Інші завдання дивись тут...

Пропонуються два алгоритми складання 

електронного балансу, причому другий, 

на наш погляд, є більш очевидним.

Сірим кольором даються відповіді,

а зеленим кольором - пояснення.

Вправа 1. Уставте пропущені слова, щоб висловлювання стало завершеним:

1. Реакції, які відбуваються зі зміною ступеня окиснення, називають окисно-відновними.

2. Елемент, який віддає електрони і окиснюється, є відновником.

3. Елемент, який приймає електрони і відновлюється, є окисником.

4. Метод, за допомогою якого добирають коефіцієнти для окисно-відновних реакцій, називають методом електронного балансу.

 

Вправа 2. Окисно-відновні реакції відображають подані нижче схеми.

А Zn + O

   Zn0 + O20 = Zn+2O-2

Реакція відбувається зі зміною ступеня окиснення хімічних елементів. 

Б BaO + H2O →

В CaO + HCl →

Г Mg + HCl →

  Mg0 + H+1Cl = Mg+2Cl2 + H20

Реакція відбувається зі зміною ступеня окиснення хімічних елементів. 

 

Вправа 3. Зазначте в поданих схемах ступені окиснення елементів до й після реакції й установіть, який елемент окиснився та який відновився:

а) Al + НСl → AlCl3 + H2↑;

 Al0 + Н+1Сl → Al+3Cl3 + H20↑;

Відновник Al0 -3e -> Al+3 процес окиснення.

Окисник 2H+1 +2e -> H20 процес відновлення.

б) Mg + Br2 → MgBr2

Mg0 + Br20 → Mg+2Br2-1;

Відновник Mg0 -2e -> Mg+2 процес окиснення.

Окисник Br20 +2e -> 2Br-1 процес відновлення.

в) KClO3 → KCl + O2↑;

KCl+5O3-2 → KCl-1 + O20↑;

Відновник 2O-2 -4e -> O20 процес окиснення.

Окисник Cl+5 +6e -> Cl-1 процес відновлення.

г) Cr + Cl2 → CrCl3;

Cr0 + Cl20 → Cr+3Cl3-1;

Відновник Cr0 -3e -> Cr+3 процес окиснення.

Окисник Cl20 +2e -> 2Cl-1 процес відновлення.

ґ) Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2↑; 

Zn0 + H2+1SO4 → Zn+2SO4 + H20↑; 

Відновник Zn0 -2e -> Zn+2 процес окиснення.

Окисник 2H0 +2e -> H2-1 процес відновлення.

д) Ca + H2O → Ca(OH)2 + H2↑.

Ca0 + H2+1O → Ca+2(OH)2 + H20↑.

Відновник Ca0 -2e -> Ca+2 процес окиснення.

Окисник 2H+1 +2e -> H20 процес відновлення.

 

Вправа 4. Допишіть рівняння реакцій і класифікуйте їх на окисно-відновні й такі, що відбуваються без зміни ступенів окиснення:

а) Na2O + Н2O = 2NaOH; Реакція без зміни ступеня окиснення.

Na2+1O-2 + Н2+1O-22Na+1O-2H+1

б) 2H2O2 = 2H2O + O2; Окисно-відновна реакція.

2H2+1O2-1 = 2H2+1O-2 + O20;

Реакція відбувається зі зміною ступеня окиснення хімічних елементів. 

в) 3Mg + 2H3PO4 = Mg3(PO4)2 + 3H2; Окисно-відновна реакція.

3Mg0 + 2H3+1PO4 = Mg3+2(PO4)2 + 3H20;

Реакція відбувається зі зміною ступеня окиснення хімічних елементів. 

г) 2Fe +3Cl2 = 2FeCl3; Окисно-відновна реакція.

2Fe0 +3Cl20 = 2Fe+3Cl3-1;

Реакція відбувається зі зміною ступеня окиснення хімічних елементів. 

ґ) ZnO + 2HNO3 = Zn(NO3)2 + H2OРеакція без зміни ступеня окиснення.

Zn+2O-22H+1N+5O3-2 = Zn+2(N+5O3-2)2 + H2+1O-2;

д) Ba + 2H2O = Ba(OH)2 + H2. Окисно-відновна реакція.

Ba0 + 2H2+1O = Ba+2(OH)2 + H20.

Реакція відбувається зі зміною ступеня окиснення хімічних елементів. 

 

Вправа 5. Допишіть рівняння реакцій. Знайдіть коефіцієнти методом електронного балансу, укажіть окисник і відновник:

а) Al + F2 → ... ;

І спосіб

Al0 + F20 -> Al+3F3-1

Відновник Al0 -3e -> Al+3 │3│6│2 - процес окиснення.  

Окисник F20 +2e -> 2F-1  │2│ 3 - процес відновлення.

Проводимо вертикальну риску й виписуємо за нею число електронів, що віддали й приєднали атоми Алюмінію та Фтору. Знаходимо найменше спільне кратне для чисел 3 і 2. Це число 6, яке записуємо за другою вертикальною рискою посередині.

Найменше спільне кратне ділимо почергово на 3 і 2, записуємо результат за третьою рискою в рядках, які стосуються елементів Алюмінію і Фтору. Числа 2 і 3 є шуканими коефіцієнтами. Передусім коефіцієнти ставлять перед формулами речовин, у яких ступінь окиснення елемента дорівнює 0Перед алюмінієм у молекулярному рівнянні ставимо коефіцієнт 2, а перед фтором — 3.

2Al + 3F2 -> AlF3

Добираємо коефіцієнт для алюміній фториду. Він становить 2. Правильно записане рівняння:

2Al + 3F2 = 2AlF3

ІІ спосіб

Al0 + F20 -> Al+3F3-1

Відновник Al0 -3e -> Al+3  х 2 - процес окиснення. 

Окисник F20 +2e -> 2F-1   х 3 - процес відновлення.

