Решение: Электронный баланс реакции
Используя метод электронного баланса, расставьте коэффициенты в схеме реакции $\mathrm{HNO_3 + PbS \rightarrow PbSO_4 + NO + H_2O}$. Запишите формулы вещества или частицы — окислителя и восстановителя. Укажите, какое из этих веществ или частиц является окислителем, а какое — восстановителем.
Решение по шагам
6 шаговОпределим степени окисления изменяющихся элементов. В $\mathrm{HNO_3}$ азот имеет степень окисления $+5$, а в $\mathrm{NO}$ — $+2$. Азот принимает 3 электрона.
$$\mathrm{N^{+5} + 3e^- \rightarrow N^{+2}}$$В $\mathrm{PbS}$ сера имеет степень окисления $-2$, а в $\mathrm{PbSO_4}$ — $+6$. Сера отдаёт 8 электронов.
$$\mathrm{S^{-2} - 8e^- \rightarrow S^{+6}}$$Уравниваем число отданных и принятых электронов. Наименьшее общее кратное чисел 3 и 8 равно 24: азот участвует в превращении с коэффициентом 8, сера — с коэффициентом 3.
$$8\cdot 3e^- = 3\cdot 8e^-$$Расставляем коэффициенты перед веществами, содержащими азот и серу: перед $\mathrm{HNO_3}$ и $\mathrm{NO}$ ставим 8, перед $\mathrm{PbS}$ и $\mathrm{PbSO_4}$ — 3.
$$8\mathrm{HNO_3}+3\mathrm{PbS}\rightarrow3\mathrm{PbSO_4}+8\mathrm{NO}+x\mathrm{H_2O}$$Балансируем водород: слева 8 атомов водорода, поэтому перед $\mathrm{H_2O}$ ставим 4. Проверка по кислороду даёт 24 атома кислорода с обеих сторон.
$$8\mathrm{HNO_3}+3\mathrm{PbS}\rightarrow3\mathrm{PbSO_4}+8\mathrm{NO}+4\mathrm{H_2O}$$Азот принимает электроны, поэтому $\mathrm{HNO_3}$ является окислителем. Сера в составе $\mathrm{PbS}$ отдаёт электроны, поэтому $\mathrm{PbS}$ является восстановителем.
$8\mathrm{HNO_3}+3\mathrm{PbS}\rightarrow3\mathrm{PbSO_4}+8\mathrm{NO}+4\mathrm{H_2O}$; окислитель — $\mathrm{HNO_3}$, восстановитель — $\mathrm{PbS}$.
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 серы в $\mathrm{PbSO_4}$ и принимают её за $+4$.
Ставят коэффициент 8 перед $\mathrm{PbS}$ вместо коэффициента 3.
Путают окислитель и восстановитель: окислитель принимает электроны, а восстановитель отдаёт их.