Решение: Электронный баланс реакции серы
Используя метод электронного баланса, расставьте коэффициенты в схеме реакции $\mathrm{S + HNO_3 \rightarrow H_2SO_4 + NO_2 + H_2O}$. Запишите формулы вещества-окислителя и вещества-восстановителя и укажите, какое из них является окислителем, а какое — восстановителем.
Решение по шагам
4 шагаОпределяем степени окисления изменяющихся элементов: сера в простом веществе имеет степень окисления $0$, а в $\mathrm{H_2SO_4}$ — $+6$. Азот в $\mathrm{HNO_3}$ имеет степень окисления $+5$, а в $\mathrm{NO_2}$ — $+4$.
$$\mathrm{S^0 - 6e^- \rightarrow S^{+6}};\quad \mathrm{N^{+5} + e^- \rightarrow N^{+4}}$$Для электронного баланса умножаем восстановление азота на 6, поскольку атом серы отдаёт 6 электронов, а каждый атом азота принимает 1 электрон.
$$\mathrm{S^0 - 6e^- \rightarrow S^{+6}}\quad (1);\qquad \mathrm{N^{+5} + e^- \rightarrow N^{+4}}\quad (6)$$Ставим коэффициенты перед веществами с серой и азотом: перед $\mathrm{S}$ — 1, перед $\mathrm{HNO_3}$ и $\mathrm{NO_2}$ — 6. Затем уравниваем водород и кислород, получая 2 молекулы воды.
$$\mathrm{S + 6HNO_3 \rightarrow H_2SO_4 + 6NO_2 + 2H_2O}$$Сера повышает степень окисления и отдаёт электроны, поэтому является восстановителем. Азот в азотной кислоте понижает степень окисления и принимает электроны, поэтому $\mathrm{HNO_3}$ является окислителем.
$\mathrm{S + 6HNO_3 \rightarrow H_2SO_4 + 6NO_2 + 2H_2O}$; окислитель — $\mathrm{HNO_3}$, восстановитель — $\mathrm{S}$.
Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Ставят коэффициент 2 перед водой или азотной кислотой без проверки баланса атомов.
Неверно определяют степень окисления азота в $\mathrm{NO_2}$ как $+2$ вместо $+4$.
Называют серу окислителем, хотя она отдаёт электроны.
Не учитывают, что одна частица азота принимает только один электрон.