9. Используя метод электронного баланса, расставьте коэффициенты в уравнениях реакций, схемы которых представлены ниже. Определите окислитель и восстановитель. HNO₃(разб.) + Ag → AgNO₃ + NO + H₂O

Решение:

1. Составление электронного баланса:

Определим степени окисления элементов в исходных веществах и продуктах реакции:

• В AgNO₃: Ag⁺¹, N⁺⁵, O^-2
• В NO: N⁺², O^-2
• В HNO₃: H⁺¹, N⁺⁵, O^-2
• В Ag: Ag⁰
• В H₂O: H⁺¹, O^-2

Выделим элементы, меняющие степень окисления:

• Ag⁰ → Ag⁺¹ (отдал 1 электрон)
• N⁺⁵ → N⁺² (принял 3 электрона)

Составим баланс:

Ag⁰ — 1 e^- → Ag⁺¹ | * 3 (окисление, восстановитель)

N⁺⁵ + 3 e^- → N⁺² | * 1 (восстановление, окислитель)

Суммируем электроны: 3 электрон отдано, 3 электрон принято. Наименьший общий кратный — 3.

2. Расстановка коэффициентов в уравнении реакции:

На основании электронного баланса, перед Ag ставим коэффициент 3, перед NO — 1.

\( 3\text{Ag} + \text{HNO}_3 \rightarrow 3\text{AgNO}_3 + \text{NO} + \text{H}_2\text{O} \)

Теперь уравняем остальные элементы:

• Азот (N): В продуктах 3 атома (в AgNO₃) + 1 атом (в NO) = 4 атома. Значит, перед HNO₃ ставим коэффициент 4.
• \( 3\text{Ag} + 4\text{HNO}_3 \rightarrow 3\text{AgNO}_3 + \text{NO} + \text{H}_2\text{O} \)
• Водород (H): В продуктах 2 атома (в H₂O). Значит, перед H₂O ставим коэффициент 2.
• \( 3\text{Ag} + 4\text{HNO}_3 \rightarrow 3\text{AgNO}_3 + \text{NO} + 2\text{H}_2\text{O} \)
• Кислород (O): В исходных веществах 4 * 3 = 12 атомов. В продуктах: 3 * 3 (в AgNO₃) + 1 (в NO) + 2 (в H₂O) = 9 + 1 + 2 = 12 атомов. Кислород уравнен.

3. Определение окислителя и восстановителя:

• Восстановитель — вещество, которое отдает электроны и окисляется (Ag⁰).
• Окислитель — вещество, которое принимает электроны и восстанавливается (N⁺⁵ в HNO₃).

Ответ:

Уравнение реакции: \( 3\text{Ag} + 4\text{HNO}_3 = 3\text{AgNO}_3 + \text{NO} + 2\text{H}_2\text{O} \)

Окислитель: HNO₃ (азот в степени окисления +5)

Восстановитель: Ag (серебро в степени окисления 0)