Номер 11, страница 155 - гдз по химии 9 класс учебник Еремин, Кузьменко

11. Как в одну стадию осуществить следующие превращения:

a) $HCl \rightarrow HNO_3$

б) $H_2SO_4 \rightarrow HNO_3$

в) $KNO_3 \rightarrow HNO_3$

Приведите уравнения реакций и укажите их условия.

Решение

а) HCl → HNO₃

Для осуществления этого превращения необходимо провести реакцию ионного обмена между соляной кислотой и солью азотной кислоты, в результате которой один из продуктов реакции будет нерастворимым и выпадет в осадок. Таким реагентом является нитрат серебра ($AgNO_3$).

Уравнение реакции:

$HCl + AgNO_3 \rightarrow HNO_3 + AgCl \downarrow$

Условия реакции: реакция протекает в водном растворе при комнатной температуре. Образование белого творожистого осадка хлорида серебра ($AgCl$) сдвигает равновесие реакции вправо, способствуя образованию азотной кислоты.

Ответ: Реакция с нитратом серебра в водном растворе: $HCl + AgNO_3 \rightarrow HNO_3 + AgCl \downarrow$.

б) H₂SO₄ → HNO₃

Для получения азотной кислоты из серной кислоты используют её свойство быть сильной и нелетучей кислотой. Она способна вытеснять более летучие кислоты из их солей. Для этого серную кислоту смешивают с нитратом щелочного металла, например, с нитратом калия ($KNO_3$).

Уравнение реакции:

$H_2SO_4 \text{(конц.)} + KNO_3 \text{(тв.)} \xrightarrow{t} KHSO_4 + HNO_3 \uparrow$

Условия реакции: необходимо использовать концентрированную серную кислоту и твердый нитрат калия. Смесь осторожно нагревают. Азотная кислота, как более летучая, испаряется, и её пары отводят из реактора и конденсируют.

Ответ: Реакция концентрированной серной кислоты с твердым нитратом калия при нагревании: $H_2SO_4 \text{(конц.)} + KNO_3 \text{(тв.)} \xrightarrow{t} KHSO_4 + HNO_3 \uparrow$.

в) KNO₃ → HNO₃

Это превращение является классическим лабораторным способом получения азотной кислоты. Оно основано на реакции между нитратом калия (калийная селитра) и сильной нелетучей кислотой, какой является серная кислота.

Уравнение реакции:

$KNO_3 \text{(тв.)} + H_2SO_4 \text{(конц.)} \xrightarrow{t} KHSO_4 + HNO_3 \uparrow$

Условия реакции: твердый нитрат калия смешивают с концентрированной серной кислотой и нагревают. Менее летучая серная кислота вытесняет летучую азотную кислоту из её соли. Пары азотной кислоты отгоняют и конденсируют для получения жидкого продукта.

Ответ: Реакция твердого нитрата калия с концентрированной серной кислотой при нагревании: $KNO_3 \text{(тв.)} + H_2SO_4 \text{(конц.)} \xrightarrow{t} KHSO_4 + HNO_3 \uparrow$.