Решение: Электронный баланс реакции
Используя метод электронного баланса, расставьте коэффициенты в схеме реакции $\mathrm{HNO_3 + PbS \rightarrow PbSO_4 + NO_2 + H_2O}$. Запишите формулы вещества или частицы окислителя и восстановителя и укажите, какое из них является окислителем, а какое — восстановителем.
Решение по шагам
5 шаговОпределяем степени окисления элементов, которые изменяются. В $\mathrm{PbS}$ сера имеет степень окисления $-2$, а в $\mathrm{PbSO_4}$ — $+6$. Азот в $\mathrm{HNO_3}$ имеет степень окисления $+5$, а в $\mathrm{NO_2}$ — $+4$.
$$\mathrm{S^{-2} - 8e^- \rightarrow S^{+6}};\quad \mathrm{N^{+5} + e^- \rightarrow N^{+4}}$$Для уравнивания числа отданных и принятых электронов перед превращением азота ставим коэффициент 8.
$$\mathrm{S^{-2} - 8e^- \rightarrow S^{+6}};\quad 8\mathrm{N^{+5}} + 8e^- \rightarrow 8\mathrm{N^{+4}}$$Коэффициент 1 перед $\mathrm{PbS}$ определяет коэффициент 1 перед $\mathrm{PbSO_4}$. Коэффициент 8 перед азотной кислотой и диоксидом азота уравнивает количество атомов азота.
$$\mathrm{HNO_3 + PbS \rightarrow PbSO_4 + 8NO_2 + H_2O}$$Слева находится 8 атомов водорода, поэтому перед водой ставим коэффициент 4. Проверка по кислороду даёт равенство: слева 24 атома кислорода, справа $4 + 16 + 4 = 24$.
$$\mathrm{8HNO_3 + PbS \rightarrow PbSO_4 + 8NO_2 + 4H_2O}$$Сера повышает степень окисления и отдаёт электроны, поэтому $\mathrm{PbS}$ является восстановителем. Азот принимает электроны, поэтому $\mathrm{HNO_3}$ является окислителем.
$\mathrm{8HNO_3 + PbS \rightarrow PbSO_4 + 8NO_2 + 4H_2O}$; 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
Не учитывают изменение степени окисления серы с $-2$ до $+6$ и ставят неверное число электронов.
Путают окислитель и восстановитель: окислитель принимает электроны, а восстановитель отдаёт их.
Не уравнивают атомы водорода и кислорода после расстановки коэффициентов по электронному балансу.