Номер 168, страница 211 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

7.168. Для очистки азота от различных газов его пропускают через промывные склянки, содержащие растворы веществ. От примеси каких газов можно избавиться, пропуская азот через промывную склянку: а) с раствором гидроксида натрия; б) с концентрированной серной кислотой?

Очистка азота основана на том, что сам азот ($N_2$) — химически очень инертный газ из-за прочной тройной связи в молекуле. В обычных условиях он не будет реагировать ни с раствором щелочи, ни с концентрированной серной кислотой. Поэтому через эти растворы можно пропускать газовую смесь для удаления примесей, которые будут с ними взаимодействовать.

Раствор гидроксида натрия ($NaOH$) является сильной щелочью. Он вступает в реакцию нейтрализации с газами, которые проявляют кислотные свойства. Таким образом, пропуская азот через раствор гидроксида натрия, можно очистить его от примесей кислотных газов.

К таким газам относятся кислотные оксиды (например, углекислый газ $CO_2$, диоксид серы $SO_2$, диоксид азота $NO_2$), галогеноводороды (например, хлороводород $HCl$) и другие газы с кислотными свойствами (например, сероводород $H_2S$).

Примеры реакций поглощения примесей:

$CO_2 + 2NaOH \rightarrow Na_2CO_3 + H_2O$

$SO_2 + 2NaOH \rightarrow Na_2SO_3 + H_2O$

$2NO_2 + 2NaOH \rightarrow NaNO_3 + NaNO_2 + H_2O$

$HCl + NaOH \rightarrow NaCl + H_2O$

$H_2S + 2NaOH \rightarrow Na_2S + 2H_2O$

Ответ: От примесей газов, обладающих кислотными свойствами, таких как углекислый газ ($CO_2$), диоксид серы ($SO_2$), диоксид азота ($NO_2$), сероводород ($H_2S$), галогеноводороды (например, $HCl$).

Концентрированная серная кислота ($H_2SO_4$) обладает несколькими важными свойствами: она является сильной кислотой, сильным окислителем и эффективным водоотнимающим (осушающим) средством.

1. Как сильная кислота, она реагирует с газами, обладающими основными свойствами. Самый распространенный такой газ — аммиак ($NH_3$).

$2NH_3 + H_2SO_4 \rightarrow (NH_4)_2SO_4$

2. Как водоотнимающее средство, концентрированная серная кислота поглощает пары воды ($H_2O$), тем самым осушая азот.

3. Как сильный окислитель, она может реагировать с некоторыми газами-восстановителями, например, с сероводородом ($H_2S$).

$H_2S + H_2SO_4(\text{конц.}) \rightarrow S \downarrow + SO_2 \uparrow + 2H_2O$

Таким образом, серная кислота позволяет удалить из азота примеси основного характера и осушить его.

Ответ: От примесей газов, обладающих основными свойствами (в первую очередь, аммиака $NH_3$), от паров воды ($H_2O$), а также от некоторых газов-восстановителей (например, $H_2S$).