Для составления электронного баланса реакции необходимо выполнить несколько шагов. Давайте разберем их по порядку.

Сначала запишем уравнение реакции с указанием всех веществ:

Fe + HNO3 → Fe2O3 + NO2 + H2O

Теперь нужно определить степени окисления всех элементов в реакции:

• Fe (железо) в Fe: 0
• Fe в Fe2O3: +3
• N (азот) в HNO3: +5
• N в NO2: +4
• O (кислород) в H2O и NO2: -2

Теперь определим, какие элементы окисляются, а какие восстанавливаются:

• Железо (Fe) окисляется с 0 до +3. Это означает, что оно теряет 3 электрона.
• Азот (N) восстанавливается с +5 в HNO3 до +4 в NO2. Это означает, что он принимает 1 электрон.

Теперь запишем полуреакции для окисления и восстановления:

1. Окисление: Fe → Fe^3+ + 3e^- (1 атом железа теряет 3 электрона)
2. Восстановление: N^5+ + e^- → N^4+ (азот из HNO3 принимает 1 электрон)

Чтобы уравновесить количество электронов, нужно умножить полуреакцию восстановления на 3:

1. Окисление: Fe → Fe^3+ + 3e^- (3 атома железа)
2. Восстановление: 3N^5+ + 3e^- → 3N^4+

Теперь объединим обе полуреакции:

1. 3Fe → 3Fe^3+ + 9e^- (все 3 атома железа)
2. 3N^5+ + 9e^- → 3N^4+ (три атома азота из 3 HNO3)

Теперь, когда у нас есть электронный баланс, мы можем записать итоговое уравнение реакции, учитывая все вещества:

4Fe + 12HNO3 → 2Fe2O3 + 6NO2 + 6H2O

Таким образом, мы составили электронный баланс для данной реакции, определив, какие элементы окисляются и восстанавливаются, а также уравновесив количество электронов.