Номер 208, страница 214 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

7.208. Запишите уравнения реакций взаимодействия концентрированной азотной кислоты с углём, серой, фосфором, иодом.

с углём

Концентрированная азотная кислота является сильным окислителем. При нагревании она окисляет углерод (в виде угля или графита) до его высшей степени окисления +4, в результате чего образуется углекислый газ. Азот из кислоты ($HNO_3$, степень окисления +5) восстанавливается до степени окисления +4, образуя оксид азота(IV) — бурый газ $NO_2$.

Метод электронного баланса для этой реакции:

$C^0 - 4e^- \rightarrow C^{+4} \quad | \cdot 1$

$N^{+5} + 1e^- \rightarrow N^{+4} \quad | \cdot 4$

Суммарное ионное уравнение: $C + 4H^+ + 4NO_3^- \rightarrow CO_2 + 4NO_2 + 2H_2O$

Молекулярное уравнение реакции:

$C + 4HNO_3(\text{конц.}) \xrightarrow{t} CO_2 \uparrow + 4NO_2 \uparrow + 2H_2O$

Ответ: $C + 4HNO_3(\text{конц.}) \rightarrow CO_2 \uparrow + 4NO_2 \uparrow + 2H_2O$

с серой

При взаимодействии с концентрированной азотной кислотой сера окисляется до своей высшей степени окисления +6 с образованием серной кислоты ($H_2SO_4$). Азот, как и в реакции с углеродом, восстанавливается до оксида азота(IV) ($NO_2$).

Метод электронного баланса:

$S^0 - 6e^- \rightarrow S^{+6} \quad | \cdot 1$

$N^{+5} + 1e^- \rightarrow N^{+4} \quad | \cdot 6$

Молекулярное уравнение реакции:

$S + 6HNO_3(\text{конц.}) \xrightarrow{t} H_2SO_4 + 6NO_2 \uparrow + 2H_2O$

Ответ: $S + 6HNO_3(\text{конц.}) \rightarrow H_2SO_4 + 6NO_2 \uparrow + 2H_2O$

с фосфором

Фосфор (обычно красный фосфор) окисляется концентрированной азотной кислотой до высшей степени окисления +5, образуя ортофосфорную кислоту ($H_3PO_4$). Продуктом восстановления азота является оксид азота(IV) ($NO_2$).

Метод электронного баланса:

$P^0 - 5e^- \rightarrow P^{+5} \quad | \cdot 1$

$N^{+5} + 1e^- \rightarrow N^{+4} \quad | \cdot 5$

Молекулярное уравнение реакции:

$P + 5HNO_3(\text{конц.}) \xrightarrow{t} H_3PO_4 + 5NO_2 \uparrow + H_2O$

Ответ: $P + 5HNO_3(\text{конц.}) \rightarrow H_3PO_4 + 5NO_2 \uparrow + H_2O$

с иодом

Иод в виде молекулы $I_2$ окисляется концентрированной азотной кислотой до степени окисления +5. В результате реакции образуется иодноватая кислота ($HIO_3$). Азот восстанавливается до оксида азота(IV) ($NO_2$).

Метод электронного баланса:

$I_2^0 - 10e^- \rightarrow 2I^{+5} \quad | \cdot 1$

$N^{+5} + 1e^- \rightarrow N^{+4} \quad | \cdot 10$

Молекулярное уравнение реакции:

$I_2 + 10HNO_3(\text{конц.}) \xrightarrow{t} 2HIO_3 + 10NO_2 \uparrow + 4H_2O$

Ответ: $I_2 + 10HNO_3(\text{конц.}) \rightarrow 2HIO_3 + 10NO_2 \uparrow + 4H_2O$