Решение: Окисление сульфида азотной кислотой
Документ к заданиюПеречень веществ для выполнения заданий 30 и 31
Прочитайте текст и выполните задания.
Для выполнения заданий 30, 31 используйте следующий перечень веществ: гидрокарбонат калия, нитрат алюминия, оксид фосфора(V), азотная кислота, сульфид меди(II), гидроксид бария. Допустимо использование водных растворов веществ.
Используя перечень веществ из общего материала, выберите вещества, окислительно-восстановительная реакция между которыми приводит к образованию окрашенного раствора. Запишите уравнение только одной возможной окислительно-восстановительной реакции с участием выбранных веществ. Составьте электронный баланс, укажите окислитель и восстановитель.
Решение по шагам
5 шаговВыбираем сульфид меди(II) и азотную кислоту. В реакции образуется раствор нитрата меди(II), окрашенный в голубой цвет.
Определяем изменения степеней окисления: сера в $\mathrm{CuS}$ окисляется от $-2$ до $+6$, а азот в $\mathrm{HNO_3}$ восстанавливается от $+5$ до $+4$ в $\mathrm{NO_2}$.
$$\mathrm{S^{-2} - 8e^- \rightarrow S^{+6}};\quad \mathrm{N^{+5} + e^- \rightarrow N^{+4}}$$Уравниваем число отданных и принятых электронов: один атом серы отдаёт 8 электронов, поэтому восстанавливаются 8 атомов азота.
$$\mathrm{S^{-2} - 8e^- \rightarrow S^{+6}};\quad 8\mathrm{N^{+5}} + 8e^- \rightarrow 8\mathrm{N^{+4}}$$Составляем и балансируем молекулярное уравнение реакции.
$$\mathrm{CuS + 10HNO_3 \rightarrow Cu(NO_3)_2 + H_2SO_4 + 8NO_2 + 4H_2O}$$Окислителем является азотная кислота, поскольку азот в составе нитрат-иона принимает электроны. Восстановителем является сульфид меди(II), поскольку сера отдаёт электроны.
$\mathrm{CuS + 10HNO_3 \rightarrow Cu(NO_3)_2 + H_2SO_4 + 8NO_2 + 4H_2O}$; электронный баланс: $\mathrm{S^{-2} - 8e^- \rightarrow S^{+6}}$, $8\mathrm{N^{+5}} + 8e^- \rightarrow 8\mathrm{N^{+4}}$. Окислитель — $\mathrm{HNO_3}$, восстановитель — $\mathrm{CuS}$.
Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Неверно указывают азотную кислоту восстановителем.
Не учитывают, что один атом серы отдаёт 8 электронов.
Записывают неуравненное уравнение реакции.
Указывают цвет раствора как цвет осадка сульфида меди(II), хотя окрашен раствор нитрата меди(II).