Номер 9, страница 212 - гдз по химии 11 класс учебник Мычко, Прохоревич

9. Запишите уравнения реакций согласно схеме:

a) $NO_2 \xrightarrow{1} HNO_3 \xrightarrow{2} NH_4NO_3 \xrightarrow{KOH} X \xrightarrow{O_2/Pt} ...$

б) $Cu \xrightarrow{1} NO_2 \xrightarrow{2} HNO_3 \xrightarrow{CaCO_3} X \xrightarrow{KOH} ...$

а) Решение

1. Для получения азотной кислоты из оксида азота(IV) необходимо пропустить его через воду в присутствии кислорода. Это промышленный способ получения азотной кислоты.

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

2. Азотная кислота, являясь кислотой, реагирует с основанием, аммиаком, с образованием соли — нитрата аммония. Это реакция нейтрализации.

$HNO_3 + NH_3 \rightarrow NH_4NO_3$

3. При взаимодействии нитрата аммония (соли, образованной слабой основой и сильной кислотой) с сильным основанием, таким как гидроксид калия, происходит вытеснение более слабого основания (аммиака) из соли. Таким образом, вещество X — это аммиак ($NH_3$).

$NH_4NO_3 + KOH \rightarrow KNO_3 + NH_3 \uparrow + H_2O$

4. Следующая реакция в цепочке — каталитическое окисление аммиака (вещества X) кислородом на платиновом катализаторе при нагревании. В результате образуется оксид азота(II).

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

Ответ:

1) $4NO_2 + O_2 + 2H_2O \rightarrow 4HNO_3$

2) $HNO_3 + NH_3 \rightarrow NH_4NO_3$

3) $NH_4NO_3 + KOH \rightarrow KNO_3 + NH_3 \uparrow + H_2O$

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

б) Решение

1. Для получения оксида азота(IV) из меди необходимо провести реакцию меди с концентрированной азотной кислотой. Медь окисляется, а азотная кислота восстанавливается до $NO_2$.

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

2. Получение азотной кислоты из оксида азота(IV) происходит при его взаимодействии с водой и кислородом, как и в пункте а).

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

3. Азотная кислота реагирует с карбонатом кальция. В результате реакции сильной кислоты с солью более слабой кислоты (угольной) образуются новая соль, вода и углекислый газ. Вещество X — это нитрат кальция ($Ca(NO_3)_2$).

$2HNO_3 + CaCO_3 \rightarrow Ca(NO_3)_2 + H_2O + CO_2 \uparrow$

4. Реакция между нитратом кальция (вещество X) и гидроксидом калия является реакцией ионного обмена. Она протекает, так как в результате образуется малорастворимое вещество — гидроксид кальция, выпадающий в осадок.

$Ca(NO_3)_2 + 2KOH \rightarrow Ca(OH)_2 \downarrow + 2KNO_3$

Ответ:

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

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

3) $2HNO_3 + CaCO_3 \rightarrow Ca(NO_3)_2 + H_2O + CO_2 \uparrow$

4) $Ca(NO_3)_2 + 2KOH \rightarrow Ca(OH)_2 \downarrow + 2KNO_3$