Числа — 2 і 3 — це додаткові множники в схемах відповідних процесів:

2Al- 6e -> 2Al+3

3F20 + 6e -> 6F-1  

Додамо почленно ці рівняння, одержимо сумарну схему:

2Al0 + 3F20 -> 2Al+3 + 6F-1

Ці коефіцієнти переносимо у рівняння реакції (зверніть увагу: три атоми F-1 вже є у складі AlF3, тому 2 записуємо біля AlF3):

2Al + 3F2 = 2AlF3 

б) Fe + HBr → ... ; 

І спосіб

Fe0 + H+1Br -> Fe+2Br2 + H20

Відновник Fe0 -2e -> Fe+2  2│21 - процес окиснення.

Окисник 2H+1 +2e -> H20   │2│ │1 - процес відновлення.

Проводимо вертикальну риску й виписуємо за нею число електронів, що віддали й приєднали атоми Феруму та Гідрогену. Знаходимо найменше спільне кратне для чисел 2 і 2. Це число 2, яке записуємо за другою вертикальною рискою посередині.

Найменше спільне кратне ділимо почергово на 2 і 2, записуємо результат за третьою рискою в рядках, які стосуються елементів Феруму і Гідрогену. Числа 1 і 1 є шуканими коефіцієнтами. Ці коефіцієнти ставимо, які зазвичай не пишемо, перед формулами продуктів реакції, що містять елемент, який змінив ступінь окиснення, тобто перед сполуками FeBr2 i H2Добираємо коефіцієнти для решти сполук. Правильно записане рівняння:

Fe + 2HBr = FeBr2 + H2

ІІ спосіб

Fe0 + H+1Br -> Fe+2Br2 + H20

Відновник Fe0 -2e -> Fe+2  x 1 - процес окиснення.

Окисник 2H+1 +2e -> H20   x 1 - процес відновлення.

Додаткові множники дорівнюють 1. 

Додамо почленно ці рівняння, одержимо сумарну схему:

Fe0 + 2H+1 -> Fe+2 + H20

Ці коефіцієнти переносимо у рівняння реакції:

Fe + 2HBr = FeBr2 + H2

Перевіряємо, чи зрівнялося число атомів елементів, яких не було в схемах окиснення та відновлення. У нашому випадку це Бром: в обох частинах рівняння записано по 2 атоми. 

в) K + H2O → ... ; 

І спосіб

K0 + H+1O -> K+1OH + H20

Відновник K0 -1e -> K+1   1│2│2 - процес окиснення.

Окисник 2H+1 +2e -> H20 │2│ │1 - процес відновлення.

Проводимо вертикальну риску й виписуємо за нею число електронів, що віддали й приєднали атоми Калію та Гідрогену. Знаходимо найменше спільне кратне для чисел 1 і 2. Це число 2, яке записуємо за другою вертикальною рискою посередині.

Найменше спільне кратне ділимо почергово на 1 і 2, записуємо результат за третьою рискою в рядках, які стосуються елементів Калію і Гідрогену. Числа 2 і 1 є шуканими коефіцієнтами. Ці коефіцієнти записуємо перед формулами продуктів реакції, що містять елемент, який змінив ступінь окиснення, тобто перед формулами сполук KOH i H2. 

K + H2O -> 2KOH + H2

Добираємо коефіцієнти для решти сполук. Правильно записане рівняння:

2K + 2H2O = 2KOH + H2

ІІ спосіб

K0 + H+1O -> K+1OH + H20

Відновник K0 -1e -> K+1    x 2 - процес окиснення.

Окисник 2H+1 +2e -> H20   x 1 - процес відновлення.

Числа — 2 і 1 — це додаткові множники в схемах відповідних процесів:

2K- 2e -> 2K+1

2H+1 + 2e -> H20  

Додамо почленно ці рівняння, одержимо сумарну схему:

2K0 + 2H+1 -> 2K+1 + H20

Ці коефіцієнти переносимо у рівняння реакції (зверніть увагу: коефіцієнт 2 стосується лише сполук Калію, тому що частина атомів Гідрогену в йоні Н+ не відновилась, а увійшла до складу калій гідроксиду. Обчислюємо загальну кількість атомів Гідрогену в правій частині рівняння: їх є 4 (2 + 2). Отже, перед формулою води ставимо коефіцієнт 2, бо два атоми Н+1 є вже у складі Н2О):

2K + 2H2O = 2KOH + H2

Перевіряємо, чи зрівнялося число атомів елементів, яких не було в схемах окиснення та відновлення. У нашому випадку це Оксиген: в обох частинах рівняння записано по 2 атоми. 

г) Mg + HCl → ... ;

І спосіб

Mg0 + H+1Cl -> Mg+2Cl2 + H20

Відновник Mg0 -2e -> Mg+2   2│2│1 - процес окиснення.

Окисник 2H+1 +2e -> H20     │2│ │1 - процес відновлення.

Проводимо вертикальну риску й виписуємо за нею число електронів, що віддали й приєднали атоми Магнію та Гідрогену. Знаходимо найменше спільне кратне для чисел 2 і 2. Це число 2, яке записуємо за другою вертикальною рискою посередині.

Найменше спільне кратне ділимо почергово на 2 і 2, записуємо результат за третьою рискою в рядках, які стосуються елементів Магнію і Гідрогену. Числа 1 і 1 є шуканими коефіцієнтами. Ці коефіцієнти ставимо, які зазвичай не пишемо, перед формулами продуктів реакції, що містять елемент, який змінив ступінь окиснення, тобто перед формулами сполук MgCl2 і Н2. Добираємо коефіцієнт для решти сполук. Правильно записане рівняння:

Mg + 2HCl = MgCl2 + H2

ІІ спосіб

Mg0 + H+1Cl -> Mg+2Cl2 + H20

Відновник Mg0 -2e -> Mg+2  x 1 - процес окиснення.

Окисник 2H+1 +2e -> H20    x 1 - процес відновлення.

Додаткові множники дорівнюють 1. 

