Решение: Окислительно-восстановительная реакция с NO₂
Документ к заданиюИнструкция к заданиям 29 и 30 по химии
Прочитайте текст и выполните задания.
Для выполнения заданий 29 и 30 используйте следующий перечень веществ:
азотная кислота, гидроксид железа(II), хлорат калия, ацетат серебра, оксид хрома(III), сероводород. Допустимо использование водных растворов веществ.
Используя предложенный перечень веществ, выберите вещества, между которыми окислительно-восстановительная реакция протекает с образованием соли и выделением бурого газа. Запишите уравнение только одной из возможных реакций с участием выбранных веществ, составьте электронный баланс, укажите окислитель и восстановитель.
Решение по шагам
4 шагаБурый газ — диоксид азота $\mathrm{NO_2}$. Азот в азотной кислоте имеет степень окисления $+5$, а в $\mathrm{NO_2}$ — $+4$, поэтому азот восстанавливается.
$$\mathrm{N^{+5} + e^- \rightarrow N^{+4}}$$В $\mathrm{Fe(OH)_2}$ железо имеет степень окисления $+2$. При образовании соли $\mathrm{Fe(NO_3)_3}$ оно окисляется до $+3$.
$$\mathrm{Fe^{+2} - e^- \rightarrow Fe^{+3}}$$Число отданных и принятых электронов одинаково, поэтому коэффициенты перед окислителем и восстановителем равны единице.
$$\mathrm{Fe(OH)_2 + 4HNO_3 \rightarrow Fe(NO_3)_3 + NO_2\uparrow + 3H_2O}$$Проверим баланс атомов: слева и справа по одному атому железа, четырём атомам азота, четырём атомам водорода и четырнадцати атомам кислорода.
$\mathrm{Fe(OH)_2 + 4HNO_3 \rightarrow Fe(NO_3)_3 + NO_2\uparrow + 3H_2O}$; электронный баланс: $\mathrm{Fe^{+2} - e^- \rightarrow Fe^{+3}}$, $\mathrm{N^{+5} + e^- \rightarrow N^{+4}}$. Окислитель — $\mathrm{HNO_3}$, восстановитель — $\mathrm{Fe(OH)_2}$.
Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Неверно указывают бурый газ как $\mathrm{NO}$ вместо $\mathrm{NO_2}$.
Не учитывают, что железо в $\mathrm{Fe(OH)_2}$ окисляется с $+2$ до $+3$.
Ставят неверный коэффициент перед азотной кислотой и не проверяют баланс атомов.
Путают окислитель и восстановитель: $\mathrm{HNO_3}$ принимает электроны, а $\mathrm{Fe(OH)_2}$ отдаёт.