Номер 35, страница 79 - гдз по химии 9 класс сборник задач и упражнений Габриелян, Тригубчак

Упражнения и задачи для самостоятельного решения. 8. Азот, фосфор и их соединения - номер 35, страница 79.

Условие.

35. Закончите схемы химических реакций, расставьте в них коэффициенты с помощью метода электронного баланса. В каких реакциях фосфор проявляет окислительные, а в каких — восстановительные свойства?

а) $P + O_2(изб.) \to$

б) $P + Ca \to$

в) $P + Cl_2 \to$

г) $P + H_2SO_4(конц.) \to$

д) $P + Na \to$

Решение.

Решение 2.

а) P + O₂(изб.) →

Решение:

В избытке кислорода фосфор сгорает с образованием оксида фосфора(V). В этой реакции фосфор является восстановителем, а кислород — окислителем.

Схема реакции: $P + O_2 \rightarrow P_2O_5$

Определим степени окисления и составим электронный баланс:

$\stackrel{0}{P} - 5e^- \rightarrow \stackrel{+5}{P}$ | 4 | восстановитель (процесс окисления)
$\stackrel{0}{O_2} + 4e^- \rightarrow 2\stackrel{-2}{O}$ | 5 | окислитель (процесс восстановления)

Расставляем коэффициенты в уравнении реакции:

$4\stackrel{0}{P} + 5\stackrel{0}{O_2} \rightarrow 2\stackrel{+5}{P_2}\stackrel{-2}{O_5}$

В данной реакции фосфор отдает электроны, повышая свою степень окисления с 0 до +5, следовательно, он проявляет восстановительные свойства.

Ответ: $4P + 5O_2 \rightarrow 2P_2O_5$. Фосфор проявляет восстановительные свойства.

б) P + Ca →

Решение:

Фосфор реагирует с активными металлами, такими как кальций, образуя фосфиды. В этой реакции фосфор, как более электроотрицательный элемент, является окислителем, а кальций — восстановителем.

Схема реакции: $P + Ca \rightarrow Ca_3P_2$

Определим степени окисления и составим электронный баланс:

$\stackrel{0}{P} + 3e^- \rightarrow \stackrel{-3}{P}$ | 2 | окислитель (процесс восстановления)
$\stackrel{0}{Ca} - 2e^- \rightarrow \stackrel{+2}{Ca}$ | 3 | восстановитель (процесс окисления)

Расставляем коэффициенты в уравнении реакции:

$2\stackrel{0}{P} + 3\stackrel{0}{Ca} \rightarrow \stackrel{+2}{Ca_3}\stackrel{-3}{P_2}$

В данной реакции фосфор принимает электроны, понижая свою степень окисления с 0 до -3, следовательно, он проявляет окислительные свойства.

Ответ: $2P + 3Ca \rightarrow Ca_3P_2$. Фосфор проявляет окислительные свойства.

в) P + Cl₂ →

Решение:

Фосфор реагирует с галогенами, например с хлором, образуя хлориды. Хлор является более электроотрицательным элементом, поэтому он будет окислителем, а фосфор — восстановителем. При взаимодействии с хлором образуется хлорид фосфора(V).

Схема реакции: $P + Cl_2 \rightarrow PCl_5$

Определим степени окисления и составим электронный баланс:

$\stackrel{0}{P} - 5e^- \rightarrow \stackrel{+5}{P}$ | 2 | восстановитель (процесс окисления)
$\stackrel{0}{Cl_2} + 2e^- \rightarrow 2\stackrel{-1}{Cl}$ | 5 | окислитель (процесс восстановления)

Расставляем коэффициенты в уравнении реакции:

$2\stackrel{0}{P} + 5\stackrel{0}{Cl_2} \rightarrow 2\stackrel{+5}{P}\stackrel{-1}{Cl_5}$

В данной реакции фосфор отдает электроны, повышая свою степень окисления с 0 до +5, следовательно, он проявляет восстановительные свойства.

Ответ: $2P + 5Cl_2 \rightarrow 2PCl_5$. Фосфор проявляет восстановительные свойства.

г) P + H₂SO₄(конц.) →

Решение:

Концентрированная серная кислота является сильным окислителем. Она окисляет фосфор до фосфорной кислоты, при этом сама восстанавливается до диоксида серы.

Схема реакции: $P + H_2SO_4(\text{конц.}) \rightarrow H_3PO_4 + SO_2 + H_2O$

Определим степени окисления и составим электронный баланс:

$\stackrel{0}{P} - 5e^- \rightarrow \stackrel{+5}{P}$ | 2 | восстановитель (процесс окисления)
$\stackrel{+6}{S} + 2e^- \rightarrow \stackrel{+4}{S}$ | 5 | окислитель (процесс восстановления)

Расставляем коэффициенты перед веществами, содержащими фосфор и серу. Затем уравниваем водород и проверяем по кислороду:

$2\stackrel{0}{P} + 5H_2\stackrel{+6}{S}O_4 \rightarrow 2H_3\stackrel{+5}{P}O_4 + 5\stackrel{+4}{S}O_2 + 2H_2O$

В данной реакции фосфор отдает электроны, повышая свою степень окисления с 0 до +5, следовательно, он проявляет восстановительные свойства.

Ответ: $2P + 5H_2SO_4(\text{конц.}) \rightarrow 2H_3PO_4 + 5SO_2 + 2H_2O$. Фосфор проявляет восстановительные свойства.

д) P + Na →

Решение:

Фосфор реагирует с щелочными металлами, такими как натрий, образуя фосфиды. В этой реакции фосфор, как более электроотрицательный элемент, является окислителем, а натрий — восстановителем.

Схема реакции: $P + Na \rightarrow Na_3P$

Определим степени окисления и составим электронный баланс:

$\stackrel{0}{P} + 3e^- \rightarrow \stackrel{-3}{P}$ | 1 | окислитель (процесс восстановления)
$\stackrel{0}{Na} - 1e^- \rightarrow \stackrel{+1}{Na}$ | 3 | восстановитель (процесс окисления)

Расставляем коэффициенты в уравнении реакции:

$\stackrel{0}{P} + 3\stackrel{0}{Na} \rightarrow \stackrel{+1}{Na_3}\stackrel{-3}{P}$

В данной реакции фосфор принимает электроны, понижая свою степень окисления с 0 до -3, следовательно, он проявляет окислительные свойства.

Ответ: $P + 3Na \rightarrow Na_3P$. Фосфор проявляет окислительные свойства.