Как составить уравнение реакции HNO3 + Al = Al(NO3)3 + NO2 + H2O, используя метод электронного баланса?

Химия 11 класс Уравнения химических реакций уравнение реакции HNO3 Al Al(NO3)3 NO2 H2O метод электронного баланса химические реакции балансировка уравнений химия окислительно-восстановительные реакции Новый

Чтобы составить уравнение реакции между азотной кислотой (HNO3) и алюминием (Al) с использованием метода электронного баланса, нужно следовать нескольким шагам. Давайте разберем этот процесс подробно.

Шаг 1: Определение окислителей и восстановителей

В данной реакции алюминий (Al) выступает в роли восстановителя, а ионы нитрата (NO3-) из азотной кислоты - в роли окислителя. Алюминий окисляется, теряя электроны, а ионы нитрата восстанавливаются, принимая электроны.

Шаг 2: Запись полуреакций

• Окисление алюминия: Al → Al3+ + 3e-
• Восстановление нитратов: NO3- + 2e- + 2H+ → NO2 + H2O

Шаг 3: Уравнивание полуреакций по количеству электронов

Чтобы уравнять полуреакции, необходимо сделать так, чтобы количество потерянных и полученных электронов было одинаковым. В данном случае, алюмию нужно потерять 3 электрона, а нитратам нужно принять 2 электрона. Для этого мы умножим полуреакцию окисления алюминия на 2, а полуреакцию восстановления нитратов на 3:

• 2Al → 2Al3+ + 6e-
• 3NO3- + 6e- + 6H+ → 3NO2 + 3H2O

Шаг 4: Составление полного уравнения реакции

Теперь мы можем объединить обе полуреакции. Также не забудьте учесть, что в реакции участвует 6 ионов водорода (H+), которые поступают из азотной кислоты:

• 2Al + 6HNO3 → 2Al(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O

Шаг 5: Проверка уравнения

Проверим, что количество атомов каждого элемента с обеих сторон уравнения одинаково:

• Алюминий (Al): 2 слева, 2 справа
• Азот (N): 6 слева (6 из 6 HNO3), 6 справа (2 из Al(NO3)3 и 3 из 3 NO2)
• Кислород (O): 18 слева (6 из HNO3), 18 справа (6 из Al(NO3)3, 6 из NO2 и 3 из H2O)
• Водород (H): 6 слева (6 из HNO3), 6 справа (3 из 3 H2O)

Таким образом, уравнение реакции уравнено, и мы можем записать его в окончательном виде:

Ответ:

2Al + 6HNO3 → 2Al(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O