Составь уравнение реакции разложения нитрата железа (III) и ответь на вопросы. Выбери верные варианты ответа из списков. Какой элемент является окислителем? Какой элемент является…

Задача: разложение нитрата железа(III) на кислоты или оксиды при нагреве. Балансировка и ответы.

1. Сбалансированное уравнение 4 Fe(NO3)3 → 2 Fe2O3 + 12 NO2 + 3 O2

2. Пошаговое объяснение балансировки (кратко)

• Пусть a Fe(NO3)3 распадается в b Fe2O3, c NO2 и d O2.
• Баланс железа: a = 2b.
• Баланс азота: в Fe(NO3)3 три азота, значит c = 3a.
• Баланс кислорода: у левой стороны 9a атомов O (3 O на каждый нитрат). Правая сторона: Fe2O3 имеет 3b O, NO2 имеет 2c O, O2 имеет 2d O. Так: 9a = 3b + 2c + 2d.
• Подставляем b и c: b = a/2, c = 3a. Получаем 9a = 3(a/2) + 2(3a) + 2d = 15a/2 + 2d.
• Отсюда 18a = 15a + 4d → 3a = 4d → d = 3a/4.
• Чтобы дроби ушли, берем a кратное 4. Пусть a = 4. Тогда b = 2, c = 12, d = 3.
• В итоге получаем: 4 Fe(NO3)3 → 2 Fe2O3 + 12 NO2 + 3 O2.

3. Ответы на вопросы

• Какой элемент является окислителем? Ответ: азот (N) из нитрата(III) (в NO3− N имеет окс states +5; в NO2 он становится +4). Нитрат служит окислителем, потому что азот восстанавливается.

• Какой элемент является восстановителем? Ответ: кислород (O) из нитрата, который окисляется от состояния -2 до 0 в молекуле O2. То есть именно кислород выступает восстановителем в рамках данного переноса электронов.

• Сколько электронов отдано в процессе окисления? Ответ: 12 электронов. Обоснование: 6 атомов кислорода образуют молекулы O2 (6 O → O2), каждый O теряет 2 электрона при переходе от -2 к 0; всего 6×2 = 12 электронов.

• Сколько электронов принято в процессе восстановления? Ответ: 12 электронов. Нитроты превращаются в NO2: N переходит с состояния +5 к +4, принимая 1 электрон; так же 12 атомов N в NO2 принимают 12 электронов.

• Какова сумма коэффициентов в уравнении? Ответ: 21. Коэффициенты: 4 (Fe(NO3)3) + 2 (Fe2O3) + 12 (NO2) + 3 (O2) суммируются до 21.

Если нужно, могу привести альтернативные способы балансировки (полуреакций в кислотной или щелочной среде) или рассмотреть другие варианты продуктов разложения.