr_2O_7 \rightarrow N_2 + Cr_2O_3 + H_2O$.
Уравняем реакцию, расставляя коэффициенты:
$(NH_4)_2Cr_2O_7 \xrightarrow{t} N_2 + Cr_2O_3 + 4H_2O$.

3. Электронный баланс.
Рассмотрим процессы перехода электронов:
$2\overset{-3}{N} - 6e^- \rightarrow \overset{0}{N_2}$ | 1 (процесс окисления)
$2\overset{+6}{Cr} + 6e^- \rightarrow 2\overset{+3}{Cr}$ | 1 (процесс восстановления)
Количество отданных и принятых электронов равно (6), поэтому коэффициенты в уравнении реакции равны 1.
- $N^{-3}$ (в $NH_4^+$) — восстановитель.
- $Cr^{+6}$ (в $Cr_2O_7^{2-}$) — окислитель.

Ответ: Полное уравнение реакции: $(NH_4)_2Cr_2O_7 = N_2 + Cr_2O_3 + 4H_2O$. В данной реакции восстановителем является азот в степени окисления $-3$ (в составе иона аммония $NH_4^+$), который окисляется до $N_2^0$. Окислителем является хром в степени окисления $+6$ (в составе дихромат-иона $Cr_2O_7^{2-}$), который восстанавливается до $Cr^{+3}$ (в составе оксида хрома(III) $Cr_2O_3$).