- Гдз химия 9 класc габриелян о.с. , остроумов и.г., сладков с.а., 2022, §41 основы неорганической химии
- Аммиак — урок. химия, 9 класс.
- Аммиак, жидкость, твердое тело, характеристики:
- Аммиак, получение, свойства, химические реакции.
- Аммиак, формула, газ, характеристики:
- Взаимодействие с кислотами
- Задание 29
- Применение водорода
- Реакции водорода с простыми веществами
- Реакции водорода со сложными веществами
- С галогенами
- С кислотами-неокислителями
- С солями металлов
- Соединения водорода
- Способы получения аммиака
- Способы получения сероводорода
- Способы получения фосфина
- Строение и физические свойства
- Физические свойства аммиака:
- Химические свойства
- Химические свойства аммиака:
- Химические свойства железа
- Химические свойства меди
- Химические свойства сероводорода
- Химические свойства силана
- Химические свойства фосфина
Гдз химия 9 класc габриелян о.с. , остроумов и.г., сладков с.а., 2022, §41 основы неорганической химии
ГДЗ Химия 9 класc Габриелян О.С. , Остроумов И.Г., Сладков С.А., 2022, §41 ОСНОВЫ НЕОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ
Во всех упражнениях красным цветом приводится решение, а фиолетовым ― объяснение. |
ПРОВЕРЬТЕ СВОИ ЗНАНИЯ
Упражнение 1
И магний, и медь взаимодействуют с:
1) раствором нитрата свинца (II);
2) разбавленной серной кислотой;
3) хлором;
4) с раствором гидроксида калия.
Ответ:
3)
Mg Cl2 = MgCl2
Cu Cl2 = CuCl2
Упражнение 2
Химическая реакция возможна между:
1) оксидом фосфора (V) и раствором гидроксида натрия;
2) оксидом меди (II) и водой;
3) растворами хлорида натрия и сульфата калия;
4) гидроксидом железа (III) и магнием.
Ответ:
1)
P2O5 6NaOH = 2Na3PO4 3H2O
Упражнение 3 Сульфат меди (II) в растворе не реагирует с:
1) железом;
2) гидроксидом натрия;
3) хлоридом бария;
4) нитратом цинка.
Ответ: 4)
1) CuSO4 Fe = FeSO4 H2O
2) CuSO4 2NaOH = Na2SO4 Cu(OH)2↓
3) CuSO4 BaCl2 = CuCl2 BaSO4↓
4) не реагирует, т.к. образуются растворимые вещества.
Упражнение 4 И гидроксид калия, и серная кислота могут взаимодействовать с:
1) алюминием;
2) хлором;
3) оксидом магния;
4) нитратом бария.
Ответ: 1)
1) 2Al 2KOH 6H2O = 2K[Al(OH)4] 3H2↑
K[Al(OH)4] тетрагидроксоалюминат натрия ― комплексная соль голубого цвета.
Упражнение 5 С оксидом натрия реагирует каждое из двух веществ:
1) кислород и вода;
2) оксид углерода(IV) и оксид бария;
3) калий и азотная кислота;
4) вода и оксид фосфора (V).
Ответ: 4)
Na2O H2O = 2NaOH
3Na2O P2O5 = 2Na3PO4
Упражнение 6 Разбавленная серная кислота не взаимодействует с:
1) оксидом кремния;
2) магнием;
3) оксидом алюминия;
4) карбонатом калия.
Ответ: 1)
Разбавленная серная кислота реагирует с оксидами (кроме оксида кремния), с металлами, стоящие в ряду напряжений до водорода, из солями с образованием осадка, воды или газа.
Упражнение 7 С гидроксидом натрия взаимодействует вещество, формула которого:
1) Cr(NO3)3;
2) NH3;
3) CaO;
4) O2.
