Решение задачи: WO3 + H2 = W + H2O

Задача:

В уравнении WO₃ + H₂ = W + H₂O коэффициент перед восстановителем равен

Решение:

Для того чтобы найти коэффициент перед восстановителем, нам нужно сначала уравнять химическое уравнение.

1. Запишем исходное уравнение:

WO₃ + H₂ = W + H₂O

2. Определим степени окисления элементов в каждом веществе:

• В WO₃:
  • Кислород (O) всегда имеет степень окисления -2 (кроме пероксидов и фторидов).
  • Пусть степень окисления вольфрама (W) будет \(x\).
  • Тогда: \(x + 3 \cdot (-2) = 0\)
  • \(x - 6 = 0\)
  • \(x = +6\)
  • Значит, W⁺⁶O₃^-2
• В H₂:
  • Водород (H) в простом веществе имеет степень окисления 0.
  • Значит, H₂⁰
• В W:
  • Вольфрам (W) в простом веществе имеет степень окисления 0.
  • Значит, W⁰
• В H₂O:
  • Кислород (O) имеет степень окисления -2.
  • Водород (H) имеет степень окисления +1.
  • Значит, H₂⁺¹O^-2

3. Определим, какие элементы изменили степень окисления:

• Вольфрам (W): из +6 в 0. Это процесс восстановления (принятие электронов).
• Водород (H): из 0 в +1. Это процесс окисления (отдача электронов).

4. Составим электронный баланс:

• Вольфрам: W⁺⁶ + 6e^- → W⁰ (восстановление)
• Водород: H₂⁰ - 2e^- → 2H⁺¹ (окисление)

5. Найдем наименьшее общее кратное для числа отданных и принятых электронов (6 и 2). НОК(6, 2) = 6.

• Для реакции восстановления: \(6 / 6 = 1\)
• Для реакции окисления: \(6 / 2 = 3\)

Эти числа (1 и 3) будут коэффициентами перед соответствующими веществами в уравнении.

6. Расставим коэффициенты в уравнении:

• Перед WO₃ и W ставим коэффициент 1 (можно не писать).
• Перед H₂ ставим коэффициент 3.
• Перед H₂O также нужно поставить коэффициент, чтобы уравнять водород и кислород.

WO₃ + 3H₂ = W + ?H₂O

7. Уравняем количество атомов кислорода и водорода:

• Слева: 3 атома кислорода (в WO₃).
• Справа: чтобы было 3 атома кислорода, перед H₂O нужно поставить коэффициент 3.

WO₃ + 3H₂ = W + 3H₂O

8. Проверим баланс атомов:

• Вольфрам (W): Слева 1, Справа 1. (Уравнено)
• Кислород (O): Слева 3, Справа 3. (Уравнено)
• Водород (H): Слева \(3 \cdot 2 = 6\), Справа \(3 \cdot 2 = 6\). (Уравнено)

Уравнение уравнено правильно.

9. Определим восстановитель:

Восстановитель – это вещество, которое отдает электроны и при этом окисляется. В нашем случае это H₂, так как водород в нем изменил степень окисления с 0 до +1.

10. Коэффициент перед восстановителем (H₂) равен 3.

Ответ:

Коэффициент перед восстановителем равен 3.