Разделы 
Дополнительно
Задача по химии - 2040
2023-03-09 
Написать уравнение реакции взаимодействия меди с концентрированной азотной кислотой.
Решение:
Пишем формулы исходных и конечных веществ реакции с указанием изменения степеней окисления:
$\overset{0}{Cu} + \overset{+5}{HNO_{3}} \rightarrow \overset{+2}{Cu(NO_{3})_{2}} + \overset{+4}{NO_{2}} + H_{2}O$.
Здесь $HNO_{3}$ - окислитель, $Cu$ - восстановитель.
На основе электронных уравнений находим коэффициенты при восстановителе и окислителе:
$\left . \begin{matrix} Cu^{0} - 2e \rightarrow Cu^{2+} \\ N^{+5} - e \rightarrow N^{+4} \end{matrix} \right | \begin{matrix} 1, \\ 2. \end{matrix}$
После подбора коэффициентов для других реагирующих веществ напишем окончательное уравнение реакции:
$Cu + 4HNO_{3} \rightarrow Cu(NO_{3})_{2} + 2NO_{2} + 2H_{2}O$.
Проверяем правильность написания уравнения реакции. Число атомов каждого элемента в левой части уравнения равно числу атомов тех же элементов в правой части уравнения. Теперь составим уравнение этой реакции методом полуреакций.
Схема процесса имеет вид:
$Cu + NO_{3}^{-} \rightarrow Cu^{2+} + NO_{2} + \cdots$
Уравнение первой полуреакции - окисление восстановителя: $Cu - 2e \rightarrow Cu^{2+}$.
Уравнение второй полуреакции - восстановление окислителя - составили так: ион $NO_{3}^{-}$ превращается в $NO_{2}$, т.е. один атом кислорода в кислой среде связывается ионами водорода с образованием воды:
$NO_{3}^{-} + 2H^{+} \rightarrow NO_{2} + H_{2}O$.
Уравняв число зарядов, получим:
$NO_{3}^{-} + 2H^{+} + e \rightarrow NO_{2} + H_{2}O$.
Составляем суммарное ионное уравнение:
$\left . \begin{matrix} Cu - 2e \rightarrow Cu^{2+} \\ NO_{3}^{-} + 2H^{+} + e \rightarrow NO_{2} + H_{2}O \end{matrix} \right | \begin{matrix} 1, \\ 2, \end{matrix}$
$Cu + 4NO_{3}^{-} + 4H^{+} \rightarrow Cu^{2+} + 2NO_{2} + 2H_{2}O$
или
$Cu + 4HNO_{3}^{-} \rightarrow Cu(NO_{3})_{2} + 2NO_{2} + 2H_{2}O$.
Написать уравнение реакции взаимодействия меди с концентрированной азотной кислотой.
Решение:
Пишем формулы исходных и конечных веществ реакции с указанием изменения степеней окисления:
$\overset{0}{Cu} + \overset{+5}{HNO_{3}} \rightarrow \overset{+2}{Cu(NO_{3})_{2}} + \overset{+4}{NO_{2}} + H_{2}O$.
Здесь $HNO_{3}$ - окислитель, $Cu$ - восстановитель.
На основе электронных уравнений находим коэффициенты при восстановителе и окислителе:
$\left . \begin{matrix} Cu^{0} - 2e \rightarrow Cu^{2+} \\ N^{+5} - e \rightarrow N^{+4} \end{matrix} \right | \begin{matrix} 1, \\ 2. \end{matrix}$
После подбора коэффициентов для других реагирующих веществ напишем окончательное уравнение реакции:
$Cu + 4HNO_{3} \rightarrow Cu(NO_{3})_{2} + 2NO_{2} + 2H_{2}O$.
Проверяем правильность написания уравнения реакции. Число атомов каждого элемента в левой части уравнения равно числу атомов тех же элементов в правой части уравнения. Теперь составим уравнение этой реакции методом полуреакций.
Схема процесса имеет вид:
$Cu + NO_{3}^{-} \rightarrow Cu^{2+} + NO_{2} + \cdots$
Уравнение первой полуреакции - окисление восстановителя: $Cu - 2e \rightarrow Cu^{2+}$.
Уравнение второй полуреакции - восстановление окислителя - составили так: ион $NO_{3}^{-}$ превращается в $NO_{2}$, т.е. один атом кислорода в кислой среде связывается ионами водорода с образованием воды:
$NO_{3}^{-} + 2H^{+} \rightarrow NO_{2} + H_{2}O$.
Уравняв число зарядов, получим:
$NO_{3}^{-} + 2H^{+} + e \rightarrow NO_{2} + H_{2}O$.
Составляем суммарное ионное уравнение:
$\left . \begin{matrix} Cu - 2e \rightarrow Cu^{2+} \\ NO_{3}^{-} + 2H^{+} + e \rightarrow NO_{2} + H_{2}O \end{matrix} \right | \begin{matrix} 1, \\ 2, \end{matrix}$
$Cu + 4NO_{3}^{-} + 4H^{+} \rightarrow Cu^{2+} + 2NO_{2} + 2H_{2}O$
или
$Cu + 4HNO_{3}^{-} \rightarrow Cu(NO_{3})_{2} + 2NO_{2} + 2H_{2}O$.
