Номер 6, страница 7 - гдз по химии 9 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Подумай, ответь, выполни.... Параграф 1. Окислительно-восстановительные реакции. Глава 1. Классификация химических реакций - номер 6, страница 7.

Условие.

6. В схеме реакции

$HNO_3 \rightarrow H_2O + NO_2 + O_2$

расставьте коэффициенты методом электронного баланса.

Решение.

Решение 2.

Решение

Запишем данную схему реакции:

$HNO_3 \rightarrow H_2O + NO_2 + O_2$

Для того чтобы расставить коэффициенты методом электронного баланса, определим степени окисления элементов в каждом веществе до и после реакции.

В левой части уравнения (реагенты):

$H^{+1}N^{+5}O_3^{-2}$

В правой части уравнения (продукты):

$H_2^{+1}O^{-2} + N^{+4}O_2^{-2} + O_2^{0}$

Как мы видим, степени окисления изменяют азот (N) и кислород (O):

• Азот понижает свою степень окисления с +5 до +4. Атом азота принимает 1 электрон, следовательно, $N^{+5}$ является окислителем, а процесс называется восстановлением.
• Кислород повышает свою степень окисления с -2 до 0. Два атома кислорода отдают 4 электрона, следовательно, $O^{-2}$ является восстановителем, а процесс называется окислением.

Составим уравнения полуреакций для этих элементов:

Процесс восстановления (принятие электронов):

$N^{+5} + 1e^{-} \rightarrow N^{+4}$

Процесс окисления (отдача электронов):

$2O^{-2} - 4e^{-} \rightarrow O_2^{0}$

Теперь составим электронный баланс. Для этого находим наименьшее общее кратное (НОК) для числа отданных и принятых электронов. НОК(1, 4) = 4. Дополнительные множители для полуреакций будут 4 и 1 соответственно.

$ \begin{array}{c|c|c|l} N^{+5} + 1e^{-} \rightarrow N^{+4} & 4 & \text{окислитель (процесс восстановления)} \\ \hline 2O^{-2} - 4e^{-} \rightarrow O_2^{0} & 1 & \text{восстановитель (процесс окисления)} \\ \end{array} $

Полученные множители (4 и 1) являются коэффициентами в уравнении реакции. Коэффициент 4 ставим перед веществом, содержащим азот в степени окисления +4 ($NO_2$). Коэффициент 1 (не пишется) ставим перед веществом, содержащим кислород в степени окисления 0 ($O_2$).

$HNO_3 \rightarrow H_2O + 4NO_2 + O_2$

Теперь уравниваем остальные элементы. Начнем с азота. В правой части уравнения 4 атома азота, значит, в левой части перед $HNO_3$ также необходимо поставить коэффициент 4.

$4HNO_3 \rightarrow H_2O + 4NO_2 + O_2$

Далее уравняем количество атомов водорода (H). Слева в $4HNO_3$ их 4, справа в $H_2O$ их 2. Чтобы уравнять, ставим коэффициент 2 перед $H_2O$.

$4HNO_3 \rightarrow 2H_2O + 4NO_2 + O_2$

В последнюю очередь выполняем проверку по атомам кислорода (O).

Слева: в $4HNO_3$ содержится $4 \times 3 = 12$ атомов кислорода.

Справа: в $2H_2O$ - 2 атома, в $4NO_2$ - $4 \times 2 = 8$ атомов, в $O_2$ - 2 атома. Итого справа: $2 + 8 + 2 = 12$ атомов кислорода.

Количество атомов всех элементов в левой и правой частях уравнения равно. Коэффициенты расставлены верно.

Ответ:

$4HNO_3 \rightarrow 2H_2O + 4NO_2 + O_2$