Решение: Окислительно-восстановительная реакция с газом
Документ к заданиюФрагмент задания по химии
Прочитайте текст и выполните задания.
Для выполнения заданий 29 и 30 используйте следующий перечень веществ:
азотная кислота, гидрокарбонат аммония, нитрат магния, оксид железа(II), нитрит калия, пероксид натрия. Допустимо использование водных растворов веществ.
Используя перечень веществ из общего материала к заданиям 29 и 30, выберите два вещества, окислительно-восстановительная реакция между которыми приводит к образованию окрашенного раствора одной соли и сопровождается выделением газа. Запишите уравнение одной возможной реакции, составьте электронный баланс, укажите окислитель и восстановитель.
Решение по шагам
5 шаговВыбираем оксид железа(II) и азотную кислоту. При взаимодействии образуется нитрат железа(III), раствор которого имеет желтоватую окраску, и выделяется газ $\mathrm{NO_2}$.
Определяем изменения степеней окисления: железо в $\mathrm{FeO}$ имеет степень окисления $+2$ и окисляется до $+3$. Азот в нитрат-ионе имеет степень окисления $+5$ и восстанавливается до $+4$ в $\mathrm{NO_2}$.
$$\mathrm{Fe^{+2} - e^- \rightarrow Fe^{+3}};\quad \mathrm{N^{+5} + e^- \rightarrow N^{+4}}$$Число отданных и принятых электронов одинаково, поэтому коэффициенты перед процессами окисления и восстановления равны единице.
Составляем и уравниваем молекулярное уравнение реакции.
$$\mathrm{FeO + 4HNO_3 \rightarrow Fe(NO_3)_3 + NO_2\uparrow + 2H_2O}$$Железо(II) является восстановителем, поскольку отдаёт электрон. Азотная кислота, точнее нитрат-ион, является окислителем, поскольку принимает электрон.
$\mathrm{FeO}$ и $\mathrm{HNO_3}$; $\mathrm{FeO + 4HNO_3 \rightarrow Fe(NO_3)_3 + NO_2\uparrow + 2H_2O}$. Электронный баланс: $\mathrm{Fe^{2+} - e^- \rightarrow Fe^{3+}}$; $\mathrm{N^{+5} + e^- \rightarrow N^{+4}}$. Окислитель — $\mathrm{HNO_3}$ (нитрат-ион), восстановитель — $\mathrm{FeO}$ (ион $\mathrm{Fe^{2+}}$).
Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Не учитывают, что железо(II) окисляется до железа(III).
Записывают образование $\mathrm{NO}$ вместо $\mathrm{NO_2}$ без указания условий реакции.
Неверно называют окислителем оксид железа(II), хотя он отдаёт электроны.
Не уравнивают количество атомов азота и водорода в молекулярном уравнении.