Mg + HNO3 -> Mg(NO3)2 + NH4NO3 + H2

Решение:

Данное химическое уравнение требует балансировки с использованием метода электронного баланса.

1. Определяем степени окисления:

• Mg: 0
• H: +1, N: +5, O: -2 (в HNO3)
• Mg: +2, N: +5, O: -2 (в Mg(NO3)2)
• N: +5, O: -2 (в NH4NO3)
• H: +1, N: -3, O: -2 (в NH4NO3 - аммонийный катион)
• H: +1, O: -2 (в H2O)

2. Определяем элементы, меняющие степени окисления:

• Mg: 0 → +2 (окисление)
• N: +5 → -3 (восстановление в NH4NO3)

3. Составляем электронный баланс:

• Mg⁰ → Mg⁺² + 2e^- (окислитель)
• N⁺⁵ + 8e^- → N^-3 (восстановитель)

4. Находим наименьшее общее кратное (НОК) для электронов:

• НОК(2, 8) = 8

5. Расставляем коэффициенты:

• Перед Mg⁰ ставим коэффициент 8 (8e^- / 2e^- = 4, но для Mg это 4).
• Перед N⁺⁵ (в NH4NO3) ставим коэффициент 1 (8e^- / 8e^- = 1).

6. Расставляем остальные коэффициенты в уравнении:

\( 4\text{Mg} + \underline{\hspace{0.5cm}} \text{HNO}_3 \rightarrow \underline{\hspace{0.5cm}} \text{Mg(NO}_3\text{)}_2 + 1\text{NH}_4\text{NO}_3 + \underline{\hspace{0.5cm}} \text{H}_2 \)

Учитываем азот:

• В Mg(NO3)2: \( 4 \times 2 = 8 \) атомов N.
• В NH4NO3: \( 1 \) атом N.
• Всего атомов N в продуктах: \( 8 + 1 = 9 \).
• Значит, перед HNO3 ставим коэффициент 10, чтобы учесть и азот, и остальные атомы H.

Учитываем водород:

• В HNO3: \( 10 \) атомов H.
• В NH4NO3: \( 4 \) атома H.
• Значит, перед H2O ставим коэффициент, который даст \( 10 - 4 = 6 \) атомов H. \( 6 / 2 = 3 \).

Учитываем кислород:

• В HNO3: \( 10 \times 3 = 30 \) атомов O.
• В Mg(NO3)2: \( 4 \times 2 \times 3 = 24 \) атома O.
• В NH4NO3: \( 1 \times 3 = 3 \) атома O.
• В H2O: \( 3 \times 1 = 3 \) атома O.
• Всего атомов O в продуктах: \( 24 + 3 + 3 = 30 \).

Итоговое уравнение:

\[ 4\text{Mg} + 10\text{HNO}_3 \rightarrow 4\text{Mg(NO}_3\text{)}_2 + \text{NH}_4\text{NO}_3 + 3\text{H}_2\text{O} \]

Ответ: 4Mg + 10HNO3 -> 4Mg(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O.