Чтобы решить задачу и подобрать коэффициенты методом электронного баланса, необходимо сначала определить, какие реакции могут протекать в водных растворах, и записать их уравнения. Затем мы применим метод электронного баланса к окислительно-восстановительным реакциям.
а) ( \text{AgNO}_3 + \text{Ni} )
Возможна реакция замещения, так как никель может вытеснить серебро из раствора его соли:
[
\text{2AgNO}_3 + \text{Ni} \rightarrow \text{2Ag} + \text{Ni(NO}_3\text{)}_2
]
Электронный баланс:
[
\text{Ni}^0 - 2e^- \rightarrow \text{Ni}^{2+}
]
[
\text{Ag}^+ + e^- \rightarrow \text{Ag}^0
]
Уравниваем баланс по электронам:
[
\text{2Ag}^+ + \text{Ni} \rightarrow \text{2Ag} + \text{Ni}^{2+}
]
б) ( \text{CdSO}_4 + \text{Ni} )
Никель более активный металл, чем кадмий, поэтому возможна реакция замещения:
[
\text{CdSO}_4 + \text{Ni} \rightarrow \text{NiSO}_4 + \text{Cd}
]
Электронный баланс:
[
\text{Ni}^0 - 2e^- \rightarrow \text{Ni}^{2+}
]
[
\text{Cd}^{2+} + 2e^- \rightarrow \text{Cd}^0
]
Уравнивание:
[
\text{CdSO}_4 + \text{Ni} \rightarrow \text{NiSO}_4 + \text{Cd}
]
в) ( \text{HCl} + \text{Ni} )
Никель реагирует с соляной кислотой с выделением водорода:
[
\text{Ni} + 2\text{HCl} \rightarrow \text{NiCl}_2 + \text{H}_2
]
Электронный баланс:
[
\text{Ni}^0 - 2e^- \rightarrow \text{Ni}^{2+}
]
[
2\text{H}^+ + 2e^- \rightarrow \text{H}_2
]
Уравнивание:
[
\text{Ni} + 2\text{HCl} \rightarrow \text{NiCl}_2 + \text{H}_2
]
г) ( \text{Hg}_2(\text{NO}_3)_2 + \text{Sn} )
Олово может восстанавливать димерный ион ртути, возможно образование металлической ртути и нитрата олова:
[
\text{Hg}_2(\text{NO}_3)_2 + \text{Sn} \rightarrow 2\text{Hg} + \text{Sn(NO}_3\text{)}_2
]
Электронный баланс:
[
\text{Sn}^0 - 2e^- \rightarrow \text{Sn}^{2+}
]
[
\text{Hg}_2^{2+} + 2e^- \rightarrow 2\text{Hg}^0
]
Уравнивание:
[
\text{Hg}_2(\text{NO}_3)_2 + \text{Sn} \rightarrow 2\text{Hg} + \text{Sn(NO}_3\text{)}_2
]
д) ( \text{Hg}_2(\text{NO}_3)_2 + \text{Ag} )
Реакция не пойдет, так как серебро менее активный металл, чем ртуть, и не сможет её вытеснить.
е) ( \text{Mg(NO}_3)_2 + \text{Fe} )
Железо не сможет вытеснить магний, так как магний более активный металл, чем железо, и реакция не пойдет.
Таким образом, в водных растворах могут протекать реакции а, б, в и г. Реакции д и е невозможны при данных условиях.