Номер 37, страница 80 - гдз по химии 9 класс сборник задач и упражнений Габриелян, Тригубчак

Авторы: Габриелян О. С., Тригубчак И. В.
Тип: Сборник задач и упражнений
Издательство: Просвещение
Год издания: 2020 - 2025
Цвет обложки: белый, зелёный с кристаллом
ISBN: 978-5-09-073711-1
Популярные ГДЗ в 9 классе
Упражнения и задачи для самостоятельного решения. 8. Азот, фосфор и их соединения - номер 37, страница 80.
№37 (с. 80)
Условие. №37 (с. 80)
скриншот условия

37. Составьте уравнения химических реакций фосфора с кислотами-окислителями, расставьте коэффициенты с помощью метода электронного баланса.
а) $P + H_2SO_4$(конц.) $\rightarrow$
б) $P + HNO_3$(конц.) $\rightarrow$
в) $P + HNO_3$(разб.) $\rightarrow$
Решение. №37 (с. 80)


Решение 2. №37 (с. 80)
а) P + H₂SO₄(конц.) →
В этой реакции фосфор (P) выступает в роли восстановителя, а концентрированная серная кислота ($H_2SO_4$) — в роли окислителя. Фосфор окисляется до своей высшей степени окисления +5, образуя ортофосфорную кислоту ($H_3PO_4$). Концентрированная серная кислота, в которой сера имеет степень окисления +6, восстанавливается до диоксида серы ($SO_2$), где степень окисления серы +4.
Схема реакции выглядит следующим образом:
$P + H_2SO_4 \rightarrow H_3PO_4 + SO_2 + H_2O$
Определим элементы, изменяющие свои степени окисления, и составим для них электронный баланс:
$P^0 \rightarrow P^{+5}$ (фосфор отдает 5 электронов)
$S^{+6} \rightarrow S^{+4}$ (сера принимает 2 электрона)
Запишем полуреакции окисления и восстановления:
$P^0 - 5e^- \rightarrow P^{+5} \quad | \times 2 \quad$ (процесс окисления, P - восстановитель)
$S^{+6} + 2e^- \rightarrow S^{+4} \quad | \times 5 \quad$ (процесс восстановления, $S^{+6}$ - окислитель)
Наименьшее общее кратное для чисел 5 и 2 равно 10. Отсюда находим коэффициенты: 2 для фосфора и 5 для серы, изменившей степень окисления.
Подставляем коэффициенты в уравнение:
$2P + H_2SO_4 \rightarrow 2H_3PO_4 + 5SO_2 + H_2O$
Теперь уравниваем остальные атомы. Справа 5 атомов серы, значит, перед $H_2SO_4$ слева ставим коэффициент 5.
$2P + 5H_2SO_4 \rightarrow 2H_3PO_4 + 5SO_2 + H_2O$
Уравниваем атомы водорода. Слева $5 \times 2 = 10$ атомов. Справа в $2H_3PO_4$ содержится $2 \times 3 = 6$ атомов. Следовательно, в воде должно быть $10 - 6 = 4$ атома водорода, что соответствует 2 молекулам воды.
$2P + 5H_2SO_4 \rightarrow 2H_3PO_4 + 5SO_2 + 2H_2O$
Проверяем баланс по кислороду. Слева: $5 \times 4 = 20$ атомов. Справа: $(2 \times 4) + (5 \times 2) + (2 \times 1) = 8 + 10 + 2 = 20$ атомов. Уравнение сбалансировано.
Ответ: $2P + 5H_2SO_4(конц.) = 2H_3PO_4 + 5SO_2 + 2H_2O$
б) P + HNO₃(конц.) →
Фосфор (P) реагирует с концентрированной азотной кислотой ($HNO_3$), выступая как восстановитель. Он окисляется до ортофосфорной кислоты ($H_3PO_4$). Азотная кислота является сильным окислителем; азот в степени окисления +5 восстанавливается до диоксида азота ($NO_2$), где его степень окисления +4.
Схема реакции:
$P + HNO_3 \rightarrow H_3PO_4 + NO_2 + H_2O$
Составим электронный баланс для элементов, изменяющих степень окисления:
$P^0 \rightarrow P^{+5}$ (фосфор отдает 5 электронов)
$N^{+5} \rightarrow N^{+4}$ (азот принимает 1 электрон)
