3. Закончите уравнения возможных реакций: a) Mg + HNO3(p) = б) Cu + HNO3(k) = в) Fe + HNO3(p) = г) Zn + HNO3.(k) =

Задание 3. Закончите уравнения реакций с азотной кислотой

Давайте разберем каждую реакцию:

a) Mg + HNO₃(p) =

Магний (Mg) — активный металл. Разбавленная азотная кислота (p) является сильным окислителем. Реакция идет с образованием нитрата магния, оксида азота (II) и воды.

\[ \text{Mg} + 2\text{HNO}_3(\text{p}) \rightarrow \text{Mg(NO}_3)_2 + \text{NO} \uparrow + \text{H}_2\text{O} \]

Чтобы уравнять, расставим коэффициенты:

\[ 3\text{Mg} + 8\text{HNO}_3(\text{p}) \rightarrow 3\text{Mg(NO}_3)_2 + 2\text{NO} \uparrow + 4\text{H}_2\text{O} \]

б) Cu + HNO₃(k) =

Медь (Cu) — менее активный металл, чем магний. Концентрированная азотная кислота (k) является сильным окислителем. Реакция идет с образованием нитрата меди (II), диоксида азота и воды.

\[ \text{Cu} + 4\text{HNO}_3(\text{k}) \rightarrow \text{Cu(NO}_3)_2 + 2\text{NO}_2 \uparrow + 2\text{H}_2\text{O} \]

в) Fe + HNO₃(p) =

Железо (Fe) — активный металл. Разбавленная азотная кислота (p) может пассивировать железо при обычных условиях, но при нагревании или если кислота не очень разбавлена, реакция возможна. При реакции с разбавленной кислотой железо проявляет степень окисления +2 или +3. Чаще всего образуется нитрат железа (II) и оксид азота (II), или нитрат железа (III) и оксид азота (IV) или (II). Рассмотрим образование нитрата железа (II) и NO:

\[ \text{Fe} + 4\text{HNO}_3(\text{p}) \rightarrow \text{Fe(NO}_3)_2 + 2\text{NO}_2 \uparrow + 2\text{H}_2\text{O} \]

Важно: при реакции железа с азотной кислотой (как разбавленной, так и концентрированной) может образоваться нитрат железа (III) и продукты восстановления азота (NO, N₂O, N₂, NH₃). С концентрированной кислотой железо пассивируется (образуется защитная пленка оксида). С разбавленной кислотой при комнатной температуре возможно образование нитрата железа (III).

Если предположить образование нитрата железа (III) и NO:

\[ 3\text{Fe} + 8\text{HNO}_3(\text{p}) \rightarrow 3\text{Fe(NO}_3)_2 + 2\text{NO} \uparrow + 4\text{H}_2\text{O} \]

Если предположить образование нитрата железа (III) и NO₂:

\[ \text{Fe} + 4\text{HNO}_3(\text{p}) \rightarrow \text{Fe(NO}_3)_2 + 2\text{NO}_2 \uparrow + 2\text{H}_2\text{O} \]

Стандартный вариант для разбавленной кислоты — образование нитрата железа (II) и NO.

г) Zn + HNO₃(k) =

Цинк (Zn) — активный металл. Концентрированная азотная кислота (k) является сильным окислителем. Реакция идет с образованием нитрата цинка, диоксида азота и воды.

\[ \text{Zn} + 4\text{HNO}_3(\text{k}) \rightarrow \text{Zn(NO}_3)_2 + 2\text{NO}_2 \uparrow + 2\text{H}_2\text{O} \]

Важно: При реакции цинка с разбавленной азотной кислотой образуется нитрат цинка, оксид азота (II) (NO), а при очень сильном разбавлении — закись азота (N₂O) или даже аммиак.