Задание №20 — Химические реакции

Решение.

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

1. Определим степени окисления элементов, которые их изменяют в ходе реакции:
В молекуле иода $I_{2}$ степень окисления равна $0$ (простое вещество).
В азотной кислоте $HNO_{3}$ степень окисления азота равна $+5$.
В иодноватой кислоте $HIO_{3}$ степень окисления иода равна $+5$ (так как $+1 + x + 3 \cdot (-2) = 0$).
В оксиде азота(II) $NO$ степень окисления азота равна $+2$.

2. Составим электронный баланс:
Иод повышает степень окисления, значит, он является восстановителем (отдаёт электроны). Учитываем, что в молекуле иода два атома:
$I_{2}^{0} - 10\bar{e} \rightarrow 2I^{+5}$ (процесс окисления)
Азот понижает степень окисления, значит, он является окислителем (принимает электроны):
$N^{+5} + 3\bar{e} \rightarrow N^{+2}$ (процесс восстановления)

3. Найдём наименьшее общее кратное для числа отданных и принятых электронов. Это число $30$.
Коэффициент для иода: $30 / 10 = 3$.
Коэффициент для азота: $30 / 3 = 10$.

4. Перенесём полученные коэффициенты в уравнение реакции:
Перед $I_{2}$ ставим $3$.
Перед $HIO_{3}$ ставим $6$ (так как $3 \cdot 2 = 6$ атомов иода).
Перед $HNO_{3}$ и $NO$ ставим $10$.
Проверим количество водорода: слева $10$ атомов в $10HNO_{3}$, справа $6$ атомов в $6HIO_{3}$. Недостающие $4$ атома водорода должны быть в воде, значит, перед $H_{2}O$ ставим коэффициент $2$.
Проверим кислород: слева $10 \cdot 3 = 30$; справа $6 \cdot 3 + 10 \cdot 1 + 2 \cdot 1 = 18 + 10 + 2 = 30$. Уравнение верно.

$3I_{2} + 10HNO_{3} = 6HIO_{3} + 10NO + 2H_{2}O$

5. Укажем окислитель и восстановитель:
Восстановитель: $I_{2}$ (или $I^{0}$)
Окислитель: $HNO_{3}$ (или $N^{+5}$)

Ответ: 3I₂ + 10HNO₃ = 6HIO₃ + 10NO + 2H₂O; иод I₂ является восстановителем, азотная кислота HNO₃ (за счёт азота N⁺⁵) является окислителем.

Источник: ФИПИ