Решение: Электронный баланс реакции железа
Используя метод электронного баланса, расставьте коэффициенты в схеме реакции $\mathrm{FeO + HNO_3 \rightarrow Fe(NO_3)_3 + NO_2 + H_2O}$. 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 изменяющихся элементов: 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 $\mathrm{NO_2}$ — $+4$.
$$\mathrm{Fe^{+2} \rightarrow Fe^{+3};\quad N^{+5} \rightarrow N^{+4}}$$Составляем электронный баланс. Железо отдаёт один электрон, а азот принимает один электрон, поэтому коэффициенты перед изменяющимися частицами равны единице.
$$\mathrm{Fe^{+2} - e^- \rightarrow Fe^{+3}}\\\mathrm{N^{+5} + e^- \rightarrow N^{+4}}$$Расставляем остальные коэффициенты по сохранению атомов. Для образования трёх нитрат-ионов в составе $\mathrm{Fe(NO_3)_3}$ и одной молекулы $\mathrm{NO_2}$ требуется четыре молекулы $\mathrm{HNO_3}$. Четыре атома водорода образуют две молекулы воды.
$$\mathrm{FeO + 4HNO_3 \rightarrow Fe(NO_3)_3 + NO_2 + 2H_2O}$$Железо повышает степень окисления и отдаёт электроны, поэтому $\mathrm{FeO}$ является восстановителем. Азот в азотной кислоте принимает электроны, поэтому $\mathrm{HNO_3}$ является окислителем.
$\mathrm{FeO + 4HNO_3 \rightarrow Fe(NO_3)_3 + NO_2 + 2H_2O}$; окислитель — $\mathrm{HNO_3}$, восстановитель — $\mathrm{FeO}$.
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 $+3$.
Указывают восстановителем азотную кислоту, хотя азот в ней принимает электрон.
Неверно расставляют коэффициенты перед $\mathrm{HNO_3}$ и $\mathrm{H_2O}$.