РУҚА
20

Решение: Электронный баланс реакции цинка

ОГЭ · Химия · Задание 20 · Окислительно-восстановительные реакции
ВысокаяФИПИ12A558Развёрнутое решение≈ 5 минутРазбор в 4 шага
Условие

Используя метод электронного баланса, расставьте коэффициенты в схеме реакции $\mathrm{HNO_3 + Zn \rightarrow Zn(NO_3)_2 + N_2 + H_2O}$. 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.

Открыть задачу и решить самому
Дальше ответЕсли ещё решаете — начните с подсказок: они ведут к ответу, но не выдают его.
К подсказкам

Решение по шагам

4 шага
1

Определяем степени окисления элементов, изменяющих степень окисления. Цинк в простом веществе имеет степень окисления 0, а в $\mathrm{Zn(NO_3)_2}$ — $+2$. Азот в $\mathrm{HNO_3}$ имеет степень окисления $+5$, а в молекуле $\mathrm{N_2}$ — 0.

$$\mathrm{Zn^0 \rightarrow Zn^{+2};\quad N^{+5} \rightarrow N^0}$$
2

Составляем электронный баланс: один атом цинка отдаёт два электрона, а два атома азота принимают десять электронов.

$$\mathrm{Zn^0 - 2e^- \rightarrow Zn^{+2}}\quad (\times 5);\qquad \mathrm{2N^{+5} + 10e^- \rightarrow 2N^0}$$
3

Из электронного баланса получаем соотношение коэффициентов перед цинком и молекулой азота $5:1$. Ставим коэффициенты перед соединениями цинка и азотом, затем уравниваем азот, водород и кислород.

$$\mathrm{12HNO_3 + 5Zn \rightarrow 5Zn(NO_3)_2 + N_2 + 6H_2O}$$

Цинк отдаёт электроны и окисляется, поэтому является восстановителем. Азот в составе нитрат-иона принимает электроны и восстанавливается, поэтому окислителем является азотная кислота, точнее нитрат-ион $\mathrm{NO_3^-}$.

Ответ

$\mathrm{12HNO_3 + 5Zn \rightarrow 5Zn(NO_3)_2 + N_2 + 6H_2O}$; окислитель — $\mathrm{HNO_3}$ (ион $\mathrm{NO_3^-}$), восстановитель — $\mathrm{Zn}$.

Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.

Где здесь ошибаются

Неверно определяют степень окисления азота в $\mathrm{HNO_3}$.

Забывают, что молекула азота $\mathrm{N_2}$ содержит два атома азота.

Называют окислителем цинк, хотя он отдаёт электроны и является восстановителем.

Не проверяют равенство числа атомов кислорода и водорода после расстановки коэффициентов.

Закрепить приёмВ теме «Окислительно-восстановительные реакции» ещё 261 задача — с ответом и таким же разбором.
Тренироваться

Как решать задание 20 ОГЭ, химия

Разбор этой задачи разложен на 4 шага: видно, откуда берётся каждое число и где теряется балл. Ответ приведён рядом с выкладками, а не вместо них.

Задача из темы «Окислительно-восстановительные реакции»: в ней 262 задачи, и у каждой есть такой же разбор. Регистрация не нужна.