Медь и концентрированная азотная кислота: уравнение, электронный баланс, роль кислоты

Решение по шагам

1. 1

   Шаг 1. Почему медь вообще растворяется

   Медь стоит в ряду активности правее водорода, поэтому вытеснить водород из кислоты она не может: реакция $Cu + HCl$ не идёт.

   В азотной кислоте окислителем работает не ион $H^{+}$, а азот в высшей степени окисления $+5$. Он и забирает электроны у металла, поэтому водород в продуктах не появляется, а вместо него выделяется оксид азота.

2. 2

   Шаг 2. Какой оксид азота получится

   Глубина восстановления азота зависит от концентрации кислоты и активности металла. Концентрированная азотная кислота с малоактивными металлами (медь, серебро, ртуть) восстанавливается лишь до $N^{+4}$ — это бурый газ $NO_2$, признак которого прямо назван в условии.

   Медь окисляется до устойчивой степени $+2$ и в присутствии избытка кислоты остаётся в растворе в виде нитрата $Cu(NO_3)_2$. Схема реакции:

   $Cu + HNO_3 \to Cu(NO_3)_2 + NO_2 + H_2O$