Додамо почленно ці рівняння, одержимо сумарну схему:

Mg0 + 2H+1 -> Mg+2 + H20

Ці коефіцієнти переносимо у рівняння реакції:

Mg + 2HCl = MgCl2 + H2

Перевіряємо, чи зрівнялося число атомів елементів, яких не було в схемах окиснення та відновлення. У нашому випадку це Хлор: в обох частинах рівняння записано по 2 атоми.

ґ) Zn + H2SO4 → ... ; 

І спосіб

Zn0 + H2+1SO4 -> Zn+2SO4 + H20

Відновник Zn0 -2e -> Zn+2    2│2│1 - процес окиснення.

Окисник 2H+1 +2e -> H20     │2│ │1 - процес відновлення.

Проводимо вертикальну риску й виписуємо за нею число електронів, що віддали й приєднали атоми Цинку та Гідрогену. Знаходимо найменше спільне кратне для чисел 2 і 2. Це число 2, яке записуємо за другою вертикальною рискою посередині.

Найменше спільне кратне ділимо почергово на 2 і 2, записуємо результат за третьою рискою в рядках, які стосуються елементів Цинку і Гідрогену. Числа 1 і 1 є шуканими коефіцієнтами. Ці коефіцієнти ставимо, які зазвичай не пишемо, перед формулами продуктів реакції, що містять елемент, який змінив ступінь окиснення, тобто перед формулами сполук ZnSO4 та Н2. Добираємо при необхідності коефіцієнт для решти сполук.  Правильно записане рівняння:

Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2

ІІ спосіб

Zn0 + H2+1SO4 -> Zn+2SO4 + H20

Відновник Zn0 -2e -> Zn+2  x 1 - процес окиснення.

Окисник 2H+1 +2e -> H20   x 1 - процес відновлення.

Додаткові множники дорівнюють 1. 

Додамо почленно ці рівняння, одержимо сумарну схему:

Zn0 + 2H+1 -> Zn+2 + H20

Ці коефіцієнти переносимо у рівняння реакції (зверніть увагу: два атоми Н+1 є у складі H2SO4, тому біля Н2SO4 залишається коефіцієнт 1, який зазвичай не пишуть):

Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2

Перевіряємо, чи зрівнялося число атомів елементів, яких не було в схемах окиснення та відновлення. У нашому випадку це Оксиген: в обох частинах рівняння записано по 4 атоми.

д) Na + H2O → ... ; 

І спосіб

Na0 + H+12O -> Na+1OH + H20

Відновник Na0 -1e -> Na+1   1│2│2 - процес окиснення.

Окисник 2H+1 +2e -> H20     │2│ │1 - процес відновлення.

Проводимо вертикальну риску й виписуємо за нею число електронів, що віддали й приєднали атоми Натрію та Гідрогену. Знаходимо найменше спільне кратне для чисел 1 і 2. Це число 2, яке записуємо за другою вертикальною рискою посередині.

Найменше спільне кратне ділимо почергово на 1 і 2, записуємо результат за третьою рискою в рядках, які стосуються елементів Натрію і Гідрогену. Числа 2 і 1 є шуканими коефіцієнтами. Ці коефіцієнти записуємо перед формулами продуктів реакції, що містять елемент, який змінив ступінь окиснення, тобто перед формулою сполуки NaOH ставимо коефіцієнт 2, а перед Н— 1, який зазвичай не пишемо. 

Na + H2O -> 2NaOH + H2

Добираємо коефіцієнт для решти сполук. Правильно записане рівняння:

2Na + 2H2O = 2NaOH + H2

ІІ спосіб

Na0 + H+12O -> Na+1OH + H20

Відновник Na0 -1e -> Na+1     x 2 - процес окиснення.

Окисник 2H+1 +2e -> H20       x 1 - процес відновлення.

Числа — 2 і 1 — це додаткові множники в схемах відповідних процесів::

2Na- 2e -> 2Na+1

2H+1 + 2e -> H20  

Додамо почленно ці рівняння, одержимо сумарну схему:

2Na0 + 2H+1 -> 2Na+1 + H20

Ці коефіцієнти переносимо у рівняння реакції (зверніть увагу: коефіцієнт 2 стосується лише сполук Натрію, тому що частина атомів Гідрогену в йоні Н+1 не відновилась, а увійшла до складу натрій гідроксиду. Обчислюємо загальну кількість атомів Гідрогену в правій частині рівняння: їх є 4 (2 + 2). Отже, перед формулою води ставимо коефіцієнт 2, бо два атоми Н+1 є вже у складі Н2О):

2Na + 2H2O = 2NaOH + H2

Перевіряємо, чи зрівнялося число атомів елементів, яких не було в схемах окиснення та відновлення. У нашому випадку це Оксиген: в обох частинах рівняння записано по 2 атоми.

е) CuO + H2 → ... ; 

І спосіб

Cu+2O + H20 -> Cu0 + H2+1O

Відновник H20 -2e -> 2H+1   │2│2│1 - процес окиснення.  

Окисник Cu+2 +2e -> Cu0    │2│  │1 - процес відновлення.

Проводимо вертикальну риску й виписуємо за нею число електронів, що віддали й приєднали атоми Гідрогену та Купруму. Знаходимо найменше спільне кратне для чисел 2 і 2. Це число 2, яке записуємо за другою вертикальною рискою посередині.

Найменше спільне кратне ділимо почергово на 2 і 2, записуємо результат за третьою рискою в рядках, які стосуються елементів Гідрогену і Купруму. Числа 1 і 1 є шуканими коефіцієнтами. Ці коефіцієнти записуємо перед формулами продуктів реакції, що містять елемент, який змінив ступінь окиснення. Добираємо при необхідності коефіцієнт для решти сполук.  Правильно записане рівняння:

СuO + H2 = Cu + H2O

ІІ спосіб

Cu2+O + H20 -> Cu0 + H2+1O

Відновник H20 -2e -> 2H+1  х 1 - процес окиснення. 

Окисник Cu+2 +2e -> Cu0   х 1 - процес відновлення.

Додаткові множники дорівнюють 1.

