методом электронного баланса подберите коэффициенты в уравнениях окислительно-восстановительных реакций с участием углерода: а) С+Na2Cr2O7->Cr2O3+Na2O+CO b) C+H2SO4->CO2+SO2+H2O d) C+HNO3->CO2+NO+H2O

Для подбора коэффициентов методом электронного баланса необходимо следовать определённой последовательности шагов. Рассмотрим каждый случай.

1. Реакция (a):

С + Na₂Cr₂O₇ → Cr₂O₃ + Na₂O + CO

• Определим изменения окислительных состояний элементов.

  • В Na₂Cr₂O₇ хром (Cr) в степени окисления +6.

  • В Cr₂O₃ хром в степени окисления +3.

  • Углерод (C) в C — степень окисления 0, а в CO — степень окисления +2.

• Напишем полные полуреакции:

  • Окисление углерода:
    $C → CO$
    (углерод окисляется, увеличивая степень окисления с 0 до +2)

  • Восстановление хрома:
    $Cr^{6+} + 3e^- → Cr^{3+}$
    (хром восстанавливается, уменьшая степень окисления с +6 до +3)

• Составим уравнение для хрома. В Na₂Cr₂O₇ два атома хрома, поэтому на каждый атом хрома нужно 3 электрона:
  $Cr₂O₇^{2-} + 6e^- → 2Cr^{3+}$

• Теперь совмещение обеих реакций: углерод отдаёт 2 электрона, хром принимает 6. Нужно подогнать коэффициенты так, чтобы количество электронов в обеих частях реакции совпало.

  • Умножим первую реакцию на 3:
    $3C → 3CO + 6e^-$

  • Теперь у нас 6 электронов в обеих реакциях, их можно уравнять.

• Совмещение полуреакций:
  $3C + Na₂Cr₂O₇ → 2Cr₂O₃ + Na₂O + 3CO$

Коэффициенты:
3С + Na₂Cr₂O₇ → Cr₂O₃ + Na₂O + 3CO

2. Реакция (b):

C + H₂SO₄ → CO₂ + SO₂ + H₂O

• Определим изменения окислительных состояний элементов:

  • Углерод (C) в C имеет степень окисления 0, а в CO₂ — степень окисления +4.

  • Сера в H₂SO₄ имеет степень окисления +6, а в SO₂ — степень окисления +4.

• Напишем полуреакции:

  • Окисление углерода:
    $C → CO₂ + 4e^-$
    (углерод окисляется, увеличивая степень окисления с 0 до +4)

  • Восстановление серы:
    $SO₄^{2-} + 2e^- → SO₂$
    (сера восстанавливается, уменьшая степень окисления с +6 до +4)

• Составим уравнение для серы. Для одного молекулы SO₄²⁻ нужно 2 электрона, а углерод отдаёт 4 электрона. Умножим полуреакцию восстановления серы на 2:
  $2SO₄^{2-} + 4e^- → 2SO₂$

• Совмещение полуреакций:
  $C + 2H₂SO₄ → CO₂ + SO₂ + 2H₂O$

Коэффициенты:
C + 2H₂SO₄ → CO₂ + SO₂ + 2H₂O

3. Реакция (d):

C + HNO₃ → CO₂ + NO + H₂O

• Определим изменения окислительных состояний:

  • Углерод (C) в C имеет степень окисления 0, а в CO₂ — степень окисления +4.

  • Азот в HNO₃ имеет степень окисления +5, а в NO — степень окисления +2.

• Напишем полуреакции:

  • Окисление углерода:
    $C → CO₂ + 4e^-$
    (углерод окисляется, увеличивая степень окисления с 0 до +4)

  • Восстановление азота:
    $NO₃^{-} + 3e^- → NO$
    (азот восстанавливается, уменьшая степень окисления с +5 до +2)

• Составим уравнение для азота. Для одного молекулы NO₃⁻ нужно 3 электрона, а углерод отдаёт 4 электрона. Умножим полуреакцию восстановления азота на 4:
  $4NO₃^{-} + 12e^- → 4NO$

• Совмещение полуреакций:
  $4C + 4HNO₃ → 4CO₂ + 4NO + 4H₂O$

Коэффициенты:
4C + 4HNO₃ → 4CO₂ + 4NO + 4H₂O