Номер 2, страница 86 - гдз по химии 9 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Глава 5. Азот и фосфор. Параграф 24. Аммиак. Подумай, ответь, выполни... - номер 2, страница 86.

Условие.

2. При пропускании аммиака через трубку с накалённым оксидом меди(II) образуется медь. Напишите уравнение этой реакции, укажите окислитель и восстановитель. Покажите переход электронов.

Решение.

Решение 2.

Решение

При пропускании аммиака ($NH_3$) через трубку с накалённым оксидом меди(II) ($CuO$) протекает окислительно-восстановительная реакция. Для того чтобы написать уравнение, определить окислитель и восстановитель, а также показать переход электронов, необходимо рассмотреть изменение степеней окисления атомов.

1. Определение степеней окисления и составление электронного баланса.

В исходных веществах: азот в аммиаке имеет степень окисления -3 ($\overset{-3}{N}H_3$), а медь в оксиде меди(II) — +2 ($\overset{+2}{Cu}O$).

В продуктах реакции: образуется простое вещество медь со степенью окисления 0 ($\overset{0}{Cu}$) и молекулярный азот, также со степенью окисления 0 ($\overset{0}{N_2}$).

Составим полуреакции окисления и восстановления (схема перехода электронов):

• Азот повышает свою степень окисления с -3 до 0, то есть отдает электроны (окисляется). Аммиак является восстановителем.

  $2\overset{-3}{N} - 6e^- \rightarrow \overset{0}{N_2}$

• Медь понижает свою степень окисления с +2 до 0, то есть принимает электроны (восстанавливается). Оксид меди(II) является окислителем.

  $\overset{+2}{Cu} + 2e^- \rightarrow \overset{0}{Cu}$

Для составления общего уравнения реакции необходимо уравнять число отданных и принятых электронов. Наименьшее общее кратное для 6 и 2 равно 6. Поэтому вторую полуреакцию умножим на 3:

$2\overset{-3}{N} - 6e^- \rightarrow \overset{0}{N_2}$ | 1

$\overset{+2}{Cu} + 2e^- \rightarrow \overset{0}{Cu}$ | 3

Таким образом, перед веществами, содержащими азот ($NH_3$ и $N_2$), нужен коэффициент 2 (для $N_2$ он уже подразумевается как 1, так как в молекуле два атома), а перед веществами, содержащими медь ($CuO$ и $Cu$), — коэффициент 3.

2. Составление уравнения реакции.

Подставим найденные коэффициенты в схему реакции и уравняем количество атомов водорода и кислорода, добавив воду ($H_2O$) в продукты.

$2NH_3 + 3CuO \rightarrow N_2 + 3Cu$

Слева у нас 2 * 3 = 6 атомов водорода и 3 атома кислорода. Чтобы уравнять их справа, необходимо добавить 3 молекулы воды ($3H_2O$).

Итоговое уравнение реакции:

$2NH_3 + 3CuO \xrightarrow{t} N_2 + 3Cu + 3H_2O$

Ответ: Уравнение реакции: $2NH_3 + 3CuO \xrightarrow{t} N_2 + 3Cu + 3H_2O$. Окислителем является оксид меди(II) ($CuO$), восстановителем — аммиак ($NH_3$). Схема перехода электронов: $2\overset{-3}{N} - 6e^- \rightarrow \overset{0}{N_2}$ (процесс окисления, $NH_3$ — восстановитель); $\overset{+2}{Cu} + 2e^- \rightarrow \overset{0}{Cu}$ (процесс восстановления, $CuO$ — окислитель).