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 меняют:
В молекуле хлорноватистой кислоты $\text{HClO}$ водород имеет степень окисления $+1$, кислород $-2$, следовательно, хлор имеет степень окисления $+1$. В соляной кислоте $\text{HCl}$ хлор имеет степень окисления $-1$.
В оксиде азота(II) $\text{NO}$ кислород имеет $-2$, значит, азот имеет степень окисления $+2$. В азотной кислоте $\text{HNO}_3$ водород $+1$, кислород $-2$, следовательно, азот имеет степень окисления $+5$.

2. Составим электронный баланс:
Выпишем процессы отдачи и принятия электронов:
$\text{Cl}^{+1} + 2\bar{e} \rightarrow \text{Cl}^{-1}$ (процесс восстановления, хлор принимает 2 электрона)
$\text{N}^{+2} - 3\bar{e} \rightarrow \text{N}^{+5}$ (процесс окисления, азот отдает 3 электрона)

3. Найдём наименьшее общее кратное и коэффициенты:
Наименьшее общее кратное для 2 и 3 — это 6.
Для хлора: $6 : 2 = 3$ (коэффициент перед веществами, содержащими хлор).
Для азота: $6 : 3 = 2$ (коэффициент перед веществами, содержащими азот).

4. Расставим коэффициенты в уравнение реакции:
Подставим полученные числа в схему реакции:
$3\text{HClO} + 2\text{NO} + \text{H}_2\text{O} = 3\text{HCl} + 2\text{HNO}_3$

Проверим количество атомов кислорода: слева $3 \times 1 + 2 \times 1 + 1 = 6$; справа $2 \times 3 = 6$.
Проверим количество атомов водорода: слева $3 + 2 = 5$; справа $3 + 2 = 5$.
Уравнение составлено верно.

5. Укажем окислитель и восстановитель:
Окислитель — это вещество, содержащее элемент, который понижает степень окисления (принимает электроны).
Восстановитель — это вещество, содержащее элемент, который повышает степень окисления (отдает электроны).
$\text{HClO}$ (или $\text{Cl}^{+1}$) — окислитель.
$\text{NO}$ (или $\text{N}^{+2}$) — восстановитель.

Ответ: $3\text{HClO} + 2\text{NO} + \text{H}_2\text{O} = 3\text{HCl} + 2\text{HNO}_3$;
окислитель: $\text{HClO}$ (или $\text{Cl}^{+1}$);
восстановитель: $\text{NO}$ (или $\text{N}^{+2}$).

Источник: ФИПИ