Глава 7. Подгруппа азота и её типичные представители.
§29. Азотная кислота и ее соли.
Вопрос в начале параграфа
Охарактеризуйте азотную кислоту как электролит. Напишите уравнения реакций азотной кислоты, доказывающие ее принадлежность к классу кислот.
Проблема
Как объяснить, что валентность азота и его степень окисления в молекуле HNO3 не совпадают?
Задание
Со свойствами кислот как электролитов вы уже хорошо знакомы. Напишите уравнения соответствующих реакций для разбавленной азотной кислоты.
Лабораторный опыт
Разложение азотной кислоты. (Проводится под тягой!) Нагреем небольшое количество концентрированной азотной кислоты в химическом стакане и внесём в него тлеющую лучинку. Лучинка ярко вспыхивает, что доказывает наличие кислорода, выделяющегося при разложении кислоты (рис. 46).
Взаимодействие азотной кислоты с металлами. (Проводится под тягой!)
1. Возьмём две пробирки и в одну из них опустим кусочек цинка, в другую — меди. В каждую пробирку нальём раствор азотной кислоты (1 : 5). Немного подогреем пробирки. В обоих случаях наблюдаем реакцию. В пробирке с медью наблюдается выделение бесцветного газа NO, который окисляется в бурый NO2. Поднесём к пробирке с цинком зажжённую лучинку — характерного хлопка водорода не слышится. Следовательно, водород не выделяется. Суть наблюдаемых реакций выражается следующими уравнениями (уравнения не нужно запоминать. Необходимо пока лишь понять суть процесса):
3Cu + 8HNO3 (paзб.) = 2NO + 3Cu (NO3)2 + 4Н2O
4Zn + 10HNO3 (оч. разб.) = 4Zn (NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O
2. Возьмём пробирку с медью, добавим немного концентрированной азотной кислоты и слегка подогреем. Начинает активно выделяться бурый газ NO2:
Сu + 4HNO3 (конц.) = Cu (NO3)2 + 2NO2 + 2H2O↑
Вопрос внутри параграфа
Как называются соли азотной кислоты? Обратитесь к таблице растворимости и сделайте заключение об их отношении к воде.
К каким электролитам относятся соли азотной кислоты?
Задание
Приведите конкретные примеры получения нитратов и запишите уравнения возможных реакций.
Запишите полные и сокращённые ионные уравнения реакций, отражающих свойства нитратов как электролитов.
Лабораторный опыт
Сгорание угля в расплавленной селитре. Закрепим в штативе пробирку, на ½ заполненную кристаллической натриевой селитрой. Нагреем пробирку до расплавления селитры. В расплавленную селитру бросим последовательно мелкие кусочки угля. Они сгорают со вспышкой (рис. 49):
2NaNO3 = 2NaNO2 + O2↑
нитрат натрия
C + O2 = CO2
Задание
Приведите примеры уравнений реакций для каждой отдельной группы нитратов, находящихся: а) левее магния; б) между магнием и медью; в) правее меди.
Вопросы в конце параграфа
1. Охарактеризуйте физические свойства азотной кислоты и правила безопасного обращения с ней.
2. Охарактеризуйте свойства нитратов как представителей класса солей. Раскройте их с позиции теории электролитов.
3. Выберите схемы превращений, в которых азот является окислителем.
1) N 3- ⟶ N 2+
2) N 2+ ⟶ N 5+
3) N 4+ ⟶ N 3+
4) N 0 ⟶ N 3-
4. С какими из перечисленных веществ будет реагировать разбавленная азотная кислота: карбонат кальция, оксид магния, золото, оксид серы (IV), медь, гидроксид натрия? Запишите уравнения возможных реакций.
5. Напишите уравнения реакций следующих превращений:
HNO3 ⟶ NH4NO3 ⟶ HNO3 ⟶ O2
NH4NO3 ⟶ NH3 ⟶ NO ⟶ NO2 ⟶ HNO3 ⟶ Ca (NO3)2
6. В трёх склянках без этикеток находятся белые кристаллические вещества: нитрат натрия, нитрат аммония и сульфат аммония. Как распознать каждое из веществ? Составьте план распознавания и запишите уравнения реакций.
7. Чёрный порох представляет собой смесь нитрата калия, угля и серы. Какие реакции протекают при горении пороха, если продуктами этого процесса являются сульфид калия, углекислый газ и молекулярный азот? Составьте уравнения реакций горения. Какой объём газов выделится при сгорании 169 г чёрного пороха?
8. Как происходит реакция между концентрированной азотной кислотой и серебром? Запишите уравнение реакции и раскройте её суть.
9. Придумайте кроссворд, ребус или загадки по теме. Предложите товарищу разгадать их.