Ответ: 1)
1) 3NaOH Cr(NO3)3 = 3NaNO3 Cr(OH)3↓
Упражнение 8 Установите соответствие между исходными веществами и продуктами реакции.
| Исходные вещества | Продукты реакции |
| А) Na2SO3 HCl ⟶ Б) H2S NaOH ⟶ В) Na2SO3 O2 ⟶ | 1) Na2SO4 2) NaCl H2SO4 3) NaCl SO2 H2O 4) Na2SO3 H2O 5) Na2S H2O |
Ответ
А)―3, Б)―5, В)―1
А) Na2SO3 2HCl = 2NaCl SO2 H2O
Б) H2S 2NaOH = Na2S 2H2O
В) 2Na2SO3 O2 = 2Na2SO4
ПРИМЕНИТЕ СВОИ ЗНАНИЯ
Упражнение 1 Дана цепочка превращений:
P → P2O5 → H3PO4 → Na3PO4 → Ag3PO4. Напишите молекулярные уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить указанные превращения. Для последнего превращения составьте сокращённое ионное уравнение.
4P 5O2 = 2P2O5
P2O5 3H2O = 2H3PO4
H3PO4 3NaOH = Na3PO4 3H2O
Na3PO4 3AgNO3 = 3NaNO3 Ag3PO4↓
3Na PO43- 3Ag 3NO3— = 3Na 3NO3— Ag3PO4↓
3Ag PO43- = Ag3PO4↓
Упражнение 2 Дана цепочка превращений: Na2CO3 HCl → X1 → CaCO3 HNO3 → X2. Напишите молекулярные уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить указанные превращения. Для первого превращения составьте сокращённое ионное уравнение.
Na2CO3 2HCl = 2NaCl H2O CO2↑
2Na CO32- 2H 2Cl— = 2Na 2Cl— H2O CO2↑
2H CO32- = H2O CO2↑
CO2 Ca(OH)2 = CaCO3↓ H2O
CaCO3 2HNO3 = Ca(NO3)2 H2O CO2↑
Аммиак — урок. химия, 9 класс.
Аммиак, жидкость, твердое тело, характеристики:
Жидкий аммиак – бесцветная жидкость, сильно преломляющая свет.
Аммиак как жидкость является хорошим растворителем для очень большого числа органических, а также для многих неорганических соединений. В жидком аммиаке хорошо растворяются щелочные, щелочноземельные металлы, а также другие простые вещества, как, например, фосфор, йод, сера.
Чистый жидкий аммиак является диэлектриком, поэтому способен к образованию на стенках сосудов статического электричества.
Сжиженный безводный аммиак относится к трудногорючим веществам.
Жидкий аммиак или струя газа, попадая на кожу человека, вызывает сильные ожоги.
Твёрдый аммиак внешне представляет собой снегообразную массу из кубических кристаллов правильной формы.
Аммиак, получение, свойства, химические реакции.
Аммиак, NH3 – химическое соединение азота и водорода, состоящее из одного атома азота и трех атомов водорода, нитрид водорода.
Аммиак, формула, газ, характеристики
Видеоурок “Аммиак”
Аммиак, жидкость, твердое тело, характеристики
Физические свойства аммиака
Химические свойства аммиака
Получение аммиака в промышленности и лаборатории
Химические реакции – уравнения получения аммиака
Применение и использование аммиака
Аммиак, формула, газ, характеристики:
Аммиак – химическое соединение азота и водорода, состоящее из одного атома азота и трех атомов водорода, нитрид водорода.
Аммиак (NH3) – наиболее простое и устойчивое соединение азота с водородом.
Химическая формула аммиака NH3. Изомеров не имеет.
Строение молекулы аммиака:
Форма молекулы аммиака напоминает тригональную пирамиду, в вершине которой расположен атом азота. Три неспаренных p-электрона атома азота участвуют в образовании полярных ковалентных связей с 1s-электронами трёх атомов водорода (связи N−H), четвёртая пара внешних электронов является неподелённой, она может образовать ковалентную связь по донорно-акцепторному механизму с ионом водорода, образуя ион аммония NH4 .
