Номер 7, страница 91 - гдз по химии 9 класс учебник Шиманович, Василевская

7. Методом электронного баланса расставьте коэффициенты в схемах следующих окислительно-восстановительных реакций:

a) $SiO_2 + F_2 \to SiF_4 + O_2;$

б) $Fe + Br_2 \to FeBr_3.$

Укажите окислитель и восстановитель.

а) $SiO_2 + F_2 \rightarrow SiF_4 + O_2$

Решение:

1. Определим степени окисления элементов в реагентах и продуктах:
$Si^{+4}O_2^{-2} + F_2^0 \rightarrow Si^{+4}F_4^{-1} + O_2^0$
2. Определим элементы, которые изменили свою степень окисления. Это кислород (O) и фтор (F). Кремний (Si) не изменил степень окисления.
Кислород повысил степень окисления с -2 до 0, следовательно, $SiO_2$ (за счет атомов кислорода) является восстановителем, а сам кислород окисляется.
Фтор понизил степень окисления с 0 до -1, следовательно, $F_2$ является окислителем, а сам фтор восстанавливается.
3. Составим уравнения полуреакций и найдем коэффициенты методом электронного баланса.
$2O^{-2} - 4e^- \rightarrow O_2^0$ | 1 (процесс окисления)
$F_2^0 + 2e^- \rightarrow 2F^{-1}$ | 2 (процесс восстановления)
Наименьшее общее кратное для числа отданных и принятых электронов (4 и 2) равно 4. Это означает, что в реакции участвует 1 молекула $O_2$ и 2 молекулы $F_2$.
4. Расставим найденные коэффициенты в схеме реакции:
$SiO_2 + 2F_2 \rightarrow SiF_4 + O_2$
Проверим баланс атомов:
Si: слева 1, справа 1 (уравнено)
O: слева 2, справа 2 (уравнено)
F: слева $2 \cdot 2 = 4$, справа 4 (уравнено)
Коэффициенты расставлены верно.

Ответ: $SiO_2 + 2F_2 = SiF_4 + O_2$. Окислитель — $F_2$, восстановитель — $SiO_2$.

б) $Fe + Br_2 \rightarrow FeBr_3$

Решение:

1. Определим степени окисления элементов в реагентах и продуктах:
$Fe^0 + Br_2^0 \rightarrow Fe^{+3}Br_3^{-1}$
2. Определим элементы, которые изменили свою степень окисления. Это железо (Fe) и бром (Br).
Железо повысило степень окисления с 0 до +3, следовательно, $Fe$ является восстановителем (окисляется).
Бром понизил степень окисления с 0 до -1, следовательно, $Br_2$ является окислителем (восстанавливается).
3. Составим уравнения полуреакций и найдем коэффициенты методом электронного баланса.
$Fe^0 - 3e^- \rightarrow Fe^{+3}$ | 2 (процесс окисления)
$Br_2^0 + 2e^- \rightarrow 2Br^{-1}$ | 3 (процесс восстановления)
Наименьшее общее кратное для числа отданных и принятых электронов (3 и 2) равно 6. Это означает, что в реакции участвует 2 атома $Fe$ и 3 молекулы $Br_2$.
4. Расставим найденные коэффициенты в схеме реакции:
$2Fe + 3Br_2 \rightarrow 2FeBr_3$
Проверим баланс атомов:
Fe: слева 2, справа 2 (уравнено)
Br: слева $3 \cdot 2 = 6$, справа $2 \cdot 3 = 6$ (уравнено)
Коэффициенты расставлены верно.

Ответ: $2Fe + 3Br_2 = 2FeBr_3$. Окислитель — $Br_2$, восстановитель — $Fe$.