Чтобы установить соответствие между схемами окислительно-восстановительных реакций и коэффициентом перед формулой восстановителя, начнём с анализа каждой реакции по отдельности.
1. Находим восстановитель в первой реакции:
Li + N2 → Li3N
- Здесь литий (Li) окисляется, теряя электроны (он действует как восстановитель), тогда как азот (N2) восстанавливается.
- Чтобы сбалансировать уравнение:
- Левую сторону уравнения мы имеем 1 атом N2, что говорит о том, что потребуется 3 атома Li для образования Li3N.
- Уравнение: 3 Li + N2 → Li3N.
- Таким образом, коэффициент перед восстановителем (Li) равен 3.
2. Находим восстановитель во второй реакции:
HNO3(конц.) + Ag → AgNO3 + NO2 + H2O
- Серебро (Ag) здесь окисляется до +1 степени окисления, то есть выступает в роли восстановителя.
- Уравнение сбалансировано следующим образом:
- На левой стороне у нас 1 атом Ag, а на правой стороне он также присутствует в виде AgNO3.
- Необходимо учесть, что с образованием одного моля HNO3 и его реакцией, каждый моль HNO3 генерирует 1 моль NO2.
- Чтобы балансы по всему уравнению соблюдались, добавляем коэффициенты:
- Уравнение: 4 HNO3 + 3 Ag → 3 AgNO3 + 2 NO2 + 2 H2O.
- Таким образом, 3 Ag действуют как восстановитель.
3. Находим восстановитель в третьей реакции:
NH3 + CuO → Cu + N2 + H2O
- Аммиак (NH3) здесь также выступает как восстановитель.
- Ср. окислительное состояние азота в аммиаке -3, при реакции с CuO он окисляется до 0 в N2.
- Для сбалансирования:
- Уравнение: 2 NH3 + 3 CuO → 3 Cu + N2 + 3 H2O.
- Таким образом, коэффициент перед NH3 равен 2.
4. Находим восстановитель в четвёртой реакции:
NO2 + O2 + H2O → HNO3
- Здесь NO2 восстанавливается до HNO3, выступая как восстановитель.
- Для сбалансированного уравнения:
- Уравнение: 3 NO2 + O2 + 2 H2O → 2 HNO3.
- Таким образом, коэффициент перед NO2 равен 3.
Суммируем результаты:
- Li + N2 → Li3N: Коэффициент: 3
- HNO3 + Ag → AgNO3 + NO2 + H2O: Коэффициент: 3
- NH3 + CuO → Cu + N2 + H2O: Коэффициент: 2
- NO2 + O2 + H2O → HNO3: Коэффициент: 3
Теперь можем установить соответствие между схемами окислительно-восстановительных реакций и коэффициентами перед формулой восстановителя:
- 1 - 3
- 2 - 3
- 3 - 2
- 4 - 3
Итоговое соответствие:
| Схема окислительно-восстановительной реакции | Коэффициент перед формулой восстановителя |
|---|---|
| Li + N2 → Li3N | 3 |
| HNO3(конц.) + Ag → AgNO3 + NO2 + H2O | 3 |
| NH3 + CuO → Cu + N2 + H2O | 2 |
| NO2 + O2 + H2O → HNO3 | 3 |
Эти расчёты показывают, как проводится балансировка уравнений и выбор восстановителей в окислительно-восстановительных реакциях.