Взаимодействие с кислотами
Хром при обычных условиях пассивируется концентрированными серной и азотной кислотами, однако, растворяется в них при кипячении, при этом окисляясь до степени окисления 3:
Cr 6HNO3(конц.) =to=> Cr(NO3)3 3NO2↑ 3H2O
2Cr 6H2SO4(конц) =to=> Cr2(SO4)3 3SO2↑ 6H2O
В случае разбавленной азотной кислоты основным продуктом восстановления азота является простое вещество N2:
10Cr 36HNO3(разб) = 10Cr(NO3)3 3N2↑ 18H2O
Хром расположен в ряду активности левее водорода, а это значит, что он способен выделять H2 из растворов кислот-неокислителей. В ходе таких реакций в отсутствие доступа кислорода воздуха образуются соли хрома (II):
Cr 2HCl = CrCl2 H2↑
Cr H2SO4(разб.) = CrSO4 H2↑
При проведении же реакции на открытом воздухе, двухвалентный хром мгновенно окисляется содержащимся в воздухе кислородом до степени окисления 3. При этом, например, уравнение с соляной кислотой примет вид:
4Cr 12HCl 3O2 = 4CrCl3 6H2O
При сплавлении металлического хрома с сильными окислителями в присутствии щелочей хром окисляется до степени окисления 6, образуя хроматы:
Задание 29
Первый вариант ответа:
Na2Cr2O7 7H2SO4 6NaI → Cr2(SO4)3 4Na2SO4 3I2 7H2O
1∙ | 2Cr 6 6ē → 2Cr 3
3∙ | 2I-1 – 2ē → I20
Йод в степени окисления -1 (иодид натрия) является восстановителем.
Хром в степени окисления 6 (или дихромат натрия) – окислителем.
Второй вариант ответа:
Na2Cr2O7 6NaI 7H2O → 3I2 2Cr(OH)3 8NaOH
1∙ | 2Cr 6 6ē → 2Cr 3
3∙ | 2I-1 – 2ē → I20
Йод в степени окисления -1 (или иодид натрия) является восстановителем.
Хром в степени окисления 6 (или дихромат натрия) – окислителем.
Применение водорода
Применение водорода основано на его физических и химических свойствах:
- как легкий газ, он используется для наполнения аэростатов (в смеси с гелием);
- кислородно-водородное пламя применяется для получения высоких температур при сварке металлов;
- как восстановитель используется для получения металлов (молибдена, вольфрама и др.) из их оксидов;
- водород используется для получения аммиака и искусственного жидкого топлива;
- получение твердых жиров (гидрогенизация).
Реакции водорода с простыми веществами
При нагревании водород вступает в реакции соединения с простыми веществами — кислородом, хлором, азотом, серой.
Если поджечь на воздухе чистый водород, выходящий из газоотводной трубки, он горит ровным, еле заметным пламенем. Теперь поместим трубку с горящим водородом в банку с кислородом (рис. 95).
Горение водорода продолжается, при этом на стенках банки видны капли воды, образующейся в результате реакции:
При горении водорода выделяется много теплоты. Температура кислородно-водородного пламени достигает больше 2000 °С.
Химическая реакция водорода с кислородом относится к реакциям соединения. В результате реакции образуется оксид водорода (вода). Это значит, что произошло окисление водорода кислородом, т. е. эту реакцию мы можем назвать и реакцией окисления.
Если же в пробирку, опрокинутую вверх дном, собрать немного водорода методом вытеснения воздуха, а затем поднести к ее отверстию горящую спичку, то раздастся громкий «лающий» звук небольшого взрыва смеси водорода с воздухом. Такую смесь называют «гремучей».
На заметку: Способность водорода в смеси с воздухом образовывать «гремучий газ» часто являлась причиной катастроф на воздушных шарах, заполненных водородом. Нарушение герметичности оболочки шара приводило к пожару и даже взрыву. В наше время воздушные шары заполняют гелием или постоянно нагнетаемым горячим воздухом.
В атмосфере хлора водород сгорает с образованием сложного вещества — хлороводорода. При этом протекает реакция:
Реакция водорода с азотом происходит при повышенной температуре и давлении в присутствии катализатора. В результате реакции образуется аммиак NH3:
Если струю водорода направить на расплавленную в пробирке серу, то у ее отверстия ощутится запах тухлых яиц. Так пахнет газ сероводород H2S — продукт реакции водорода с серой:
На заметку: Водород способен не только растворяться в некоторых металлах, но и реагировать с ними. При этом образуются химические соединения, называемые гидридами (NaH — гидрид натрия). Гидриды некоторых металлов используют как горючее в ракетных двигателях на твердом топливе, а также при получении термоядерной энергии.
Реакции водорода со сложными веществами
Водород реагирует при повышенной температуре не только с простыми, но и со сложными веществами. Рассмотрим в качестве примера его реакцию с оксидом меди(II) CuO (рис. 96).
