Номер 24, страница 25 - гдз по химии 9 класс сборник задач и упражнений Габриелян, Тригубчак

Упражнения и задачи для самостоятельного решения. 3. Повторение и обобщение материала, изученного в 8 классе - номер 24, страница 25.

Условие.

24. Между какими из перечисленных веществ возможна окислительно-восстановительная реакция? Составьте схему этой реакции и расставьте в ней коэффициенты с помощью метода электронного баланса.

а) $Fe_2O_3$, $HCl$, $Cu$, $CO$

б) $NaOH$, $Na$, $H_2O$, $Ag$

в) $Zn$, $CaO$, $Br_2$, $CO_2$

Решение.

Решение 2.

а) В данном наборе веществ ($Fe_2O_3, HCl, Cu, CO$) окислительно-восстановительная реакция (ОВР) возможна между оксидом железа(III) и угарным газом (оксидом углерода(II)). Оксид железа(III) является окислителем, а угарный газ — восстановителем.

Решение:

Схема реакции выглядит следующим образом:

$Fe_2O_3 + CO \rightarrow Fe + CO_2$

Определим степени окисления элементов, участвующих в реакции, и составим электронный баланс:

$ \overset{+3}{Fe}_2 \overset{-2}{O}_3 + \overset{+2}{C} \overset{-2}{O} \rightarrow \overset{0}{Fe} + \overset{+4}{C} \overset{-2}{O}_2 $

$C^{+2} - 2e^- \rightarrow C^{+4}$ | 3 | процесс окисления, $CO$ — восстановитель
$Fe^{+3} + 3e^- \rightarrow Fe^{0}$ | 2 | процесс восстановления, $Fe_2O_3$ — окислитель

Наименьшее общее кратное для числа отданных и принятых электронов (2 и 3) равно 6. Разделив 6 на 2, получаем коэффициент 3 для восстановителя. Разделив 6 на 3, получаем коэффициент 2 для окислителя.

Подставляем коэффициенты в уравнение реакции. Коэффициент 3 ставим перед $CO$ и $CO_2$. Коэффициент 2 ставим перед $Fe$. В молекуле $Fe_2O_3$ уже содержится 2 атома железа, поэтому перед ней коэффициент 1 (не пишется).

Итоговое уравнение:

$Fe_2O_3 + 3CO \rightarrow 2Fe + 3CO_2$

Ответ: ОВР возможна, например, между $Fe_2O_3$ и $CO$. Уравнение реакции: $Fe_2O_3 + 3CO \rightarrow 2Fe + 3CO_2$.

б) В наборе веществ ($NaOH, Na, H_2O, Ag$) окислительно-восстановительная реакция возможна между металлическим натрием и водой. Натрий — активный металл, который является сильным восстановителем, а вода в реакции с ним выступает в роли окислителя за счет атомов водорода.

Решение:

Схема реакции:

$Na + H_2O \rightarrow NaOH + H_2$

Определим степени окисления и составим электронный баланс:

$ \overset{0}{Na} + \overset{+1}{H}_2 \overset{-2}{O} \rightarrow \overset{+1}{Na} \overset{-2}{O} \overset{+1}{H} + \overset{0}{H}_2 $

$Na^{0} - 1e^- \rightarrow Na^{+1}$ | 2 | процесс окисления, $Na$ — восстановитель
$2H^{+1} + 2e^- \rightarrow H_2^{0}$ | 1 | процесс восстановления, $H_2O$ — окислитель

Наименьшее общее кратное для чисел электронов (1 и 2) равно 2. Это означает, что в реакции должно участвовать 2 атома натрия и 2 атома водорода должны принять электроны.

Расставляем коэффициенты: 2 перед $Na$ и, соответственно, 2 перед $NaOH$. Чтобы получить 2 атома водорода в виде простого вещества $H_2$, нужно 2 молекулы воды, что также уравнивает количество атомов кислорода.

Итоговое уравнение:

$2Na + 2H_2O \rightarrow 2NaOH + H_2$

Ответ: ОВР возможна между $Na$ и $H_2O$. Уравнение реакции: $2Na + 2H_2O \rightarrow 2NaOH + H_2$.

в) В наборе ($Zn, CaO, Br_2, CO_2$) окислительно-восстановительная реакция возможна между цинком и бромом. Цинк — металл, который является восстановителем, а бром — типичный неметалл-галоген, являющийся сильным окислителем.

Решение:

Схема реакции:

$Zn + Br_2 \rightarrow ZnBr_2$

Определим степени окисления и составим электронный баланс:

$ \overset{0}{Zn} + \overset{0}{Br}_2 \rightarrow \overset{+2}{Zn} \overset{-1}{Br}_2 $

$Zn^{0} - 2e^- \rightarrow Zn^{+2}$ | 1 | процесс окисления, $Zn$ — восстановитель
$Br_2^{0} + 2e^- \rightarrow 2Br^{-1}$ | 1 | процесс восстановления, $Br_2$ — окислитель

Число отданных и принятых электронов равно 2, поэтому дополнительные коэффициенты в балансе не требуются (равны 1). Уравнение реакции уже сбалансировано.

Итоговое уравнение:

$Zn + Br_2 \rightarrow ZnBr_2$

Ответ: ОВР возможна между $Zn$ и $Br_2$. Уравнение реакции: $Zn + Br_2 \rightarrow ZnBr_2$.