Номер 3, страница 77 - гдз по химии 9 класс рабочая тетрадь Габриелян, Сладков

3. Дополните схему реакции. Расставьте коэффициенты с помощью метода электронного баланса.

$I_2 + HNO_3 \to HIO_3 + \text{____} + \text{____}$

Решение

Сначала дополним схему реакции, определив все продукты. В данной окислительно-восстановительной реакции йод ($I_2$) является восстановителем, а азотная кислота ($HNO_3$) – окислителем.

Атом йода повышает свою степень окисления от 0 в простом веществе $I_2$ до +5 в йодноватой кислоте $HIO_3$.

Атом азота понижает свою степень окисления от +5 в азотной кислоте $HNO_3$. Продуктом восстановления азотной кислоты в реакции с неметаллами, как правило, является оксид азота(II) – $NO$ (степень окисления азота +2). Также для уравнивания атомов водорода и кислорода в реакции образуется вода ($H_2O$).

Таким образом, полная схема реакции выглядит следующим образом:

$I_2 + HNO_3 \rightarrow HIO_3 + NO + H_2O$

Теперь расставим коэффициенты, используя метод электронного баланса. Для этого определим степени окисления элементов, которые их изменяют:

$\overset{0}{I_2} + H\overset{+5}{N}O_3 \rightarrow H\overset{+5}{I}O_3 + \overset{+2}{N}O + H_2O$

Составим уравнения полуреакций окисления и восстановления:

$\begin{array}{l|c|l}I_2^0 - 10e^- \rightarrow 2I^{+5} & 3 & \text{окисление (восстановитель)} \\\hlineN^{+5} + 3e^- \rightarrow N^{+2} & 10 & \text{восстановление (окислитель)}\end{array}$

В процессе окисления молекула йода $I_2$ теряет 10 электронов (каждый из двух атомов йода теряет по 5 электронов). В процессе восстановления атом азота $N^{+5}$ принимает 3 электрона. Наименьшее общее кратное для чисел 10 и 3 равно 30. Поэтому первую полуреакцию умножаем на 3, а вторую – на 10.

Теперь перенесем полученные коэффициенты в уравнение реакции:

Перед $I_2$ ставим коэффициент 3.

Перед $HIO_3$ ставим коэффициент $3 \times 2 = 6$.

Перед $HNO_3$ и $NO$ ставим коэффициент 10.

Получаем:

$3I_2 + 10HNO_3 \rightarrow 6HIO_3 + 10NO + H_2O$

Последним шагом уравниваем число атомов водорода и кислорода. Слева в $10HNO_3$ находится 10 атомов водорода. Справа в $6HIO_3$ – 6 атомов водорода. Следовательно, в правой части не хватает $10 - 6 = 4$ атомов водорода. Для этого ставим коэффициент 2 перед молекулой воды $H_2O$.

Итоговое уравнение реакции:

$3I_2 + 10HNO_3 \rightarrow 6HIO_3 + 10NO + 2H_2O$

Проведем проверку по атомам кислорода:

Слева: $10 \times 3 = 30$ атомов.

Справа: $6 \times 3 + 10 \times 1 + 2 \times 1 = 18 + 10 + 2 = 30$ атомов.

Число атомов кислорода слева и справа одинаково. Уравнение составлено верно.

Ответ: $3I_2 + 10HNO_3 \rightarrow 6HIO_3 + 10NO + 2H_2O$