Решение: Электронный баланс реакции меди
Используя метод электронного баланса, расставьте коэффициенты в схеме реакции $\mathrm{Cu_2O + HNO_3 \rightarrow NO + Cu(NO_3)_2 + H_2O}$. Запишите формулы вещества или частицы окислителя и восстановителя. Укажите, какое из этих веществ или частиц является окислителем, а какое — восстановителем.
Решение по шагам
5 шаговОпределяем степени окисления элементов, которые изменяются. В $\mathrm{Cu_2O}$ медь имеет степень окисления $+1$, а в $\mathrm{Cu(NO_3)_2}$ — $+2$. Азот в $\mathrm{HNO_3}$ имеет степень окисления $+5$, а в $\mathrm{NO}$ — $+2$.
$$\mathrm{Cu}^{+1} - e^- \rightarrow \mathrm{Cu}^{+2};\quad \mathrm{N}^{+5} + 3e^- \rightarrow \mathrm{N}^{+2}$$Так как в одной формульной единице $\mathrm{Cu_2O}$ находятся два атома меди, при её окислении отдаётся два электрона. Уравниваем число отданных и принятых электронов.
$$2\mathrm{Cu}^{+1} - 2e^- \rightarrow 2\mathrm{Cu}^{+2};\quad \mathrm{N}^{+5} + 3e^- \rightarrow \mathrm{N}^{+2};\quad 3 \cdot 2e^- = 2 \cdot 3e^-$$Расставляем основные коэффициенты: перед $\mathrm{Cu_2O}$ ставим 3, перед $\mathrm{NO}$ — 2. Для образования шести молекул $\mathrm{Cu(NO_3)_2}$ ставим коэффициент 6.
$$\mathrm{3Cu_2O + HNO_3 \rightarrow 2NO + 6Cu(NO_3)_2 + H_2O}$$Балансируем азот, водород и кислород. Для азота необходим коэффициент 14 перед $\mathrm{HNO_3}$, а для водорода — коэффициент 7 перед $\mathrm{H_2O}$.
$$\mathrm{3Cu_2O + 14HNO_3 \rightarrow 2NO + 6Cu(NO_3)_2 + 7H_2O}$$Медь окисляется, поэтому $\mathrm{Cu_2O}$ является восстановителем. Азот в нитрат-ионе восстанавливается, поэтому $\mathrm{HNO_3}$ или $\mathrm{NO_3^-}$ является окислителем.
$\mathrm{3Cu_2O + 14HNO_3 \rightarrow 2NO + 6Cu(NO_3)_2 + 7H_2O}$; окислитель — $\mathrm{HNO_3}$ (ион $\mathrm{NO_3^-}$), восстановитель — $\mathrm{Cu_2O}$.
Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Не учитывать, что в одной формульной единице $\mathrm{Cu_2O}$ находятся два атома меди.
Поставить коэффициент 3 перед $\mathrm{Cu(NO_3)_2}$ вместо 6.
Назвать $\mathrm{Cu_2O}$ окислителем, хотя медь в нём повышает степень окисления.
Не уравнять количество атомов азота и водорода после расстановки коэффициентов по электронному балансу.