Составьте окислительно-восстановительную реакцию методом электронного баланса, определите окислитель и восстановитель S + HNO3 = H2SO4 + NO

Чтобы составить окислительно-восстановительную реакцию методом электронного баланса, нужно пошагово проанализировать изменения степеней окисления атомов и сбалансировать перенос электронов. Разберем реакцию:

$S + HNO_3 = H_2SO_4 + NO$

Шаг 1: Определение степеней окисления

1. Сера (S): В элементарной форме степень окисления серы равна 0. В $H_2SO_4$ сера имеет степень окисления +6. Это указывает на то, что сера окисляется.

2. Азот (N): В составе $HNO_3$ (нитратной кислоты) азот имеет степень окисления +5. В продукте реакции $NO$ (оксид азота) азот имеет степень окисления +2. Это означает, что азот восстанавливается.

Шаг 2: Составление полуреакций

Окисление серы:

Сера из $S$ (степень окисления 0) окисляется до серы в $H_2SO_4$ (степень окисления +6). Для этого она теряет 6 электронов:

$S \rightarrow SO_4^{2-} + 6e^-$

Восстановление азота:

Азот из $HNO_3$ (степень окисления +5) восстанавливается до $NO$ (степень окисления +2), и для этого он принимает 3 электрона:

$NO_3^- + 3e^- \rightarrow NO$

Шаг 3: Составление сбалансированной реакции

Теперь нужно сбалансировать количество электронов, отданных серой и принятых азотом. Для этого умножаем полуреакции так, чтобы количество переданных электронов было одинаковым.

Умножим полуреакцию окисления серы на 1, а полуреакцию восстановления азота на 2:

Окисление: $S \rightarrow SO_4^{2-} + 6e^-$

Восстановление: $2NO_3^- + 6e^- \rightarrow 2NO$

Теперь складываем обе полуреакции:

$S + 2NO_3^- \rightarrow SO_4^{2-} + 2NO$

Шаг 4: Балансировка атомов водорода и кислорода

Для того чтобы сбалансировать реакцию, добавим молекулы воды (H₂O) и ионы водорода (H⁺), чтобы компенсировать нехватку атомов водорода и кислорода. У нас есть 2 иона $NO_3^-$, каждый из которых содержит 3 атома кислорода, то есть 6 атомов кислорода. В $SO_4^{2-}$ уже есть 4 атома кислорода. Таким образом, для баланса нужно добавить 2 молекулы воды, которые принесут 2 атома кислорода и 4 атома водорода. Кроме того, для сбалансированности водорода добавим 2 иона $H^+$.

Итоговая уравнение будет:

$S + 2HNO_3 \rightarrow H_2SO_4 + 2NO$

Шаг 5: Окислитель и восстановитель

• Окислитель — это вещество, которое принимает электроны. В данной реакции окислителем является $HNO_3$ (нитратная кислота), потому что азот восстанавливается, принимая электроны.

• Восстановитель — это вещество, которое отдает электроны. В данной реакции восстановителем является сера (S), потому что она окисляется, отдавая электроны.

Ответ:

Окислительно-восстановительная реакция:

$S + 2HNO_3 \rightarrow H_2SO_4 + 2NO$

• Окислитель: $HNO_3$

• Восстановитель: $S$