Решебник по химии 9 класс Габриелян | Страница 99

Формулы и названия всех оксидов азота:

7. N₂O — оксид азота(I), веселящий газ

8. NO — оксид азота(II)

9. N₂O₃ — оксид азота(III)

10. NO₂ — оксид азота(IV)

11. N₂O₄ — динитродиоксид (или тоже оксид азота(IV), димер NO₂)

12. N₂O₅ — оксид азота(V)

Оксиды можно разделить на несолеобразующие и кислотные:

• Несолеобразующие: N₂O, NO — не образуют кислот и солей.

• Кислотные: N₂O₃, NO₂, N₂O₄, N₂O₅ — соответствуют азотистой и азотной кислотам, вступают в реакции с основаниями.

Критерий классификации — способность образовывать кислоты (кислотность).

Кислородосодержащие кислоты азота:

• Азотистая кислота HNO₂

• Азотная кислота HNO₃

HNO₂ — слабая кислота, нестойкая, обладает как окислительными, так и восстановительными свойствами (двуфункциональна).

HNO₃ — сильная кислота, стойкая, обладает только окислительными свойствами.

4. Восстановительные свойства HNO₂:

(2HNO₂ + O₂ → 2HNO₃)

5. Окислительные свойства HNO₂:

(2HNO₂ + 2HI → I₂ + 2NO + 2H₂O)

6. Окислительные свойства HNO₃ (разбавленная):

(Cu + 4HNO₃(разб.) → Cu(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O)

Азотная кислота — сильный окислитель, вступает в реакции даже с неактивными металлами.

В зависимости от концентрации HNO₃ и активности металла продуктом восстановления азота могут быть NO, NO₂, N₂O, N₂, NH₄NO₃.

• Даже пассивные металлы (например, Cu) реагируют.

• Может пассивировать активные металлы (Al, Fe, Cr) при высокой концентрации кислоты.

• Образуются различные продукты восстановления азота.

(3Cu + 8HNO₃(разб.) → 3Cu(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O)

(Cu + 4HNO₃(конц.) → Cu(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O)

Окисление аммиака кислородом:

(4NH₃ + 5O₂ → 4NO + 6H₂O) — с катализатором (Pt)

Окисление NO до NO₂:

(2NO + O₂ → 2NO₂)

Поглощение NO₂ водой:

(4NO₂ + 2H₂O + O₂ → 4HNO₃)

Итоговая реакция получения азотной кислоты (упрощённо):

(4NH₃ + 8O₂ → 4HNO₃ + 4H₂O)

а) NO₂ + P → N₂ + P₂O₅

Степени окисления: N (+4) → N (0) — восстановление

P (0) → P (+5) — окисление

Уравнение реакции с коэффициентами: (10NO₂ + 3P → 5N₂ + 3P₂O₅)

Окислитель — NO₂, восстановитель — P

б) I₂ + HNO₃ → HIO₃ + NO₂ + H₂O

Степени окисления: I (0) → I (+5) — окисление

N (+5) → N (+4) — восстановление

Уравнение реакции: (I₂ + 10HNO₃ → 2HIO₃ + 10NO₂ + 4H₂O)

Окислитель — HNO₃, восстановитель — I₂

в) FeCl₂ + NaNO₂ + HCl → FeCl₃ + NaCl + NO + H₂O

Степени окисления: Fe (+2) → Fe (+3) — окисление

N (+3) → N (+2) — восстановление

Уравнение: (2FeCl₂ + 2NaNO₂ + 4HCl → 2FeCl₃ + 2NaCl + 2NO + 2H₂O)

Окислитель — NaNO₂, восстановитель — FeCl₂

а) NH₃ → N₂ → NO → NO₂ → HNO₃ → NaNO₃ → NaNO₂

7. (4NH₃ + 3O₂ → 2N₂ + 6H₂O)

8. (N₂ + O₂ → 2NO)

9. (2NO + O₂ → 2NO₂)

10. (4NO₂ + 2H₂O + O₂ → 4HNO₃)

