Задача 1. Запишите уравнения реакций, при которых можно получить кислород в лаборатории.
В лаборатории кислород можно получить в результате термического разложения некоторых солей:
2KClO3 = 2KCl + 3O2 (в присутствии MnO2),
2KMnO4 = K2MnO4 + MnO2 + O2,
2KNO3 = 2KNO2 + O2,
или в результате каталитического разложения пероксида водорода (катализатор MnO2):
2Н2О2 = 2Н2О + О2,
или электролизом воды:
2H2O 2H2 + O2.
Задача 2. При разложении 97,65 г оксида ртути (II) образовалось 4,48 л кислорода (н. у.). Вычислите долю разложившегося оксида ртути (II) (в мас. %).
Дано:
m (HgO) = 97,65 г
V (O2) = 4,48 л
M (HgO) = 217 г/моль
Найти:
ω (HgO)
Запишем уравнение реакции разложения оксида ртути (II):
2HgO = 2Hg + O2.
Вычислим количество образовавшегося кислорода:
,
моль.
По уравнению реакции разложения из 2 моль оксида ртути (II) образуется 1 моль кислорода, то есть соотношение n (HgO) : n (O2) = 2 : 1, по условию задачи образовалось 0,2 моль кислорода, следовательно разложилось 0,4 моль оксида ртути (II).
Вычислим массу разложившегося оксида. Количество вещества связано с массой вещества соотношением:
.
Тогда масса оксида ртути (II) равна:
m (HgO) = n (HgO) · M (HgO) = 0,4 · 217 = 86,8 (г).
Аммиак прекрасно растворим в воде, плотность растворов при повышении концентрации аммиака понижается. Высокая растворимость аммиака связана с образованием прочных водородных связей и гидратов состава NH3·nH2O.
В растворе имеет место взаимодействие:
NH3 + nH2O NH3 · nH2O NH4+ + OH- + (n-1)H2O.
Образование гидроксид-ионов создает щелочную среду раствора, но реакция протекает обратимо, при взаимодействии ионов NH4+ и OH- вновь образуются молекулы аммиака и воды, между которыми имеет место водородная связь. Следовательно, ионного соединения NH4OH не существует ни в водном растворе, ни в твердой фазе, известен сходный с ним по составу гидрат NH3·H2O и гидрат 2NH3·H2O, они существуют при низкой температуре, молекулы аммиака и воды связаны друг с другом водородными связями и образуют трехмерный каркас.
Донорные свойства
Наличие свободной электронной пары обуславливает донорные свойства:
NH3 + HCl = NH4Cl.
Окислительные свойства
За счет ионов водорода аммиак может быть окислителем и вступать в реакции с сильными восстановителями, например, при взаимодействии с натрием образуется амид натрия:
2NH3 + 2Na = 2NH2Na + H2;
другие металлы при взаимодействии с аммиаком образуют нитриды:
2NH3 + 3Mg = Mg3N2 + 3H2.
Восстановительные свойства
Фтор мгновенно окисляет аммиак до трифторида:
2NH3 + 3F2 = 2NF3 + 3H2;
хлор реагирует в зависимости от кислотности среды:
при рН=3:
2NH3 + 3Cl2 = 2NCl3 + 3H2 (трихлорид азота),
при рН = 5-6:
2NH3 + 2Cl2 = 2NНCl2 + 2H2 (дихлорамин),
при рН>8:
2NH3 + Cl2 = 2NН2Cl + H2 (хлорамин);
бром окисляет аммиак до свободного азота:
8NH3 + 3Br2 = N2 + 6NH4Br.
В смеси с кислородом горит зеленовото-желтым пламенем:
4NH3 + 3O2 = 2N2 + 6H2O;
в присутствии катализатора (платины), при высокой температуре:
4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O.
Энергично восстанавливает некоторые металлы их и оксидов:
2NH3 + 3CuO = N2 + 3Cu + 3H2O.
Основные свойства
Добавление аммиачного раствора к растворам солей металлов приводит к осаждению нерастворимых гидроксидов металлов:
AlCl3 + 3NH3·H2O = Al(OH)3↓ + 3NH4Cl.
Гидроксиды некоторых металлов растворяются в избытке аммиака и образуют комплексные соединения:
Задача 1. Запишите уравнения реакций, при которых можно получить кислород в лаборатории.
