С1. Используя метод электронного баланса, составьте уравнение реакции: HNO₃ = H₂O + NO₂ + O₂. Определите окислитель и восстановитель.

Составление уравнения реакции методом электронного баланса:

Исходное уравнение:

HNO₃ → H₂O + NO₂ + O₂

Определим степени окисления элементов:

• В HNO₃: H⁺¹, N⁺⁵, O⁻².
• В H₂O: H⁺¹, O⁻².
• В NO₂: N⁺⁴, O⁻².
• В O₂: O⁰.

Выделим элементы, меняющие степень окисления:

• Азот: N⁺⁵ → N⁺⁴ (принял 1 электрон).
• Кислород: 2O⁻² → O⁰ (два атома кислорода отдали по 2 электрона, всего отдали 4 электрона).

Составим электронный баланс:

N⁺⁵ + 1e⁻ → N⁺⁴ | × 4

2O⁻² - 4e⁻ → O⁰ | × 1

Коэффициенты для N и O₂ получаются из баланса. Коэффициент перед O₂ будет 1, перед N⁺⁵ и N⁺⁴ — 4.

Подставим коэффициенты в уравнение:

4HNO₃ → H₂O + 4NO₂ + O₂

Проверим баланс атомов:

• N: слева 4, справа 4 (в NO₂).
• H: слева 4 (в HNO₃), справа 2 (в H₂O). Нужно поставить коэффициент 2 перед H₂O.
• O: слева 4 × 3 = 12. Справа 2 (в H₂O) + 4 × 2 (в NO₂) + 2 (в O₂) = 2 + 8 + 2 = 12.

Уравнение реакции:

4HNO₃ = 2H₂O + 4NO₂ + O₂

Определим окислитель и восстановитель:

• Азот (N⁺⁵) принял электроны, степень окисления понизилась — это окислитель.
• Кислород (O⁻²) отдал электроны, степень окисления повысилась — это восстановитель.

Ответ: 4HNO₃ = 2H₂O + 4NO₂ + O₂. Окислитель — HNO₃ (азот), восстановитель — HNO₃ (кислород).