Номер 417, страница 83 - гдз по химии 9 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

417. Подобно меди, серебро и ртуть растворяются в концентрированной азотной кислоте. Составьте уравнения протекающих при этом химических реакций.

Решение

Концентрированная азотная кислота ($HNO_3$) является сильным окислителем и вступает в реакцию с малоактивными металлами, такими как серебро ($Ag$) и ртуть ($Hg$). В ходе этих окислительно-восстановительных реакций металлы окисляются до соответствующих нитратов, а азотная кислота, будучи концентрированной, восстанавливается преимущественно до диоксида азота ($NO_2$) — газа бурого цвета.

Реакция серебра с концентрированной азотной кислотой

Серебро (Ag) окисляется, отдавая один электрон, до катиона серебра $Ag^{+1}$, образуя нитрат серебра(I) ($AgNO_3$). Азот в азотной кислоте ($N^{+5}$) восстанавливается, принимая один электрон, до $N^{+4}$ в диоксиде азота ($NO_2$).

Схема электронного баланса:

$Ag^0 - 1e^- \rightarrow Ag^{+1}$ | 1 (процесс окисления)

$N^{+5} + 1e^- \rightarrow N^{+4}$ | 1 (процесс восстановления)

Коэффициенты в электронном балансе равны 1. Учитывая, что атомы азота расходуются как на образование соли, так и на образование газа, подбираем стехиометрические коэффициенты в уравнении реакции.

Ответ: $Ag + 2HNO_3 (конц.) \rightarrow AgNO_3 + NO_2\uparrow + H_2O$

Реакция ртути с концентрированной азотной кислотой

При взаимодействии с избытком концентрированной азотной кислоты ртуть (Hg) окисляется до своей высшей устойчивой степени окисления +2, образуя нитрат ртути(II) ($Hg(NO_3)_2$). Азот ($N^{+5}$) также восстанавливается до $N^{+4}$ в $NO_2$.

Схема электронного баланса:

$Hg^0 - 2e^- \rightarrow Hg^{+2}$ | 1 (процесс окисления)

$N^{+5} + 1e^- \rightarrow N^{+4}$ | 2 (процесс восстановления)

Чтобы уравнять число отданных и принятых электронов, ставим коэффициент 2 перед $N^{+4}$. Затем уравниваем общее количество атомов всех элементов в левой и правой частях уравнения.

Ответ: $Hg + 4HNO_3 (конц.) \rightarrow Hg(NO_3)_2 + 2NO_2\uparrow + 2H_2O$