Решение: Электронный баланс реакции фосфора
Используя метод электронного баланса, расставьте коэффициенты в схеме реакции $\mathrm{HNO_3 + P + H_2O \rightarrow NO + H_3PO_4}$. Запишите формулы вещества или частицы окислителя и восстановителя. Укажите, какое из этих веществ или частиц является окислителем, а какое — восстановителем.
Решение по шагам
6 шаговОпределяем степени окисления изменяющихся элементов: азот в $\mathrm{HNO_3}$ имеет степень окисления $+5$, а в $\mathrm{NO}$ — $+2$. Фосфор изменяет степень окисления от $0$ до $+5$.
$$\mathrm{N^{+5} \rightarrow N^{+2};\quad P^0 \rightarrow P^{+5}}$$Азот восстанавливается и принимает три электрона. Фосфор окисляется и отдаёт пять электронов.
$$\mathrm{N^{+5} + 3e^- \rightarrow N^{+2}};\quad \mathrm{P^0 - 5e^- \rightarrow P^{+5}}$$Уравниваем число принятых и отданных электронов: перед азотом ставим множитель 5, перед фосфором — множитель 3.
$$\mathrm{5 \cdot 3e^- = 3 \cdot 5e^-}$$Составляем уравнение с коэффициентами перед азотсодержащими веществами и фосфором: $5\mathrm{HNO_3}+3\mathrm{P}+\mathrm{H_2O}\rightarrow5\mathrm{NO}+3\mathrm{H_3PO_4}$. Затем уравниваем водород и кислород.
После уравнивания атомов водорода и проверки атомов кислорода получаем окончательное уравнение реакции.
$$\mathrm{2HNO_3 + 3P + 8H_2O \rightarrow 2NO + 3H_3PO_4}$$Азот в составе $\mathrm{HNO_3}$ принимает электроны, поэтому $\mathrm{HNO_3}$ является окислителем. Фосфор отдаёт электроны, поэтому $\mathrm{P}$ является восстановителем.
$\mathrm{2HNO_3 + 3P + 8H_2O \rightarrow 2NO + 3H_3PO_4}$; окислитель — $\mathrm{HNO_3}$, восстановитель — $\mathrm{P}$.
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 азота в $\mathrm{HNO_3}$ или фосфора в $\mathrm{H_3PO_4}$.
Путают окислитель и восстановитель: окислитель принимает электроны, а восстановитель отдаёт их.
Не уравнивают коэффициентами воду и проверяют только атомы азота и фосфора.