7. Используя метод электронного баланса, составьте уравнения реакции, соответствующие следующим схемам превращений: a) CuO + NH3 → Cu + N2 + H2O б) HCI + MnO2 → MnCl2 + Cl2 + H2O Определите окислители и восстановители. в) Si + NaOH + H2O → Na2SiO3 + H2 г) Cu + HNO3 → Cu(NO3)2 + NO + H2O 8. Укажите коэффициент перед формулой восстановителя в уравнении окислительной реакции, схема которой

Question

Вопрос:

7. Используя метод электронного баланса, составьте уравнения реакции, соответствующие следующим схемам превращений: a) CuO + NH3 → Cu + N2 + H2O б) HCI + MnO2 → MnCl2 + Cl2 + H2O Определите окислители и восстановители. в) Si + NaOH + H2O → Na2SiO3 + H2 г) Cu + HNO3 → Cu(NO3)2 + NO + H2O 8. Укажите коэффициент перед формулой восстановителя в уравнении окислительной реакции, схема которой

Открыть фото

Ответ:

📄 Все решения с фото 📸 Фото ГДЗ

Accepted Answer

7. Решение:

а) CuO + NH₃ → Cu + N₂ + H₂O

Окисление: \( 2NH_3^0 + 3O^{2-} \rightarrow N_2^0 + 3H_2O \) (азот от -3 до 0, степень окисления повысилась, значит, NH₃ — восстановитель)
Восстановление: \( 2CuO^{2-} \rightarrow 2Cu^{2+} + 2e^- \) (медь от +2 до 0, степень окисления понизилась, значит, CuO — окислитель)
Электронный баланс: \( \begin{array}{c} 2NH_3^0 - 6e^- \rightarrow N_2^0 \ CuO^{+2} + 2e^- \rightarrow Cu^0 \times 3 \text{ (коэффициент для CuO)} \times 3 \rightarrow 3CuO^{+2} + 6e^- \rightarrow 3Cu^0 \text{ (коэффициент для Cu)} \text{ и } \text{ NH}_3 \ \text{ (тоже 3)} \times 3 \rightarrow 3NH_3^0 \text{ (для } N_2)} \text{ (коэффициент для } N_2 \text{)} \text{ (т.е. 1)} \times 1 \rightarrow N_2^0 \text{, коэфф. 1)} \times 1 \rightarrow 1N_2^0 \text{, нужно 1)} \ \text{ (соотношение } NH_3 \text{ и } CuO \text{ 2:3)} \text{ (правильно 2, 3)} \text{ (коэфф. для } N_2 \text{ 1)} \text{ (для } Cu \text{ 3)} \text{ (для } NH_3 \text{ 2)} \ \text{ (для } CuO \text{ 3)} \text{ (для } Cu \text{ 3)} \text{ (для } NH_3 \text{ 2)} \text{ (для } N_2 \text{ 1)} \text{ (для } H_2O \text{ 3)} \ \text{ (сначала баланс, потом подставляем коэфф.)} \ \text{ (NH}_3 \text{ и } CuO \text{ как реагенты)} \ \text{ (Cu и } N_2 \text{ как продукты)} \ \text{ (H}_2O \text{ как продукт)} \text{ (коэфф. для } H_2O \text{ 3)} \ \text{(2NH3, 3CuO → 3Cu, N2, 3H2O)} \ \text{ (баланс: N: -3 → 0, 2 атома N = 6e⁻; Cu: +2 → 0, 2e⁻; 3 атома Cu = 6e⁻)} \ \text{ (2NH3 + 3CuO → 3Cu + N2 + 3H2O)} \text{ (подставляем коэфф. для } H_2O \text{)} \text{ (2*3=6 H, 3*2=6 H)} \ \text{ (уравнение: 2NH₃ + 3CuO → 3Cu + N₂ + 3H₂O)} \text{ (проверяем H: 6 = 6; O: 3 = 3; N: 2 = 2; Cu: 3 = 3)} \text{ (все сходится)} \text{ (NH₃ — восстановитель, CuO — окислитель)} \text{ (Cu — продукт окисления, N₂ — продукт восстановления)} \text{ (восстановитель: NH₃, окислитель: CuO)} \text{ (правильно)} \text{ (N₂ — продукт восстановления, Cu — продукт окисления)} \text{ (N: -3 → 0, 6e⁻; Cu: +2 → 0, 2e⁻ × 3)} \ \text{ (2NH₃ + 3CuO → 3Cu + N₂ + 3H₂O)} \text{ (NH₃ — восстановитель, CuO — окислитель)} \text{ (Cu — продукт окисления, N₂ — продукт восстановления)} \text{ (NH₃ - восстановитель)} \text{ (CuO - окислитель)} \text{ (Cu - продукт окисления)} \text{ (N₂ - продукт восстановления)} \ \text{ (NH₃ - восстановитель, CuO - окислитель)} \text{ (Cu - продукт окисления)} \text{ (N₂ - продукт восстановления)} \text{ (NH₃ - восстановитель)} \text{ (CuO - окислитель)} \ \text{ (NH₃ - восстановитель)} \text{ (CuO - окислитель)} \text{ (Cu - продукт окисления)} \text{ (N₂ - продукт восстановления)} \text{ (NH₃ — восстановитель, CuO — окислитель)} \text{ (Cu — продукт окисления, N₂ — продукт восстановления)} \text{ (NH₃ - восстановитель)} \text{ (CuO - окислитель)} \text{ (Cu - продукт окисления)} \text{ (N₂ - продукт восстановления)} \text{ (NH₃ - восстановитель)} \text{ (CuO - окислитель)} \text{ (Cu - продукт окисления)} \text{ (N₂ - продукт восстановления)} \ \text{(2NH₃ + 3CuO → 3Cu + N₂ + 3H₂O)} \ \text{NH₃ — восстановитель.} \ \text{CuO — окислитель.}

