Номер 5, страница 33, часть 1 - гдз по химии 9 класс учебник Оспанова, Аухадиева

5. Подберите коэффициенты в уравнениях методом электронного баланса:

1) $Na + HCl \rightarrow NaCl + H_2 \uparrow$

2) $Ca + H_2SO_4 \rightarrow CaSO_4 + H_2 \uparrow$

3) $Al + HBr \rightarrow AlBr_3 + H_2 \uparrow$

1) Na + HCl → NaCl + H₂

Решение:

Метод электронного баланса основан на том, что в окислительно-восстановительной реакции число электронов, отданных восстановителем, равно числу электронов, принятых окислителем.

1. Определим степени окисления элементов в реагентах и продуктах:

$Na^0 + H^{+1}Cl^{-1} \rightarrow Na^{+1}Cl^{-1} + H_2^0$

2. Выпишем элементы, которые изменили свою степень окисления, и составим полуреакции окисления и восстановления:

Натрий ($Na$) отдает электрон, его степень окисления повышается с 0 до +1. Он является восстановителем.

Водород ($\text{H}$) принимает электрон, его степень окисления понижается с +1 до 0. Он является окислителем.

$Na^0 - 1e^- \rightarrow Na^{+1}$ (процесс окисления)

$2H^{+1} + 2e^- \rightarrow H_2^0$ (процесс восстановления)

3. Уравняем число отданных и принятых электронов. Наименьшее общее кратное для 1 и 2 равно 2. Поэтому первую полуреакцию умножаем на 2, а вторую на 1:

$Na^0 - 1e^- \rightarrow Na^{+1} \quad | \times 2$ (восстановитель)

$2H^{+1} + 2e^- \rightarrow H_2^0 \quad | \times 1$ (окислитель)

4. Полученные коэффициенты (2 и 1) ставим в уравнение реакции. Коэффициент 2 ставим перед $Na$ и $NaCl$. Коэффициент 1 ставим перед $H_2$. Чтобы уравнять количество атомов водорода, ставим коэффициент 2 перед $HCl$.

$2Na + 2HCl \rightarrow 2NaCl + H_2$

5. Проверяем баланс атомов:

Слева: 2 Na, 2 H, 2 Cl

Справа: 2 Na, 2 H, 2 Cl

Баланс соблюден.

Ответ: $2Na + 2HCl \rightarrow 2NaCl + H_2$

2) Ca + H₂SO₄ → CaSO₄ + H₂

Решение:

1. Определим степени окисления элементов:

$Ca^0 + H_2^{+1}S^{+6}O_4^{-2} \rightarrow Ca^{+2}S^{+6}O_4^{-2} + H_2^0$

2. Составим полуреакции для элементов, изменивших степень окисления:

Кальций ($Ca$) отдает 2 электрона, его степень окисления повышается с 0 до +2. Он является восстановителем.

Водород ($\text{H}$) принимает электроны, его степень окисления понижается с +1 до 0. Он является окислителем.

$Ca^0 - 2e^- \rightarrow Ca^{+2} \quad | \times 1$ (восстановитель)

$2H^{+1} + 2e^- \rightarrow H_2^0 \quad | \times 1$ (окислитель)

3. Число отданных и принятых электронов равно 2. Наименьшее общее кратное равно 2, поэтому коэффициенты для полуреакций равны 1. Это означает, что исходное уравнение уже сбалансировано и дополнительные коэффициенты не требуются.

4. Проверяем баланс атомов в исходном уравнении:

Слева: 1 Ca, 2 H, 1 S, 4 O

Справа: 1 Ca, 2 H, 1 S, 4 O

Баланс соблюден.

Ответ: $Ca + H₂SO₄ \rightarrow CaSO₄ + H₂$

3) Al + HBr → AlBr₃ + H₂

Решение:

1. Определим степени окисления элементов:

$Al^0 + H^{+1}Br^{-1} \rightarrow Al^{+3}Br_3^{-1} + H_2^0$

2. Составим полуреакции для элементов, изменивших степень окисления:

Алюминий ($Al$) отдает 3 электрона, его степень окисления повышается с 0 до +3. Он является восстановителем.

Водород ($\text{H}$) принимает электроны, его степень окисления понижается с +1 до 0. Он является окислителем.

$Al^0 - 3e^- \rightarrow Al^{+3}$ (процесс окисления)

$2H^{+1} + 2e^- \rightarrow H_2^0$ (процесс восстановления)

3. Уравняем число отданных и принятых электронов. Наименьшее общее кратное для 3 и 2 равно 6. Умножаем первую полуреакцию на 2, а вторую на 3:

$Al^0 - 3e^- \rightarrow Al^{+3} \quad | \times 2$ (восстановитель)

$2H^{+1} + 2e^- \rightarrow H_2^0 \quad | \times 3$ (окислитель)

4. Полученные коэффициенты ставим в уравнение. Коэффициент 2 ставим перед $Al$ и $AlBr_3$. Коэффициент 3 ставим перед $H_2$. Чтобы уравнять количество атомов водорода (6) и брома (6), ставим коэффициент 6 перед $HBr$.

$2Al + 6HBr \rightarrow 2AlBr_3 + 3H_2$

5. Проверяем баланс атомов:

Слева: 2 Al, 6 H, 6 Br

Справа: 2 Al, 6 H (3×2), 6 Br (2×3)

Баланс соблюден.

Ответ: $2Al + 6HBr \rightarrow 2AlBr_3 + 3H_2$