Решение: Электронный баланс реакции
Используя метод электронного баланса, расставьте коэффициенты в схеме реакции $\mathrm{HNO_3 + HCl \rightarrow Cl_2 + NO + H_2O}$. Запишите формулы вещества или частицы окислителя и восстановителя. Укажите, какое из них является окислителем, а какое — восстановителем.
Решение по шагам
5 шаговОпределяем степени окисления элементов, которые изменяются. В $\mathrm{HNO_3}$ азот имеет степень окисления $+5$, а в $\mathrm{NO}$ — $+2$. Хлор в $\mathrm{HCl}$ имеет степень окисления $-1$, а в $\mathrm{Cl_2}$ — $0$.
$$\mathrm{N^{+5} \rightarrow N^{+2};\quad Cl^{-1} \rightarrow Cl^0}$$Составляем электронный баланс. Азот принимает три электрона, а два атома хлора отдают два электрона.
$$\mathrm{N^{+5} + 3e^- \rightarrow N^{+2}};\quad \mathrm{2Cl^{-1} - 2e^- \rightarrow Cl_2^0}$$Уравниваем число отданных и принятых электронов: первую полуреакцию умножаем на 4, вторую — на 3.
$$\mathrm{4N^{+5} + 12e^- \rightarrow 4N^{+2}};\quad \mathrm{6Cl^{-1} - 12e^- \rightarrow 6Cl^0}$$Расставляем коэффициенты перед веществами и уравниваем атомы водорода и кислорода водой.
$$\mathrm{4HNO_3 + 12HCl \rightarrow 6Cl_2 + 4NO + 8H_2O}$$Азот в составе $\mathrm{HNO_3}$ принимает электроны, поэтому $\mathrm{HNO_3}$ является окислителем. Ионы хлора из $\mathrm{HCl}$ отдают электроны, поэтому $\mathrm{HCl}$ или $\mathrm{Cl^-}$ являются восстановителем.
$\mathrm{4HNO_3 + 12HCl \rightarrow 6Cl_2 + 4NO + 8H_2O}$; электронный баланс: $\mathrm{N^{+5} + 3e^- \rightarrow N^{+2}}$, $\mathrm{2Cl^{-1} - 2e^- \rightarrow Cl_2^0}$. Окислитель — $\mathrm{HNO_3}$, восстановитель — $\mathrm{HCl}$ или $\mathrm{Cl^-}$.
Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Неверно указывают степень окисления азота в $\mathrm{NO}$ как $+3$ вместо $+2$.
Не учитывают, что молекула $\mathrm{Cl_2}$ содержит два атома хлора.
Называют $\mathrm{HCl}$ окислителем, хотя ионы $\mathrm{Cl^-}$ отдают электроны.
Нарушают баланс атомов водорода и кислорода при расстановке коэффициентов.