Додамо почленно ці рівняння, одержимо сумарну схему:

H20 + Cu+2 -> 2H+1 + Cu0

Ці коефіцієнти переносимо у рівняння реакції (зверніть увагу: два атоми Н+1 є у складі H2O, тому біля Н2O залишається коефіцієнт 1, який зазвичай не пишуть):

CuO + H2 = Cu + H2O

Перевіряємо, чи зрівнялося число атомів елементів, яких не було в схемах окиснення та відновлення. У нашому випадку це Оксиген: в обох частинах рівняння записано по 1 атому.

є) P + O2 → ... .

І спосіб

P0 + O20 -> P2+5O5-2

Відновник P0 -5e -> P+5   │5│20│4 - процес окиснення. 

Окисник O20 +4e -> 2O-2  │4│  │5 - процес відновлення.

Проводимо вертикальну риску й виписуємо за нею число електронів, що віддали й приєднали атоми Фосфору та Оксигену. Знаходимо найменше спільне кратне для чисел 5 і 4. Це число 20, яке записуємо за другою вертикальною рискою посередині.

Найменше спільне кратне ділимо почергово на 5 і 4, записуємо результат за третьою рискою в рядках, які стосуються елементів Фосфору і Оксигену. Числа 4 і 5 є шуканими коефіцієнтами. Передусім коефіцієнти ставлять перед формулами речовин, у яких ступінь окиснення елемента дорівнює 0. Перед фосфором (відновником) у молекулярному рівнянні ставимо коефіцієнт 4, а перед киснем (окисником) — 5.

4P + 5O2 = P2O5

Добираємо коефіцієнт для фосфор (V) оксиду. Він становить 2. Правильно записане рівняння:

4P + 5O2 = 2P2O5

ІІ спосіб

P0 + O20 -> P2+5O5-2

Відновник P0 -5e -> P+5     х 4 - процес окиснення. 

Окисник O20 +4e -> 2O-2   х 5 - процес відновлення.

Числа — 4 і 5 — це додаткові множники в схемах відповідних процесів:

4P- 20e -> 4P+5

5O20 +20e -> 10O-2  

Додамо почленно ці рівняння, одержимо сумарну схему:

4P0 + 5O20 -> 4P+5 + 10O-2

Ці коефіцієнти переносимо у рівняння реакції (зверніть увагу: два атоми р5+ і п'ять атомів О-2 є у складі P2O5, тому 2 записуємо біля P2O5):

4P + 5O2 = 2P2O5 

 

Вправа 6. Охарактеризуйте процеси, що відбуваються, користуючись схемами. Напишіть рівняння відповідних реакцій. Доберіть коефіцієнти методом електронного балансу:

а) S-2 → S+4

І спосіб

H2S + O2 -> SO2 + H2O

H2S-2 + O20 -> S+4O2 + H2O-2

Відновник S-2 -6e -> S+4    │6│12│2 - процес окиснення.  

Окисник O20 +4e -> 2O-2    │4│  │3 - процес відновлення.

Проводимо вертикальну риску й виписуємо за нею число електронів, що віддали й приєднали атоми Сульфуру та Оксигену. Знаходимо найменше спільне кратне для чисел 6 і 4. Це число 12, яке записуємо за другою вертикальною рискою посередині.

Найменше спільне кратне ділимо почергово на 6 і 4, записуємо результат за третьою рискою в рядках, які стосуються елементів Сульфуру і Оксигену. Числа 2 і 3 є шуканими коефіцієнтами. Перед формулами двох сполук Сульфуру (H2S, SO2ставимо коефіцієнт 2, а коефіцієнт 3 — перед формулою кисню. 

2H2S + 3O2 -> 2SO2 + H2O

Добираємо коефіцієнт для води. Він становить 2. Правильно записане рівняння:

2H2S + 3O2 = 2SO2 + 2H2O

ІІ спосіб

H2S + O2 -> SO2 + H2O

H2S-2 + O20 -> S+4O2 + H2O-2

Відновник S-2 -6e -> S+4    х 2 - процес окиснення. 

Окисник O20 +4e -> 2O-2   х 3 - процес відновлення.

Числа — 2 і 3 — це додаткові множники в схемах відповідних процесів:

2S-2 - 12e -> 2S+4

3O20 + 12e -> 6O-2 

Додамо почленно ці рівняння, одержимо сумарну схему:

2S-2 + 3O20 -> 2S+4 + 6O-2

Ці коефіцієнти переносимо у рівняння реакції (зверніть увагу: чотири атоми О-2 вже є у складі SO2, тому 2 записуємо біля H2O, отже, маємо разом 6 атомів О-2: 4 у складі SO2 і 2 у складі Н2О):

2H2S + 3O2 = 2SO2 + 2H2O

Перевіряємо, чи зрівнялося число атомів елементів, яких не було в схемах окиснення та відновлення. У нашому випадку це Гідроген: в обох частинах рівняння записано по 4 атоми. 

б) Fe0 → Fe+3

І спосіб

Fe + O2 -> Fe2O3

Fe0 + O20 -> Fe2+3O3-2

Відновник Fe0 -3e -> Fe+3   │3│12│4 - процес окиснення.

Окисник O20 +4e -> 2O-2    │4│   │3 - процес відновлення.

Проводимо вертикальну риску й виписуємо за нею число електронів, що віддали й приєднали атоми Феруму та Оксигену. Знаходимо найменше спільне кратне для чисел 3 і 4. Це число 12, яке записуємо за другою вертикальною рискою посередині.

Найменше спільне кратне ділимо почергово на 3 і 4, записуємо результат за третьою рискою в рядках, які стосуються елементів Феруму і Оксигену. Числа 4 і 3 є шуканими коефіцієнтами. Біля Феруму (відновника) пишемо коефіцієнт 4, а біля кисню (окисника) — 3. 

