Решение: Электронный баланс в ОВР
Используя метод электронного баланса, расставьте коэффициенты в схеме реакции $\mathrm{FeO + HNO_3 \rightarrow Fe(NO_3)_3 + NO + H_2O}$. Запишите формулы вещества или частицы окислителя и восстановителя. Укажите, какое из этих веществ или частиц является окислителем, а какое — восстановителем.
Решение по шагам
4 шагаОпределяем степени окисления элементов, изменяющих их: железо в $\mathrm{FeO}$ имеет степень окисления $+2$, а в $\mathrm{Fe(NO_3)_3}$ — $+3$. Азот в $\mathrm{HNO_3}$ имеет степень окисления $+5$, а в $\mathrm{NO}$ — $+2$.
$$\mathrm{Fe^{+2} - e^- \rightarrow Fe^{+3}};\quad \mathrm{N^{+5} + 3e^- \rightarrow N^{+2}}$$Уравниваем число отданных и принятых электронов: перед превращением железа ставим коэффициент 3, поскольку три атома железа отдают три электрона, которые принимает один атом азота.
$$3\mathrm{Fe^{+2}} - 3e^- \rightarrow 3\mathrm{Fe^{+3}};\quad \mathrm{N^{+5}} + 3e^- \rightarrow \mathrm{N^{+2}}$$Расставляем остальные коэффициенты по законам сохранения атомов. Получаем три молекулы $\mathrm{FeO}$, десять молекул $\mathrm{HNO_3}$, три молекулы $\mathrm{Fe(NO_3)_3}$, одну молекулу $\mathrm{NO}$ и пять молекул $\mathrm{H_2O}$.
$$3\mathrm{FeO} + 10\mathrm{HNO_3} \rightarrow 3\mathrm{Fe(NO_3)_3} + \mathrm{NO} + 5\mathrm{H_2O}$$Железо отдаёт электроны, поэтому вещество $\mathrm{FeO}$ является восстановителем. Азотная кислота принимает электроны за счёт нитрат-иона, поэтому $\mathrm{HNO_3}$ является окислителем.
$$\mathrm{Fe^{2+} \rightarrow Fe^{3+}};\quad \mathrm{N^{+5} \rightarrow N^{+2}}$$3FeO + 10HNO₃ → 3Fe(NO₃)₃ + NO + 5H₂O; окислитель — HNO₃ (нитрат-ион NO₃⁻), восстановитель — FeO.
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 железа с +2 до +3.
Неверно определяют азот в HNO₃ как восстановитель, хотя он принимает электроны.
Нарушают баланс атомов азота, водорода или кислорода после расстановки коэффициентов.