3,

восстановление N+5 + Зе —> N+2 5, Р — восстановитель, HNO„ — окислитель. Найденные коэффициенты проставляем в схему процесса:

ЗР -h 5HN03 + 2Н20 -> ЗН3 Р04 + 5N0.

Пример 6. Расставьте коэффициенты в уравнении реакции:

KN02 + K2Cr2 07 + H2S04 -> KN03 + Cr2(S04)3 + + H2S04 + н2о. Решение 1.

Находим коэффициенты методом электронного баланса. Записываем схему реакции с указанием степени окисления элементов, которые ее меняют:

KN02 + K2Cr207 + H2S04 -> KNO3 + Cr2(S04)3 + + H2S04 + Н20.

Здесь HN02 является восстановителем, а дихромат калия — окислителем. Составляем электронные уравнения, учитывая, что 1 молекула К2Сг207 и 1 молекула Cr2(S04)3 содержат по 2 моль хрома:

N+3 - 2е -> N+5 3,

2Сг+6 + бе -> 2Сг+3 1.

Найденные коэффициенты подставляем в схему реакции:

3KN02 + K2Cr207 + H2S04 -> 3KN03 + Cr2(S04)3 + +H2S04 + H20.

Остальные коэффициенты находим подбором в последовательности: соль (K2S04), кислота (H2S04), вода.

Окончательное уравнение реакции имеет вид:

3KN02 + K2Cr207 + 4H2S04 -> 3KN03 + Cr2(S04)3 + + H2S04 + 4H20.

Решение 2.

Найдем коэффициенты методом полуреакций. В первой полуреакции восстановитель — нитрит-ион N0" — переходит в нитрат-ион N03, принимая один атом кислорода от молекул воды:

N02 + Н20 -> N03 + 2Н+.

Уравняв число зарядов, получаем:

N02 + Н20 - 2е -> N03 + 2Н+.

Во второй полуреакции окислитель - ион Сг207 переходит в ион Сг3+, т.е. 7 атомов кислорода в кислой среде связываются с 14 ионами водорода с образованием воды:

Сг2 027 + 14Н+ -» 2Сг3+ + 7Н2 О.

Уравняв число зарядов, получаем:

Сг2 О2 + 14Н+ + бе -> 2Сг3+ + 7Н20.

Составляем суммарное ионное уравнение реакции:

N02 + Н20 - 2е -> N03 + 2Н+ 13

Сг202- + 14Н+ + бе -> 2Cr3+ + 7Н20 I 1 3N02 + ЗН20 + Сг202 + 14Н+ -» 4N03 + 6Н+ + + 2Сг3 + + 7Н20.

Сократив одинаковое число ионов водорода и молекул воды в левой и правой частях уравнения, получаем:

3N02 + Cr2027 + 8H+ ^ 3N03 + 2Cr3+ + 4H20. Прибавляя одинаковое число ионов к левой и

правой частям, получаем уравнение реакции в

молекулярной форме:

3N0 2 + Сг2027 + 8Н+ -> 3N03 + 2Сг3+ + 4Н20, ЗК+ + 2К+ + 3S024 -> ЗК+ + 2S02 + 2К+ + SO2, 3KN02 + К/ЗгД + 4H2S04 -> 3KN03 + Cr2(S04)3 +

+ H2S04 + щр.

Пример 7. Используя ионно-электронный метод, расставьте коэффициенты в уравнении реакции:

Zn + HN03 -> Zn (N03)2 + NH4N03 + H20. Решение.

Напишем схему ионного уравнения реакции: Zn + Н+ + NO: -> Zn2+ + NH+ + Н90

3 4 2

и схемы уравнений полуреакций окисления и восстановления:

окисления Zn —> Zn2+,

восстановления N0; —> NH*

3 4

Из двух последних схем следует, что для баланса числа атомов и зарядов в первом случае в левой части уравнения надо вычесть 2 электрона; во втором — в левую часть уравнения включить 10 ионов Н+ для связывания из иона NO 3 трех атомов кислорода (образуется ЗН20) и одного атома азота (образуется NH 4) и в эту же левую часть уравнения включить 8 электронов.

Напишем уравнение полуреакций окисления и восстановления:

окисления Zn - 2е —> Zn2+,

восстановления N03 + 10Н+ + 8е -> NH44 + ЗН20.

Учтя, что число отданных и принятых электронов должно быть одинаковым, найдем коэффициенты:

Zn - 2е -> Zn2+ 8 4,

N03 + 10Н+ + 8е -> NH+4 + ЗН20 2 1.

Суммируя, получим:

4Zn - 8е + N03 + 10Н+ + 8е -> 4Zn2+ + NH^ +

+ зн2о.

После сокращения подобных членов получим:

4Zn + N03 + 10Н+ -> 4Zn2+ + NH+ + 3H20.

Правильность составленного уравнения проверяется по балансу числа атомов и зарядов в левой и правой частях уравнения.

Уравнение реакции в молекулярной форме:

4Zn + 10HNO3 -> 4Zn(N03)2 + NH4N03 4- 3H20.

Пример 8. Написать уравнение реакции взаимодействия меди с концентрированной азотной кислотой.

Решение.

Пишем формулы исходных и конечных веществ реакции с указанием изменения степеней окисления:

Си + HN03 -> Cu(N03)2 + N02 + Н20.

Здесь HN03 — окислитель, Си — восстановитель.

На основе электронных уравнений находим коэффициенты при восстановителе и окислителе:

Си0 - 2е -> Си2+ N+5 - е -> N+4

1, 2.

После подбора коэффициентов для других реагирующих веществ напишем окончательное уравнение реакции:

Си + 4HN03 Cu(N03)2 + 2N02 + 2Н20.

Проверяем правильность написания уравнения реакции. Число атомов каждого элемента в левой части уравнения равно числу атомов тех же элементов в правой части уравнения. Теперь составим уравнение этой реакции методом полуреакций.

Схема процесса имеет вид:

Си + N03 -> Си2+ + N02 + ...

Уравнение первой полуреакции — окисление восстановителя: Си - 2е —> Си2+.

Уравнение второй полуреакции — восстановление окислителя — составили так: ион N03 превращается в N02, т.е. один атом кислорода в кислой среде связывается ионами водорода с образованием воды:

N03 + 2Н+ -> N02 + Н20.

Уравняв число зарядов, получим:

N03 + 2Н+ + е -> N02 4- Н20.

Составляем суммарное ионное уравнение:

Си - 2е -> Си2+ 1,

N03 + 2Н+ + е -> N02 + Н20 2,

Си 4- 4N03 + 4Н+ -» Си2+ + 2N02 + 2Н20

ИЛИ

Си + 4HN03 -> Cu(N03)2 + 2N02 + 2Н