4Fe + 3O2 -> Fe2O3

Добираємо коефіцієнт для ферум (ІІІ) оксиду. Він становить 2. Правильно записане рівняння:

4Fe + 3O2 = 2Fe2O3

ІІ спосіб

Fe + O2 -> Fe2O3

Fe0 + O20 -> Fe2+3O3-2

Відновник Fe0 -3e -> Fe+3   x 4 - процес окиснення. 

Окисник O20 +4e -> 2O-2    x 3 - процес відновлення.

Числа — 4 і 3 — це додаткові множники в схемах відповідних процесів:

4Fe- 12e -> 4Fe+3

3O20 + 12e -> 6O-2 

Додамо почленно ці рівняння, одержимо сумарну схему:

4Fe0 + 3O20 -> 4Fe+3 + 6O-2

Ці коефіцієнти переносимо у рівняння реакції (зверніть увагу: два атоми Fe+3 і три атоми O2- вже є у складі Fe2O3, тому перед формулою Fe2O3, записуємо коефіцієнт 2):

4Fe + 3O2 = 2Fe2O3

в) Ca0 → Ca+2

І спосіб

Сa0 + O2 -> CaO

Ca0 + O20 -> Ca+2O-2

Відновник Ca0 -2e -> Ca+2   │2│4│2 - процес окиснення. 

Окисник O20 +4e -> 2O-2    │4│  │1 - процес відновлення.

Проводимо вертикальну риску й виписуємо за нею число електронів, що віддали й приєднали атоми Кальцію та Оксигену. Знаходимо найменше спільне кратне для чисел 2 і 4. Це число 4, яке записуємо за другою вертикальною рискою посередині.

Найменше спільне кратне ділимо почергово на 2 і 4, записуємо результат за третьою рискою в рядках, які стосуються елементів Кальцію і Оксигену. Числа 2 і 1 є шуканими коефіцієнтами. Біля Кальцію (відновника) ставимо коефіцієнт 2, а біля кисню (окисника) — 1, який зазвичай не пишемо. 

2Са + O2 -> СаО

Добираємо коефіцієнт для кальцій оксиду. Він становить 2. Правильно записане рівняння:

2Са + O2 = 2СаО

ІІ спосіб

Сa0 + O2 -> CaO

Ca0 + O20 -> Ca+2O-2

Відновник Ca0 -2e -> Ca+2  х 2 - процес окиснення.

Окисник O20 +4e -> 2O-2   х 1 - процес відновлення.

Числа — 2 і 1 — це додаткові множники в схемах відповідних процесів:

2Са- 4e -> 2Са+2

O20 + 4e -> 2O-2 

Додамо почленно ці рівняння, одержимо сумарну схему:

2Са0 + O20 -> 2Са+2 + 2O-2

Ці коефіцієнти переносимо у рівняння реакції:

2Са + O2 = 2СаO

г) S+4 → S+6

І спосіб

SO2 + O2 -> SO3

S+4O2-2 + O20 -> S+6O3-2

Відновник S+4 -2e -> S+6    │2│ │2 - процес окиснення. 

Окисник O20 +4e -> 2O-2    │4│ │1 - процес відновлення.

Проводимо вертикальну риску й виписуємо за нею число електронів, що віддали й приєднали атоми Сульфуру та Оксигену. Знаходимо найменше спільне кратне для чисел 2 і 4. Це число 4, яке записуємо за другою вертикальною рискою посередині.

Найменше спільне кратне ділимо почергово на 2 і 4, записуємо результат за третьою рискою в рядках, які стосуються елементів Сульфуру і Оксигену. Числа 2 і 1 є шуканими коефіцієнтами. Перед формулами сполук Сульфуру (SO2, SO3) ставимо коефіцієнт 2, а перед формулою кисню — 1, який зазвичай не пишемо. Правильно записане рівняння:

2SO2 + O2 = 2SO3

ІІ спосіб

SO2 + O2 -> SO3

S+4O2-2 + O20 -> S+6O3-2

Відновник S+4 -2e -> S+6    x 2 - процес окиснення. 

Окисник O20 +4e -> 2O-2    x 1 - процес відновлення.

Числа — 2 і 1 — це додаткові множники в схемах відповідних процесів:

2S+4 - 4e -> 2S+6

O20 + 4e -> 2O-2 

Додамо почленно ці рівняння, одержимо сумарну схему:

2S+4 + O20 -> 2S+6 + 2O-2 

Ці коефіцієнти переносимо у рівняння реакції (зверніть увагу: коефіцієнт 2 стосується лише сполук Сульфуру):

2SO2 + O2 = 2SO3

ґ) Al+3 → Al0;

І спосіб

AlCl3 + Na -> NaCl + Al

Al+3Cl3-1 + Na0 -> Na+1Cl-1 + Al0

Відновник Na0 -1e -> Na+1  │1│3│3 - процес окиснення.

Окисник Al+3 +3e -> Al0     │3│ │1 - процес відновлення.

Проводимо вертикальну риску й виписуємо за нею число електронів, що віддали й приєднали атоми Натрію та Алюмінію. Знаходимо найменше спільне кратне для чисел 1 і 3. Це число 3, яке записуємо за другою вертикальною рискою посередині.

Найменше спільне кратне ділимо почергово на 1 і 3, записуємо результат за третьою рискою в рядках, які стосуються елементів Натрію і Алюмінію. Числа 3 і 1 є шуканими коефіцієнтами. Перед натрієм (відновником) у молекулярному рівнянні ставимо коефіцієнт 3, а перед алюміній хлоридом (окисником) — 1. 

AlCl3 + 3Na -> NaCl + Al

Добираємо коефіцієнти для решти сполук. Правильно записане рівняння:

AlCl3 + 3Na = 3NaCl + Al

ІІ спосіб

AlCl3 + Na-> NaCl + Al

Al+3Cl3-1 + Na0 -> Na+1Cl-1 + Al0

Відновник Na0 -1e -> Na+1  x 3 - процес окиснення.

Окисник Al+3 +3e -> Al0     x 1 - процес відновлення.

