Химия
8 класс
Вопрос
Некоторое количество нитрата калия подвергли мягкому восстановлению путем нагревания соли со свинцом. Полученная после реакции масса была экстрагирована избытком 3%-ного раствора хлорида аммония. Полученный при этом раствор подкислили разбавленной серной кислотой и нагрели. В результате нагревания выделился газ, который собрали в эвдиометр. Объем газа при температуре 17∘С и давлении 740 мм рт. ст. составил 48,9 мл. Установлено, что собранный газ не реагирует с подкисленным раствором иодида калия и не горит.
а. Напишите уравнения происходящих химических реакций.
б. Назовите окислитель и восстановитель в каждой из реакций.
в. Вычислите, какое количество свинца вступило в реакцию.
Ответ
a) KNO3+Pb=PbO+KNO2,
KNO2+NH4Cl⇌KCl+NH4NO2;
б) NH4NO2t∘=N2↑+H2O.
В реакции (а) нитрат восстанавливается, свинец окисляется; в реакции (б) нитрит-ион восстанавливается, NH+4 окисляется, при этом степени окисления элементов изменяются следующим образом:
а) Pb−2e=Pb2+, N+5+2e=N+3; б) N−3−3e=N0, N+3+3e=N0.
Расход свинца в этих реакциях можно вычислить по количеству выделившегося азота. Газ, полученный после реакций, в пересчете на нормальные условия занимает объем (давление - мм рт. ст., объем - мл, температура - К):
V0=pVT0p0=740⋅48,9⋅273760⋅290=44,8 мл.
В то же время количество азота, образовавшееся в реакциях (а) и (б), должно соответствовать следующим расчетным данным:
1 моль свинца выделяет 22 400 мл N2,
х молей свинца - 44,8 мл N2,
х=0,002 моля Pb;
1,000 моль свинца имеет массу 207,2 г,
0,002 моля свинца - у г, y=0,414 г свинца.