Пропустим водород над нагретым порошком оксида меди(II) CuO. По мере протекания реакции цвет порошка изменяется с черного на коричнево красный. Это цвет простого вещества меди Cu. В ходе реакции на холодных частях пробирки появляются капельки жидкости.
Уравнение реакции оксида меди(II) с водородом:
Водород в реакции с оксидом меди(II) проявляет способность отнимать у оксида металла кислород, тем самым восстанавливать металл из этого оксида. В результате происходит восстановление меди из сложного вещества CuO до металлической меди (Cu).
Реакции восстановления — это реакции, в ходе которых сложные вещества отдают атомы кислорода другим веществам.
Вещество, отнимающее атомы кислорода, называют восстановителем. В реакции с оксидом меди(II) восстановитель — водород. Так же реагирует водород и с оксидами некоторых других металлов, например PbO, HgO, MoO3, WO3 и др. Окисление и восстановление всегда взаимосвязаны между собой. Если одно вещество (Н2) окисляется, то другое (CuO) — восстанавливается, и наоборот.
Краткие выводы урока:
- При нагревании водород реагирует с кислородом, хлором, азотом, серой.
- Восстановление — это отдача атомов кислорода сложными веществами другим веществам.
- Процессы окисления и восстановления взаимосвязаны между собой.
С галогенами
Всеми галогенами кроме йода металлическое железо окисляется до степени окисления 3, образуя галогениды железа (lll):
2Fe 3F2 =to=> 2FeF3 – фторид железа (lll)
2Fe 3Cl2 =to=> 2FeCl3 – хлорид железа (lll)
2Fe 3Br2 =to=> 2FeBr3 – бромид железа (lll)
Йод же, как наиболее слабый окислитель среди галогенов, окисляет железо лишь до степени окисления 2:
Fe I2 =to=> FeI2 – йодид железа (ll)
Следует отметить, что соединения трехвалентного железа легко окисляют иодид-ионы в водном растворе до свободного йода I2 при этом восстанавливаясь до степени окисления 2. Примеры, подобных реакций из банка ФИПИ:
2FeCl3 2KI = 2FeCl2 I2 2KCl
2Fe(OH)3 6HI = 2FeI2 I2 6H2O
Fe2O3 6HI = 2FeI2 I2 3H2O
С кислотами-неокислителями
Так как железо расположено в ряду активности левее водорода, это значит, что оно способно вытеснять водород из кислот-неокислителей (почти все кислоты кроме H2SO4 (конц.) и HNO3 любой концентрации):
Fe H2SO4 (разб.) = FeSO4 H2↑
Fe 2HCl = FeCl2 H2↑
Нужно обратить внимание на такую уловку в заданиях ЕГЭ, как вопрос на тему того до какой степени окисления окислится железо при действии на него разбавленной и концентрированной соляной кислоты. Правильный ответ – до 2 в обоих случаях.
Ловушка здесь заключается в интуитивном ожидании более глубокого окисления железа (до с.о. 3) в случае его взаимодействия с концентрированной соляной кислотой.
С солями металлов
Медь вытесняет менее активные металлы (правее нее в ряду активности) из растворов их солей:
Cu 2AgNO3 = Cu(NO3)2 2Ag↓
Также имеет место интересная реакция, в которой медь растворяется в соли более активного металла – железа в степени окисления 3. Однако противоречий нет, т.к. медь не вытесняет железо из его соли, а лишь восстанавливает его со степени окисления 3 до степени окисления 2:
Fe2(SO4)3 Cu = CuSO4 2FeSO4
Cu 2FeCl3 = CuCl2 2FeCl2
Последняя реакция используется при производстве микросхем на стадии травления медных плат.
Соединения водорода
Основные степени окисления водорода 1, 0, -1.
Типичные соединения водорода:
| Степень окисления | Типичные соединения |
| 1 | кислоты H2SO4, H2S, HCl и др. вода H2O и др. летучие водородные соединения (HCl, HBr) кислые соли (NaHCO3 и др.) основания NaOH, Cu(OH)2 основные соли (CuOH)2CO3 |
| -1 | гидриды металлов NaH, CaH2 и др. |
Способы получения аммиака
В лаборатории аммиак получают при взаимодействии солей аммония с щелочами. Поскольку аммиак очень хорошо растворим в воде, для получения чистого аммиака используют твердые вещества.
