Номер 3, страница 78 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 16. Аммиак и соли аммония. Глава 1. Неметаллы - номер 3, страница 78.

Условие.

3. Расставьте коэффициенты в следующих схемах реакций с участием аммиака:

а) $NH_3 + H_3PO_4 \rightarrow (NH_4)_3PO_4$;

б) $NH_3 + KMnO_4 + H_2O \xrightarrow{t} N_2 + MnO_2 + ...$;

в) $NH_3 + CuCl_2 \rightarrow [Cu(NH_3)_4Cl_2]$;

г) $NH_3 + Al \rightarrow AlN + H_2$.

На какие свойства аммиака указывают эти уравнения реакций? Назовите образующиеся соли аммония.

Решение.

Решение 2.

а) В данной реакции аммиак ($\text{NH}_3$) выступает в роли основания, реагируя с ортофосфорной кислотой ($\text{H}_3\text{PO}_4$) с образованием соли - фосфата аммония. Для уравнивания уравнения необходимо, чтобы число ионов аммония ($\text{NH}_4^+$) в продукте соответствовало трем протонам, которые отдает кислота. Поэтому перед аммиаком ставится коэффициент 3.

Ответ: $3\text{NH}_3 + \text{H}_3\text{PO}_4 \longrightarrow (\text{NH}_4)_3\text{PO}_4$

б) Это окислительно-восстановительная реакция, протекающая при нагревании. Аммиак является восстановителем, а перманганат калия – окислителем. Расставим коэффициенты методом электронного баланса:

• $2\text{N}^{-3} - 6e^- \longrightarrow \text{N}_2^0$ | 1 (процесс окисления)
• $\text{Mn}^{+7} + 3e^- \longrightarrow \text{Mn}^{+4}$ (в $\text{MnO}_2$) | 2 (процесс восстановления)

Таким образом, перед формулами $\text{NH}_3$ и $\text{KMnO}_4$ ставим коэффициент 2. Уравнивая остальные элементы, получаем, что в продуктах также образуются гидроксид калия и вода. Многоточие в схеме реакции заменяем на $\text{KOH}$ и $\text{H}_2\text{O}$.

Ответ: $2\text{NH}_3 + 2\text{KMnO}_4 \xrightarrow{t} \text{N}_2 + 2\text{MnO}_2 + 2\text{KOH} + 2\text{H}_2\text{O}$

в) В этой реакции аммиак выступает в роли лиганда, образуя с хлоридом меди(II) комплексное соединение - хлорид тетраамминмеди(II). В координационной сфере комплексного иона $[\text{Cu}(\text{NH}_3)_4]^{2+}$ содержится четыре молекулы аммиака, поэтому перед $\text{NH}_3$ в левой части уравнения необходимо поставить коэффициент 4.

Ответ: $4\text{NH}_3 + \text{CuCl}_2 \longrightarrow [\text{Cu}(\text{NH}_3)_4]\text{Cl}_2$

г) Данная реакция взаимодействия аммиака с активным металлом (алюминием) происходит при высокой температуре. Аммиак проявляет окислительные свойства за счет водорода. Для уравнивания количества атомов водорода ставим коэффициент 2 перед $\text{NH}_3$ и 3 перед $\text{H}_2$. Затем уравниваем азот и алюминий, получая коэффициент 2 перед $\text{AlN}$ и $\text{Al}$.

Ответ: $2\text{NH}_3 + 2\text{Al} \longrightarrow 2\text{AlN} + 3\text{H}_2$

На какие свойства аммиака указывают эти уравнения реакций?

Представленные уравнения демонстрируют двойственность химических свойств аммиака:

• а) Основные свойства: аммиак присоединяет протон ($\text{H}^+$), выступая как основание Брёнстеда-Лоури.
• б) Восстановительные свойства: атом азота в аммиаке ($\text{N}^{-3}$) отдает электроны, повышая свою степень окисления до 0.
• в) Свойства комплексообразователя (основания Льюиса): молекула аммиака предоставляет свою неподеленную электронную пару для образования донорно-акцепторной связи с ионом металла.
• г) Окислительные свойства: аммиак выступает в роли окислителя за счет атомов водорода в степени окисления +1, которые принимают электроны и восстанавливаются до $\text{H}_2^0$.

Назовите образующиеся соли аммония.

В приведенных реакциях соль аммония образуется только в первом случае:

• а) $(\text{NH}_4)_3\text{PO}_4$ — фосфат аммония.