Задание №20 — Химические реакции

Решение.

Для того чтобы расставить коэффициенты методом электронного баланса, сначала определим степени окисления элементов, которые их меняют в ходе реакции.

1. Определим степени окисления элементов:
В сульфиде калия $K_2S^{-2}$ сера имеет степень окисления $-2$.
В азотной кислоте $HN^{+5}O_3$ азот имеет степень окисления $+5$.
В сульфате калия $K_2S^{+6}O_4$ сера переходит в степень окисления $+6$.
В оксиде азота(II) $N^{+2}O$ азот переходит в степень окисления $+2$.

2. Составим электронный баланс:
Сера отдаёт электроны (окисляется):
$S^{-2} - 8\bar{e} \rightarrow S^{+6}$ (процесс окисления)
Азот принимает электроны (восстанавливается):
$N^{+5} + 3\bar{e} \rightarrow N^{+2}$ (процесс восстановления)

3. Найдём наименьшее общее кратное для числа отданных и принятых электронов. Это число $24$.
Коэффициент перед серой: $24 : 8 = 3$.
Коэффициент перед азотом: $24 : 3 = 8$.

4. Перенесём коэффициенты в уравнение реакции:
$3K_2S + 8HNO_3 = 3K_2SO_4 + 8NO + 4H_2O$

Проверим количество атомов водорода: слева $8$ атомов в $8HNO_3$, справа $4 \cdot 2 = 8$ атомов в $4H_2O$.
Проверим количество атомов кислорода: слева $8 \cdot 3 = 24$, справа $3 \cdot 4 + 8 \cdot 1 + 4 \cdot 1 = 12 + 8 + 4 = 24$. Уравнение составлено верно.

5. Укажем окислитель и восстановитель:
Сера в степени окисления $-2$ (или вещество $K_2S$) является восстановителем.
Азот в степени окисления $+5$ (или вещество $HNO_3$) является окислителем.

Ответ:
$3K_2S + 8HNO_3 = 3K_2SO_4 + 8NO + 4H_2O$
Восстановитель: $S^{-2}$ (или $K_2S$)
Окислитель: $N^{+5}$ (или $HNO_3$)

Источник: ФИПИ