Чем отличается взаимодействие германия и свинца с концентрированной азотной кислотой? Почему? Составьте электронные и молекулярные уравнения реакций:

Германий и олово полные электронные аналоги. Валентными у них являются -электроны. В ряду уменьшается роль внешней электронной -пары в образовании химических связей (участвуют не 4, а только 2 электрона). Поэтому для германия наиболее характерна степень окисления +4, а для свинца +2. В результате при взаимодействии с азотной кислотой германий переходит в германиевую кислоту , а свинец по отношению к азотной кислоте любых концентраций выступает как металл.

1| (окисление, восстановитель)

4| (восстановление, окислитель)

3| (окисление, восстановитель)

2| (восстановление, окислитель)

401

Ge²⁺ - 2e = Ge⁴⁺ / 1

N⁵⁺ + e = N⁴⁺ / 2

GeS + 2HNO₃ → GeO₂ + 2NO₂ + H₂S

Sn²⁺ - 2e = Sn⁴⁺ / 6 / 3

2N³⁺ + 6e = N₂ / 2 / 1

3SnCl₂ + 2HNO₂ + 6HCl → N₂ + 3SnCl₄ + 4H₂O

Ge - 4e = Ge⁴⁺ / 6 / 3

Cl⁵⁺ + 6e = Cl^- / 4 / 2

3Ge + 2KClO₃ + 6KOH → 3K₂GeO₃ + 2KCl + 3H₂O

№403

Составьте уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить превращения:

405

Ge + O₂ → GeO₂

GeO₂ + 2H₂ → Ge + 2H₂O

Ge + 2Cl₂ → GeCl₄

GeCl₄ + 2H₂S = GeS₂ + 4HCl

GeS₂ + K₂S → K₂GeS₃

K₂GeS₃ + 2HCl →GeS₂ + H₂S + 2KCl

406

1) +5 HNO₃

H – O – N = O

||

O

2) +4 N₂O₄

O = N – O – N = O

||

O

3) +3 HNO₂

H – O – N = O

4) +2 N=O

5) +1 N₂O

N^- = N⁺ = O

6) 0 N₂

N ≡ N

7) -1 NH₂OH

H – N – O – H

|

H

8) -2 N₂H₄

H – N – N – H

| |

H H

9) -3 NH₃

H – N – N – H

| |

H H

406

1) +5 HNO₃

H – O – N = O

||

O

2) +4 N₂O₄

O = N – O – N = O

||

O

3) +3 HNO₂

H – O – N = O

4) +2 N=O

5) +1 N₂O

N^- = N⁺ = O

6) 0 N₂

N ≡ N

7) -1 NH₂OH

H – N – O – H

|

H

8) -2 N₂H₄

H – N – N – H

| |

H H

9) -3 NH₃

H – N – N – H

| |

H H

407

Способ получения:

2NH₃ + NaClO = N₂H₄ + NaCl + H₂O

H-N-N-H

│ │

H H

Гидразин является сильным восстановителем:

4KMnO₄ + 5N₂H₄ + 6H₂SO₄ = 5N₂ + 4MnSO₄ + 2K₂SO₄ + 16H₂O

N₂H₄ + O₂ = N₂ + 2H₂O

2N^-2 →^-4e N₂ *1

O₂ →^+4e 2O^2- *1

2SnCl₂ + N₂H₄ = 2Sn + N₂ + 4HCl

2N^-2 →^-4e N₂ *1

Sn²⁺ →^+2e Sn⁰ *2

408

Нитриды – это соединения, в которых степень окисления азота - 3. Амиды – производные NH₂^-. Имиды – производные NH^2-.

HNO₃ + 6H →^{электролиз} NH₂OH + 2H₂O

N⁺⁵ → ⁺⁶ N^-1 *1

H⁰ → ^-1 H⁺¹ *6

NH₂OH + HI = [NH₃OH]I

№410

Как получают аммонийные соли? Что образуется при нагреваннии солей аммония? Покажите это на примере разложения фосфата и дихромата аммония. Как доказать, что белый налет на лабораторной посуде содержит ион аммония?

Аммоний ные соли получают при взаимодействии аммиака с кислотами, например:

При этом чем сильнее кислоты, тем устойчивее их аммонийные производные.

При нагревании соли аммония разлагаются или возгоняются:

Качественной реакцией на ион аммония является реакция с раствором щелочи. Если в лабораторную посуду добавить раствор щелочи и нагреть, то в случае присутствия иона аммония выделяется аммиак:

411

S – 6e = S⁶⁺ / 3 / 1

N⁵⁺ + 3e = N²⁺ / 6 / 2

S + 2HNO₃ = H₂SO₄ + 2NO

Ag – e = Ag⁺ / 1

N⁵⁺ + e = N⁴⁺ / 1

Ag + 2HNO₃ = AgNO₃ + NO₂ + H₂O

1) Получение азотной кислоты из селитры:

NaNO₃ + H₂SO₄ = HNO₃ + NaHSO₄

2) Получение азотной кислоты из воздуха дуговым методом:

N₂ + O₂ = 2NO

2NO + O₂ = 2NO₂

4NO₂ + O₂ + 2H₂O = 4HNO₃

3) Получение азотной кислоты окислением аммиака на катализаторе:

4NH₃ + 5O₂ = 4NO + 6H₂O

2NO + O₂ = 2NO₂

4NO₂ + O₂ + 2H₂O = 4HNO₃

412

Азотистая кислота образуется, например, при действии концентрированной серной кислоты на водный раствор нитрита натрия:

2NaNO₂ + H₂SO₄ → 2HNO₂ + Na₂SO₄

Так как азот в азотистой кислоте имеет промежуточную степень окисления +3, он может как восстанавливаться, так и окисляться.

