Решение: Окислительно-восстановительная реакция с газом
Документ к заданиюПеречень веществ для выполнения заданий 29 и 30
Прочитайте текст и выполните задания.
Для выполнения заданий 29 и 30 используйте следующий перечень веществ:
азотная кислота, гидрокарбонат калия, оксид серы(IV), гидроксид кальция, перманганат натрия, гидроксокарбонат меди(II). Допустимо использование водных растворов веществ.
Используя перечень веществ из общего материала, выберите вещества, окислительно-восстановительная реакция между которыми приводит к образованию газа. Запишите уравнение только одной возможной реакции с участием выбранных веществ, составьте электронный баланс и укажите окислитель и восстановитель.
Решение по шагам
4 шагаВыбираем оксид серы(IV) и азотную кислоту. В реакции с концентрированной азотной кислотой оксид серы(IV) окисляется до серной кислоты, а азот в составе азотной кислоты восстанавливается до степени окисления $+4$ в оксиде азота(IV).
$$2\mathrm{HNO_3} + \mathrm{SO_2} \rightarrow \mathrm{H_2SO_4} + 2\mathrm{NO_2}\uparrow$$Определяем изменения степеней окисления: сера повышает степень окисления с $+4$ до $+6$, а азот понижает её с $+5$ до $+4$.
$$\mathrm{S^{+4} - 2e^- \rightarrow S^{+6}};\quad \mathrm{N^{+5} + e^- \rightarrow N^{+4}}$$Уравниваем число отданных и принятых электронов: процесс восстановления умножаем на 2. Получаем коэффициенты $1:2$ перед $\mathrm{SO_2}$ и $\mathrm{HNO_3}$ соответственно; затем уравниваем остальные атомы.
$$\mathrm{S^{+4} - 2e^- \rightarrow S^{+6}};\quad 2\mathrm{N^{+5}} + 2e^- \rightarrow 2\mathrm{N^{+4}}$$Окислителем является азотная кислота, поскольку азот в её составе принимает электроны. Восстановителем является оксид серы(IV), поскольку сера отдаёт электроны.
2\mathrm{HNO_3} + \mathrm{SO_2} \rightarrow \mathrm{H_2SO_4} + 2\mathrm{NO_2}\uparrow; окислитель — $\mathrm{HNO_3}$, восстановитель — $\mathrm{SO_2}$.
Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Не указывают, что образуется газообразный $\mathrm{NO_2}$.
Путают окислитель и восстановитель.
Не умножают процесс восстановления азота на 2.
Записывают образование $\mathrm{NO}$ вместо $\mathrm{NO_2}$ без указания условий реакции.