Числа — 3 і 1 — це додаткові множники в схемах відповідних процесів:

3Na- 3e -> 3Na+1

Al+3 + 3e -> Al0 

Додамо почленно ці рівняння, одержимо сумарну схему:

3Na0 + Al+3 -> 3Na+1 + Al0

Ці коефіцієнти переносимо у рівняння реакції:

AlCl3 + 3Na = 3NaCl + Al

Перевіряємо, чи зрівнялося число атомів елементів, яких не було в схемах окиснення та відновлення. У нашому випадку це Хлор: в обох частинах рівняння записано по 3 атоми.

д) C+2 → C+4.

CO + O2 -> CO2

C+2O-2 + O20 -> C+4O2-2

Відновник C+2 -2e -> C+4    │2│4│2 - процес окиснення. 

Окисник O20 +4e -> 2O-2    │4│ │1 - процес відновлення.

Проводимо вертикальну риску й виписуємо за нею число електронів, що віддали й приєднали атоми Карбону та Оксигену. Знаходимо найменше спільне кратне для чисел 2 і 4. Це число 4, яке записуємо за другою вертикальною рискою посередині.

Найменше спільне кратне ділимо почергово на 2 і 4, записуємо результат за третьою рискою в рядках, які стосуються елементів Карбону і Оксигену. Числа 2 і 1 є шуканими коефіцієнтами. Перед формулами двох сполук Карбону (CO, CO2) ставимо коефіцієнт 2, а перед формулою кисню  1, який зазвичай не пишемо. Правильно записане рівняння:

2СO + O2 = 2СO2

ІІ спосіб

SO2 + O2 -> SO3

S+4O2-2 + O20 -> S+6O3-2

Відновник S+4 -2e -> S+6    x 2 - процес окиснення. 

Окисник O20 +4e -> 2O-2    x 1 - процес відновлення.

Числа — 2 і 1 — це додаткові множники в схемах відповідних процесів:

2S+4 - 4e -> 2S+6

O20 + 4e -> 2O-2 

Додамо почленно ці рівняння, одержимо сумарну схему:

2S+4 + O20 -> 2S+6 + 2O-2

Ці коефіцієнти переносимо у рівняння реакції (зверніть увагу: коефіцієнт 2 стосується лише сполук Сульфуру):

2SO2 + O2 = 2SO3

 

Вправа 7. Допишіть пропущені продукти реакцій. Доберіть коефіцієнти методом електронного балансу, укажіть окисник і відновник:

а) РH3 + O2 → Р2O5 + ... ;

РH3 + O2 → Р2O5 + H2O

Р-3Н3+1 + О20 = Р2+5О5-2 + Н2+1О-2

відновник  2P-3 - 16e -> 2P+5    16│16процес окиснення

окисник   O20 + 4e -> 2O-2        4│  процес відновлення

Проводимо вертикальну риску й виписуємо за нею число електронів, що віддали й приєднали атоми Фосфора та Оксигену. Знаходимо найменше спільне кратне для чисел 16 і 4. Це число 16, яке записуємо за другою вертикальною рискою посередині.

Найменше спільне кратне ділимо почергово на 16 і 4, записуємо результат за третьою рискою в рядках, які стосуються елементів Фосфору і Оксигену. Числа 1 і 4 є шуканими коефіцієнтами. Передусім коефіцієнти ставлять перед формулами речовин, у яких ступінь окиснення елемента дорівнює 0, тому перед киснем у молекулярному рівнянні ставимо коефіцієнт 4:

PH3 + 4O2 = P2O5 + H2O

Добираємо коефіцієнти для решти сполук. Правильно записане рівняння:

2РН3 + 4О2 = Р2О5 + 3Н2О

ІІ спосіб

РH3 + O2 → Р2O5 + H2O

Р-3Н3+1 + О20 = Р2+5О5-2 + Н2+1О-2

відновник  2P-3 - 16e -> 2P+5    х процес окиснення

окисник   O20 + 4e -> 2O-2      х 4 процес відновлення

Числа в останньому стовпчику — 1 і 4 — це додаткові множники в схемах відповідних процесів:

2P-3 -16e -> 2P+5

4O20 +16e -> 8O-2  

Додамо почленно ці рівняння, одержимо сумарну схему:

2P-3 + 4O20 -> 2P+5 + 8О-2

Ці коефіцієнти переносимо у рівняння реакції (зверніть увагу: два атоми Р+5 вже є у складі Р2О5, тому перед формулою Р2О5 ставимо коефіцієнт 1, який зазвичай не пишемо. Вісім атомів О-2 - це 5 атомів у складі Р2О5 і 3 атоми в складі Н2О,  тому перед формулою Н2О записуємо коефіцієнт 3):

2PH3 + 4O2 = P2O5 + 3H2O

Перевіряємо, чи зрівнялося число атомів елементів, яких не було в схемах окиснення та відновлення. У нашому випадку це Гідроген: в обох частинах рівняння записано по 6 атомів. 

б) Fe + HCl → ... + H2

І спосіб

Fe0 + H+1Cl -> Fe+2Cl2 + H20

Відновник Fe0 -2e -> Fe+2   2│2│1 - процес окиснення.

Окисник 2H+1 +2e -> H20    │2│ │1 - процес відновлення.

Проводимо вертикальну риску й виписуємо за нею число електронів, що віддали й приєднали атоми Феруму та Гідрогену. Знаходимо найменше спільне кратне для чисел 2 і 2. Це число 2, яке записуємо за другою вертикальною рискою посередині.

Найменше спільне кратне ділимо почергово на 2 і 2, записуємо результат за третьою рискою в рядках, які стосуються елементів Феруму і Гідрогену. Числа 1 і 1 є шуканими коефіцієнтами. Ці коефіцієнти ставимо, які зазвичай не пишемо, перед формулами продуктів реакції, що містять елемент, який змінив ступінь окиснення, тобто перед формулами сполук FeCl2 i H2. Добираємо коефіцієнти для решти сполук. Правильно записане рівняння:

Fe + 2HCl = FeCl2 + H2

ІІ спосіб

Fe0 + H+1Cl -> Fe+2Cl + H20

Відновник Fe0 -2e -> Fe+2     x 1 - процес окиснення.

