Используя метод электронного баланса, расставьте коэффициенты в уравнении реакции, схема которой K2S + HNO3 → K2SO4 + NO + H2O Определите окислитель и восстановитель.

Давайте решим задачу по методу электронного баланса для реакции: \[ \mathrm{K_2S + HNO_3 \rightarrow K_2SO_4 + NO + H_2O} \] и определим окислитель и восстановитель. --- **Шаг 1. Записываем окисления элементов в реакционных веществах:** - **K₂S:** - K — обычно +1. - S — в сульфиде (S²−), значит +2. - **HNO₃:** - H — +1. - N — у нитрата (NO₃⁻) — +5. - O — -2. - **K₂SO₄:** - K — +1. - S — +6 (в сульфате). - O — -2. - **NO:** - N — +2 (так как N в NO — +2). - O — -2. - **H₂O:** - H — +1. - O — -2. --- **Шаг 2. Определяем изменения окисления:** - В исходных веществах — K₂S, где S — +2. - В продуктах — K₂SO₄, где S — +6, следовательно, S окисляется с +2 до +6 (окисление — потеря электронов). - В HNO₃ — N — +5, в NO — N — +2, значит, N восстанавливается, т.к. его окисление снижается с +5 до +2. --- **Шаг 3. Определяем окислитель и восстановитель:** - **Окислитель (тот, кто принимает электроны):** Восстанавливается N из нитрата — значит он принимает электроны. Следовательно, **HNO₃ — окислитель**. - **Восстановитель (тот, кто отдаёт электроны):** S в K₂S — окисляется с +2 до +6 в K₂SO₄, отдавая электроны. Следовательно, **S — восстановитель**. --- **Шаг 4. Расставляем электроны и балансируем:** Перепишем реакции окисления и восстановления отдельно. **Окисление S:** \[ \mathrm{S^{2-} \rightarrow S^{6+} + 4e^-} \] (так как S увеличивается на 4 окислительных единицы). **Восстановление N:** \[ \mathrm{N^{5+} + 3e^- \rightarrow N^{2+}} \] (так как N уменьшается на 3 окислительные единицы). Теперь нужно найти коэффициенты для уравновешивания электронов — число электронов, которое сходит с восстановителя и сходит с окислителя, должно быть одинаково. --- **Шаг 5. Балансировка по электронам:** - S дает 4 электрона, а N принимает 3. Чтобы сбалансировать, ищем наименьшее общее кратное 12 (наименьшее число, делящее 4 и 3): - Умножим реакции так, чтобы электроны совпадали: \[ \begin{aligned} & \mathrm{S^{2-} \rightarrow S^{6+} + 4e^-} \quad \times 3 \Rightarrow 3S^{2-} \rightarrow 3S^{6+} + 12e^- \\ & \mathrm{N^{5+} + 3e^- \rightarrow N^{2+}} \quad \times 4 \Rightarrow 4N^{5+} + 12e^- \rightarrow 4N^{2+} \end{aligned} \] --- **Шаг 6. Переписываем и соединяем окисление и восстановление:** Общий окислительно-восстановительный процесс: \[ 3 \mathrm{S^{2-}} + 4 \mathrm{N^{5+}} \rightarrow 3 \mathrm{S^{6+}} + 4 \mathrm{N^{2+}} \] --- **Шаг 7. Балансируем атомы и ионы в полном уравнении.** Перепишем исходные вещества: - K₂S содержит 2 K. - HNO₃ — реагирует с S, N, H, O. Для этого добавим коэффициенты и сбалансируем кислоты и воду. --- **Шаг 8. Составляем полное уравнение реакции.** Рассмотрим исходную реакцию: \[ \mathrm{K_2S + HNO_3 \rightarrow K_2SO_4 + NO + H_2O} \] Обозначим коэффициенты: \[ a \mathrm{K_2S} + b \mathrm{HNO_3} \rightarrow c \mathrm{K_2SO_4} + d \mathrm{NO} + e \mathrm{H_2O} \] Подставляем окислительно-восстановительные изменения: - S в K₂S — окисляется с +2 до +6 в K₂SO₄. - N в HNO₃ — восстанавливается с +5 до +2 в NO. Балансируем атомы: - K: слева — 2a, справа — 2c ⇒ \( 2a = 2c \Rightarrow a = c \). - S: слева — a, справа — c ⇒ \( a = c \). - N: слева — b, справа — d ⇒ \( b = d \). - O: слева — b (в HNO₃), справа — 4c (в K₂SO₄), d (в NO), e (в H₂O). - H: слева — b (в HNO₃), справа — 2e (в H₂O). Теперь используем найденные соотношения: - \( a = c \), - \( b = d \), - уравниваем электроны, что мы сделали выше, — из этого получаем соотношение для реагентов. В конце, простым подставлением и балансировкой, получим: \[ \boxed{ \mathrm{K_2S + 2HNO_3 \rightarrow K_2SO_4 + NO + H_2O} } \] --- **Итог:** - **Коэффициенты:** \(\boxed{ 1 \mathrm{K_2S} + 2 \mathrm{HNO_3} \rightarrow 1 \mathrm{K_2SO_4} + 1 \mathrm{NO} + 1 \mathrm{H_2O} }\) - **Окислитель:** HNO₃ (так как он восстанавливается из +5 до +2 и принимает электроны). - **Восстановитель:** S в K₂S (он окисляется с +2 до +6). --- Если нужен более полный разбор или объяснение, скажите!