Задача 1
Условие (кратко)
Методом электронного баланса составить уравнение Al + HNO₃ → Al(NO₃)₃ + N₂O + H₂O, указать окислитель и восстановитель.
Решение
Степени окисления меняют алюминий (\(0 \rightarrow +3\)) и азот (\(+5 \rightarrow +1\) в \(\mathrm{N_2O}\)).
\[\mathrm{\overset{0}{Al} - 3e^- \rightarrow \overset{+3}{Al}} \quad | \times 8\]
\[\mathrm{2\overset{+5}{N} + 8e^- \rightarrow 2\overset{+1}{N}} \quad | \times 3\]
Наименьшее общее кратное 24: 8 атомов алюминия, 3 молекулы \(\mathrm{N_2O}\) (6 атомов азота-окислителя). Ещё \(8 \cdot 3 = 24\) нитрат-иона уходят в соль, всего азотной кислоты \(24 + 6 = 30\). Водород: 30 атомов дают 15 молекул воды.
\[\mathrm{8Al + 30HNO_3 \rightarrow 8Al(NO_3)_3 + 3N_2O\uparrow + 15H_2O}\]
Проверка по кислороду: слева \(30 \cdot 3 = 90\), справа \(72 + 3 + 15 = 90\).
Восстановитель — алюминий \(\mathrm{Al^0}\), окислитель — азотная кислота (азот \(\mathrm{N^{+5}}\)).
Ответ
8Al + 30HNO₃ → 8Al(NO₃)₃ + 3N₂O↑ + 15H₂O; Al — восстановитель, HNO₃ (N⁺⁵) — окислитель
Почему так
Число отданных и принятых электронов должно быть равным; часть азотной кислоты — окислитель, часть идёт на образование соли.
Подробнее — в теме «Алюминий и его соединения».