Дайте развернутый ответ. Используя метод электронного баланса, расставьте коэффициенты в уравнении реакции, схема которой NaNO3 + (NH4)2SO4 → N2O + H2O + Na2SO4 Определите окислитель и восстановитель.

Решение:

Для решения задачи методом электронного баланса, сначала определим степени окисления элементов в исходных веществах и продуктах реакции:

Исходные вещества:

• NaNO₃: Na⁺¹, N⁺⁵, O^-2
• (NH₄)₂SO₄: N^-3, H⁺¹, S⁺⁶, O^-2

Продукты реакции:

• N₂O: N⁺¹, O^-2
• H₂O: H⁺¹, O^-2
• Na₂SO₄: Na⁺¹, S⁺⁶, O^-2

Изменение степеней окисления:

• Азот (N) в NaNO₃ имеет степень окисления +5, а в N₂O — +1. Азот (N) в NH₄⁺ имеет степень окисления -3, а в N₂O — +1.
• Происходит восстановление азота в NaNO₃ (с +5 до +1) и окисление азота в NH₄⁺ (с -3 до +1).

Составим полуреакции:

1. Окисление:
   N^-3 → N⁺¹
   Полуреакция: 2NH₄⁺¹ - 8e^- → N₂O⁺¹
   (Для баланса атомов азота, умножаем на 2, тогда заряд изменяется от -6 до +2, что соответствует потере 8 электронов.)
2. Восстановление:
   N⁺⁵ → N⁺¹
   Полуреакция: NO₃^-1 + 4e^- → N₂O⁺¹
   (Для баланса атомов азота, умножаем на 2, тогда заряд изменяется от +10 до +2, что соответствует принятию 8 электронов.)

Умножим полуреакцию окисления на 1, а полуреакцию восстановления на 1, чтобы количества отданных и принятых электронов были равны:

• Окисление: 2NH₄⁺¹ → N₂O⁺¹ + 8e^-
• Восстановление: NO₃^-1 + 4e^- → N₂O⁺¹

Суммируем полуреакции, приводим к общим коэффициентам:

• Умножаем полуреакцию окисления на 1, а восстановления на 1.
• 2NH₄⁺¹ + NO₃^-1 → N₂O + H₂O

Теперь уравняем остальные элементы:

• Na: 2NaNO₃
• SO₄: (NH₄)₂SO₄
• H: В продуктах 2 молекулы H₂O

Полное уравнение реакции:

2NaNO₃ + (NH₄)₂SO₄ → N₂O + 2H₂O + Na₂SO₄

Окислитель — вещество, принимающее электроны, то есть азот в NaNO₃ (степень окисления +5).

Восстановитель — вещество, отдающее электроны, то есть азот в (NH₄)₂SO₄ (степень окисления -3).

Ответ: 2NaNO₃ + (NH₄)₂SO₄ → N₂O + 2H₂O + Na₂SO₄. Окислитель — NaNO₃, восстановитель — (NH₄)₂SO₄.