При окислении фосфора 60%-ным раствором азотной кислоты (плотность 1,37 г/мл) получены оксид азота (II) и ортофосфорная кислота, на нейтрализацию которой потребовалось 25 мл 25%-ного раствора гидроксида натрия (плотность 1,28 г/мл), причем образовался дигидрофосфат натрия. Рассчитайте объем азотной кислоты, взятой для окисления фосфора, и объем выделившегося газа (при н.у.).
См.: Кузьменко Н.Е., Еремин В.В., Попков В.А. Химия. Для школьников старших классов и поступающих в вузы. – М.: ОНИКС 21 век: Мир и образование, 2002. – С. 223.
Дано:
ω (HNO3) = 60%
r (p-pa HNO3) = 1,37 г/мл
ω (NaOH) = 25%
r (p-pa NaOH) = 1,28 г/мл
V (p-pa NaOH) = 25 мл
М (NaOH) = 40 г/моль
М (HNO3) = 63 г/моль
Найти:
V (p-pa HNO3)
V (газа)
Запишем уравнение реакции взаимодействия фосфора с азотной кислотой, при этом учтем, что по условию задачи образуется ортофосфорная кислота и оксид азота (II):
3P + 5HNO3 + 2H2O = 3H3PO4 + 5NO (1)
Запишем уравнение реакции нейтрализации фосфорной кислоты гидроксидом натрия с образованием дигидрофосфата натрия:
H3PO4 + NaOH = NaH2PO4
1. N2 →А → NH3 → Б → NO2 → HNO3 → В → N2O
А - нитрид металла, Б - NO, В - NH4NO3
реакции N2 + 3 Ca = Ca3N2 (это может быть также нитрид магния или лития)
Сa3N2 + 6 H2O = 3 Ca(OH)2 + 2 NH3
4 NH3 + 5 O2 = 4 NO + 6 H2О (в присутствии катализатора Pt)
2 NO + O2 = 2 NO2
4 NO2 + 2 H2O + O2 = 4 HNO3
HNO3 + NH3 = NH4NO3
NH4NO3 = N2O + H2O
CaO → Г → C2H2 → Д → CH3COOH → Е → CH3C(O)CH3
Г - CaC2, Д - CH3CHO, Е - (CH3COO)2Ca
CaO + 2 C = CaC2 + CO
CaC2 + 2 H2O = C2H2 + Ca(OH)2
C2H2 + H2O = CH3CHO (реакция Кучерова, должен быть указан катализатор Hg2+)
окисление CH3CHO до CH3COOH (любой приемлемый окислитель)
термическое разложение 2 CH3COOH + Сa(OH)2 = CH3C(O)CH3 + CaCO3
2.
Рассмотрим 300 мл смеси. При разложении озона ее объем увеличивается на 17,5 %, т.е.
на 52,5 мл.
2 O3 = 3O2 т.е.
при разложении 2 мл - объем увеличивается на 1 мл
при разложении x мл - объем увеличивается на 52,5 мл
x = 105 мл озона содержится в исходной смеси.
При быстром пропускании смеси через раствор с иодидом калия взаимодействует только
озон.
2 KI + 2 HCl + O3 = I2 + 2 KCl + O2 + H2O
на 1 моль озона можно получить 254 г иода
на 0,0047 моль (что соответствует 105 мл) - х г
Х=1.19г
2
3. Для проведения реакций всех веществ друг с другом удобно составить таблицу
KOH Al2(SO4)3 Na2CO3 NH4Cl HCl
KOH осадок
(выпадает и
растворяется
или выпадает
не сразу, в
зависимости от
порядка
сливания)
ничего выделение газа
при нагревании
(основные
свойства -
окрашивание
влажной
индикаторной
бумажки)
ничего
Al2(SO4)3 осадок
(выпадает и
растворяется или
выпадает не
сразу, в
зависимости от
порядка
сливания)
осадок + газ ничего ничего
Na2CO3 ничего осадок + газ газ (при
нагревании)
выделение газа
- пузырьки
NH4Cl выд. газа при
нагревании
(основные
свойства -
окрашивание
влажной
индикаторной
бумажки)
ничего газ (при
нагревании)
ничего
HCl ничего ничего выделение
газа -
пузырьки
ничего
Из таблицы видно, что каждое из веществ дает свой уникальный набор реакций, т.е. вещества
различаются.
Реакции:
Al2(SO4)3 + KOH = Al(OH)3 + K2SO4, Al(OH)3 + KOH = K[Al(OH)4]
KOH + NH4Cl = KCl + NH3 + H2O
Al2(SO4)3 + 3 Na2CO3 + 3 H2O = 2 Al(OH)3 + 3 CO2 + 3 Na2SO4
Na2CO3 + 2 HCl = 2 NaCl + CO2
Na2CO3 + 2 NH4Cl = 2 NH3 + CO2 + 2 NaCl + H2O
4.
1) Судя по свойствам, углеводород А является ароматическим и не содержит двойных связей
(помимо тех, что в бензольном кольце).
2) один моль С6H6 образует 6 CO2 + 3 H2O т.е. 9 моль продуктов, газообразных при 300 °С
один моль А образует таким образом 15 моль (т.к. отношение 5 : 3).
Так как углеводород ароматический и не содержит дополнительных двойных связей, это
соответствует C9H12 (9 CO2 + 6 H2O).
