Как решить уравнение окислительно-восстановительной реакции: Fe(NO3)3 → Fe2O3 + NO2 + O2?

Химия 9 класс Окислительно-восстановительные реакции уравнение окислительно-восстановительной реакции решение химических уравнений Fe(NO3)3 Fe2O3 NO2 O₂ химия 9 класс Новый

Чтобы решить уравнение окислительно-восстановительной реакции, нам нужно следовать нескольким шагам. Давайте разберем уравнение Fe(NO3)3 → Fe2O3 + NO2 + O2 поэтапно.

Шаг 1: Определение окислителей и восстановителей

Сначала нужно определить, какие вещества в реакции являются окислителями, а какие - восстановителями. В данной реакции железо (Fe) из нитрата переходит в оксид железа (Fe2O3), а азот (N) из нитрата превращается в диоксид азота (NO2). При этом кислород (O) выделяется в виде O2.

Шаг 2: Определение степеней окисления

Теперь определим степени окисления для каждого элемента:

• В Fe(NO3)3: Fe = +3, N = +5, O = -2.
• В Fe2O3: Fe = +3, O = -2.
• В NO2: N = +4, O = -2.
• В O2: O = 0.

Мы видим, что:

• Железо (Fe) не изменяет свою степень окисления (остается +3).
• Азот (N) восстанавливается с +5 до +4 (он является восстановителем).
• Кислород (O) окисляется с -2 до 0 (он является окислителем).

Шаг 3: Составление полу-уравнений

Теперь составим полу-уравнения для окисления и восстановления:

• Для восстановления: 2 NO3- + 2 e- → 2 NO2 (N меняет степень окисления от +5 до +4).
• Для окисления: 2 O2- → O2 + 4 e- (O меняет степень окисления от -2 до 0).

Шаг 4: Уравновешивание электронов

Теперь нужно уравновесить количество электронов в полу-уравнениях. У нас 2 электрона для восстановления и 4 электрона для окисления. Умножим первое полу-уравнение на 2:

• 4 NO3- + 4 e- → 4 NO2.

Теперь у нас есть:

• 4 NO3- + 4 e- → 4 NO2 (восстановление).
• 2 O2- → O2 + 4 e- (окисление).

Шаг 5: Составление полного уравнения

Теперь мы можем объединить оба полу-уравнения и добавить все вещества, которые были использованы:

• 4 Fe(NO3)3 → 2 Fe2O3 + 4 NO2 + 3 O2.

Шаг 6: Проверка уравнения

Проверим, соблюдаются ли законы сохранения массы и заряда. Подсчитаем количество атомов каждого элемента:

• Fe: 4 (слева) = 4 (справа)
• N: 12 (слева) = 12 (справа)
• O: 12 (слева) = 12 (справа)

Все уравновешено, значит, уравнение составлено правильно.

Итак, окончательное уравнение реакции:

4 Fe(NO3)3 → 2 Fe2O3 + 4 NO2 + 3 O2.