Например, аммиак можно получить нагреванием смеси хлорида аммония и гидроксида кальция. При нагревании смеси происходит образование соли, аммиака и воды:
2NH4Cl Са(OH)2 → CaCl2 2NH3 2Н2O
Тщательно растирают ступкой смесь соли и основания и нагревают смесь. Выделяющийся газ собирают в пробирку (аммиак — легкий газ и пробирку нужно перевернуть вверх дном). Влажная лакмусовая бумажка синеет в присутствии аммиака.
Видеоопытполучения аммиака из хлорида аммония и гидроксида кальция можно посмотреть здесь.
Еще один лабораторныйспособ получения аммиака – гидролиз нитридов.
Например, гидролиз нитрида кальция:
Ca3N2 6H2O → ЗСа(OH)2 2NH3
В промышленности аммиак получают с помощью процесса Габера: прямым синтезом из водорода и азота.
N2 3Н2 ⇄ 2NH3
Процесс проводят при температуре 500-550оС и в присутствии катализатора. Для синтеза аммиака применяют давления 15-30 МПа. В качестве катализатора используют губчатое железо с добавками оксидов алюминия, калия, кальция, кремния. Для полного использования исходных веществ применяют метод циркуляции непрореагировавших реагентов: не вступившие в реакцию азот и водород вновь возвращают в реактор.
Более подробно про технологию производства аммиака можно прочитать здесь.
Способы получения сероводорода
1. В лаборатории сероводород получают действием минеральных кислот на сульфиды металлов, расположенных в ряду напряжений левее железа.
Например, при действии соляной кислоты на сульфид железа (II):
FeS 2HCl → FeCl2 H2S↑
Еще один способ получения сероводорода – прямой синтез из водорода и серы:
S H2 → H2S
Еще один лабораторный способ получения сероводорода – нагревание парафина с серой.
Видеоопытполучения и обнаружения сероводорода можно посмотреть здесь.
2. Также сероводород образуется при взаимодействии растворимых солей хрома (III) и алюминия с растворимыми сульфидами. Сульфиды хрома (III) и алюминия необратимо гидролизуются в водном растворе.
Например: хлорид хрома (III) реагирует с сульфидом натрия с образованием гидроксида хрома (III), сероводорода и хлорида натрия:
2CrCl3 3Na2S 6H2O → 2Cr(OH)3 3H2S↑ 6NaCl
Способы получения фосфина
В лаборатории фосфин получают водным или кислотным гидролизом фосфидов – бинарных соединений фосфора и металлов.
Например, фосфин образуется при водном гидролизе фосфида кальция:
Ca3P2 6H2O → 3Са(ОН)2 2PH3
Или при кислотном гидролизе, например, фосфида магния в соляной кислоте:
Mg3P2 6HCl → 3MgCl2 2PH3↑
Еще один лабораторныйспособ получения фосфина – диспропорционирование фосфора в щелочах.
Например, фосфор реагирует с гидроксидом калия с образованием гипофосфита калия и фосфина:
4P 3KOH 3H2O → 3KH2PO2 PH3↑
Строение и физические свойства
Все летучие водородные соединения — газы (кроме воды).
| CH4 — метан | NH3 — аммиак | H2O — вода | HF –фтороводород |
| SiH4 — силан | PH3 — фосфин | H2S — сероводород | HCl –хлороводород |
| AsH3 — арсин | H2Se — селеноводород | HBr –бромоводород | |
| H2Te — теллуроводород | HI –иодоводород |
Физические свойства аммиака:
| Наименование параметра: | Значение: |
| Цвет | без цвета |
| Запах | с резким характерным запахом (запах «нашатырного спирта») |
| Вкус | едкий |
| Агрегатное состояние (при 20 °C и атмосферном давлении 1 атм.) | газ |
| Плотность жидкости (при температуре кипения и атмосферном давлении 1 атм.), кг/м3 | 682,8 |
| Плотность газа (при температуре кипения и атмосферном давлении 1 атм.), кг/м3 | 0,8886 |
| Плотность (при 15 °C и атмосферном давлении 1 атм.), кг/м3 | 0,73 |
| Плотность (при 25 °C и атмосферном давлении 100 кПа ≈ 1 атм.), кг/м3 | 0,7723 |
| Температура плавления, °C | -77,73 |
| Температура кипения, °C | -33,34 |
| Критическая температура*, °C | 132,4 |
| Критическое давление, МПа | 11,32 |
| Критический удельный объем, м3/кг | 0,00426 |
| Коэффициент теплопроводности газа (при 0 °C и атмосферном давлении 1 атм.), Вт/(м·К) | 0,026 |
| Температура самовоспламенения, °C | 651 ± 1 |
| Взрывоопасные концентрации смеси газа с воздухом, % объёмных | от 14,5 (15,0) до 33,6 |
| Взрывоопасные концентрации смеси газа с кислородом, % объёмных | от 13,5 до 82 |
| Удельная теплота сгорания, МДж/кг | 20,5 |
| Температура пламени, °C | 700 |
| Константа диссоциации кислоты | 9,21 ± 0,01 |
| Молярная масса, г/моль | 17,0304 |
* при температуре выше критической температуры газ невозможно сконденсировать ни при каком давлении.
