3. Дана схема превращений: (NH₄)₂SO₄ → NH₄Cl → X → N₂. Напишите молекулярные уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить указанные превращения.

Решение:

Разберем последовательно, как можно осуществить данные превращения.

1. 1. Получение хлорида аммония из сульфата аммония: Сульфат аммония реагирует с хлоридом бария (или кальция) с образованием хлорида аммония и малорастворимого сульфата.

\[ \text{(NH}_4\text{)}_2\text{SO}_4 + \text{BaCl}_2 \rightarrow 2\text{NH}_4\text{Cl} + \text{BaSO}_4 \downarrow \]

2. 2. Получение вещества X из хлорида аммония: Хлорид аммония при нагревании разлагается на аммиак и хлороводород. Если нагревать в присутствии основания, то образуются аммиак, соль и вода. Однако, чтобы получить вещество X, которое затем превратится в азот, нужно учитывать дальнейшую реакцию. Здесь возможны варианты, но одним из наиболее распространенных является взаимодействие с нитритом натрия в кислой среде, что приводит к выделению азота. Если же исходить из схемы, где X → N₂, то X, скорее всего, является нитритом аммония (NH₄NO₂), который неустойчив и при нагревании разлагается с выделением азота и воды. Но чтобы получить NH₄NO₂ из NH₄Cl, нужно провести более сложную реакцию.

Альтернативный вариант: Можно предположить, что хлорид аммония реагирует с гидроксидом натрия при нагревании, выделяя аммиак. Но это не приведет к азоту напрямую.

Давайте рассмотрим путь через нитрит аммония. Для его получения нам понадобится нитрит-ион. Один из способов - реакция хлорида аммония с нитритом натрия в водном растворе. Однако, этот путь может быть не самым очевидным в школьной программе.

Рассмотрим вариант, что X - это нитрит аммония, который при нагревании разлагается на азот и воду.

\[ \text{NH}_4\text{Cl} + \text{NaNO}_2 \rightarrow \text{NH}_4\text{NO}_2 + \text{NaCl} \]

3. Разложение нитрита аммония: Нитрит аммония неустойчив и при нагревании разлагается на азот и воду.

\[ \text{NH}_4\text{NO}_2 \xrightarrow{t^{\circ}} \text{N}_2 \uparrow + 2\text{H}_2\text{O} \]

Таким образом, X в данной схеме - это NH₄NO₂.

Ответ:

• 1.

  \[ \text{(NH}_4\text{)}_2\text{SO}_4 + \text{BaCl}_2 \rightarrow 2\text{NH}_4\text{Cl} + \text{BaSO}_4 \downarrow \]

• 2.

  \[ \text{NH}_4\text{Cl} + \text{NaNO}_2 \rightarrow \text{NH}_4\text{NO}_2 + \text{NaCl} \]

• 3.

  \[ \text{NH}_4\text{NO}_2 \xrightarrow{t^{\circ}} \text{N}_2 \uparrow + 2\text{H}_2\text{O} \]