2HNO₂ + 6H⁺ + 6e = N₂ + 4H₂O / 1

H₂S - 2e = S + 2H⁺ / 3

3H₂S + 2HNO₂ → N₂ + 3S + 4H₂O

HNO₂ + H₂O - 2e = NO₃^- + 3H⁺ / 3

MnO₄^- + 4H⁺ + 3e = MnO₂ + 2H₂O / 2

3HNO₂ + 3H₂O + 2MnO₄^- + 8H⁺ = 2MnO₂ + 4H₂O + 3NO₃^- + 9H⁺

3HNO₂ + 2MnO₄^- = 2MnO₂ + H₂O + 3NO₃^- + H⁺

3HNO₂ + 2HMnO₄ = 2MnO₂ + H₂O + 3HNO₃

№413

Составьте электронные и молекулярные уравнения реакций разложения:

А) азотной кислоты;

Б) азотистой кислоты;

В) гидразина;

Г) нитрата серебра.

К какому типу реакций относится каждая из них?

А) разложение азотной кислоты

в данной реакции разложения элементы не меняют степени окисления.

Б) разложение азотистой кислоты

в) разложение гидразина

данная реакция относится к типу внутримолекулярного окисления-восстановления

г) разложение нитрата серебра

данная реакция относится к типу внутримолекулярного окисления-восстановления.

414

N^3- - 3e = N / 1

N³⁺ + 3e = N / 1

NH₄NO₂ → N₂ + 2H₂O

N^3- - 3e = N / 5 / 10

N⁵⁺ + 5e = N / 3 / 6

5(NH₄)₂SO₄ + 6HNO₃ → 8N₂ + 5H₂SO₄ + 18H₂O

Fe - 3e = Fe³⁺ / 10

2N⁵⁺ + 10e = N₂ / 3

10Fe + 6KNO₃ → 3N₂ + 5Fe₂O₃ + 3K₂O

ф№ 415

Слабая азотистоводородная кислота, гидразин и гидроксиламин проявляют как окислительные, так и восстановительные свойства. Почему? Составьте электронно-ионные, ионные и молекулярное уравнения реакции, происходящей в сернокислой среде между HN₃ и КМnО₄. В результате реакции образуется свободный азот.

В гидразине , гидроксиламине , азотистоводородной кислоте азот имеет промежуточные степени окисления, поэтому эти соединения могут быть и окислителями и восстановителями.

416

2I^- - 2e = I₂ / 3

2NO₂^- + 8H⁺ +6e = N₂ + 4H₂O / 1

6I^- + 2NO₂^- + 8H⁺ = N₂ + 4H₂O + 3I₂

2KNO₂ + 6HI + H₂SO₄ → 3I₂ + N₂ +K₂SO₄ + 4H₂O

PbO₂ + 4H⁺ + SO₄^2- + 2e = PbSO₄ + 2H₂O / 1

NO₂^- + H₂O – 2e = NO₃^- + 2H⁺ / 1

PbO₂ + 4H⁺ + SO₄^2- + NO₂^- + H₂O = NO₃^- + 2H⁺ + PbSO₄ + 2H₂O

PbO₂ + 2H⁺ + SO₄^2- + NO₂^- = NO₃^- + PbSO₄ + H₂O

PbO₂ + H₂SO₄ + KNO₂ → KNO₃ + PbSO₄ + H₂O

2Hg²⁺ + 2e = Hg₂²⁺ / 2

2N^2- - 4e = N₂ / 1

N₂H₄ + 4HgCl₂ → 2Hg₂Cl₂ + N₂ + 4HCl

N⁴⁺ + e = N³⁺ / 1 / 2

N⁴⁺ - e = N⁵⁺ / 1 / 2

4NO₂ + 2Ba(OH)₂ → Ba(NO₂)₂ + Ba(NO₃)₂ + 2H₂O

417

2N^- - 2e = N₂ / 5

Mn⁷⁺ + 5e = Mn²⁺ / 2

10NH₂OH + 2KMnO₄ + 3H₂SO₄ → 2MnSO₄ + 5N₂ + K₂SO₄ + 18H₂O

2N^2- - 4e = N₂ / 1

Fe³⁺ + e = Fe²⁺ / 4

N₂H₄ + 4K₃[Fe(CN)₆] + 4KOH → N₂ + 4K₄[Fe(CN)₆] + 4H₂O

2N²⁺ + 4e = N₂ / 1

Cr²⁺ - e = Cr³⁺ / 4

2NO + 4CrCl₂ + 4HCl → N₂ + 4CrCl₃ + 2H₂O

№418