Задачи и упражнения.

1. Чем определяется высокое значение Е_св в молекуле азота? Какое влияние оказывает это на реакционную способность простого вещества?

2. Покажите на примерах два возможных типа термического разложения солей аммония в зависимости от окислительной способности аниона.

3. Написать уравнения реакций, характерных для аммиака: присоединения, замещения, окисления, комплексообразования.

4. Напишите уравнения реакций: а) взаимодействия NH₃ с NaOCl, восстановления HNO₃ до NH₂OH атомарным водородом в процессе электролиза.

5. Написать уравнения реакций термического разложения следующих солей: (NH₄)₂CO₃, NH₄NO₃, (NH₄)₂SO₄, NH₄Cl, (NH₄)₂HPO₄, (NH₄)H₂PO₄, (NH₄)₂Cr₂O₇, NH₄NO₂.

6. В воде объемом 10 литров растворен аммиак объемом 2000 л. (н.у.). Чему равна массовая доля аммиака в этом растворе?

(Ответ: 13,2%).

7. Какую массу сульфата аммония можно получить при взаимодействии серной кислоты с 1 кг аммиака? Какой объем раствора H₂SO₄ с массовой долей 60% израсходован на эту реакцию?

(Ответ: 3,9 кг, 4,76 л)

8. Вычислите молярную концентрацию раствора NH₃ (ρ = 0,96 г/мл), в котором массовая доля NH₃ составляет 10%. Сколько мл такого раствора потребуется для растворения хлорида серебра массой 7,16 г?

(Ответ: 5,65 моль/л., 17,70 мл).

9. Закончить уравнения реакций и указать функцию НN₃ в них:

а) НN₃ + Cu →

б) НN₃ + KMnO₄ + H₂SO₄ →

10. рН 0,1 М раствора азида натрия составляет 8,85. Вычислите концентрацию ионов ОН^–, константу и степень гидролиза соли в растворе и константу диссоциации HN₃.

(Ответ:7·10^–6 моль/л, 5·10^–10, 7·10^–5, 2·10^–5).

Лабораторная работа № 6. Элемент va группы. Азот. Кислородные соединения азота.

Опыт 1. Получение и свойства оксида азота(I).

Поместить в пробирку 1-2 г нитрата аммония. Осторожно нагреть. Поднести тлеющую лучинку к отверстию пробирки. Что происходит? Закрыть пробирку пробкой с хлоркальциевой трубкой, в шарик которой на слой ваты насыпать прокаленный хлорид кальция и вновь подогреть пробирку. Ввести тлеющую лучинку в верхнее отверстие хлоркальциевой трубки. Что теперь наблюдаете? Написать уравнение реакции. Каково назначение хлорида кальция?

Опыт 2. Получение и свойства оксида азота(II) (тяга!).

Собрать прибор по рис.3. Налить в U-образную трубку такое количество 10% раствора щелочи, чтобы уровень жидкости в обоих коленах был выше сгиба трубки на 0,5-1 см. Положить в колбу Вюрца 10 г медных стружек и прилить через воронку 33% азотную кислоту (1:1). Если реакция идет слабо, колбу немного нагреть. Чем объясняется появление бурого газа в колбе? Что образуется в U-образной трубке? Собрать оксид азота в две пробирки методом вытеснения воды.

И спытать, горит ли лучинка в оксиде азота. Что происходит с оксидом азота на воздухе? Пропустить ток оксида азота через слегка нагретую азотную кислоту. Что наблюдается? Написать уравнение реакций:

а) получение оксида азота;

б) окисление его кислородом воздуха;

в) взаимодействие оксида азота с азотной кислотой. Рис.3.

Опыт 3. Получение и свойства оксида азота(IV).

С обрать прибор по рис.4, все его части должны быть сухими.

