При взаимодействии металлов с концентрированной азотной кислотой образуется NO2. Когда кислота концентрированная, активность металла практически не влияет на продукт.
Если взять разбавленную кислоту, то преобладающим продуктом восстановления будет NO или читаем контекст задания.
При растворении некоторых активных металлов (в ЕГЭ это Ca и Mg) в очень разбавленной азотной кислоте образуется нитрат аммония NH4NO3.Соли-нитраты содержат азот в степени окисления +5 — сильный окислитель. Такой азот может окислять кислород (О-2). Это происходит при нагревании нитратов. При этом в большинстве случаев кислород окисляется до степени окисления 0, т.е. до молекулярного кислорода O2.Нитраты выступают в качестве окислителей в расплавах. Их водные растворы могут восстанавливаться лишь при действии сильных восстановителей.
При термическом разложении нитратов щелочных металлов выделяется кислород и образуются нитриты. Горение серы и угля подтверждает это. Горение серы в кислороде проходит с выделением большого количества теплоты, настолько большого, что стеклянная пробирка плавится. Часто эти две реакции( разложение нитрата и окисление углерода или серы) объединяют в одну:
С + 2KNO3= 2KNO2 +CO2
S +2KNO3=2KNO2 +SO2
Нитриты — соли азотистой кислоты, причем обычно в роли восстановителей. Окислительные свойства они проявляют при взаимодействии с иодидами и солями аммония.
M(SiO₂) = 60 г/моль Рассчитаем количество вещества выделившегося углекислого газа. Согласно уравнению реакции 1 моль (60 г) SiO₂ вытесняет 1 моль CO₂. Тогда 12 г SiO₂ вытесняют х моль CO₂:
SiO₂ + K₂CO₃ = K₂SiO₃ + CO₂↑ 60 г 1 моль 12 г х моль
х = 12*1/60 = 0,2 моль
Рассчитаем количество вещества NaOH. M(NaOH) = 40 г/моль. Массовая доля w(NaOH) = 10% = 0,1. Плотность раствора d = 1,11 г/мл. Объем раствора V = 100 мл. Масса раствора m = Vd = 100 мл * 1,11 г/мл = 111 г. Масса m(NaOH) равна w(NaOH) * m = 0.1 * 111 г = 11,1 г. Количество вещества n(NaOH) равно m(NaOH) / M(NaOH) = = 11,1 г / 40 г/моль = 0,2775 моль
Углекислый газ реагирует с щелочью с образованием гидрокарбоната:
CO₂ + NaOH = NaHCO₃
Согласно уравнению, на 1 моль CO₂ должно приходиться 1 моль NaOH. Соответственно, на 0,2 моль CO₂ - 0,2 моль NaOH. Фактически, количество вещества NaOH - 0,2775 моль. Значит, NaOH - в избытке. Расчеты ведем по CO₂.
0,2 моль CO₂ образуют 0,2 моль NaHCO₃. На это расходуются 0,2 моль NaOH. Остается избыток NaOH, он составляет 0,0775 моль. Этот избыток NaOH реагирует с образовавшимся гидрокарбонатом натрия NaHCO₃ с образованием карбоната натрия Na₂CO₃:
NaOH + NaHCO₃ = Na₂CO₃ + H₂O Согласно уравнению, 1 моль NaOH реагирует с 1 моль NaHCO₃ с образованием 1 моль Na₂CO₃
Значит, количество вещества NaHCO₃ уменьшилось на 0,0775 моль и составляет 0,2 - 0,0775 = 0,1225 моль. n(NaHCO₃) = 0,1225 моль. Количество вещества образовавшегося Na₂CO₃ составляет 0,0775 моль. n(Na₂CO₃) = 0,0775 моль
При упаривании раствора гидрокарбонат натрия разлагается с образованием карбоната натрия и выделением углекислого газа:
2 NaHCO₃ = Na₂CO₃ + CO₂↑ + H₂O
Согласно уравнению реакции из 2 моль NaHCO₃ образуется 1 моль Na₂CO₃ А из 0,1225 моль NaHCO₃ - х моль Na₂CO₃
х = 0,1225*1/2 = 0,06125 моль - дополнительно образовалось Na₂CO₃
Всего же карбоната натрия Na₂CO₃ стало 0,0775 + 0,06125 = 0,13875 моль. n(Na₂CO₃) = 0,13875 моль. M(Na₂CO₃) = 106 г/моль. Масса m(Na₂CO₃) = n(Na₂CO₃) * M(Na₂CO₃) = 0,13875 моль * 106 г/моль = = 14,7075 г ≈ 14,7 г.
Карбонат натрия выделяется в виде кристаллогидратов: до 32°С - Na₂CO₃*10 H₂O, от 32 до 35°С - Na₂CO₃* 7 H₂O, выше 35°С - Na₂CO₃* H₂O. При 100...120 °С окончательно теряет воду и превращается в Na₂CO₃. Поэтому при расчетах предполагается, что после упаривания осадок карбоната натрия в виде чистой соли, а не в виде кристаллогидрата.
При взаимодействии металлов с концентрированной азотной кислотой образуется NO2. Когда кислота концентрированная, активность металла практически не влияет на продукт.
Если взять разбавленную кислоту, то преобладающим продуктом восстановления будет NO или читаем контекст задания.
