Краткое пояснение: Для расстановки коэффициентов в уравнении химической реакции методом электронного баланса необходимо определить степени окисления элементов, которые изменяются в ходе реакции, составить электронный баланс и на его основе подобрать коэффициенты.
Пошаговое решение:
- Шаг 1: Определим степени окисления элементов:
Cu0 + HNO3 -> Cu(NO3)2 + NO2 + H2O
Медь (Cu) меняет степень окисления с 0 до +2, а азот (N) меняет степень окисления с +5 до +4. - Шаг 2: Составим уравнения электронного баланса:
Cu0 - 2e- -> Cu+2
N+5 + 1e- -> N+4 - Шаг 3: Найдем наименьшее общее кратное для количества отданных и принятых электронов. В данном случае, наименьшее общее кратное для 2 и 1 равно 2. Следовательно, перед медью (Cu) ставим коэффициент 1, а перед азотом (N) ставим коэффициент 2.
- Шаг 4: Расставим коэффициенты в уравнении:
Cu + HNO3 -> Cu(NO3)2 + 2NO2 + H2O
Теперь уравняем количество атомов меди и азота. - Шаг 5: Уравняем количество атомов меди. Перед Cu(NO3)2 ставим коэффициент 1, так как количество атомов меди уже уравнено:
Cu + HNO3 -> Cu(NO3)2 + 2NO2 + H2O - Шаг 6: Уравняем количество атомов азота. Справа у нас 2 NO3 (в Cu(NO3)2) и 2 NO2, всего 4 атома азота. Значит, перед HNO3 ставим коэффициент 4:
Cu + 4HNO3 -> Cu(NO3)2 + 2NO2 + H2O - Шаг 7: Уравняем количество атомов водорода. Слева у нас 4 атома водорода (в 4HNO3), значит, перед H2O ставим коэффициент 2, чтобы уравнять количество атомов водорода:
Cu + 4HNO3 -> Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O - Шаг 8: Проверим количество атомов кислорода. Слева у нас 4 × 3 = 12 атомов кислорода (в 4HNO3). Справа у нас 6 атомов кислорода (в Cu(NO3)2), 4 атома кислорода (в 2NO2) и 2 атома кислорода (в 2H2O), всего 6 + 4 + 2 = 12 атомов кислорода.
Ответ: Cu + 4HNO3 -> Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O