Номер 5, страница 135 - гдз по химии 9 класс рабочая тетрадь Габриелян, Сладков

5. Расставьте коэффициенты в схемах реакций с помощью метода электронного баланса.

a) $FeO + HNO_3 \rightarrow Fe(NO_3)_3 + NO + \underline{\hspace{2em}}$

б) $FeCl_3 + KI \rightarrow FeCl_2 + I_2 + \underline{\hspace{2em}}$

а) FeO + HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + NO + ___

Решение:

В данной окислительно-восстановительной реакции продуктами являются соль железа(III), оксид азота(II) и вода. Полная схема реакции:

$FeO + HNO_3 \rightarrow Fe(NO_3)_3 + NO + H_2O$

Определим степени окисления элементов, которые их изменяют в ходе реакции:

$\overset{+2}{Fe} \overset{-2}{O} + H\overset{+1}{}\overset{+5}{N}\overset{-2}{O}_3 \rightarrow \overset{+3}{Fe}(\overset{+5}{N}\overset{-2}{O}_3)_3 + \overset{+2}{N}\overset{-2}{O} + H_2O$

Изменяют степень окисления железо (с +2 до +3) и азот (с +5 до +2).

Составим электронный баланс:

$Fe^{+2} - 1e^- \rightarrow Fe^{+3} \quad | \ 3 \quad$ (процесс окисления, FeO - восстановитель)
$N^{+5} + 3e^- \rightarrow N^{+2} \quad | \ 1 \quad$ (процесс восстановления, HNO₃ - окислитель)

Наименьшее общее кратное для числа отданных и принятых электронов (1 и 3) равно 3. Разделив НОК на число электронов в каждом процессе, получаем коэффициенты.

Ставим коэффициент 3 перед соединениями железа ($FeO$ и $Fe(NO_3)_3$) и 1 перед соединениями азота, изменившими степень окисления ($NO$).

$3FeO + HNO_3 \rightarrow 3Fe(NO_3)_3 + 1NO + H_2O$

Теперь уравняем количество атомов азота. В правой части уравнения $3 \cdot 3 = 9$ атомов азота в нитрате железа(III) и 1 атом азота в оксиде азота(II), итого $9 + 1 = 10$ атомов. Следовательно, перед $HNO_3$ в левой части нужно поставить коэффициент 10.

$3FeO + 10HNO_3 \rightarrow 3Fe(NO_3)_3 + NO + H_2O$

Далее уравняем атомы водорода. Слева их 10 в $10HNO_3$. Чтобы справа тоже было 10, перед $H_2O$ ставим коэффициент 5.

$3FeO + 10HNO_3 \rightarrow 3Fe(NO_3)_3 + NO + 5H_2O$

Проверим баланс по кислороду:
Слева: $3 \cdot 1 + 10 \cdot 3 = 3 + 30 = 33$ атома.
Справа: $3 \cdot (3 \cdot 3) + 1 + 5 = 27 + 1 + 5 = 33$ атома.
Количества атомов всех элементов в левой и правой частях уравнения равны. Коэффициенты расставлены верно.

Ответ: $3FeO + 10HNO_3 = 3Fe(NO_3)_3 + NO + 5H_2O$

б) FeCl₃ + KI → FeCl₂ + I₂ + ___

Решение:

В данной реакции железо(III) окисляет йодид-ионы. Продуктами будут соль железа(II), свободный йод и соль калия. Полная схема реакции:

$FeCl_3 + KI \rightarrow FeCl_2 + I_2 + KCl$

Определим степени окисления элементов, которые их изменяют:

$\overset{+3}{Fe}Cl_3 + K\overset{-1}{I} \rightarrow \overset{+2}{Fe}Cl_2 + \overset{0}{I_2} + KCl$

Изменяют степень окисления железо (с +3 до +2) и йод (с -1 до 0).

Составим электронный баланс:

$Fe^{+3} + 1e^- \rightarrow Fe^{+2} \quad | \ 2 \quad$ (процесс восстановления, FeCl₃ - окислитель)
$2I^{-1} - 2e^- \rightarrow I_2^{0} \quad \quad | \ 1 \quad$ (процесс окисления, KI - восстановитель)

Наименьшее общее кратное для числа принятых и отданных электронов (1 и 2) равно 2.

Ставим коэффициент 2 перед соединениями железа ($FeCl_3$ и $FeCl_2$). Коэффициент 1 ставится перед $I_2$, а перед $KI$ ставим коэффициент 2 (т.к. в полуреакции участвуют $2I^{-1}$).

$2FeCl_3 + 2KI \rightarrow 2FeCl_2 + 1I_2 + KCl$

Теперь уравняем количество атомов калия и хлора. Слева 2 атома калия, значит справа перед $KCl$ нужен коэффициент 2.

$2FeCl_3 + 2KI \rightarrow 2FeCl_2 + I_2 + 2KCl$

Проверим баланс по хлору:
Слева: $2 \cdot 3 = 6$ атомов.
Справа: $2 \cdot 2 + 2 \cdot 1 = 4 + 2 = 6$ атомов.
Количества атомов всех элементов в левой и правой частях уравнения равны. Коэффициенты расставлены верно.

Ответ: $2FeCl_3 + 2KI = 2FeCl_2 + I_2 + 2KCl$