Номер 8, страница 83 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 17. Оксиды азота. Глава 1. Неметаллы - номер 8, страница 83.

Условие.

8. Допишите уравнения реакций:

а) $N_2O + Cu \\longrightarrow $;

б) $NO_2 + Ca(OH)_2 \\longrightarrow $;

в) $N_2O_3 + KOH \\longrightarrow $;

г) $CaCl_2 + AgNO_2 \\longrightarrow $;

д) $NaNO_2 + KMnO_4 + H_2SO_4 \\longrightarrow $;

е) $NaNO_2 \\xrightarrow{t} Na_2O + N_2 + \\dots$

Решение.

Решение 2.

а) Допишите уравнение реакции: N₂O + Cu →

В этой реакции оксид азота(I) ($N_2O$) выступает в роли окислителя, а медь ($Cu$) — в роли восстановителя. Реакция протекает при нагревании. Медь окисляется до оксида меди(II) ($CuO$), а оксид азота(I) восстанавливается до простого вещества — азота ($N_2$). Уравнение реакции выглядит следующим образом:

$N_2O + Cu \xrightarrow{t} CuO + N_2$

Данное уравнение не требует дополнительных коэффициентов, так как количество атомов каждого элемента слева и справа одинаково.

Ответ: $N_2O + Cu \xrightarrow{t} CuO + N_2$

б) Допишите уравнение реакции: NO₂ + Ca(OH)₂ →

Диоксид азота ($NO_2$) является кислотным оксидом, которому соответствуют две кислоты: азотистая ($HNO_2$) и азотная ($HNO_3$). Поэтому при реакции с основанием, таким как гидроксид кальция ($Ca(OH)_2$), он вступает в реакцию диспропорционирования. В результате образуются две соли — нитрит кальция ($Ca(NO_2)_2$) и нитрат кальция ($Ca(NO_3)_2$), а также вода.

Для балансировки уравнения подберем коэффициенты. Чтобы уравнять ионы кальция, нитрит- и нитрат-ионы, необходимо взять 4 молекулы $NO_2$ и 2 молекулы $Ca(OH)_2$.

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

Проверка по кислороду: слева $4 \cdot 2 + 2 \cdot 2 = 12$ атомов, справа $2 \cdot 2 + 2 \cdot 3 + 2 \cdot 1 = 4 + 6 + 2 = 12$ атомов. Уравнение сбалансировано.

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

в) Допишите уравнение реакции: N₂O₃ + KOH →

Оксид азота(III) ($N_2O_3$) является ангидридом азотистой кислоты ($HNO_2$). Это типичный кислотный оксид, который реагирует со щелочами, например, с гидроксидом калия ($KOH$), с образованием соли (нитрита калия $KNO_2$) и воды.

Уравняем реакцию: так как в $N_2O_3$ два атома азота, образуются две молекулы соли $KNO_2$. Для этого потребуется две молекулы $KOH$.

$N_2O_3 + 2KOH \rightarrow 2KNO_2 + H_2O$

Ответ: $N_2O_3 + 2KOH \rightarrow 2KNO_2 + H_2O$

г) Допишите уравнение реакции: CaCl₂ + AgNO₂ →

Это реакция ионного обмена в растворе между хлоридом кальция ($CaCl_2$) и нитритом серебра ($AgNO_2$). Реакция протекает, так как в результате образуется нерастворимый в воде белый осадок хлорида серебра ($AgCl$). Второй продукт — растворимая соль нитрит кальция ($Ca(NO_2)_2$).

Для уравнивания реакции учтем, что в молекуле $CaCl_2$ два иона хлора, поэтому образуется две молекулы $AgCl$. Это, в свою очередь, требует двух молекул $AgNO_2$ в левой части уравнения.

$CaCl_2 + 2AgNO_2 \rightarrow Ca(NO_2)_2 + 2AgCl\downarrow$

Ответ: $CaCl_2 + 2AgNO_2 \rightarrow Ca(NO_2)_2 + 2AgCl\downarrow$

д) Допишите уравнение реакции: NaNO₂ + KMnO₄ + H₂SO₄ →

Это окислительно-восстановительная реакция. В кислой среде (создаваемой $H_2SO_4$) перманганат калия ($KMnO_4$) является сильным окислителем, а нитрит натрия ($NaNO_2$) — восстановителем. Марганец в степени окисления $+7$ восстанавливается до $+2$, а азот в степени окисления $+3$ окисляется до $+5$.

Составим полуреакции:

Восстановление: $MnO_4^- + 8H^+ + 5e^- \rightarrow Mn^{2+} + 4H_2O$

Окисление: $NO_2^- + H_2O - 2e^- \rightarrow NO_3^- + 2H^+$

Применяя метод электронного баланса, находим коэффициенты. Для уравнивания числа отданных и принятых электронов, первую полуреакцию умножаем на 2, а вторую — на 5. После суммирования и сокращения получаем итоговое молекулярное уравнение:

$5NaNO_2 + 2KMnO_4 + 3H_2SO_4 \rightarrow 5NaNO_3 + 2MnSO_4 + K_2SO_4 + 3H_2O$

Ответ: $5NaNO_2 + 2KMnO_4 + 3H_2SO_4 \rightarrow 5NaNO_3 + 2MnSO_4 + K_2SO_4 + 3H_2O$

е) Допишите уравнение реакции: NaNO₂ --(t)--> Na₂O + N₂ + ...

Термическое разложение нитрита натрия ($NaNO_2$) — это сложный процесс. Судя по указанным продуктам ($Na_2O$ и $N_2$), происходит внутримолекулярная окислительно-восстановительная реакция. Азот ($N^{+3}$) восстанавливается до $N_2^0$, а кислород ($O^{-2}$) окисляется до $O_2^0$. Следовательно, недостающий продукт — это кислород $O_2$.

Уравняем реакцию, исходя из продуктов $Na_2O$, $N_2$ и $O_2$.

$4NaNO_2 \xrightarrow{t} 2Na_2O + 2N_2 + 3O_2$

Проверка: слева 4 Na, 4 N, 8 O. Справа $2 \cdot 2 = 4$ Na, $2 \cdot 2 = 4$ N, $2 \cdot 1 + 3 \cdot 2 = 8$ O. Уравнение сбалансировано.

Ответ: $4NaNO_2 \xrightarrow{t} 2Na_2O + 2N_2 + 3O_2$