Решение: Электронный баланс реакции углерода
Используя метод электронного баланса, расставьте коэффициенты в схеме реакции $\mathrm{C + KNO_3 \rightarrow K_2CO_3 + CO_2 + N_2}$. Запишите в отдельных строках формулы вещества или частицы окислителя и восстановителя. Укажите, какое из этих веществ или частиц является окислителем, а какое — восстановителем.
Решение по шагам
4 шагаОпределяем степени окисления элементов, изменяющих степень окисления. Углерод в простом веществе имеет степень окисления $0$, а в $\mathrm{K_2CO_3}$ и $\mathrm{CO_2}$ — $+4$. Азот в $\mathrm{KNO_3}$ имеет степень окисления $+5$, а в $\mathrm{N_2}$ — $0$.
$$\mathrm{C^0 \rightarrow C^{+4}},\quad \mathrm{N^{+5} \rightarrow N^0}$$Составляем электронный баланс. Один атом углерода отдаёт четыре электрона. Четыре атома азота принимают всего двадцать электронов.
$$5\mathrm{C^0}-20e^-\rightarrow5\mathrm{C^{+4}};\quad 4\mathrm{N^{+5}}+20e^-\rightarrow4\mathrm{N^0}$$Расставляем коэффициенты перед веществами и проверяем баланс атомов калия, азота, углерода и кислорода.
$$5\mathrm{C}+4\mathrm{KNO_3}\rightarrow2\mathrm{K_2CO_3}+3\mathrm{CO_2}+2\mathrm{N_2}$$Углерод отдаёт электроны, поэтому является восстановителем. Азот в составе нитрата принимает электроны, поэтому нитрат калия является окислителем.
$$\mathrm{C}\ — \text{восстановитель};\quad \mathrm{KNO_3}\ — \text{окислитель}$$$5\mathrm{C + 4KNO_3 \rightarrow 2K_2CO_3 + 3CO_2 + 2N_2}$. Окислитель — $\mathrm{KNO_3}$, восстановитель — $\mathrm{C}$.
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 нитрате калия.
Называют углерод окислителем, хотя он отдаёт электроны.
Не учитывают, что в $\mathrm{N_2}$ два атома азота.
Нарушают баланс атомов кислорода при расстановке коэффициентов.