Химические свойства
1. Вода реагирует с металлами и неметаллами.
1.1. С активными металлами вода реагирует при комнатной температуре с образованием щелочей и водорода:
2Na 2H2O → 2NaOH H2
- с магнием реагирует при кипячении:
Mg 2H2O → Mg(OH)2 H2
- алюминий не реагирует с водой, так как покрыт оксидной плёнкой. Алюминий, очищенный от оксидной плёнки, взаимодействует с водой, образуя гидроксид:
2Al 6H2O = 2Al(OH)3 3H2
- металлы, расположенные в ряду активности от Al до Н, реагируют с водяным паром при высокой температуре, образуя оксиды и водород:
Fe 4Н2O → Fe3O4 4Н2
- металлы, расположенные в ряду активности от после Н, не реагируют с водой:
Ag Н2O ≠
2.Вода реагирует с оксидами щелочных и щелочноземельных металлов, образуя щелочи (с оксидом магния – при кипячении):
Н2O СаО = Са(OH)2
3.Вода взаимодействует с кислотными оксидами (кроме SiO2):
P2O5 3H2O = 2H3PO4
4.Некоторые соли реагируют с с водой. Как правило, в таблице растворимости такие соли отмечены прочерком:
Например, сульфид алюминия разлагается водой:
Al2S3 6H2O → 2Al(OH)3 3H2S
5.Бинарные соединения металлов и неметаллов, которые не являются кислотами и основаниями, разлагаются водой.
Например, фосфид кальция разлагается водой:
Са3Р2 6Н2О → 3Са(ОН)2 2РН3↑
6.Бинарные соединения неметаллов также гидролизуются водой.
Например, фосфид хлора (V) разлагается водой:
PCl5 4H2O → H3PO4 5HCl
6.Некоторые органические вещества гидролизуются водой или вступают в реакции присоединения с водой (алкены, алкины, алкадиены, сложные эфиры и др.).
Химические свойства аммиака:
Основные свойства аммиака обусловлены наличием неподеленной пары электронов у атома азота. Степень окисления азота в аммиаке «-3» – минимальная. Поэтому в химическом отношении аммиак довольно активен: он вступает в реакции взаимодействия со многими веществами и проявляет только восстановительные свойства.
Для аммиака характерны следующие химические реакции:
1. реакция взаимодействия аммиака и воды:
NH3 H2O ⇄ NH3•H2O.
В результате реакции образуется гидрат аммония (NH3•H2O или NH4OН). Раствор аммиака в воде имеет щелочную среду.
NH3•H2O → NH3 H2O (to).
При кипении гидрат аммиака разлагается с образованием аммиака и воды.
2. реакция взаимодействия аммиака и ортофосфорной кислоты:
NH3 H3PO4 → NH4H2PO4.
В результате реакции образуется дигидрофосфат аммония.
Аналогичным образом протекают реакции аммиака с другими кислотами – с образованием солей аммония.
3. реакция взаимодействия аммиака и кислорода – горения аммиака:
4NH3 3O2 → 2N2 6H20.
В результате реакции образуется азот и вода. Реакция носит необратимый характер.
4. реакция каталитического окисления аммиака:
4NH3 5O2 → 4NO 6H2O (kat = Pt и пр., t = 800 оС);
NH3 2O2 → HNO3 H2O (kat = Pt, Rh, t = 850 оС, p = 5 атм.).
