Zn + HNO3 = Zn(NO3)2 + NO2 + H2O составить окислительно-восстановительную реакцию и расставить коэффициенты

В данной реакции происходит взаимодействие цинка (Zn) с азотной кислотой (HNO₃). Чтобы составить окислительно-восстановительную реакцию и расставить коэффициенты, нужно:

1. Записать исходные вещества:

Цинк (Zn) реагирует с азотной кислотой (HNO₃), в результате чего образуется нитрат цинка (Zn(NO₃)₂), диоксид азота (NO₂) и вода (H₂O).

Составим неуравненную реакцию:

$\text{Zn} + \text{HNO}_3 \rightarrow \text{Zn(NO}_3\text{)}_2 + \text{NO}_2 + \text{H}_2\text{O}$

2. Разделить элементы на окисляемые и восстанавливающиеся:

Для этого нужно определить степени окисления атомов в исходных и продуктах реакции.

• Цинк (Zn) в чистом виде имеет степень окисления 0, а в нитрате цинка (Zn(NO₃)₂) — +2.
• Азот в HNO₃ имеет степень окисления +5, а в NO₂ — +4.
• Водород в HNO₃ и H₂O имеет степень окисления +1, кислород в этих веществах — -2.

3. Определить, что окисляется, а что восстанавливается:

• Цинк (Zn) окисляется, так как его степень окисления увеличивается с 0 до +2.
• Азот из HNO₃ восстанавливается, так как его степень окисления снижается с +5 до +4.

4. Написать полуреакции:

Полуреакция окисления (цинка): $\text{Zn} \rightarrow \text{Zn}^{2+} + 2e^-$

Полуреакция восстановления (азота): $\text{NO}_3^- + 4H^+ + 3e^- \rightarrow \text{NO}_2 + 2H_2O$

5. Уравнять полуреакции по числу электронов:

• В полуреакции окисления цинка участвуют 2 электрона.
• В полуреакции восстановления азота — 3 электрона.

Для уравнивания чисел электронов умножим полуреакцию окисления на 3, а полуреакцию восстановления — на 2:

Окисление: $3\text{Zn} \rightarrow 3\text{Zn}^{2+} + 6e^-$

Восстановление: $2\text{NO}_3^- + 8H^+ + 6e^- \rightarrow 2\text{NO}_2 + 4H_2O$

6. Составление полной реакции:

Теперь складываем эти полуреакции:

$3\text{Zn} + 2\text{NO}_3^- + 8H^+ \rightarrow 3\text{Zn}^{2+} + 2\text{NO}_2 + 4H_2O$

Заменим $\text{Zn}^{2+}$ на $\text{Zn(NO}_3\text{)}_2$ и укажем азотную кислоту (HNO₃) вместо ионов $\text{NO}_3^-$ и $\text{H}^+$:

$3\text{Zn} + 8\text{HNO}_3 \rightarrow 3\text{Zn(NO}_3\text{)}_2 + 2\text{NO}_2 + 4\text{H}_2\text{O}$

7. Расставить коэффициенты:

Полученная реакция уравнена, и коэффициенты уже стоят корректно.

Ответ:

Окислительно-восстановительная реакция с расставленными коэффициентами:

$3\text{Zn} + 8\text{HNO}_3 \rightarrow 3\text{Zn(NO}_3\text{)}_2 + 2\text{NO}_2 + 4\text{H}_2\text{O}$

Это уравнение показывает, как цинк реагирует с азотной кислотой, образуя нитрат цинка, диоксид азота и воду.