1. Указать степень окисления азота в веществах: Mg(NO3)2, NO2, NH4NO3. 2. Осуществить превращения: NO → NO2 → HNO3 → Ca(NO3)2. Для уравнения №1 составить электронный баланс. 3. К 2,4 г магния прибавили 12 г серной кислоты. Найти объем выделившегося водорода.

1. Степень окисления азота в веществах:

• Mg(NO3)2: В этом соединении ион магния (Mg) имеет степень окисления +2. В ионе нитрата (NO3-) кислород всегда имеет степень окисления -2, а сумма степеней окисления всех элементов в ионе равна -1 (для NO3-). Пусть степень окисления азота в NO3- равна x. Тогда уравнение для степени окисления:

  $$x + 3(-2) = -1$$ $$x - 6 = -1$$ $$x = +5$$

  Таким образом, степень окисления азота в Mg(NO3)2 равна +5.

• NO2: В молекуле NO2 степень окисления кислорода равна -2. Пусть степень окисления азота равна x. Составим уравнение для молекулы NO2:

  $$x + 2(-2) = 0$$ $$x - 4 = 0$$ $$x = +4$$

  Таким образом, степень окисления азота в NO2 равна +4.

• NH4NO3: В ионе аммония (NH4+) азот имеет степень окисления -3, а в ионе нитрата (NO3-) азот имеет степень окисления +5. Степень окисления азота в NH4NO3 будет разной в разных частях молекулы: +5 в NO3- и -3 в NH4+.

2. Осуществление превращений:

• NO → NO2 → HNO3 → Ca(NO3)2:

  1. NO → NO2: Окисление оксида азота (NO) до диоксида азота (NO2). Этот процесс происходит при наличии кислорода:

     $$2NO + O2 → 2NO2$$

     Азот переходит из степени окисления +2 (NO) в степень окисления +4 (NO2).

  2. NO2 → HNO3: Окисление NO2 до азотной кислоты (HNO3). Это возможно при взаимодействии с кислородом и водой:

     $$2NO2 + O2 + H2O → 2HNO3$$

     Здесь азот из степени окисления +4 в NO2 переходит в степень окисления +5 в HNO3.

  3. HNO3 → Ca(NO3)2: Реакция между азотной кислотой и известью (CaO), которая приводит к образованию нитрата кальция:

     $$2HNO3 + CaO → Ca(NO3)2 + H2O$$

     Азот в этом процессе не изменяет своей степени окисления, оставаясь на уровне +5.

• Электронный баланс для уравнения №1 (NO → NO2):

  В реакции 2NO + O2 → 2NO2 происходит окисление и восстановление. Рассмотрим степени окисления:

  • В молекуле NO азот имеет степень окисления +2.

  • В молекуле NO2 азот имеет степень окисления +4.
    Таким образом, каждый атом азота теряет два электрона (окисляется). В кислороде (O2) кислород будет восстанавливаться, переходя от 0 до -2, то есть он принимает 4 электрона (на 2 атома кислорода). Электронный баланс:

  $$2NO → 2NO2 + 2e^-$$ $$O2 + 4e^- → 2O^{2-}$$

  Таким образом, для реакции:

  $$2NO + O2 → 2NO2$$

  Электронный баланс будет уравновешен.

3. Нахождение объема выделившегося водорода:

Реакция между магнием и серной кислотой:

Масса магния (Mg) равна 2,4 г. Молекулярная масса магния составляет 24 г/моль, следовательно, количество вещества магния:

Из уравнения реакции видно, что на 1 моль магния выделяется 1 моль водорода. Значит, выделяется 0,1 моль водорода. Объем водорода можно найти по уравнению для идеального газа при стандартных условиях (н.у.), где 1 моль газа занимает 22,4 л:

Таким образом, объем выделившегося водорода составит 2,24 литра.