Номер 223, страница 216 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

7.223. Бурый газ, полученный при действии на медь концентрированной азотной кислотой, поглотили гидроксидом бария. К полученному раствору добавили раствор перманганата калия. Наблюдали выпадение бурого осадка. Выпавший осадок внесли в раствор хлорида натрия, подкисленный серной кислотой. Запишите уравнения реакций.

Решение

1. Получение бурого газа при действии на медь концентрированной азотной кислотой

При взаимодействии меди с концентрированной азотной кислотой образуется нитрат меди(II), вода и выделяется оксид азота(IV) $NO_2$ — газ бурого цвета.

$Cu + 4HNO_3(конц.) \rightarrow Cu(NO_3)_2 + 2NO_2 \uparrow + 2H_2O$

Ответ: $Cu + 4HNO_3(конц.) \rightarrow Cu(NO_3)_2 + 2NO_2 \uparrow + 2H_2O$

2. Поглощение бурого газа гидроксидом бария

Оксид азота(IV) является кислотным оксидом, соответствующим двум кислотам — азотистой ($HNO_2$) и азотной ($HNO_3$). При реакции со щелочью, такой как гидроксид бария $Ba(OH)_2$, он вступает в реакцию диспропорционирования. В результате образуется смесь двух солей: нитрита бария $Ba(NO_2)_2$ и нитрата бария $Ba(NO_3)_2$.

$4NO_2 + 2Ba(OH)_2 \rightarrow Ba(NO_2)_2 + Ba(NO_3)_2 + 2H_2O$

Ответ: $4NO_2 + 2Ba(OH)_2 \rightarrow Ba(NO_2)_2 + Ba(NO_3)_2 + 2H_2O$

3. Добавление раствора перманганата калия и выпадение бурого осадка

К полученному раствору, содержащему нитрит бария и нитрат бария, добавляют раствор перманганата калия $KMnO_4$. Перманганат калия является сильным окислителем и вступает в реакцию с нитритом бария (нитрат бария не реагирует). В нейтральной водной среде нитрит-ион ($N^{+3}$) окисляется до нитрат-иона ($N^{+5}$), а перманганат-ион ($Mn^{+7}$) восстанавливается до оксида марганца(IV) $MnO_2$, который выпадает в виде бурого осадка.

$3Ba(NO_2)_2 + 4KMnO_4 + 2H_2O \rightarrow 3Ba(NO_3)_2 + 4MnO_2 \downarrow + 4KOH$

Ответ: $3Ba(NO_2)_2 + 4KMnO_4 + 2H_2O \rightarrow 3Ba(NO_3)_2 + 4MnO_2 \downarrow + 4KOH$

4. Внесение выпавшего осадка в раствор хлорида натрия, подкисленный серной кислотой

Бурый осадок, оксид марганца(IV) $MnO_2$, в кислой среде (создаваемой серной кислотой $H_2SO_4$) проявляет сильные окислительные свойства. Он окисляет хлорид-ионы ($Cl^−$) из хлорида натрия $NaCl$ до молекулярного хлора $Cl_2$. Марганец при этом восстанавливается до катиона $Mn^{2+}$, который образует соль с сульфат-ионом.

$MnO_2 + 2NaCl + 2H_2SO_4 \rightarrow MnSO_4 + Na_2SO_4 + Cl_2 \uparrow + 2H_2O$

Ответ: $MnO_2 + 2NaCl + 2H_2SO_4 \rightarrow MnSO_4 + Na_2SO_4 + Cl_2 \uparrow + 2H_2O$