Химия
8 класс
Вопрос
При нагревании водного раствора смеси хлорида аммония и нитрита натрия при температуре 17∘C и нормальном атмосферном давлении получено 233,6 мл азота. Вследствие того что процесс сопровождался образованием небольших количеств окислов азота, полученное количество азота оказалось на 1,8 % меньше теоретического.
а. Каков процентный состав смеси солей?
б. Какое количество двухромовокислого аммония необходимо подвергнуть разложению, чтобы получить такой же объем азота (NULL,6 мл)?
в. Напишите уравнения происходящих реакций в молекулярном и ионном виде и на основании электронного баланса определите элемент - окислитель и элемент - восстановитель в обеих реакциях.
г. Каким образом можно очистить выделяющийся азот от примесей окислов азота, кислорода и водяных паров?
Ответ
При взаимодействии нитрит-иона и иона аммония при нагревании выделяется азот
NH+4+NO−2→[NH4NO2]→N2+2H2O,
N−3−3e=N0 (NH+4 - восстановитель),
N+3+3e=N0 (NO−2 - окислитель).
Общее количество азота в пересчете на нормальные условия равно
V0=233,6⋅273290=220 мл.
С учетом потерь, составляющих 1,8 %, при реакции выделилось
220⋅10098,2=224 мл, или 0,01 моля, N2.
В смеси содержалось 0,01 моля, или 0,535 г, NH4Cl (M=53,5) и 0,01 моля, т. е. 0,690 г, NaNO2 (M=69), что в процентном отношении составляет
0,535˙1000,535+0,690=43,7 % NH4Cl и 0,690⋅1001,225=56,3 % NaNO2,
2Cr+6+6e=2Cr3+ - восстановление,
2N−3−6e=N02 - окисление,
(NH4)2Cr2O7t∘=N2+Cr2O3+4H2O.
Такое же количество азота (NULL,01 моля) можно получить при разложении 0,01 моля, т. е. 0,01⋅252=2,52 г, (NH4)2Cr2O7 (M=252).
Следы окислов азота можно удалить, пропуская газы через промывные склянки, содержащие насыщенный подкисленный раствор FeSO4, щелочной раствор сульфита натрия или подкисленный раствор KMnO4. Примесь кислорода удаляется путем пропускания газов через сосуд, содержащий влажный белый фосфор, или через нагретою трубку, в которой находится медная сетка. Водяные пары поглощаются, если пропустить газы через трубки с безводным хлоридом кальция, пятиокисью фюсфора или промывные склянки с концентрированной серной кислотой.