Решение: Электронный баланс реакции азота
Используя метод электронного баланса, расставьте коэффициенты в схеме реакции $\mathrm{Ca(NO_2)_2 + (NH_4)_2SO_4 \rightarrow N_2 + CaSO_4 + H_2O}$. Запишите формулы вещества или частицы — окислителя и восстановителя. Укажите, какое из них является окислителем, а какое — восстановителем.
Решение по шагам
5 шаговОпределим степени окисления азота. В нитрит-ионе $\mathrm{NO_2^-}$ азот имеет степень окисления $+3$, в ионе аммония $\mathrm{NH_4^+}$ — $-3$, а в молекуле $\mathrm{N_2}$ — $0$.
$$\mathrm{N^{+3} \rightarrow N^0,\qquad N^{-3} \rightarrow N^0}$$Азот в нитрит-ионе понижает степень окисления с $+3$ до $0$, поэтому принимает три электрона. Нитрит-ион является окислителем.
$$\mathrm{N^{+3} + 3e^- \rightarrow N^0}$$Азот в ионе аммония повышает степень окисления с $-3$ до $0$, поэтому отдаёт три электрона. Ион аммония является восстановителем.
$$\mathrm{N^{-3} - 3e^- \rightarrow N^0}$$Число принятых и отданных электронов одинаково, поэтому коэффициенты перед двумя исходными солями можно взять равными единице. Балансируем остальные атомы.
$$\mathrm{Ca(NO_2)_2 + (NH_4)_2SO_4 \rightarrow 2N_2 + CaSO_4 + 4H_2O}$$Проверка: кальций, сера, азот, водород и кислород сбалансированы.
$$\mathrm{1\,Ca(NO_2)_2 + 1\,(NH_4)_2SO_4 \rightarrow 2\,N_2 + 1\,CaSO_4 + 4\,H_2O}$$$\mathrm{Ca(NO_2)_2 + (NH_4)_2SO_4 \rightarrow 2N_2 + CaSO_4 + 4H_2O}$; окислитель — $\mathrm{NO_2^-}$, восстановитель — $\mathrm{NH_4^+}$.
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 нитрит-ионе.
Путают окислитель и восстановитель.
Не учитывают, что в молекуле $\mathrm{N_2}$ два атома азота.
Нарушают баланс атомов водорода или кислорода при подборе коэффициента перед $\mathrm{H_2O}$.