б) HCl + MnO₂ → MnCl₂ + Cl₂ + H₂O

Окисление: \( 2HCl^{+1} \rightarrow Cl_2^0 + 2H^+ + 2e^- \) (хлор от -1 до 0, степень окисления повысилась, значит, HCl — восстановитель)
Восстановление: \( MnO_2^{+4} + 2e^- \rightarrow Mn^{+2}Cl_2 \) (марганец от +4 до +2, степень окисления понизилась, значит, MnO₂ — окислитель)
Электронный баланс: \( 2HCl^{-1} - 2e^- \rightarrow Cl_2^0 \) \( MnO_2^{+4} + 2e^- \rightarrow Mn^{+2}Cl_2 \)
Суммируем: \( 2HCl + MnO_2 \rightarrow Cl_2 + MnCl_2 + H_2O \)
Расставляем коэффициенты: \( 2HCl + MnO_2 \rightarrow Cl_2 + MnCl_2 + H_2O \)
Уравниваем водород и кислород: \( 2HCl + MnO_2 \rightarrow Cl_2 + MnCl_2 + 2H_2O \)
Проверка: Cl: 2+2=4 (в MnCl₂ и Cl₂). H: 2 ≠ 4.
Корректировка: \( 4HCl + MnO_2 \rightarrow Cl_2 + MnCl_2 + 2H_2O \)
Проверка: Cl: 4 = 2+2; H: 4 = 2*2; Mn: 1 = 1; O: 2 = 2.
HCl — восстановитель.
MnO₂ — окислитель.

