Александр Кудрявцев - Составление химических уравнений
1. В лабораторных условиях азот может быть получен по одному из следующих способов:
а) из селитры. При осторожном нагревании смеси, состоящей из мелкого порошка калийной селитры и железных опилок, выделяется газ (азот). Составить уравнение реакции между KNO3 и Fe, имея в виду, что в этой реакции, кроме азота, образуются еще K2O и Fe2O3;
б) из аммиака действием на него окисью меди. Газообразный аммиак реагирует с окисью меди, причем образуются азот, медь и вода. Написать уравнение реакции между аммиаком и окисью меди;
в) действием брома на аммиак. Если к раствору аммиака прилить бромную воду, то образуется азот и бромистый водород. Что получится, если бромистый водород будет реагировать с избытком аммиака? Составить уравнение реакции;
г) при взаимодействии растворов хлорида аммония и нитрата натрия. Если насыщенный раствор хлорида аммония нагреть в колбе до 80—90°, а затем из воронки по каплям приливать к нему раствор нитрата натрия, то образующийся вначале нитрит аммония подвергается внутримолекулярной реакции окисления — восстановления с выделением азота. Написать уравнения соответствующих реакций;
д) из воздуха. При горении фосфора под колоколом по мере использования кислорода пламя постепенно затухает; образующийся белый дым фосфорного ангидрида растворяется в воде с образованием метафосфорной кислоты (Как в этом убедиться?). Горящая лучина при опускании в колокол гаснет, так как оставшиеся 0,8 воздуха представляют собой главным образом азот. Составить уравнения реакций: 1) сгорания фосфора под колоколом и 2) образования метафосфорной кислоты.
2. Каково значение азота в природе, сельском хозяйстве и промышленности?
3. Закончить уравнения реакций получения аммиака:
1) H2 + N2 →
2) CaCN2 + H2O →
3) AlN + H2O →
4) NH4OH →
5) NH4Cl + Ca(OH)2
Отметить условия протекания реакций. Указать, на каких приведенных здесь реакциях основаны технические и лабораторные способы получения аммиака.
4. Что применяется для осушки аммиака? Почему нельзя использовать для этой цели CaCl2? Написать уравнение реакции между CaCl2 и NH3.
5. Какое равновесие существует в водном растворе аммиака? Как оно будет смещаться от прибавления кислоты (HCl) и щелочи (NaOH)?
Составить уравнения соответствующих реакций.
6. Из газообразного аммиака под действием света в присутствии дейтерия образуются дейтероаммиаки. Написать уравнения реакций.
7. Как получить «дым» хлорида аммония, не сливая вместе концентрированные растворы аммиака и соляной кислоты? Составить уравнение реакции.
8. Что образуется при прибавлении раствора NH4OH к растворам Pb(C2H3O2)2, SnCl2, Al2(SO4)3, CdSO4? Написать уравнения реакций и указать, к какому типу они относятся (к обменным или окислительно-восстановительным).
9. Как получаются аммиакаты [Co(NH3)6]Cl3, [Ni(NH3)6](OH)2, [Zn(NH3)6]SO4?
Написать уравнения соответствующих реакций.
10. Закончить уравнения реакций:
1) NH4Cl + NaHC4H4O6 → NH4HC4H4O6
2) NH4Cl + Na3[Co(NO2)6] → (NH4)2Na[Co(NO2)6]
Назвать исходные и полученные продукты.
11. Закончить уравнения реакций получения гидразина:
1) $\mathrm{NH_3} + \mathrm{NaOCl} \to \underset{\text{хлорамин}}{\mathrm{NH_2Cl}}$
2) NH2Cl + NH3 → N2H4
Указать условия проведения реакций.
12.** При окислении гидразина перманганатом калия в кислой среде образуются N2, MnSO4, K2SO4, H2O.
Написать уравнение реакции.
13. Закончить уравнения реакций получения азотоводородной кислоты:
1) N2H4 + HNO2 → HN3 + H2O
2) N2O + KH2N → KN3
3) KN3 + H2SO4 → HN3 + K2SO4
Указать условия реакций.
14. Пары азотоводородной кислоты при нагревании разлагаются с сильным взрывом. Написать уравнение реакции.
15. Написать уравнение реакции получения азида свинца Pb(N3)2.
