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. В молекуле $\text{HI}$ степень окисления водорода $+1$, значит, у иода она равна $-1$. В молекуле простого вещества $\text{I}_2$ степень окисления равна $0$.
2. В молекуле $\text{NO}_2$ степень окисления кислорода $-2$, следовательно, у азота она равна $+4$ (так как $x + 2 \cdot (-2) = 0$). В молекуле $\text{NO}$ у азота степень окисления $+2$.

Составим схему электронного баланса:

$2\text{I}^{-1} - 2\bar{e} \rightarrow \text{I}_2^0$ (процесс окисления)
$\text{N}^{+4} + 2\bar{e} \rightarrow \text{N}^{+2}$ (процесс восстановления)

Подсчитаем общее число отданных и принятых электронов. В данном случае количество электронов совпадает (2), поэтому дополнительные множители для уравнивания не требуются (они равны 1):

$2\text{I}^{-1} - 2\bar{e} \rightarrow \text{I}_2^0 \mid 1$
$\text{N}^{+4} + 2\bar{e} \rightarrow \text{N}^{+2} \mid 1$

Переносим коэффициенты из баланса в уравнение реакции. Перед $\text{HI}$ ставим коэффициент 2 (так как в балансе $2\text{I}^{-1}$), перед $\text{NO}_2$, $\text{NO}$ и $\text{I}_2$ ставим коэффициент 1 (обычно не записывается). Проверяем количество водорода и кислорода: слева 2 атома водорода, значит, перед $\text{H}_2\text{O}$ коэффициент 1. Кислорода слева 2 атома, справа также 2 ($1$ в $\text{NO}$ и $1$ в $\text{H}_2\text{O}$).

Итоговое уравнение реакции:
$2\text{HI} + \text{NO}_2 = \text{NO} + \text{I}_2 + \text{H}_2\text{O}$

Определим окислитель и восстановитель:
Иод в степени окисления $-1$ (или вещество $\text{HI}$) отдает электроны, значит, он является восстановителем.
Азот в степени окисления $+4$ (или вещество $\text{NO}_2$) принимает электроны, значит, он является окислителем.

Ответ:
$2\text{HI} + \text{NO}_2 = \text{NO} + \text{I}_2 + \text{H}_2\text{O}$
$\text{I}^{-1}$ (или $\text{HI}$) — восстановитель;
$\text{N}^{+4}$ (или $\text{NO}_2$) — окислитель.

Источник: ФИПИ