При растворении некоторых активных металлов (в ЕГЭ это Ca и Mg) в очень разбавленной азотной кислоте образуется нитрат аммония NH4NO3.Соли-нитраты содержат азот в степени окисления +5 — сильный окислитель. Такой азот может окислять кислород (О-2). Это происходит при нагревании нитратов. При этом в большинстве случаев кислород окисляется до степени окисления 0, т.е. до молекулярного кислорода O2.Нитраты выступают в качестве окислителей в расплавах. Их водные растворы могут восстанавливаться лишь при действии сильных восстановителей.
При термическом разложении нитратов щелочных металлов выделяется кислород и образуются нитриты. Горение серы и угля подтверждает это. Горение серы в кислороде проходит с выделением большого количества теплоты, настолько большого, что стеклянная пробирка плавится. Часто эти две реакции( разложение нитрата и окисление углерода или серы) объединяют в одну:
С + 2KNO3= 2KNO2 +CO2
S +2KNO3=2KNO2 +SO2
Нитриты — соли азотистой кислоты, причем обычно в роли восстановителей. Окислительные свойства они проявляют при взаимодействии с иодидами и солями аммония.
Объяснение:
SiO₂ + K₂CO₃ = K₂SiO₃ + CO₂↑
M(SiO₂) = 60 г/моль
Рассчитаем количество вещества выделившегося углекислого газа.
Согласно уравнению реакции 1 моль (60 г) SiO₂ вытесняет 1 моль CO₂.
Тогда 12 г SiO₂ вытесняют х моль CO₂:
SiO₂ + K₂CO₃ = K₂SiO₃ + CO₂↑
60 г 1 моль
12 г х моль
х = 12*1/60 = 0,2 моль
Рассчитаем количество вещества NaOH.
M(NaOH) = 40 г/моль.
Массовая доля w(NaOH) = 10% = 0,1.
Плотность раствора d = 1,11 г/мл.
Объем раствора V = 100 мл.
Масса раствора m = Vd = 100 мл * 1,11 г/мл = 111 г.
Масса m(NaOH) равна w(NaOH) * m = 0.1 * 111 г = 11,1 г.
Количество вещества n(NaOH) равно m(NaOH) / M(NaOH) =
= 11,1 г / 40 г/моль = 0,2775 моль
Углекислый газ реагирует с щелочью с образованием гидрокарбоната:
CO₂ + NaOH = NaHCO₃
Согласно уравнению, на 1 моль CO₂ должно приходиться 1 моль NaOH.
Соответственно, на 0,2 моль CO₂ - 0,2 моль NaOH.
Фактически, количество вещества NaOH - 0,2775 моль.
Значит, NaOH - в избытке. Расчеты ведем по CO₂.
CO₂ + NaOH = NaHCO₃ + [ NaOH избыток ]
0,2 моль 0,2775 моль 0,2 моль 0,0775 моль
0,2 моль CO₂ образуют 0,2 моль NaHCO₃. На это расходуются 0,2 моль NaOH. Остается избыток NaOH, он составляет 0,0775 моль.
Этот избыток NaOH реагирует с образовавшимся гидрокарбонатом натрия NaHCO₃ с образованием карбоната натрия Na₂CO₃:
NaOH + NaHCO₃ = Na₂CO₃ + H₂O
Согласно уравнению, 1 моль NaOH реагирует с 1 моль NaHCO₃ с образованием 1 моль Na₂CO₃
NaOH + NaHCO₃ = Na₂CO₃ + H₂O
0,0775 моль 0,0775 моль 0,0775 моль
Значит, количество вещества NaHCO₃ уменьшилось на 0,0775 моль и составляет 0,2 - 0,0775 = 0,1225 моль.
n(NaHCO₃) = 0,1225 моль.
Количество вещества образовавшегося Na₂CO₃ составляет 0,0775 моль.
n(Na₂CO₃) = 0,0775 моль
При упаривании раствора гидрокарбонат натрия разлагается с образованием карбоната натрия и выделением углекислого газа:
2 NaHCO₃ = Na₂CO₃ + CO₂↑ + H₂O
Согласно уравнению реакции из 2 моль NaHCO₃ образуется 1 моль Na₂CO₃
А из 0,1225 моль NaHCO₃ - х моль Na₂CO₃
2 NaHCO₃ = Na₂CO₃ + CO₂↑ + H₂O
2 моль 1 моль
0,1225 моль х моль
х = 0,1225*1/2 = 0,06125 моль - дополнительно образовалось Na₂CO₃
Всего же карбоната натрия Na₂CO₃ стало 0,0775 + 0,06125 = 0,13875 моль.
n(Na₂CO₃) = 0,13875 моль.
M(Na₂CO₃) = 106 г/моль.
Масса m(Na₂CO₃) = n(Na₂CO₃) * M(Na₂CO₃) = 0,13875 моль * 106 г/моль =
= 14,7075 г ≈ 14,7 г.
Карбонат натрия выделяется в виде кристаллогидратов:
до 32°С - Na₂CO₃*10 H₂O,
от 32 до 35°С - Na₂CO₃* 7 H₂O,
выше 35°С - Na₂CO₃* H₂O.
При 100...120 °С окончательно теряет воду и превращается в Na₂CO₃.
Поэтому при расчетах предполагается, что после упаривания осадок карбоната натрия в виде чистой соли, а не в виде кристаллогидрата.
ответ: 14,7 г