Задание №20 — Химические реакции

Решение.

Для того чтобы расставить коэффициенты методом электронного баланса, выполним следующие шаги:

1. Определим степени окисления элементов, которые их меняют в ходе реакции.
В молекуле $NO$ кислород имеет степень окисления $-2$, значит, азот имеет степень окисления $+2$.
В соли $KNO_{2}$ калий имеет $+1$, кислород $-2$. Сумма степеней окисления равна нулю: $+1 + x + 2 \cdot (-2) = 0$, откуда $x = +3$. Азот в нитрите калия имеет степень окисления $+3$.
В простом веществе $N_{2}$ степень окисления азота равна $0$.

2. Составим электронный баланс.
Азот из степени окисления $+2$ переходит в $+3$ (отдаёт электроны) и в $0$ (принимает электроны). Это реакция диспропорционирования.
$N^{+2} - 1e^{-} \rightarrow N^{+3}$ (процесс окисления)
$2N^{+2} + 4e^{-} \rightarrow N_{2}^{0}$ (процесс восстановления)

3. Найдём наименьшее общее кратное для числа отданных и принятых электронов.
Для 1 и 4 это число 4.
Коэффициент перед $N^{+3}$ (вещество $KNO_{2}$) будет равен $4 \div 1 = 4$.
Коэффициент перед $N_{2}^{0}$ будет равен $4 \div 4 = 1$.

4. Перенесём коэффициенты в уравнение реакции.
Справа перед $KNO_{2}$ ставим 4, перед $N_{2}$ оставляем 1.
Считаем общее количество атомов азота справа: $4 \cdot 1 (в \ KNO_{2}) + 1 \cdot 2 (в \ N_{2}) = 6$. Значит, перед $NO$ слева ставим коэффициент 6.
Уравняем калий: справа 4 атома в $4KNO_{2}$, значит, слева перед $KOH$ ставим 4.
Уравняем водород: слева 4 атома в $4KOH$, значит, перед $H_{2}O$ ставим 2.
Проверим кислород: слева $6 \cdot 1 (в \ NO) + 4 \cdot 1 (в \ KOH) = 10$; справа $4 \cdot 2 (в \ KNO_{2}) + 2 \cdot 1 (в \ H_{2}O) = 10$. Кислород сошёлся.

Итоговое уравнение:
$6NO + 4KOH \rightarrow 4KNO_{2} + N_{2} + 2H_{2}O$

5. Укажем окислитель и восстановитель.
Азот в степени окисления $+2$ (в составе $NO$) является и окислителем, и восстановителем.

Ответ:
$6NO + 4KOH = 4KNO_{2} + N_{2} + 2H_{2}O$
$N^{+2}$ (или $NO$) является восстановителем;
$N^{+2}$ (или $NO$) является окислителем.

Источник: ФИПИ