Для выполнения данной задачи необходимо составить уравнения реакций для каждой стадии превращения, начиная с оксида азота (III) и заканчивая нитратом бария. Мы также рассмотрим электронные балансы для каждой реакции, где это необходимо.
Оксид азота(III) → Нитрит калия
Уравнение реакции:
[
\text{NO}_2 + \text{KOH} \rightarrow \text{KNO}_2 + \text{H}_2\text{O}
]
Нитрит калия → Нитрат калия
Уравнение реакции (окисление нитрита до нитрата):
[
2\text{KNO}_2 + \text{O}_2 \rightarrow 2\text{KNO}_3
]
Нитрат калия → Азотная кислота
Уравнение реакции (взаимодействие нитрата калия с серной кислотой):
[
\text{KNO}_3 + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{KHSO}_4 + \text{HNO}_3
]
Азотная кислота → Нитрат цинка
Уравнение реакции (взаимодействие азотной кислоты с оксидом цинка):
[
\text{ZnO} + 2\text{HNO}_3 \rightarrow \text{Zn(NO}_3\text{)}_2 + \text{H}_2\text{O}
]
Нитрат цинка → Оксид азота(IV)
Уравнение реакции (разложение нитрата цинка):
[
2\text{Zn(NO}_3\text{)}_2 \rightarrow 2\text{ZnO} + 4\text{NO}_2 + \text{O}_2
]
Оксид азота(IV) → Нитрат бария
Уравнение реакции:
[
\text{NO}_2 + \text{Ba(OH)}_2 \rightarrow \text{Ba(NO}_3\text{)}_2 + \text{H}_2\text{O}
]
Теперь рассмотрим электронные балансы для некоторых реакций, где происходят изменения степеней окисления:
Электронный баланс для реакции 2 (окисление нитрита калия до нитрата):
В реакции (2\text{KNO}_2 + \text{O}_2 \rightarrow 2\text{KNO}_3), азот в нитрите ((\text{NO}_2^-)) окисляется с +3 до +5 в нитрате ((\text{NO}_3^-)).
Полуреакции:
[
\text{NO}_2^- \rightarrow \text{NO}_3^- + 2e^-
]
[
\text{O}_2 + 4e^- \rightarrow 2\text{O}^{2-}
]
Суммируя полуреакции, имеем:
[
2\text{NO}_2^- + \text{O}_2 \rightarrow 2\text{NO}_3^-
]
Таким образом, мы составили цепочку превращений от оксида азота(III) до нитрата бария, указав необходимые коэффициенты и электронные балансы для ключевых стадий.