Задание №20 — Химические реакции

#67063Задание №20ФИПИ

ОВР. Электронный баланс

Используя метод электронного баланса, расставьте коэффициенты
в схеме реакции

HBr + HNO₃ → NO + Br₂ + 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 в данной окислительно-восстановительной реакции, проанализируем изменение степеней окисления элементов.

1. Определим степени окисления элементов, которые их меняют:
В бромоводороде $\text{H}\overset{-1}{\text{Br}}$ бром имеет степень окисления $-1$ . В молекуле брома $\overset{0}{\text{Br}}_2$ степень окисления равна $0$ .
В азотной кислоте $\text{H}\overset{+5}{\text{N}}\text{O}_3$ азот имеет степень окисления $+5$ . В оксиде азота(II) $\overset{+2}{\text{N}}\text{O}$ степень окисления азота равна $+2$ .

2. Составим электронный баланс:
Восстановитель отдаёт электроны, окислитель — принимает.
$2\text{Br}^{-1} - 2\bar{e} \rightarrow \text{Br}_2^0$ (процесс окисления)
$\text{N}^{+5} + 3\bar{e} \rightarrow \text{N}^{+2}$ (процесс восстановления)

3. Найдём наименьшее общее кратное для числа отданных и принятых электронов. Это число $6$ .
Коэффициент для брома: $6 : 2 = 3$ .
Коэффициент для азота: $6 : 3 = 2$ .

4. Перенесём полученные коэффициенты в уравнение реакции:
Перед $\text{HBr}$ ставим $6$ (так как $3 \times 2\text{Br}$ ), перед $\text{HNO}_3$ ставим $2$ .
Перед $\text{Br}_2$ ставим $3$ , перед $\text{NO}$ ставим $2$ .
$6\text{HBr} + 2\text{HNO}_3 \rightarrow 2\text{NO} + 3\text{Br}_2 + \text{H}_2\text{O}$

5. Уравняем количество атомов водорода и проверим кислород:
Слева $6 + 2 = 8$ атомов водорода. Чтобы справа было столько же, перед $\text{H}_2\text{O}$ ставим коэффициент $4$ .
Проверка по кислороду: слева $2 \times 3 = 6$ , справа $2 + 4 = 6$ . Всё верно.

Итоговое уравнение:
$6\text{HBr} + 2\text{HNO}_3 = 2\text{NO} + 3\text{Br}_2 + 4\text{H}_2\text{O}$

6. Укажем окислитель и восстановитель:
Бром в степени окисления $-1$ (или $\text{HBr}$ ) является восстановителем.
Азот в степени окисления $+5$ (или $\text{HNO}_3$ ) является окислителем.

Ответ:
$6\text{HBr} + 2\text{HNO}_3 = 2\text{NO} + 3\text{Br}_2 + 4\text{H}_2\text{O}$
Восстановитель: $\text{Br}^{-}$ (или $\text{HBr}$ )
Окислитель: $\text{N}^{+5}$ (или $\text{HNO}_3$ )

Источник: ФИПИ