Краткий ответ
Верхние индексы обозначают степени окисления.
7.37. Схемы перехода электронов
а)
- \(\mathrm{S}^{+6}+2e^- \rightarrow \mathrm{S}^{+4}\)
- \(\mathrm{N}^{+5}+2e^- \rightarrow \mathrm{N}^{+3}\)
- \(\mathrm{C}^{-4}-8e^- \rightarrow \mathrm{C}^{+4}\)
- \(\mathrm{O}^{-2}-2e^- \rightarrow \mathrm{O}^{0}\)
- \(\mathrm{Cl}^{-1}-e^- \rightarrow \mathrm{Cl}^{0}\)
б)
- \(\mathrm{O}^{-1}+e^- \rightarrow \mathrm{O}^{-2}\)
- \(\mathrm{Cl}^{+5}+6e^- \rightarrow \mathrm{Cl}^{-1}\)
- \(\mathrm{N}^{+5}+4e^- \rightarrow \mathrm{N}^{+1}\)
(в \(\mathrm{N_2O}\) средняя степень окисления N равна \(+1\)) - \(\mathrm{Cr}^{+6}+3e^- \rightarrow \mathrm{Cr}^{+3}\)
в)
- \(\mathrm{N}^{+5}+3e^- \rightarrow \mathrm{N}^{+2}\)
- \(\mathrm{Cl}^{+5}+6e^- \rightarrow \mathrm{Cl}^{-1}\)
- \(\mathrm{S}^{-2}-6e^- \rightarrow \mathrm{S}^{+4}\)
- \(\mathrm{O}^{-2}-2e^- \rightarrow \mathrm{O}^{0}\)
г)
- \(\mathrm{Mn}^{+7}+5e^- \rightarrow \mathrm{Mn}^{+2}\)
- \(\mathrm{Mn}^{+7}+5e^- \rightarrow \mathrm{Mn}^{+2}\)
- \(\mathrm{Mn}^{+6}+2e^- \rightarrow \mathrm{Mn}^{+4}\)
- \(\mathrm{N}^{-3}-5e^- \rightarrow \mathrm{N}^{+2}\)
- \(\mathrm{N}^{-3}-3e^- \rightarrow \mathrm{N}^{0}\)
7.38. Уравнения реакций
а) \[ \boxed{2\mathrm{Al}+3\mathrm{CuO}\rightarrow \mathrm{Al_2O_3}+3\mathrm{Cu}} \]
б) \[ \boxed{4\mathrm{NH_3}+5\mathrm{O_2}\rightarrow 4\mathrm{NO}+6\mathrm{H_2O}} \]
в) \[ \boxed{\mathrm{MnO_2}+4\mathrm{HCl}\rightarrow \mathrm{MnCl_2}+\mathrm{Cl_2}+2\mathrm{H_2O}} \]
г) \[ \boxed{3\mathrm{Cu}+8\mathrm{HNO_3}\rightarrow 3\mathrm{Cu(NO_3)_2}+2\mathrm{NO}+4\mathrm{H_2O}} \]
Ключевые шаги и объяснение
Правило:
- степень окисления повышается — атом отдаёт электроны, это окисление;
- степень окисления понижается — атом принимает электроны, это восстановление.
Например, в реакции
\[
\mathrm{KNO_3}\rightarrow \mathrm{KNO_2}
\]
азот изменяет степень окисления:
\[ \mathrm{N}^{+5}\rightarrow \mathrm{N}^{+3} \]
Он принимает \(2e^-\):
\[ \mathrm{N}^{+5}+2e^-\rightarrow \mathrm{N}^{+3}. \]
Электронный баланс для 7.38
а)
\[ \mathrm{Al^0}-3e^-\rightarrow \mathrm{Al}^{+3}\quad (\times2) \]
\[ \mathrm{Cu}^{+2}+2e^-\rightarrow \mathrm{Cu^0}\quad (\times3) \]
Отдано и принято по \(6e^-\).
б)
\[ \mathrm{N}^{-3}-5e^-\rightarrow \mathrm{N}^{+2}\quad (\times4) \]
\[ 2\mathrm{O^0}+4e^-\rightarrow 2\mathrm{O}^{-2}\quad (\times5) \]
Отдано и принято по \(20e^-\).
в)
\[ \mathrm{Mn}^{+4}+2e^-\rightarrow \mathrm{Mn}^{+2} \]
\[ \mathrm{Cl}^{-1}-e^-\rightarrow \mathrm{Cl^0}\quad (\times2) \]
Отдано и принято по \(2e^-\).
г)
\[ \mathrm{Cu^0}-2e^-\rightarrow \mathrm{Cu}^{+2}\quad (\times3) \]
\[ \mathrm{N}^{+5}+3e^-\rightarrow \mathrm{N}^{+2}\quad (\times2) \]
Отдано и принято по \(6e^-\).
Во всех четырёх уравнениях число атомов и количество отданных и принятых электронов совпадают.