Окисник 2H+1 +2e -> H20      x 1 - процес відновлення.

Додаткові множники дорівнюють 1. 

Додамо почленно ці рівняння, одержимо сумарну схему:

Fe0 + 2H+1 -> Fe+1 + H20

Ці коефіцієнти переносимо у рівняння реакції.

Fe + 2HCl = FeCl2 + H2

Перевіряємо, чи зрівнялося число атомів елементів, яких не було в схемах окиснення та відновлення. У нашому випадку це Хлор: в обох частинах рівняння записано по 2 атоми. 

в) Na + H2O → NaOH + ... ;

І спосіб

Na0 + H+12O -> Na+1OH + H20

Відновник Na0 -1e -> Na+1   1│2│2 - процес окиснення.

Окисник 2H+1 +2e -> H20     │2│ │1 - процес відновлення.

Проводимо вертикальну риску й виписуємо за нею число електронів, що віддали й приєднали атоми Натрію та Гідрогену. Знаходимо найменше спільне кратне для чисел 1 і 2. Це число 2, яке записуємо за другою вертикальною рискою посередині.

Найменше спільне кратне ділимо почергово на 1 і 2, записуємо результат за третьою рискою в рядках, які стосуються елементів Натрію і Гідрогену. Числа 2 і 1 є шуканими коефіцієнтами. Ці коефіцієнти ставимо перед формулами продуктів реакції, що містять елемент, який змінив ступінь окиснення, тобто перед формулами сполук NaOH i H2.

Na + H2O -> 2NaOH + H2

Добираємо коефіцієнти для решти сполук. Правильно записане рівняння:

2Na + 2H2O = 2NaOH + H2

ІІ спосіб

Na0 + H+12O -> Na+1OH + H20

Відновник Na0 -1e -> Na+1     x 2 - процес окиснення.

Окисник 2H+1 +2e -> H20       x 1 - процес відновлення.

Числа — 2 і 1 — це додаткові множники в схемах відповідних процесів::

2Na- 2e -> 2Na+1

2H+1 + 2e -> H20  

Додамо почленно ці рівняння, одержимо сумарну схему:

2Na0 + 2H+1 -> 2Na+1 + H20

Ці коефіцієнти переносимо у рівняння реакції (зверніть увагу: коефіцієнт 2 стосується лише сполук Натрію, тому що частина атомів Гідрогену в йоні Н+ не відновилась, а увійшла до складу натрій гідроксиду. Обчислюємо загальну кількість атомів Гідрогену в правій частині рівняння: їх є 4 (2 + 2). Отже, перед формулою води ставимо коефіцієнт 2, бо два атоми Н+1 є вже у складі Н2О):

2Na + 2H2O = 2NaOH + H2

Перевіряємо, чи зрівнялося число атомів елементів, яких не було в схемах окиснення та відновлення. У нашому випадку це Оксиген: в обох частинах рівняння записано по 2 атоми. 

г) HgO → Hg + ... ; 

Hg+2O-2 -> Hg0 + O20

Відновник 2O-2 -4e -> O20   4│4│1 - процес окиснення.

Окисник Hg+2 +2e -> Hg0   │2│ │2 - процес відновлення.

Проводимо вертикальну риску й виписуємо за нею число електронів, що віддали й приєднали атоми Оксигену та Меркурію. Знаходимо найменше спільне кратне для чисел 4 і 2. Це число 4, яке записуємо за другою вертикальною рискою посередині.

Найменше спільне кратне ділимо почергово на 4 і 2, записуємо результат за третьою рискою в рядках, які стосуються елементів Оксигену і Меркурію. Числа 1 і 2 є шуканими коефіцієнтами. Передусім коефіцієнти ставлять перед формулами речовин, у яких ступінь окиснення елемента дорівнює 0. Перед ртуттю у молекулярному рівнянні ставимо коефіцієнт 2, а перед киснем — 1, який зазвичай не пишемо.

HgO = 2Hg + O2

Добираємо коефіцієнти для меркурій (II) оксиду. Він становить 2. Правильно записане рівняння:

2HgO = 2Hg + O2

ІІ спосіб

Hg+2O-2 = Hg0 + O20

Відновник 2O-2 -4e -> O20   x 1 - процес окиснення.

Окисник Hg+2 +2e -> Hg0   x 2 - процес відновлення.

Числа — 1 і 2 — це додаткові множники в схемах відповідних процесів:

2O-2 - 4e -> O20

2Hg+2 + 4e -> 2Hg0  

Додамо почленно ці рівняння, одержимо сумарну схему:

2O-2 + 2Hg+2 -> O20 + 2Hg0

Ці коефіцієнти переносимо у рівняння реакції:

2HgO = 2Hg + O2

ґ) SO2 + O2 → ... ; 

І спосіб

S+4O2 + O20 -> S+6O3-2

Відновник S+4 -2e -> S+6   │2│4│2 - процес окиснення. 

Окисник O20 +4e -> 2O-2   │4│  │1 - процес відновлення.

Проводимо вертикальну риску й виписуємо за нею число електронів, що віддали й приєднали атоми Сульфуру та Оксигену. Знаходимо найменше спільне кратне для чисел 2 і 4. Це число 4, яке записуємо за другою вертикальною рискою посередині.

Найменше спільне кратне ділимо почергово на 2 і 4, записуємо результат за третьою рискою в рядках, які стосуються елементів Сульфуру і Оксигену. Числа 2 і 1 є шуканими коефіцієнтами. Перед формулами двох сполук Сульфуру (SO2, SO3) ставимо коефіцієнт 2, а перед формулою кисню  1, який зазвичай не пишемо. Правильно записане рівняння:

2SO2 + O2 = 2SO3

ІІ спосіб

S+4O2 + O20 -> S+6O3-2

Відновник S+4 -2e -> S+6   х 2 - процес окиснення. 

Окисник O20 +4e -> 2O-2   х 1 - процес відновлення.