11. (HNO₃ + NaOH → NaNO₃ + H₂O)

12. (NaNO₃ → NaNO₂ + ½O₂)

б) KNO₃ + HNO₃ → Cu(NO₃)₂ → NO₂ + N₂

5. (2KNO₃ + H₂SO₄ → 2HNO₃ + K₂SO₄)

6. (Cu + 4HNO₃ (конц.) → Cu(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O)

7. (2NO₂ → 2NO + O₂)

8. (2NO + 2NO₂ → 2N₂O₃ → N₂)

Молярный объём газа при н.у. — 22,4 л/моль, значит:

8,96 л : 22,4 л/моль = 0,4 моль NO₂

В уравнении разложения, например:

(2Me(NO₃)₂ → 2MeO + 4NO₂ + O₂)

0,4 моль NO₂ → 2 моль соли

Молярная масса соли = 66,2 г / 0,2 моль = 331 г/моль

Подходит соль Ba(NO₃)₂. Формула соли: Ba(NO₃)₂

Уравнение: (2Ba(NO₃)₂ → 2BaO + 4NO₂ + O₂)

Масса раствора HNO₃:

(25,0 мл × 1,115 г/мл = 27,875 г)

Масса раствора NaOH:

(31,9 мл × 1,11 г/мл = 35,409 г)

Масса NaOH в нём:

(10% от 35,409 г = 3,5409 г)

Кол-во NaOH:

(3,5409 г / 40 г/моль = 0,0885 моль)

Реакция:

(HNO₃ + NaOH → NaNO₃ + H₂O)

1 : 1 → HNO₃ = 0,0885 моль

Масса HNO₃: (0,0885 моль × 63 г/моль = 5,5755 г)

Массовая доля HNO₃:

(5,5755 г / 27,875 г) × 100% ≈ 20,0%

Оксид азота(IV) (формула — NO₂) относится к кислотным оксидам. Это подтверждается его химическими свойствами:

Во-первых, оксид азота(IV) реагирует с водой с образованием азотистой и азотной кислот:

(2NO₂ + H₂O → HNO₂ + HNO₃)

Эта реакция характерна именно для кислотных оксидов, так как несолеобразующие оксиды с водой не взаимодействуют.

Во-вторых, NO₂ вступает в реакции с основаниями, образуя соли — нитриты и нитраты. Например:

(2NaOH + NO₂ → NaNO₂ + NaNO₃ + H₂O)

Это также признак кислотного характера, так как только кислотные оксиды могут образовывать соли при взаимодействии со щелочами.

Таким образом, по способности образовывать кислоты и соли, оксид азота(IV) является кислотным оксидом, а не несолеобразующим.

Бурую окраску выбросам придаёт диоксид азота (NO₂) — бурый ядовитый газ, который является одним из оксидов азота. Он образуется при сжигании топлива, а также в результате производства азотной кислоты и других процессов, связанных с окислением аммиака. Именно из-за его характерного бурого цвета выбросы называют «лисьим хвостом».

Атмосферу этим веществом загрязняют прежде всего азотно-химические предприятия, где получают азотную кислоту (по окислению аммиака), а также металлургические заводы и тепловые электростанции, в которых сжигаются уголь и другие виды топлива с высоким содержанием азота.

Царская водка — смесь концентрированной азотной (HNO₃) и соляной (HCl) кислот в соотношении 1:3. При взаимодействии золота с царской водкой происходит окисление золота азотной кислотой и образование хлоротетразолота (III) — комплексного соединения, хорошо растворимого в воде.

Уравнение реакции:

Это реакция окислительно-восстановительная:

• золото (Au⁰) окисляется до Au³⁺,

• Нитрат-ион (NO₃⁻) восстанавливается до NO₂.

  Хлорид-ионы (Cl⁻) участвуют в образовании комплекса [AuCl₄]⁻.

Таким образом, золото переходит в раствор в виде ионного комплекса, что позволило Нильсу Бору сохранить свою награду.