Реши пожалуйста
Краткий ответ
а)
\[
\mathrm{CaH_2+2H_2O\rightarrow Ca(OH)_2+2H_2}
\]
Межмолекулярная ОВР, формально — замещение.
Окислитель — \(\mathrm{H_2O}\), восстановитель — \(\mathrm{CaH_2}\).
б)
\[
\mathrm{2As+5Cl_2+8H_2O\rightarrow 2H_3AsO_4+10HCl}
\]
Межмолекулярная ОВР.
Окислитель — \(\mathrm{Cl_2}\), восстановитель — \(\mathrm{As}\).
в)
\[
\mathrm{6FeCl_2+KClO_3+6HCl\rightarrow 6FeCl_3+KCl+3H_2O}
\]
Межмолекулярная ОВР.
Окислитель — \(\mathrm{KClO_3}\), восстановитель — \(\mathrm{FeCl_2}\).
г)
\[
\mathrm{3NO_2+H_2O\rightarrow 2HNO_3+NO}
\]
ОВР диспропорционирования.
\(\mathrm{NO_2}\) одновременно является и окислителем, и восстановителем.
Решение
Правила: у простых веществ степень окисления равна \(0\); кислород обычно имеет \(-2\), водород — \(+1\), но в гидридах металлов водород имеет \(-1\).
а) \(\mathrm{CaH_2+H_2O\rightarrow Ca(OH)_2+H_2}\)
Степени окисления:
- \(\mathrm{CaH_2}\): Ca \(+2\), H \(-1\);
- \(\mathrm{H_2O}\): H \(+1\), O \(-2\);
- \(\mathrm{Ca(OH)_2}\): Ca \(+2\), O \(-2\), H \(+1\);
- \(\mathrm{H_2}\): H \(0\).
Изменяются степени окисления водорода:
\[ 2\mathrm{H}^{-1}\rightarrow \mathrm{H}_2^0+2e^- \]
\[ 2\mathrm{H}^{+1}+2e^-\rightarrow \mathrm{H}_2^0 \]
Водород в \(\mathrm{CaH_2}\) отдаёт электроны — это восстановитель.
Водород в воде принимает электроны — вода является окислителем.
После уравнивания атомов:
\[ \boxed{\mathrm{CaH_2+2H_2O\rightarrow Ca(OH)_2+2H_2}} \]
б) \(\mathrm{As+Cl_2+H_2O\rightarrow H_3AsO_4+HCl}\)
Степени окисления:
- \(\mathrm{As}\): As \(0\);
- \(\mathrm{Cl_2}\): Cl \(0\);
- \(\mathrm{H_2O}\): H \(+1\), O \(-2\);
- \(\mathrm{H_3AsO_4}\): H \(+1\), As \(+5\), O \(-2\);
- \(\mathrm{HCl}\): H \(+1\), Cl \(-1\).
Электронный баланс:
\[ 2\mathrm{As}^0\rightarrow 2\mathrm{As}^{+5}+10e^- \]
\[ 5\mathrm{Cl_2}^0+10e^-\rightarrow 10\mathrm{Cl}^{-1} \]
Мышьяк окисляется, поэтому он восстановитель.
Хлор восстанавливается, поэтому \(\mathrm{Cl_2}\) — окислитель.
Итог:
\[ \boxed{\mathrm{2As+5Cl_2+8H_2O\rightarrow 2H_3AsO_4+10HCl}} \]
в) \(\mathrm{FeCl_2+KClO_3+HCl\rightarrow FeCl_3+KCl+H_2O}\)
Степени окисления:
- \(\mathrm{FeCl_2}\): Fe \(+2\), Cl \(-1\);
- \(\mathrm{KClO_3}\): K \(+1\), Cl \(+5\), O \(-2\);
- \(\mathrm{HCl}\): H \(+1\), Cl \(-1\);
- \(\mathrm{FeCl_3}\): Fe \(+3\), Cl \(-1\);
- \(\mathrm{KCl}\): K \(+1\), Cl \(-1\);
- \(\mathrm{H_2O}\): H \(+1\), O \(-2\).
Электронный баланс:
\[ 6\mathrm{Fe}^{+2}\rightarrow 6\mathrm{Fe}^{+3}+6e^- \]
\[ \mathrm{Cl}^{+5}+6e^-\rightarrow \mathrm{Cl}^{-1} \]
Железо(II) отдаёт электроны — \(\mathrm{FeCl_2}\) является восстановителем.
Хлор \(+5\) принимает электроны — \(\mathrm{KClO_3}\) является окислителем.
Итог:
\[ \boxed{\mathrm{6FeCl_2+KClO_3+6HCl\rightarrow 6FeCl_3+KCl+3H_2O}} \]
г) \(\mathrm{NO_2+H_2O\rightarrow HNO_3+NO}\)
Степени окисления:
- \(\mathrm{NO_2}\): N \(+4\), O \(-2\);
- \(\mathrm{H_2O}\): H \(+1\), O \(-2\);
- \(\mathrm{HNO_3}\): H \(+1\), N \(+5\), O \(-2\);
- \(\mathrm{NO}\): N \(+2\), O \(-2\).
Один и тот же азот со степенью окисления \(+4\) изменяется в двух направлениях:
\[ 2\mathrm{N}^{+4}\rightarrow 2\mathrm{N}^{+5}+2e^- \]
\[ \mathrm{N}^{+4}+2e^-\rightarrow \mathrm{N}^{+2} \]
Часть \(\mathrm{NO_2}\) окисляется до \(\mathrm{HNO_3}\), а часть восстанавливается до \(\mathrm{NO}\). Поэтому это диспропорционирование.
Итог:
\[ \boxed{\mathrm{3NO_2+H_2O\rightarrow 2HNO_3+NO}} \]
Проверка коэффициентов
- а) Ca — 1, O — 2, H — 6 с обеих сторон;
- б) As — 2, Cl — 10, H — 16, O — 8;
- в) Fe — 6, K — 1, Cl — 19, H — 6, O — 3;
- г) N — 3, H — 2, O — 7.