В результате первой реакции образуются оксид азота (II) и вода. В качества катализатора используются платина и ее сплавы с металлами-платиноидами, оксиды железа, марганца, кобальта, хрома и др.
В результате второй реакции образуются азотная кислота и вода. Это промышленный способ получения азотной кислоты. При этом смесь воздуха с 10% (по объему) аммиака пропускается над рядами металлических сеток (платина с 5-15% родия) при температуре около 850 оС и давлении 5 атм; время контактирования с катализатором ограничено до ≤ 1 мс чтобы минимизировать нежелательные побочные реакции.
Степень превращения составляет около 96% (одна из наиболее эффективных из известных промышленных каталитических реакций); выходящие газы пропускают через абсорбционную колонну и получают 60%-й водный раствор азотной кислоты при 40°C. Реакция протекает в три стадии.
5. реакция взаимодействия аммиака и оксида меди:
2NH3 3CuO → N2 3Cu 3H2O (t = 500-550 оС).
В результате реакции образуются азот, медь и вода. В ходе реакции аммиак пропускается через нагретый оксид меди.
6. реакция термического разложения аммиака:
2NH3 ⇄ N2 3H2 (t = 1200-1300 оС).
В результате реакции образуются азот и водород.
7. реакция взаимодействия аммиака и фтора:
2NH3 3F2 → 6HF N2 (tо).
В результате реакции образуются фтороводород и азот. Реакция происходит при высоких температурах.
Аналогичным образом протекают реакции аммиака с другими галогенами.
8. реакция взаимодействия оксида калия и аммиака:
K2O NH3 → KNH2 KOH (t = -50 оС).
В результате реакции образуются амид калия и гидроксид калия. Реакция медленно протекает в жидком аммиаке.
Химические свойства железа
Железо Fe, химический элемент, находящийся в VIIIB группе и имеющий порядковый номер 26 в таблице Менделеева. Распределение электронов в атоме железа следующее 26Fe1s22s22p63s23p63d64s2, то есть железо относится к d-элементам, поскольку заполняемым в его случае является d-подуровень.
Для него наиболее характерны две степени окисления 2 и 3. У оксида FeO и гидроксида Fe(OH)2 преобладают основные свойства, у оксида Fe2O3 и гидроксида Fe(OH)3 заметно выражены амфотерные. Так оксид и гидроксид железа (lll) в некоторой степени растворяются при кипячении в концентрированных растворах щелочей, а также реагируют с безводными щелочами при сплавлении.
Следует отметить что степень окисления железа 2 весьма неустойчива, и легко переходит в степень окисления 3. Также известны соединения железа в редкой степени окисления 6 – ферраты, соли не существующей «железной кислоты» H2FeO4.
Химические свойства меди
Медь (Cu) относится к d-элементам и расположена в IB группе периодической таблицы Д.И.Менделеева. Электронная конфигурация атома меди в основном состоянии записывается виде 1s22s22p63s23p63d104s1 вместо предполагаемой формулы 1s22s22p63s23p63d94s2.
Другими словами, в случае атома меди наблюдается так называемый «проскок электрона» с 4s-подуровня на 3d-подуровень. Для меди, кроме нуля, возможны степени окисления 1 и 2. Степень окисления 1 склонна к диспропорционированию и стабильна лишь в нерастворимых соединениях типа CuI, CuCl, Cu2O и т. д., а также в комплексных соединениях, например, [Cu(NH3)
2]Cl и [Cu(NH3)2]OH. Соединения меди в степени окисления 1 не имеют конкретной окраски. Так, оксид меди (I) в зависимости от размеров кристаллов может быть темно-красный (крупные кристаллы) и желтый (мелкие кристаллы)
Медь является очень мягким, ковким и пластичным металлом с высокой электро- и теплопроводностью. Окраска металлической меди красно-розовая. Медь находится в ряду активности металлов правее водорода, т.е. относится к малоактивным металлам.
