Расставьте коэффициенты методом электронного баланса, укажите окислитель и восстановитель: Si + HNO3...

Данное химическое уравнение можно сбалансировать следующим образом:

Si + 4HNO3 → SiO2 + 4NO2 + 2NO + 2H2O

Окислитель в данной реакции - HNO3, поскольку он окисляет кремний (Si). Восстановителем же является кремний (Si), поскольку он принимает кислород от HNO3.

Для расстановки коэффициентов методом электронного баланса в уравнении реакции:

[ \text{Si} + \text{HNO}_3 \rightarrow \text{SiO}_2 + \text{NO}_2 + \text{NO} + \text{H}_2\text{O} ]

следуем следующим шагам:

1. Определяем степени окисления:

   • Для кремния (Si) в элементарном состоянии степень окисления равна 0.
   • В (\text{SiO}_2) степень окисления кремния равна +4.
   • Азот в (\text{HNO}_3) имеет степень окисления +5.
   • В (\text{NO}_2) степень окисления азота равна +4.
   • В (\text{NO}) степень окисления азота равна +2.

2. Определяем процессы окисления и восстановления:

   • Кремний (Si) окисляется: (\text{Si}^0 \rightarrow \text{Si}^{+4}). Он теряет 4 электрона.
   • Азот восстанавливается из (\text{HNO}_3):
     • В (\text{NO}_2): (\text{N}^{+5} \rightarrow \text{N}^{+4}). Он принимает 1 электрон.
     • В (\text{NO}): (\text{N}^{+5} \rightarrow \text{N}^{+2}). Он принимает 3 электрона.

3. Составляем электронный баланс:

   • Окисление: (\text{Si}^0 - 4e^- \rightarrow \text{Si}^{+4})
   • Восстановление для (\text{NO}_2): (\text{N}^{+5} + 1e^- \rightarrow \text{N}^{+4})
   • Восстановление для (\text{NO}): (\text{N}^{+5} + 3e^- \rightarrow \text{N}^{+2})

4. Уравниваем число электронов:

   • Для уравнивания электронов, необходимо учесть, что 1 атом кремния теряет 4 электрона, а азот принимает электроны в двух продуктах.
   • Чтобы уравновесить, возьмем 1 атом кремния и 1 (\text{N}^{+5}) для (\text{NO}_2) и 1 (\text{N}^{+5}) для (\text{NO}).

5. Расставляем коэффициенты:

   • Восстановление:
     • (\text{NO}_2): 1 электрон на 1 молекулу, 1 (\text{N}^{+5}).
     • (\text{NO}): 3 электрона на 1 молекулу, 1 (\text{N}^{+5}).
   • Общее количество электронов: (3) из (\text{NO}) и (1) из (\text{NO}_2), итого (4), что компенсирует окисление кремния.
   • Получаем уравнение: [ \text{Si} + 4\text{HNO}_3 \rightarrow \text{SiO}_2 + \text{NO}_2 + 3\text{NO} + 2\text{H}_2\text{O} ]

6. Проверяем баланс атомов и зарядов:

   • Слева: 1 Si, 4 N, 12 O, 4 H
   • Справа: 1 Si, 4 N (1 в (\text{NO}_2) и 3 в (\text{NO})), 12 O (2 в (\text{SiO}_2), 4 в (\text{NO}_2) и 6 в (\text{NO})), 4 H (в (\text{H}_2\text{O}))

Итак, окислитель в данной реакции — азот в (\text{HNO}_3), так как он принимает электроны, а восстановитель — кремний, так как он теряет электроны.