Номер 19, страница 77 - гдз по химии 9 класс сборник задач и упражнений Габриелян, Тригубчак

Упражнения и задачи для самостоятельного решения. 8. Азот, фосфор и их соединения - номер 19, страница 77.

Условие.

19. Напишите уравнения реакций, соответствующих следующим превращениям:

а) хлорид аммония $\to$ аммиак $\to$ оксид азота(II) $\to$ оксид азота(IV) $\to$ азотная кислота

б) азот $\to$ нитрид кальция $\to$ аммиак $\to$ азот $\to$ оксид азота(II)

в) нитрит аммония $\to$ азот $\to$ аммиак $\to$ гидросульфат аммония $\to$ сульфат аммония $\to$ хлорид аммония

г) нитрид лития $\to$ аммиак $\to$ азот $\to$ оксид азота(II) $\to$ оксид азота(IV) $\to$ нитрат калия

Решение.

Решение 2.

а) хлорид аммония → аммиак → оксид азота(II) → оксид азота(IV) → азотная кислота

1. Получение аммиака из хлорида аммония. Это качественная реакция на ион аммония. Проводится при нагревании соли аммония со щелочью:

$2NH_4Cl + Ca(OH)_2 \xrightarrow{t} CaCl_2 + 2NH_3\uparrow + 2H_2O$

2. Каталитическое окисление аммиака кислородом воздуха (первая стадия процесса Оствальда):

$4NH_3 + 5O_2 \xrightarrow{Pt/Rh, t} 4NO + 6H_2O$

3. Окисление оксида азота(II) до оксида азота(IV) кислородом воздуха:

$2NO + O_2 \rightarrow 2NO_2$

4. Получение азотной кислоты из оксида азота(IV) при его реакции с водой в присутствии кислорода:

$4NO_2 + O_2 + 2H_2O \rightarrow 4HNO_3$

Ответ:

$2NH_4Cl + Ca(OH)_2 \xrightarrow{t} CaCl_2 + 2NH_3\uparrow + 2H_2O$
$4NH_3 + 5O_2 \xrightarrow{Pt/Rh, t} 4NO + 6H_2O$
$2NO + O_2 \rightarrow 2NO_2$
$4NO_2 + O_2 + 2H_2O \rightarrow 4HNO_3$

б) азот → нитрид кальция → аммиак → азот → оксид азота(II)

1. Взаимодействие азота с активным металлом (кальцием) при нагревании с образованием нитрида кальция:

$N_2 + 3Ca \xrightarrow{t} Ca_3N_2$

2. Гидролиз нитрида кальция с образованием аммиака и гидроксида кальция:

$Ca_3N_2 + 6H_2O \rightarrow 3Ca(OH)_2\downarrow + 2NH_3\uparrow$

3. Горение аммиака в кислороде (без катализатора) с образованием простого вещества азота:

$4NH_3 + 3O_2 \xrightarrow{t} 2N_2 + 6H_2O$

4. Прямое взаимодействие азота и кислорода при очень высокой температуре (в электрической дуге) с образованием оксида азота(II):

$N_2 + O_2 \rightleftharpoons 2NO$

Ответ:

$N_2 + 3Ca \xrightarrow{t} Ca_3N_2$
$Ca_3N_2 + 6H_2O \rightarrow 3Ca(OH)_2\downarrow + 2NH_3\uparrow$
$4NH_3 + 3O_2 \xrightarrow{t} 2N_2 + 6H_2O$
$N_2 + O_2 \rightleftharpoons 2NO$

в) нитрит аммония → азот → аммиак → гидросульфат аммония → сульфат аммония → хлорид аммония

1. Термическое разложение нитрита аммония с образованием азота и воды:

$NH_4NO_2 \xrightarrow{t} N_2\uparrow + 2H_2O$

2. Синтез аммиака из простых веществ (процесс Габера-Боша):

$N_2 + 3H_2 \rightleftharpoons 2NH_3$

3. Реакция аммиака с избытком концентрированной серной кислоты с образованием кислой соли - гидросульфата аммония:

$NH_3 + H_2SO_4(\text{изб.}) \rightarrow NH_4HSO_4$

4. Нейтрализация кислой соли гидросульфата аммония аммиаком с получением средней соли - сульфата аммония:

$NH_4HSO_4 + NH_3 \rightarrow (NH_4)_2SO_4$

5. Реакция ионного обмена между сульфатом аммония и хлоридом бария, в результате которой образуется нерастворимый сульфат бария и хлорид аммония:

$(NH_4)_2SO_4 + BaCl_2 \rightarrow BaSO_4\downarrow + 2NH_4Cl$

Ответ:

$NH_4NO_2 \xrightarrow{t} N_2\uparrow + 2H_2O$
$N_2 + 3H_2 \rightleftharpoons 2NH_3$
$NH_3 + H_2SO_4(\text{изб.}) \rightarrow NH_4HSO_4$
$NH_4HSO_4 + NH_3 \rightarrow (NH_4)_2SO_4$
$(NH_4)_2SO_4 + BaCl_2 \rightarrow BaSO_4\downarrow + 2NH_4Cl$

г) нитрид лития → аммиак → азот → оксид азота(II) → оксид азота(IV) → нитрат калия

1. Гидролиз нитрида лития с образованием аммиака и гидроксида лития:

$Li_3N + 3H_2O \rightarrow 3LiOH + NH_3\uparrow$

2. Окисление аммиака оксидом меди(II) при нагревании:

$2NH_3 + 3CuO \xrightarrow{t} N_2 + 3Cu + 3H_2O$

3. Прямое взаимодействие азота и кислорода при высокой температуре:

$N_2 + O_2 \xrightarrow{t} 2NO$

4. Окисление оксида азота(II) до оксида азота(IV) кислородом:

$2NO + O_2 \rightarrow 2NO_2$

5. Реакция диспропорционирования оксида азота(IV) в растворе щелочи (гидроксида калия) с образованием нитрата и нитрита калия:

$2NO_2 + 2KOH \rightarrow KNO_3 + KNO_2 + H_2O$

Ответ:

$Li_3N + 3H_2O \rightarrow 3LiOH + NH_3\uparrow$
$2NH_3 + 3CuO \xrightarrow{t} N_2 + 3Cu + 3H_2O$
$N_2 + O_2 \xrightarrow{t} 2NO$
$2NO + O_2 \rightarrow 2NO_2$
$2NO_2 + 2KOH \rightarrow KNO_3 + KNO_2 + H_2O$