Химические свойства сероводорода
1.В водном растворе сероводород проявляет слабые кислотные свойства. Взаимодействует с сильными основаниями, образуя сульфиды и гидросульфиды:
Например, сероводород реагирует с гидроксидом натрия:
H2S 2NaOH → Na2S 2H2OH2S NaOH → NaНS H2O
2.Сероводород H2S – очень сильный восстановитель за счет серы в степени окисления -2. При недостатке кислорода и в растворе H2S окисляется до свободной серы (раствор мутнеет):
2H2S O2 → 2S 2H2O
В избытке кислорода:
2H2S 3O2 → 2SO2 2H2O
3. Как сильный восстановитель, сероводород легко окисляется под действием окислителей.
Например, бром и хлор окисляют сероводород до молекулярной серы:
H2S Br2 → 2HBr S↓
H2S Cl2 → 2HCl S↓
Под действием избытка хлора в водном растворе сероводород окисляется до серной кислоты:
H2S 4Cl2 4H2O → H2SO4 8HCl
Например, азотная кислота окисляет сероводород до молекулярной серы:
H2S 2HNO3(конц.) → S 2NO2 2H2O
При кипячении сера окисляется до серной кислоты:
H2S 8HNO3(конц.) → H2SO4 8NO2 4H2O
Прочие окислители окисляют сероводород, как правило, до молекулярной серы.
Например, оксид серы (IV) окисляет сероводород:
2H2S SO2 → 3S 2H2O
Соединения железа (III) также окисляют сероводород:
H2S 2FeCl3 → 2FeCl2 S 2HCl
Бихроматы, хроматы и прочие окислители также окисляют сероводород до молекулярной серы:
3H2S K2Cr2O7 4H2SO4 → 3S Cr2(SO4)3 K2SO4 7H2O
2H2S 4Ag O2 → 2Ag2S 2H2O
Серная кислота окисляет сероводород либо до молекулярной серы:
H2S H2SO4(конц.) → S SO2 2H2O
Либо до оксида серы (IV):
H2S 3H2SO4(конц.) → 4SO2 4H2O
4.Сероводород в растворе реагирует с растворимыми солями тяжелых металлов: меди, серебра, свинца, ртути, образуя черные сульфиды, нерастворимые ни в воде, ни в минеральных кислотах.
Например, сероводород реагирует в растворе с нитратом свинца (II). при этом образуется темно-коричневый (почти черный) осадок, нерастворимый ни в воде, ни в минеральных кислотах:
H2S Pb(NO3)2 → PbS 2HNO3
Взаимодействие с нитратом свинца в растворе – это качественная реакция на сероводород и сульфид-ионы.
Видеоопытвзаимодействия сероводорода с нитратом свинца можно посмотреть здесь.
Химические свойства силана
1.Силан — неустойчивое водородное соединение (самовоспламеняется на воздухе). При сгорании силана на воздухе образуется оксид кремния (IV) и вода:
SiН4 2О2 = SiO2 2Н2О
Видеоопытсгорания силана можно посмотреть здесь.
2. Силан разлагается водой с выделением водорода:
SiH4 2H2O → SiO2 4H2
3. Силан разлагается (окисляется) щелочами:
SiH4 2NaOH H2O → Na2SiO3 4H2
4. Силан при нагревании разлагается:
SiH4 → Si 2H2
Химические свойства фосфина
1.В водном растворе фосфин проявляет очень слабые основные свойства (за счет неподеленной электронной пары). Принимая протон (ион H ), он превращается в ион фосфония. Основные свойства фосфина гораздо слабее основных свойств аммиака. Проявляются при взаимодействии с безводными кислотами.
Например, фосфин реагирует с йодоводородной кислотой:
PH3 HI → PH4I
Соли фосфония неустойчивые, легко гидролизуются.
2.Фосфин PH3 – сильный восстановитель за счет фосфора в степени окисления -3. На воздухе самопроизвольно самовоспламеняется:
2PH3 4O2 → P2O5 3H2O
PH3 2O2 → H3PO4
3. Как сильный восстановитель, фосфин легко окисляется под действием окислителей.
Например, азотная кислота окисляет фосфин. При этом фосфор переходит в степень окисления 5 и образует фосфорную кислоту.
PH3 8HNO3 → H3PO4 8NO2 4H2O
Серная кислота также окисляет фосфин:
PH3 3H2SO4 → H3PO4 3SO2 3H2O
С фосфином также реагируют другие соединения фосфора, с более высокими степенями окисления фосфора.
Например, хлорид фосфора (III) окисляет фосфин:
2PH3 2PCl3 → 4P 6HCl
