Номер 5, страница 104 - гдз по химии 9 класс рабочая тетрадь Габриелян, Сладков

5. Дополните схему. Расставьте коэффициенты с помощью метода электронного баланса.

$Si + HNO_3 = SiO_2 + NO_2 + \text{_____}$

Дополните схему.

В левой части уравнения (реагенты) находятся атомы кремния (Si), водорода (H), азота (N) и кислорода (O). В правой части в уже указанных продуктах ($SiO_2$ и $NO_2$) присутствуют атомы кремния, азота и кислорода. Атомы водорода из азотной кислоты ($HNO_3$) должны войти в состав еще одного продукта. В реакциях с кислотами-окислителями таким продуктом, как правило, является вода ($H_2O$).

Следовательно, полная схема реакции выглядит так:

$Si + HNO_3 \rightarrow SiO_2 + NO_2 + H_2O$

Расставьте коэффициенты с помощью метода электронного баланса.

1. Определяем степени окисления элементов, которые их изменяют в ходе реакции:

$\stackrel{0}{Si} + H\stackrel{+1}{}\stackrel{+5}{N}\stackrel{-2}{O_3} \rightarrow \stackrel{+4}{Si}\stackrel{-2}{O_2} + \stackrel{+4}{N}\stackrel{-2}{O_2} + \stackrel{+1}{H_2}\stackrel{-2}{O}$

Изменяют степени окисления кремний (с 0 до +4, окисляется) и азот (с +5 до +4, восстанавливается).

2. Составляем электронный баланс, чтобы уравнять число отданных и принятых электронов:

$\stackrel{0}{Si} - 4e^- \rightarrow \stackrel{+4}{Si}$ | 1 | процесс окисления, Si - восстановитель

$\stackrel{+5}{N} + 1e^- \rightarrow \stackrel{+4}{N}$ | 4 | процесс восстановления, $N^{+5}$ (в $HNO_3$) - окислитель

Наименьшее общее кратное для отданных (4) и принятых (1) электронов равно 4. Полученные множители (1 и 4) являются стехиометрическими коэффициентами в уравнении реакции.

3. Подставляем коэффициенты в уравнение. Ставим коэффициент 1 перед веществами, содержащими кремний ($Si$ и $SiO_2$), и коэффициент 4 — перед веществами, содержащими азот ($HNO_3$ и $NO_2$). Коэффициент 1 обычно не пишется.

$Si + 4HNO_3 \rightarrow SiO_2 + 4NO_2 + H_2O$

4. Уравниваем количество атомов водорода. В левой части в $4HNO_3$ содержится 4 атома водорода. Чтобы получить 4 атома водорода в правой части, ставим коэффициент 2 перед $H_2O$.

$Si + 4HNO_3 \rightarrow SiO_2 + 4NO_2 + 2H_2O$

5. Проверяем баланс атомов кислорода для контроля:

Слева: в $4HNO_3$ содержится $4 \times 3 = 12$ атомов кислорода.

Справа: в $SiO_2$ — 2 атома, в $4NO_2$ — $4 \times 2 = 8$ атомов, в $2H_2O$ — 2 атома. Сумма: $2 + 8 + 2 = 12$ атомов кислорода.

Количество всех атомов в левой и правой частях уравнения равно. Коэффициенты расставлены верно.

Ответ: $Si + 4HNO_3 = SiO_2 + 4NO_2 + 2H_2O$.