ему равна полусумма всех коэффициентов в реакции железной окалины с азотной кислотой, если в результате этой реакции выделяется нитрат аммония?
Классная задача на балансировку и полусумму коэффициентов. Прежде чем считать, отметим: при реакции железной окалины (Fe2O3) с азотной кислотой обычно образуется железный нитрат и вода. Нитрат аммония NH4NO3 не образуется в такой реакции без дополнительного источника аммиака. Но для полноты решения приведу стандартную балансировку и вычисление полусуммы коэффициентов, а также отмечу спорное условие задачи.
Разбор решения
Запишем общую форму реакции (когда окалина реагирует с азотной кислотой и образуются железный нитрат и вода): Fe2O3 + HNO3 → Fe(NO3)3 + H2O
Введем неизвестные коэффициенты: a Fe2O3 + b HNO3 → c Fe(NO3)3 + d H2O
Балансируем по элементам:
- Железо: 2a = c
- Азот: b = 3c (в Fe(NO3)3 три нитрата, значит три атома азота на одну молекулу Fe(NO3)3)
- Водород: b = 2d (HNO3 вносит 1H, вода содержит 2H)
- Кислород можно проверить последним, чтобы убедиться в совместимости, но можно сделать подстановку и проверить.
Решение через подстановку: Из 2a = c получаем c = 2a. Из b = 3c -> b = 3(2a) = 6a. Из b = 2d -> d = b/2 = 3a.
Подстановка даёт сбалансированное уравнение при выборе a = 1: Fe2O3 + 6 HNO3 → 2 Fe(NO3)3 + 3 H2O
Сумма коэффициентов: 1 + 6 + 2 + 3 = 12. Полусумма коэффициентов = 12 / 2 = 6.
Ответ: 6
Комментарий по условию задачи
- В указанной формулировке сказано, что в результате реакции выделяется нитрат аммония NH4NO3. В обычной реакции железной окалины с азотной кислотой NH4NO3 не образуется; чаще формируется Fe(NO3)3 и H2O. Поэтому условие задачи о NH4NO3 противоречиво для типичной реакции. Если задача специально требует NH4NO3 как продукта,需 уточнить условия (например, наличие источника аммиака или иного пути образования NH4NO3). В таком случае нужно другое уравнение балансировки. Но для стандартной реакции с азотной кислотой и окалиной ответ по полусумме коэффициентов равен 6.