16. Закончить уравнения реакций получения нитрида алюминия и амида натрия:
1) Al + NH3 → AlN + H2
2) Na + NH3 → NaNH2
17. Закончить уравнения реакций горения аммиака в кислороде (в присутствии катализатора и без него):
1) NH3 + O2 → NO
2) NH3 + O2 →
18. Гидроксиламин NH2OH находит применение в химической практике как сильный восстановитель (окисляется в зависимости от условий реакции до N2 или N2O). Закончить уравнение реакции:
NH2OH + KMnO4 + H2SO4 → N2 + MnSO4 + K2SO4 + H2O
19. Закончить уравнения реакций:
1) NH3 + O2 → NO
2) NO + O2 →
3) NO2 + H2O → HNO3 + HNO2
4) HNO2 + HNO2 → HNO3 + NO
Указать условия проведения и сущность реакций.
20. Как получаются азотные удобрения NH4NO3, (NH4)2SO4, CaCN2, KNO3?
Написать уравнения реакций и указать условия выполнения этих реакций.
21. Азотная кислота является сильным окислителем. Составить уравнения реакций, где HNO3 восстанавливалась бы до NO, NO2, NH3, NH4+, N2, N2O.
22. Многие взрывчатые вещества готовят взаимодействием некоторых органических соединений с азотной кислотой. Закончить уравнения реакций:
$\underset{\text{целлюлоза}}{\mathrm{C_6H_{10}O_5}} + \mathrm{HNO_3} \to \underset{\text{пироксилин}}{\mathrm{C_6H_7O_2(ONO_2)_3}} + \mathrm{H_2O}$
C6H7O2(ONO2)3 → N2 + CO + CO2 + H2O
23. При нагревании азотная кислота подвергается внутримолекулярной реакции окисления — восстановления с образованием NO2, O2, H2O. Составить уравнение реакции.
24. Серебро взаимодействует с концентрированной и разбавленной HNO3. Какая из них будет расходоваться меньше? Написать уравнения соответствующих реакций.
25.** Чем объяснить, что азотной кислотой можно воспользоваться для получения CO2 из Na2CO3, но не для получения SO2 из Na2SO3? Ответ подтвердить составлением уравнений соответствующих реакций.
26. Закончить уравнения реакций, в которых соли азотной кислоты являются окислителями:
1) Zn + KNO3 + KOH → NH3 + K2ZnO2
2) Cr2O3 + KNO3 + KOH → KNO2
3) C + KNO3 → CO2 + KNO2
4) MnSO4 + NaNO3 + Na2CO3 → CO2 + Na2MnO4 + NaNO2
5) MnO2 + KNO3 + KOH → K2MnO4
6) Pb + KNO3 → PbO + KNO2
Указать условия протекания и сущность каждой реакции.
27. Закончить уравнения реакций разложения солей азотной кислоты:
1) KNO3 → KNO2
2) AgNO3 → Ag + NO2
3) Pb(NO3)2 → PbO + O2 + NO2
28. Составить уравнение реакции получения азотистой кислоты.
29. Азотистая кислота может проявлять окислительные и восстановительные свойства, а потому способна к реакции самоокисления — самовосстановления.
Закончить уравнения реакций:
1) KI + HNO2 + H2SO4 → NO
2) Na2S + NaNO2 + H2SO4 → S + NO
3) Zn + KNO2 + KOH → NH3 + K2ZnO2 + H2O
4) NaNO2 + PbO2 + H2SO4 → NaNO3 + Pb(NO3)2
5) HNO2 + KMnO4 + H2SO4 → HNO3 + MnSO4
Указать, какими окислительно-восстановительными свойствами обладает HNO2 и ее соли.
30. При каких условиях происходит разложение нитрата аммония с образованием N2O и N2? Написать уравнения реакций.
31. Закись азота N2O является сильным окислителем.
Закончить уравнения реакций горения серы, фосфора и водорода в закиси азота:
1) S + N2O → N2
2) P + N2O →
3) H2 + N2O →
32. Как, исходя из калийной селитры, можно получить HNO2, NO, NO2? Написать уравнения реакций.
33. Окись азота может быть получена при взаимодействии FeCl2, NaNO2 и HCl. Написать уравнение реакции.
34. Что получится, если к раствору, содержащему KNO2 и KI, прибавить H2SO4? Написать уравнение реакции.
35. Как повлияет повышение температуры, концентрации и давления на равновесие следующих обратимых реакций:
1) N2 + O2 ⇄ 2NO − 43,2 ккал
2) NH3 + HCl ⇄ NH4Cl + 42 ккал
3) N2O3 + 10 ккал ⇄ NO + NO2
4) NO2 + NO2 ⇄ N2O4 + 13 ккал
36. Если в колбу с кусочками мышьяковистого ангидрида прилить азотной кислоты и осторожно подогреть, то начинается реакция с образованием азотистого ангидрида и ортомышьяковой кислоты.
