Контрольные задания
Вопрос:Фото задания: Задание №1. Используя метод электронного баланса, расставьте коэффициенты в уравнении реакции, схема которой FeO + HNO3 →…Фото задания

Ответ:

Решение:

  1. Определим степени окисления элементов в исходных веществах и продуктах реакции:
    • FeO: Fe+2O-2
    • HNO3: H+1N+5O3-2
    • Fe(NO3)3: Fe+3(N+5O3-2)3
    • NO2: N+4O2-2
    • H2O: H+1O-2
  2. Определим элементы, которые изменили степени окисления:
    • Железо (Fe) изменило степень окисления с +2 до +3.
    • Азот (N) изменил степень окисления с +5 до +4.
  3. Составим электронный баланс:
    • Fe+2 → Fe+3 + 1e- (окисление, восстановитель)
    • N+5 + 1e- → N+4 (восстановление, окислитель)
  4. Суммируем электронный баланс: 1e- = 1e-. Коэффициенты для Fe и N равны 1.
  5. Расставим коэффициенты в уравнении реакции, учитывая, что железо в FeO и в Fe(NO3)3, а азот в HNO3 и NO2:
    • FeO + HNO3 → Fe(NO3)3 + NO2 + H2O
    • 1FeO + 1HNO3 → 1Fe(NO3)3 + 1NO2 + 1H2O
    • Балансируем азот: 1 атом N в NO2 + 3 атома N в Fe(NO3)3 = 4 атома N. Значит, перед HNO3 ставим коэффициент 4.
    • 1FeO + 4HNO3 → 1Fe(NO3)3 + 1NO2 + H2O
    • Проверяем баланс кислорода и водорода.
    • В продуктах 3 атома N в Fe(NO3)3, 1 атом N в NO2, всего 4 атома N.
    • В исходных веществах: FeO - 1 O, 4HNO3 - 4*3 = 12 O. Всего 13 O.
    • В продуктах: Fe(NO3)3 - 3*3 = 9 O, NO2 - 2 O. Всего 11 O.
    • Нужно скорректировать коэффициенты.
    • Попробуем поставить коэффициент 3 перед FeO, тогда в продуктах будет 3Fe(NO3)3.
    • 3FeO + xHNO3 → 3Fe(NO3)3 + yNO2 + zH2O
    • Степень окисления Fe: +2 → +3. Отдаёт 1e-.
    • Степень окисления N: +5 → +4. Принимает 1e-.
    • Баланс: Fe+2 → Fe+3 + 1e- (x3)
    • N+5 + 1e- → N+4 (x3)
    • Электронный баланс: 3e- = 3e-.
    • 3FeO + HNO3 → 3Fe(NO3)3 + NO2 + H2O
    • Балансируем азот: 3 атома N в Fe(NO3)3, 1 атом N в NO2. Итого 4 атома N. Перед HNO3 ставим коэффициент 4.
    • 3FeO + 4HNO3 → 3Fe(NO3)3 + NO2 + H2O
    • Проверим кислород:
    • В исходных: 3 (FeO) + 4*3 (HNO3) = 3 + 12 = 15 O.
    • В продуктах: 3*3*3 (Fe(NO3)3) + 2 (NO2) = 9 + 2 = 11 O.
    • Не сходится.
    • Вернёмся к исходному балансу: Fe+2 → Fe+3 + 1e-, N+5 + 1e- → N+4.
    • Если коэффициент перед FeO = 1, то перед Fe(NO3)3 = 1.
    • Если коэффициент перед NO2 = 1, то перед HNO3, участвующей в окислении, = 1.
    • 1FeO + HNO3 → Fe(NO3)3 + NO2 + H2O
    • Железо: Fe+2 → Fe+3.
    • Азот: N+5 → N+4.
    • Умножим на 1.
    • 1FeO + xHNO3 → 1Fe(NO3)3 + 1NO2 + zH2O
    • Считаем азот: в Fe(NO3)3 - 3 атома N, в NO2 - 1 атом N. Всего 4 атома N. Ставим 4 перед HNO3.
    • 1FeO + 4HNO3 → 1Fe(NO3)3 + 1NO2 + zH2O
    • Считаем водород: в 4HNO3 - 4 атома H. В H2O должно быть 4 атома H. Значит, перед H2O ставим коэффициент 2.
    • 1FeO + 4HNO3 → 1Fe(NO3)3 + 1NO2 + 2H2O
    • Проверяем кислород:
    • Слева: 1 (FeO) + 4*3 (HNO3) = 1 + 12 = 13 O.
    • Справа: 1*3*3 (Fe(NO3)3) + 2 (NO2) + 2*1 (H2O) = 9 + 2 + 2 = 13 O.
    • Кислород сходится.
  6. Определим окислитель и восстановитель:
    • Восстановитель — вещество, атом которого отдаёт электроны (степень окисления повышается). В данном случае это FeO (Fe+2).
    • Окислитель — вещество, атом которого принимает электроны (степень окисления понижается). В данном случае это HNO3 (N+5).

Ответ: 1FeO + 4HNO3 → 1Fe(NO3)3 + 1NO2 + 2H2O. Окислитель — HNO3, восстановитель — FeO.