В лаборатории кислород можно получить в результате термического разложения некоторых солей:
2KClO3 = 2KCl + 3O2 (в присутствии MnO2),
2KMnO4 = K2MnO4 + MnO2 + O2,
2KNO3 = 2KNO2 + O2,
или в результате каталитического разложения пероксида водорода (катализатор MnO2):
2Н2О2 = 2Н2О + О2,
или электролизом воды:
2H2O 2H2 + O2.
Задача 2. При разложении 97,65 г оксида ртути (II) образовалось 4,48 л кислорода (н. у.). Вычислите долю разложившегося оксида ртути (II) (в мас. %).
Дано:
m (HgO) = 97,65 г
V (O2) = 4,48 л
M (HgO) = 217 г/моль
Найти:
ω (HgO)
Запишем уравнение реакции разложения оксида ртути (II):
2HgO = 2Hg + O2.
Вычислим количество образовавшегося кислорода:
,
моль.
По уравнению реакции разложения из 2 моль оксида ртути (II) образуется 1 моль кислорода, то есть соотношение n (HgO) : n (O2) = 2 : 1, по условию задачи образовалось 0,2 моль кислорода, следовательно разложилось 0,4 моль оксида ртути (II).
Вычислим массу разложившегося оксида. Количество вещества связано с массой вещества соотношением:
.
Тогда масса оксида ртути (II) равна:
m (HgO) = n (HgO) · M (HgO) = 0,4 · 217 = 86,8 (г).
Определим массовую долю разложившегося оксида:
(%).
ответ: ω (HgO)разл. = 88,9 %.
Особенности взаимодействия с водой
Аммиак прекрасно растворим в воде, плотность растворов при повышении концентрации аммиака понижается. Высокая растворимость аммиака связана с образованием прочных водородных связей и гидратов состава NH3·nH2O.
В растворе имеет место взаимодействие:
NH3 + nH2O NH3 · nH2O NH4+ + OH- + (n-1)H2O.
Образование гидроксид-ионов создает щелочную среду раствора, но реакция протекает обратимо, при взаимодействии ионов NH4+ и OH- вновь образуются молекулы аммиака и воды, между которыми имеет место водородная связь. Следовательно, ионного соединения NH4OH не существует ни в водном растворе, ни в твердой фазе, известен сходный с ним по составу гидрат NH3·H2O и гидрат 2NH3·H2O, они существуют при низкой температуре, молекулы аммиака и воды связаны друг с другом водородными связями и образуют трехмерный каркас.
Донорные свойства
Наличие свободной электронной пары обуславливает донорные свойства:
NH3 + HCl = NH4Cl.
Окислительные свойства
За счет ионов водорода аммиак может быть окислителем и вступать в реакции с сильными восстановителями, например, при взаимодействии с натрием образуется амид натрия:
2NH3 + 2Na = 2NH2Na + H2;
другие металлы при взаимодействии с аммиаком образуют нитриды:
2NH3 + 3Mg = Mg3N2 + 3H2.
Восстановительные свойства
Фтор мгновенно окисляет аммиак до трифторида:
2NH3 + 3F2 = 2NF3 + 3H2;
хлор реагирует в зависимости от кислотности среды:
при рН=3:
2NH3 + 3Cl2 = 2NCl3 + 3H2 (трихлорид азота),
при рН = 5-6:
2NH3 + 2Cl2 = 2NНCl2 + 2H2 (дихлорамин),
при рН>8:
2NH3 + Cl2 = 2NН2Cl + H2 (хлорамин);
бром окисляет аммиак до свободного азота:
8NH3 + 3Br2 = N2 + 6NH4Br.
В смеси с кислородом горит зеленовото-желтым пламенем:
4NH3 + 3O2 = 2N2 + 6H2O;
в присутствии катализатора (платины), при высокой температуре:
4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O.
Энергично восстанавливает некоторые металлы их и оксидов:
2NH3 + 3CuO = N2 + 3Cu + 3H2O.
Основные свойства
Добавление аммиачного раствора к растворам солей металлов приводит к осаждению нерастворимых гидроксидов металлов:
AlCl3 + 3NH3·H2O = Al(OH)3↓ + 3NH4Cl.
Гидроксиды некоторых металлов растворяются в избытке аммиака и образуют комплексные соединения:
CuCl2 + 2NH3·H2O = Cu(OH)2 + 2NH4Cl;
Cu(OH)2 + 4NH3·H2O = [Cu(NH3)4](OH)2 + 4H2O.