Запишем полуреакции:
$P^0 - 5e^- \rightarrow P^{+5} \quad | \times 1 \quad$ (процесс окисления, P - восстановитель)
$N^{+5} + 1e^- \rightarrow N^{+4} \quad | \times 5 \quad$ (процесс восстановления, $N^{+5}$ - окислитель)
Коэффициенты: 1 для фосфора и 5 для азота.
Подставляем коэффициенты в уравнение (коэффициент 1 обычно не пишется):
$P + HNO_3 \rightarrow H_3PO_4 + 5NO_2 + H_2O$
Уравниваем атомы азота. Справа 5 атомов N, значит, перед $HNO_3$ ставим коэффициент 5.
$P + 5HNO_3 \rightarrow H_3PO_4 + 5NO_2 + H_2O$
Уравниваем атомы водорода. Слева 5 атомов H. Справа в $H_3PO_4$ 3 атома H, значит, в воде должно быть $5 - 3 = 2$ атома H, что соответствует 1 молекуле воды.
$P + 5HNO_3 \rightarrow H_3PO_4 + 5NO_2 + H_2O$
Проверяем по кислороду. Слева: $5 \times 3 = 15$ атомов. Справа: $(1 \times 4) + (5 \times 2) + (1 \times 1) = 4 + 10 + 1 = 15$ атомов. Баланс соблюден.
Ответ: $P + 5HNO_3(конц.) = H_3PO_4 + 5NO_2 + H_2O$
в) P + HNO₃(разб.) →
При реакции с разбавленной азотной кислотой фосфор (P) также окисляется до ортофосфорной кислоты ($H_3PO_4$). Однако продукт восстановления азота отличается. В разбавленной кислоте азот ($N^{+5}$) восстанавливается глубже, как правило, до оксида азота(II) (NO), где его степень окисления +2.
Схема реакции (в этой реакции вода является реагентом, а не продуктом, что необходимо для баланса атомов водорода и кислорода):
$P + HNO_3 + H_2O \rightarrow H_3PO_4 + NO$
Составим электронный баланс:
$P^0 \rightarrow P^{+5}$ (фосфор отдает 5 электронов)
$N^{+5} \rightarrow N^{+2}$ (азот принимает 3 электрона)
Запишем полуреакции:
$P^0 - 5e^- \rightarrow P^{+5} \quad | \times 3 \quad$ (процесс окисления, P - восстановитель)
$N^{+5} + 3e^- \rightarrow N^{+2} \quad | \times 5 \quad$ (процесс восстановления, $N^{+5}$ - окислитель)
Наименьшее общее кратное для 5 и 3 равно 15. Коэффициенты: 3 для фосфора и 5 для азота.
Подставляем коэффициенты в уравнение:
$3P + 5HNO_3 + H_2O \rightarrow 3H_3PO_4 + 5NO$
Уравниваем атомы фосфора и азота согласно найденным коэффициентам.
Теперь уравниваем атомы водорода. Справа $3 \times 3 = 9$ атомов H. Слева в $5HNO_3$ есть 5 атомов H. Значит, в воде должно быть $9 - 5 = 4$ атома H. Ставим коэффициент 2 перед $H_2O$.
$3P + 5HNO_3 + 2H_2O \rightarrow 3H_3PO_4 + 5NO$
Проверяем баланс по кислороду. Слева: $(5 \times 3) + (2 \times 1) = 15 + 2 = 17$ атомов. Справа: $(3 \times 4) + (5 \times 1) = 12 + 5 = 17$ атомов. Уравнение сбалансировано.
Ответ: $3P + 5HNO_3(разб.) + 2H_2O = 3H_3PO_4 + 5NO$
Другие задания:
Помогло решение? Оставьте отзыв в комментариях ниже.
Присоединяйтесь к Телеграм-группе @top_gdz
ПрисоединитьсяМы подготовили для вас ответ c подробным объяснением домашего задания по химии за 9 класс, для упражнения номер 37 расположенного на странице 80 к сборнику задач и упражнений 2020 года издания для учащихся школ и гимназий.
Теперь на нашем сайте ГДЗ.ТОП вы всегда легко и бесплатно найдёте условие с правильным ответом на вопрос «Как решить ДЗ» и «Как сделать» задание по химии к упражнению №37 (с. 80), авторов: Габриелян (Олег Саргисович), Тригубчак (Инесса Васильевна), ФГОС (старый) учебного пособия издательства Просвещение.