Как правильно расставить степени окисления в реакции C + HNO2 = CO2 + NO + H2O, а также как расставить коэффициенты методом электронного баланса и определить окислитель и восстановитель?

Химия 9 класс Окислительно-восстановительные реакции Степени окисления реакция C + HNO2 электронный баланс окислитель восстановитель коэффициенты реакции химические реакции химия 9 класс определение окислителя определение восстановителя Новый

Давайте разберем предложенную реакцию C + HNO2 = CO2 + NO + H2O поэтапно, чтобы правильно расставить степени окисления, коэффициенты и определить окислитель и восстановитель.

Шаг 1: Определение степеней окисления

• Углерод (C) в элементарной форме имеет степень окисления 0.
• В HNO2:
  • H имеет степень окисления +1.
  • O имеет степень окисления -2 (всего 2 кислорода = -4).
  • Чтобы сумма всех степеней окисления в соединении равнялась 0, степень окисления N должна быть +3 (1 + x - 4 = 0, x = +3).
• В CO2:
  • C имеет степень окисления +4.
  • O имеет степень окисления -2 (всего 2 кислорода = -4).
• В NO:
  • N имеет степень окисления +2.
  • O имеет степень окисления -2.
• В H2O:
  • H имеет степень окисления +1 (всего 2 водорода = +2).
  • O имеет степень окисления -2.

Шаг 2: Записываем степени окисления

Теперь мы можем записать степени окисления для всех элементов в реакции:

• C: 0 (реактант) → +4 (в CO2)
• N: +3 (в HNO2) → +2 (в NO)
• H: +1 (в HNO2) → +1 (в H2O, остается без изменений)
• O: -2 (в HNO2) → -2 (в CO2 и H2O, остается без изменений)

Шаг 3: Определяем окислитель и восстановитель

• Углерод (C) увеличивает свою степень окисления с 0 до +4, значит, он окисляется и является восстановителем.
• Азот (N) уменьшает свою степень окисления с +3 до +2, значит, он восстанавливается и является окислителем.

Шаг 4: Балансировка уравнения методом электронного баланса

Теперь давайте сбалансируем реакцию, учитывая изменения в степенях окисления:

1. Углерод (C) теряет 4 электрона: C → CO2 + 4e-.
2. Азот (N) принимает 1 электрон: HNO2 + e- → NO + H2O.

Теперь нам нужно сбалансировать количество электронов. Для этого умножим уравнение с азотом на 4:

1. 4 HNO2 + 4e- → 4 NO + 4 H2O.

Теперь можем записать полное уравнение:

1. C + 4 HNO2 → CO2 + 4 NO + 4 H2O.

Шаг 5: Проверка баланса

Проверим, что количество атомов каждого элемента одинаково с обеих сторон уравнения:

• C: 1 (слева) = 1 (справа)
• H: 4 (слева) = 4 (справа)
• N: 4 (слева) = 4 (справа)
• O: 8 (слева) (4*2) = 8 (справа) (2 + 4*2)

Таким образом, уравнение сбалансировано, а окислитель и восстановитель определены.