16. Используя метод электронного баланса, расставьте коэффициенты в уравнении реакции, схема которой HNO3 + HCl → Cl2 + NO + H2O Определите окислитель и восстановитель.

Решение:

1. Определяем степени окисления атомов в реакции:

\( \overset{+5}{\text{H}}\text{N}\overset{-2}{\text{O}}_3 + \overset{+1}{\text{H}}\overset{-1}{\text{Cl}} → \overset{0}{\text{Cl}}_2 + \overset{+2}{\text{N}}\overset{-2}{\text{O}} + \overset{+1}{\text{H}}_2\overset{-2}{\text{O}} \)

2. Составляем электронный баланс:

Азот повышает степень окисления с +5 до +2. Это восстановление (принимает 3 электрона).

\( \overset{+5}{\text{N}} + 3e^- = \overset{+2}{\text{N}} \)

Хлор повышает степень окисления с -1 до 0. Это окисление (отдает 1 электрон).

\( 2\overset{-1}{\text{Cl}} - 2e^- = \overset{0}{\text{Cl}}_2 \)

3. Уравниваем коэффициенты:

Чтобы электроны были равны, умножаем первую полуреакцию на 2, вторую — на 3.

\( 2\overset{+5}{\text{N}} + 6e^- = 2\overset{+2}{\text{N}} \)

\( 6\overset{-1}{\text{Cl}} - 6e^- = 3\overset{0}{\text{Cl}}_2 \)

4. Расставляем коэффициенты в уравнении реакции:

Перед HNO₃ ставим 2, перед NO ставим 2. Перед HCl ставим 6, перед Cl₂ ставим 3.

\( 2\text{HNO}_3 + 6\text{HCl} → 3\text{Cl}_2 + 2\text{NO} + 4\text{H}_2\text{O} \)

Проверим кислород и водород: слева 2+6=8 атомов H, 2*3+6=12 атомов O. Справа 2*1+4*2=10 атомов H, 2*1+4=6 атомов O. Необходимо уравнять воду.

\( 2\text{HNO}_3 + 8\text{HCl} → 3\text{Cl}_2 + 2\text{NO} + 4\text{H}_2\text{O} \)

Проверим еще раз: H: 2+8=10. Cl: 8. O: 2*3=6. N: 2. Fe: 8. NO: 2. Cl: 3*2=6. H: 4*2=8. O: 2+4=6.

\( 2\text{HNO}_3 + 8\text{HCl} → 3\text{Cl}_2 + 2\text{NO} + 4\text{H}_2\text{O} \)

Окислитель: HNO₃ (атом N меняет степень окисления с +5 до +2).

Восстановитель: HCl (атом Cl меняет степень окисления с -1 до 0).

Ответ: 2HNO₃ + 8HCl → 3Cl₂ + 2NO + 4H₂O. Окислитель: HNO₃, Восстановитель: HCl.