Задание №20 — Химические реакции

#67040Задание №20ФИПИ

ОВР. Электронный баланс

Используя метод электронного баланса, расставьте коэффициенты
в схеме реакции

NO₂ + O₂ + KOH → KNO₃ + 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 методом электронного баланса, выполним следующие шаги:

1. Определим степени окисления элементов, которые меняют их в ходе реакции.
В оксиде азота $\text{NO}_2$ степень окисления азота равна $+4$ , так как у кислорода $-2$ .
В молекулярном кислороде $\text{O}_2$ степень окисления равна $0$ , так как это простое вещество.
В нитрате калия $\text{KNO}_3$ степень окисления азота равна $+5$ , а кислорода $-2$ .
В воде $\text{H}_2\text{O}$ степень окисления кислорода $-2$ .

2. Выпишем элементы, изменившие степени окисления, и составим электронный баланс:
$\text{N}^{+4} - 1\bar{e} \rightarrow \text{N}^{+5}$ (азот отдаёт 1 электрон, это процесс окисления)
$\text{O}_2^0 + 4\bar{e} \rightarrow 2\text{O}^{-2}$ (молекула кислорода принимает 4 электрона, это процесс восстановления)

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:
Ставим коэффициент 4 перед азотсодержащими веществами и 1 перед кислородом:
$4\text{NO}_2 + \text{O}_2 + \text{KOH} \rightarrow 4\text{KNO}_3 + \text{H}_2\text{O}$

5. Уравняем остальные элементы.
Справа 4 атома калия ( $4\text{KNO}_3$ ), значит, слева перед $\text{KOH}$ ставим коэффициент 4:
$4\text{NO}_2 + \text{O}_2 + 4\text{KOH} \rightarrow 4\text{KNO}_3 + \text{H}_2\text{O}$
Теперь проверим водород: слева 4 атома ( $4\text{KOH}$ ), справа 2 атома ( $\text{H}_2\text{O}$ ). Чтобы стало 4, ставим перед водой коэффициент 2:
$4\text{NO}_2 + \text{O}_2 + 4\text{KOH} = 4\text{KNO}_3 + 2\text{H}_2\text{O}$
Проверим кислород: слева $4 \cdot 2 + 2 + 4 \cdot 1 = 14$ ; справа $4 \cdot 3 + 2 \cdot 1 = 14$ . Уравнение составлено верно.

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

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

Источник: ФИПИ