Задание №20 — Химические реакции

#66906Задание №20ФИПИ

ОВР. Электронный баланс

Используя метод электронного баланса, расставьте коэффициенты
в схеме реакции

NO₂ + O₂ + NaOH → NaNO₃ + H₂O

Запишите в отдельной(-ых) строчке(-ах) формулы вещества/частицы окислителя и восстановителя. Укажите, какое(-ая) из этих веществ/частиц является окислителем, а какое(-ая) – восстановителем.

Ваше решениедо 3 баллов

Проверка решения с помощью ИИ доступна авторизованным пользователям

Решение.

Для того чтобы расставить коэффициенты в данной окислительно-восстановительной реакции, выполним следующие шаги:

1. Определим степени окисления элементов, которые их меняют.
В оксиде азота $\text{NO}_2$ азот имеет степень окисления $+4$ , так как кислород равен $-2$ .
В молекуле кислорода $\text{O}_2$ степень окисления равна $0$ (простое вещество).
В нитрате натрия $\text{NaNO}_3$ азот имеет степень окисления $+5$ , так как натрий $+1$ , а три атома кислорода в сумме дают $-6$ .
Кислород в составе продуктов ( $\text{NaNO}_3$ и $\text{H}_2\text{O}$ ) имеет степень окисления $-2$ .

2. Составим электронный баланс:
$\text{N}^{+4} - 1\bar{e} \rightarrow \text{N}^{+5}$ (процесс окисления) — азот отдаёт 1 электрон.
$\text{O}_2^0 + 4\bar{e} \rightarrow 2\text{O}^{-2}$ (процесс восстановления) — молекула кислорода принимает 4 электрона.

3. Найдём наименьшее общее кратное для числа отданных и принятых электронов. Это число $4$ .
Для азота множитель: $4 : 1 = 4$ .
Для кислорода множитель: $4 : 4 = 1$ .

4. Перенесём полученные коэффициенты в уравнение реакции:
Поставим коэффициент $4$ перед веществами, содержащими азот, и $1$ перед молекулой кислорода:
$4\text{NO}_2 + \text{O}_2 + \text{NaOH} \rightarrow 4\text{NaNO}_3 + \text{H}_2\text{O}$

5. Уравняем остальные элементы.
Справа $4$ атома натрия ( $4\text{NaNO}_3$ ), значит, слева перед $\text{NaOH}$ ставим коэффициент $4$ :
$4\text{NO}_2 + \text{O}_2 + 4\text{NaOH} \rightarrow 4\text{NaNO}_3 + \text{H}_2\text{O}$
Теперь проверим водород: слева $4$ атома в $4\text{NaOH}$ , значит, справа перед $\text{H}_2\text{O}$ ставим коэффициент $2$ :
$4\text{NO}_2 + \text{O}_2 + 4\text{NaOH} = 4\text{NaNO}_3 + 2\text{H}_2\text{O}$
Проверка по кислороду: слева $4 \cdot 2 + 2 + 4 \cdot 1 = 14$ ; справа $4 \cdot 3 + 2 \cdot 1 = 14$ . Всё верно.

6. Укажем окислитель и восстановитель:
Азот в степени окисления $+4$ (в составе $\text{NO}_2$ ) отдаёт электроны, значит, он является восстановителем.
Кислород в степени окисления $0$ ( $\text{O}_2$ ) принимает электроны, значит, он является окислителем.

Ответ:
$4\text{NO}_2 + \text{O}_2 + 4\text{NaOH} = 4\text{NaNO}_3 + 2\text{H}_2\text{O}$
Восстановитель: $\text{NO}_2$ (или $\text{N}^{+4}$ )
Окислитель: $\text{O}_2$ (или $\text{O}_2^0$ )

Источник: ФИПИ