Числа — 2 і 1 — це додаткові множники в схемах відповідних процесів:

2S+4 - 4e -> 2S+6

O20 + 4e -> O-2  

Додамо почленно ці рівняння, одержимо сумарну схему:

2S+4 + O20 -> 2S+6 + 2O-2

Ці коефіцієнти переносимо у рівняння реакції:

2SO2 + O2 = 2SO3

д) Ba + H2O → Ba(OH)2 + ... .

І спосіб

Ba0 + H+12O -> Ba+2(OH)2 + H20

Відновник Ba0 -2e -> Ba+2    1│1│1 - процес окиснення.

Окисник 2H+1 +2e -> H20     │1│ │1 - процес відновлення.

Проводимо вертикальну риску й виписуємо за нею число електронів, що віддали й приєднали атоми Барію та Гідрогену. Знаходимо найменше спільне кратне для чисел 1 і 1. Це число 1, яке записуємо за другою вертикальною рискою посередині.

Найменше спільне кратне ділимо почергово на 1 і 1, записуємо результат за третьою рискою в рядках, які стосуються елементів Барію і Гідрогену. Числа 1 і 1 є шуканими коефіцієнтами. Ці коефіцієнти ставимо, які зазвичай не пишемо, перед формулами продуктів реакції, що містять елемент, який змінив ступінь окиснення, тобто перед формулами сполук Ba(OH)2 i H2. Добираємо коефіцієнти для решти сполук. Правильно записане рівняння:

Ba + 2H2O = Ba(OH)2 + H2

ІІ спосіб

Ba0 + H+12O -> Ba+2(OH)2 + H20

Відновник Ba0 -2e -> Ba+2     x 1 - процес окиснення.

Окисник 2H+1 +2e -> H20      x 1 - процес відновлення.

Додаткові множники дорівнюють 1.

Додамо почленно ці рівняння, одержимо сумарну схему:

Ba0 + 2H+1 -> Ba+1 + H20

Ці коефіцієнти переносимо у рівняння реакції (зверніть увагу: частина атомів Гідрогену в йоні Н+ не відновилась, а увійшла до складу натрій гідроксиду. Обчислюємо загальну кількість атомів Гідрогену в правій частині рівняння: їх є 4 (2 + 2). Отже, перед формулою води ставимо коефіцієнт 2, бо два атоми Н+1 є вже у складі Н2О):

Ba + 2H2O = Ba(OH)2 + H2

Перевіряємо, чи зрівнялося число атомів елементів, яких не було в схемах окиснення та відновлення. У нашому випадку це Оксиген: в обох частинах рівняння записано по 2 атоми. 

 

Вправа 8. Напишіть рівняння реакцій за поданою схемою Zn → ZnO → Zn(NO3)2 → Zn(OH)2 → ZnO → Zn. Укажіть тип кожної реакції, виокремте серед них окисно-відновні

2Zn + O2 = 2ZnO - реакція сполучення, окисно-відновна.

ZnO + 2HNO3 = Zn(NO3)2+ H2O - реакція обміну.

Zn(NO3)2 + 2NaOH = Zn(OH)2 + 2NaNO3 - реакція обміну.

Zn(OH)2 = ZnO + H2O - реакція розкладу.

ZnO + C = Zn + CO (t>10000C) - реакція заміщення, окисно-відновна.

Обчисліть масу цинк нітрату, якщо в реакцію вступив цинк масою 19,5 г.

Відомо: m(Zn)=19,5 гЗнайти: m(Zn(NO3)2)-?

Розв'язування:

І спосіб

1. Записуємо рівняння реакції:

  19,5 г               х г         

    Zn + 2HNO3= Zn(NO3)2 + H2 

   65 г               189 г         

Над формулами речовин записуємо дані, що є за умовою задачі.

Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння.

Прореагувало 1 моль цинку Zn з утворенням 1 моль цинк нітрату Zn(NO3)2. Обчислюємо молярні маси (M=Mr г/моль) речовин й, відповідно, масу 1 моль.

Mr(Zn)=Ar(Zn)=65M(Zn)=65 г/моль. Маса 1 моль=65 г

Mr(Zn(NO3)2)=Ar(Zn)+2Ar(N)+6Ar(O)=65+214+6•16=189,  

M(Zn(NO3)2)=180 г/моль. Маса 1 моль=189 г

Відповідні значення записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.

За допомогою пропорції обчислюємо масу цинк нітрату.

19,5 г / 65 г = х г / 189 г, звідси

х г • 65 г = 189 г • 19,5 г

х = 189 г • 19,5 г : 65 г

х = m(Zn(NO3)2) = 56,7 г

ІІ спосіб

1. Обчислюємо кількість речовини цинку масою 19,5 г за формулою v=m/M, де M=Mr г/моль.

Mr(Zn)=Ar(Zn)=65M(Zn)=65 г/моль.

v(Zn)=m(Zn) : M(Zn)=19,5 г : 65 г/моль=0,3 моль.

3. Записуємо рівняння реакції: Zn+2HNO3=Zn(NO3)2+H2

Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. 

Прореагувало 1 моль цинку Zn з утворенням 1 моль цинк нітрату Zn(NO3)2кількості речовин однакові. Отже, якщо в реакцію вступає 0,3 моль цинку, то в результаті реакції утвориться така ж кількість речовини цинк нітрату, тому 

v(Zn(NO3)2)=v(Zn)=0,03 моль.

4. Обчислюємо масу цинк нітрату кількістю речовини 0,03 моль за формулою m=v•M, де

М=Мr г/моль.

Mr(Zn(NO3)2)=Ar(Zn)+2Ar(N)+6Ar(O)=65+214+6•16=189,  

M(Zn(NO3)2)=180 г/моль.  

m(Zn(NO3)2)=v(Zn(NO3)2)•M(Zn(NO3)2)=0,3 моль•189 г/моль=56,7 г.

Відповідь: m(Zn(NO3)2)=56,7 г. 

Інші завдання дивись тут...