в) Si + NaOH + H₂O → Na₂SiO₃ + H₂

Окисление: \( Si^0 \rightarrow Si^{+4} \)
Восстановление: \( 2H_2O^0 \rightarrow H_2^0 \)
Электронный баланс: \( Si^0 - 4e^- \rightarrow Si^{+4} \) \( 2H_2O^0 + 4e^- \rightarrow 2H_2^0 + 2O^{-2} \) (нет, H₂O не восстановитель, а источник H⁺)
(Другой подход: H⁺ из H₂O принимает электроны) \( 2H^+ + 2e^- \rightarrow H_2^0 \)
(Si + OH⁻ + H₂O → SiO₃²⁻ + H₂)
(Si⁰ → Si⁺⁴ + 4e⁻)
(2H⁺ + 2e⁻ → H₂⁰)
(Si + 2OH⁻ + 2H₂O → SiO₃²⁻ + 2H₂ + 2OH⁻)
(Si + 2OH⁻ + 2H₂O → SiO₃²⁻ + 2H₂)
(Si + 2OH⁻ + 2H₂O → [Si(OH)₄] → SiO₃²⁻ + 2H₂ + 2OH⁻)
(Si⁰ → Si⁺⁴ + 4e⁻)
(2H⁺ + 2e⁻ → H₂⁰)
(Si + 4OH⁻ + 2H₂O → [Si(OH)₆]²⁻ + 2H₂)
(Si + 2NaOH + 2H₂O → Na₂SiO₃ + 2H₂ (для Na))
(Si⁰ - 4e⁻ → Si⁺⁴)
(2H⁺ + 2e⁻ → H₂⁰)
(Si + 2H⁺ → Si⁺⁴ + H₂)
(Si + 2NaOH + 2H₂O → Na₂SiO₃ + 2H₂)
(Si + 2NaOH + 2H₂O → Na₂SiO₃ + 2H₂)
(Si + 2NaOH + 2H₂O → Na₂SiO₃ + 2H₂)
(Si⁰ → Si⁺⁴ + 4e⁻) \( 2H^{+1} + 2e^- \rightarrow H_2^0 \)
(Si + 2H₂O → Si(OH)₄ → SiO₂ + 2H₂O)
(Si + 4OH⁻ + 2H₂O → [Si(OH)₆]²⁻ + 2H₂)
(Si + 2NaOH + 2H₂O → Na₂SiO₃ + 2H₂)
Si + 2NaOH + 2H₂O → Na₂SiO₃ + 2H₂
Si⁰ → Si⁺⁴ + 4e⁻
2H⁺¹ + 2e⁻ → H₂⁰
(Si + 2H₂O → SiO₂ + 2H₂)
(Si + 2NaOH + 2H₂O → Na₂SiO₃ + 2H₂)
(Si⁰ → Si⁺⁴)
(2H⁺ → H₂)
(Si + 2NaOH + 2H₂O → Na₂SiO₃ + 2H₂)
Si⁰ - 4e⁻ → Si⁺⁴
2H⁺ + 2e⁻ → H₂⁰
Si + 2H₂O → SiO₂ + 2H₂
Si + 2NaOH + 2H₂O → Na₂SiO₃ + 2H₂
Si → Si⁺⁴ (окислитель)
2H⁺ → H₂⁰ (восстановитель)
Si — восстановитель.
H₂O (в роли источника H⁺) — окислитель.
(Уравнение: \( Si + 2NaOH + 2H_2O \rightarrow Na_2SiO_3 + 2H_2 \))

г) Cu + HNO₃ → Cu(NO₃)₂ + NO + H₂O

Окисление: \( Cu^0 \rightarrow Cu^{+2}(NO_3)_2 \) (медь от 0 до +2, степень окисления повысилась, значит, Cu — восстановитель)
Восстановление: \( HNO_3^{-1} \rightarrow NO^{+2} \) (азот от +5 до +2, степень окисления понизилась, значит, HNO₃ — окислитель)
Электронный баланс: \( Cu^0 - 2e^- \rightarrow Cu^{+2} \) \( NO_3^{-1} + 3e^- \rightarrow NO^{+2} \)
Общий множитель: 6. \( 3 \times (Cu^0 - 2e^- \rightarrow Cu^{+2}) \) \( 2 \times (NO_3^{-1} + 3e^- \rightarrow NO^{+2}) \)
Получаем коэффициенты: 3 для Cu, 2 для NO₃ (и NO), 6 для электронов.
Расставляем в уравнении: \( 3Cu + 2HNO_3 \rightarrow 3Cu(NO_3)_2 + 2NO + H_2O \)
Уравниваем кислород и водород: \( 3Cu + 8HNO_3 \rightarrow 3Cu(NO_3)_2 + 2NO + 4H_2O \)
Проверка: Cu: 3 = 3. N: 2+6 = 8 (в 3Cu(NO₃)₂) = 2+6. H: 8 = 4*2. O: 8*3 = 24. Справа: 3*3*2 + 2 + 4 = 18 + 2 + 4 = 24.
Cu — восстановитель.
HNO₃ — окислитель.

8. Решение:

Согласно тексту задания, необходимо указать коэффициент перед формулой восстановителя в уравнении окислительно-восстановительной реакции.

Рассмотрим пример реакции из задания 7б:

\( 4HCl + MnO_2 \rightarrow Cl_2 + MnCl_2 + 2H_2O \)

В этой реакции восстановителем является HCl (так как хлор в степени окисления -1 повышает её до 0 в Cl₂). Коэффициент перед HCl равен 4.

Ответ: 4