FeO + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO2 + 2H2O. Расписать ОВР, с объяснением, пожалуйста. Почему какие коэффициенты ставятся?

Реакция:
FeO + 4HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + NO₂ + 2H₂O

Это окислительно-восстановительная реакция (ОВР). Давайте разберём её по шагам: определим степени окисления, найдём окислитель и восстановитель, составим электронный баланс, а затем подберём коэффициенты.

1. Определим степени окисления элементов:

Входящие вещества:

• FeO: Fe — +2, O — –2

• HNO₃: H — +1, O — –2, N — +5 (в составе иона NO₃⁻)

Продукты:

• Fe(NO₃)₃: Fe — +3, N — +5, O — –2

• NO₂: N — +4, O — –2

• H₂O: H — +1, O — –2

2. Определим, какие элементы меняют степень окисления:

• Fe: было +2, стало +3 → отдаёт 1 электрон (окисляется)

• N: было +5, стало +4 → принимает 1 электрон (восстанавливается)

3. Составим полуреакции (электронный баланс):

Окисление (восстановитель):
Fe²⁺ → Fe³⁺ + 1e⁻

Восстановление (окислитель):
N⁺⁵ + 1e⁻ → N⁺⁴

Один атом железа отдает 1 электрон, и один атом азота принимает 1 электрон. Поэтому коэффициенты по балансу 1 : 1.

4. Подбор коэффициентов:

Учитывая электронный баланс, поставим 1 перед FeO и 1 перед NO₂.

Теперь подберём коэффициенты, чтобы соблюсти количество атомов всех элементов.

Уравнение на этом этапе:

FeO + HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + NO₂ + H₂O

а) Железо (Fe): 1 Fe в FeO → 1 Fe в Fe(NO₃)₃
б) Азот (N):

• В Fe(NO₃)₃ — 3 атома N

• В NO₂ — 1 атом N
  Итого нужно 4 молекулы HNO₃, чтобы получить 3 NO₃⁻ (для Fe(NO₃)₃) и 1 NO₂

в) Водород (H):
4 HNO₃ → 4 H
В H₂O — по 2 H → нужно 2 H₂O

г) Кислород (O):
Считаем слева и справа:

• В левой части:

  • FeO — 1 O

  • 4 HNO₃ — 12 O
    → всего 13 O

• В правой части:

  • Fe(NO₃)₃ — 9 O

  • NO₂ — 2 O

  • 2 H₂O — 2 O
    → всего 13 O

Баланс по всем элементам соблюдён.

Финальное уравнение реакции:

FeO + 4HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + NO₂ + 2H₂O

Почему такие коэффициенты?

• Окисление и восстановление идут в соотношении 1:1 по числу электронов.

• Нужно 3 иона NO₃⁻ для образования Fe(NO₃)₃.

• Четвёртая молекула HNO₃ даёт азот, восстанавливающийся до NO₂.

• Водород из HNO₃ уходит в воду, и 4 H дают 2 H₂O.

• Общее число атомов и зарядов сбалансировано.