Решение задачи: Цепочка превращений, ОВР, ионные уравнения

Задание 1. Цепочка превращений 1) \(N_2 + 3H_2 \rightleftharpoons 2NH_3\) (синтез аммиака) 2) \(4NH_3 + 5O_2 \xrightarrow{Pt, t} 4NO + 6H_2O\) (каталитическое окисление аммиака) 3) \(2NO + O_2 \rightarrow 2NO_2\) 4) \(4NO_2 + O_2 + 2H_2O \rightarrow 4HNO_3\) 5) \(CuO + 2HNO_3 \rightarrow Cu(NO_3)_2 + H_2O\) Рассмотрим реакцию 5 в свете ТЭД (полное и сокращенное ионные уравнения): \(CuO + 2H^+ + 2NO_3^- \rightarrow Cu^{2+} + 2NO_3^- + H_2O\) \(CuO + 2H^+ \rightarrow Cu^{2+} + H_2O\) Рассмотрим реакцию 3 в свете ОВР: \(2\overset{+2}{N}O + \overset{0}{O}_2 \rightarrow 2\overset{+4}{N}\overset{-2}{O}_2\) \(N^{+2} - 2e^- \rightarrow N^{+4}\) | 2 (восстановитель, окисление) \(O_2^0 + 4e^- \rightarrow 2O^{-2}\) | 1 (окислитель, восстановление) Задание 2. Метод электронного баланса \[4Zn + 5H_2SO_4(конц.) \rightarrow 4ZnSO_4 + H_2S \uparrow + 4H_2O\] Электронный баланс: \(Zn^0 - 2e^- \rightarrow Zn^{+2}\) | 4 (восстановитель) \(S^{+6} + 8e^- \rightarrow S^{-2}\) | 1 (окислитель) Задание 3. Массовая доля азота в нитрате аммония Формула нитрата аммония: \(NH_4NO_3\) 1) Вычислим молярную массу: \(M(NH_4NO_3) = 14 \cdot 2 + 1 \cdot 4 + 16 \cdot 3 = 28 + 4 + 48 = 80\) г/моль 2) Вычислим массовую долю азота: \[w(N) = \frac{2 \cdot Ar(N)}{M(NH_4NO_3)} = \frac{28}{80} = 0,35\] или 35% Ответ: 35% Задание 4. Расчет массы осадка Дано: \(m(р-ра AgNO_3) = 250\) г \(w(AgNO_3) = 12\%\) (или 0,12) Найти: \(m(AgCl)\) Решение: 1) Находим массу чистой соли: \(m(AgNO_3) = 250 \cdot 0,12 = 30\) г 2) Уравнение реакции: \(AgNO_3 + NaCl \rightarrow AgCl \downarrow + NaNO_3\) 3) Находим количество вещества нитрата серебра: \(M(AgNO_3) = 108 + 14 + 48 = 170\) г/моль \(n(AgNO_3) = \frac{30}{170} \approx 0,176\) моль 4) По уравнению \(n(AgCl) = n(AgNO_3) = 0,176\) моль 5) Находим массу осадка: \(M(AgCl) = 108 + 35,5 = 143,5\) г/моль \(m(AgCl) = 0,176 \cdot 143,5 \approx 25,26\) г Ответ: 25,26 г Задание 5. Распознавание кислот В склянках находятся: \(HCl, H_2SO_4, HNO_3\). 1) Добавим в каждую склянку раствор хлорида бария \(BaCl_2\). Там, где выпадет белый кристаллический осадок, находится серная кислота: \(H_2SO_4 + BaCl_2 \rightarrow BaSO_4 \downarrow + 2HCl\) 2) В оставшиеся две склянки добавим раствор нитрата серебра \(AgNO_3\). Там, где выпадет белый творожистый осадок, находится соляная кислота: \(HCl + AgNO_3 \rightarrow AgCl \downarrow + HNO_3\) 3) В последней склянке методом исключения находится азотная кислота. Для подтверждения можно добавить медную стружку (при нагревании выделится бурый газ): \(Cu + 4HNO_3(конц.) \rightarrow Cu(NO_3)_2 + 2NO_2 \uparrow + 2H_2O\)