Рис.4

4-5 г нитрата свинца перемешать с 2 г кварцевого песка. Полученную смесь поместить в пробирку (1), распределив равномерным слоем. Пробирку (2), плотно закрытую, погрузить в стакан с охлаждающей смесью (лед и соль). Пробирку (3) наполнить водой и, перевернув ее вверх дном поместить в кристаллизатор с водой. Равномерно обогревать пламенем горелки всю поверхность пробирки (1). Следует избегать местных перегревов и расплавления стекла. После вытеснения воздуха из прибора, собрать в пробирку под водой газ, выделяющийся при разложении нитрата свинца, испытать его тлеющей лучинкой. Какой это газ? Прекратите нагревание, когда в пробирке (2) соберется около 1 мл жидкости. Выньте приемник из охладительной смеси, быстро бросьте в него кусочек льда. Вылейте синюю жидкость в охлажденный раствор едкого натра, синий цвет исчезнет. Составьте уравнения реакций взаимодействия оксида азота (IV) с водой и щелочью.

Опыт 4. Свойства азотистой кислоты.

а) Прилить к раствору нитрита натрия 1-2 мл раствора йодида калия и 2 мл серной кислоты. Наблюдать выделение йода. Написать уравнение реакции.

б) В раствор нитрита натрия, подкисленного соляной кислотой, пропустить ток сероводорода (тяга!). Отфильтровав серу в полученном растворе обнаружить сульфат-ион. Написать уравнение реакции. Чем является азотистая кислота в опытах а и б?

в) К раствору нитрита натрия приливать по каплям перманганат калия, подкисленный 1 М серной кислотой. Объяснить обесцвечивание раствора перманганата калия. Написать уравнение реакции.

г) К 1 мл раствора бихромата калия прилить 3-4 капли раствора нитрита натрия и 3 мл 1 М раствора серной кислоты. Слегка нагреть, наблюдать изменение оранжевой окраски раствора на зеленую. Написать уравнение реакции. На какое свойство азотистой кислоты указывают две последние реакции?

Опыт 5. Получение азотной кислоты (тяга!)

С обрать прибор по рис. 5. Поместить в реторту около 10 г нитрата калия и прилить 10 мл концентрированной серной кислоты.

Приемник для охлаждения поместить в ванну со снегом. Осторожно нагревать реторту. Когда в приемнике соберется около 6 мл азотной кислоты, прекратить нагревание. Написать уравнение реакции.

Рис. 5

Опыт 6. Свойства азотной кислоты (тяга!).

а) Налить в сухую фарфоровую чашку 1-2 мл свежеприготовленной азотной кислоты и внести в нее раскаленный уголек. Что происходит? Написать уравнение реакции.

б) Налить в пробирку 2 мл концентрированной азотной кислоты и опустить в нее кусочек серы, подогреть. Охладив пробирку, добавить в нее 5-6 мл дистиллированной воды и несколько капель хлорида бария. Что наблюдается? Написать уравнение реакции.

в) Нагреть в пробирке немного разбавленной (1:1) азотной кислоты (не более 1/3 пробирки) и пропустить в нее ток сероводорода из аппарата Киппа. Наблюдать образование осадка и выделение газа. Написать уравнение реакции.

г) К нескольким каплям раствора соли меди(II) добавить сероводородной воды для полного осаждения сульфида меди. Не промывая осадка, обработать его 3 М раствором азотной кислоты (на холоду и при нагревании). Наблюдать растворение сульфида меди. Написать уравнение реакции.

д) К небольшому количеству нитрата ртути (II) приливать по каплям сероводородную воду. Отфильтровать осадок сульфида ртути и один раз промыть его на фильтре дистиллированоой водой. Испытать, растворяется ли сульфид ртути в 3 М азотной кислоте (на холоду и при нагревании) и в царской водке. В каком случае осадок растворяется? Написать уравнение реакции.

Опыт 7. Горение угля в нитрате калия.

Насыпать в сухую пробирку (1/2 её высоты) нитрат калия. Укрепить пробирку в лапке штатива. Нагреть соль до плавления и выделения пузырьков газа. В расплавленную массу бросить раскаленный уголек. Что происходит? Образовавшийся в пробирке сплав после охлаждения растворить в 5-10 мл воды. Для ускорения растворения смесь можно нагреть. Доказать присутствие в растворе нитрита калия, добавив несколько капель разбавленной серной кислоты и 1-2 капли йодида калия. Написать уравнение реакции.