Составить уравнение реакции. Объяснить процесс.
37. Закончить уравнения реакций:
1) N2O3 + H2O → HNO2
2) N2O3 + H2O → HNO3 + NO
3) N2O3 + KOH → KNO2 + H2O
4) N2O3 + O2 → N2O4 ⇄ NO2
Объяснить, какими свойствами обладает азотистый ангидрид.
38. Составить уравнение реакции получения двуокиси азота.
39**. Каковы окислительно-восстановительные свойства двуокиси азота. Ответ подтвердить составлением уравнений реакций.
40. Составить уравнение реакции получения [Fe(NO)]SO4.
41. Даны: NO, HNO2, N2O, NO2. Все эти вещества восстанавливаются до N2. С помощью приложения 6 объяснить, что в реакциях окисления — восстановления является наиболее сильным окислителем.
42. Закончить уравнения реакций:*
1) Ca3(PO4)2 + 8C → Ca3P2 + CO
2) Ca3(PO4)2 + Ca3P2 → P + CaO
3) CaO + SiO2 →
Указать условия и сущность реакций.
43. Почему раствор ортофосфата натрия Na3PO4 на воздухе постепенно превращается в Na2HPO4 и Na2CO3?
Ответ подтвердить составлением уравнений соответствующих реакций.
44.** Что окисляется и что восстанавливается в том случае, когда фосфористая кислота при нагревании превращается в ортофосфорную кислоту и фосфористый водород? Составить уравнение реакции.
45. Закончить уравнения реакций:
1) PCl3 + HOH → H3PO3 + HCl
2) PCl3 + NH3 + H2O → (NH4)2HPO3 + NH4Cl
3) H3PO3 + HgCl2 + H2O → Hg2Cl2 + H3PO4 + HCl
46. При нагревании Ag2HPO3 распадается с образованием Ag и H3PO4.
Составить уравнение реакции и объяснить, к какому типу окислительно-восстановительных реакций она относится?
47. Закончить уравнения реакций:
H3PO4 + MgCl2 + NH4Cl + NH4OH → MgNH4PO4 + NH4Cl + H2O + HCl
Na2HPO4 + MgCl2 + NH4OH + NH4Cl → MgNH4PO4 + NaCl
Указать условия, сущность и значение реакций.
48. При сливании растворов H3PO3 и HgCl2 образуется вначале белый осадок каломели Hg2Cl2, а затем он чернеет вследствие восстановления иона [Hg2]2+ до металлической ртути. Написать уравнения обеих стадий реакций.
49. Закончить уравнения реакций получения ортофосфорной кислоты:
1) Ca3(PO4)2 + H2SO4 →
2) $\mathrm{P} + \underset{\text{конц.}}{\mathrm{HNO_3}} \to \mathrm{NO_2}$
3) $\mathrm{P} + \mathrm{H_2O} \xrightarrow{\text{давление}}$
4) P2O5 + H2O →
5) HPO3 + H2O →
6) Na3PO4 + H2SO4 →
Указать, на какой реакции основан технический способ получения H3PO4.
50. Составить уравнения реакций получения Ag3PO4, AgPO3, Ag4P2O7.
51.** В аналитической химии для открытия иона PO43− (ортофосфорной кислоты и ее солей) нередко пользуются получением желтого осадка (NH4)3H4[P(Mo2O7)6].
Закончить уравнение реакции между Na2HPO4 и «молибденовой жидкостью» (раствором молибдата аммония в азотной кислоте):
Na2HPO4 + (NH4)2MoO4 + HNO3 → ↓(NH4)3H4[P(Mo2O7)6] + NH4NO3
52. Кем и когда были открыты месторождения фосфоритов на Кольском полуострове?
53. Закончить уравнения реакций:
1) NaPO3 + CoO →
2) NaPO3 + Cr2O3 → CrPO4 + Na3PO4
3) NaH2PO4 → NaPO3
4) NaNH4HPO4 → NaPO3 + NH3
5) Na2HPO4 → Na4P2O7
54. Составить уравнения реакций получения мета- и пирофосфорной кислот *. Указать условия, при которых идут реакции.
55. Как получаются фосфиды кальция и магния? Написать уравнения реакций. Указать условия реакций и объяснить эти реакции с точки зрения окислительно-восстановительных процессов.
56. Смесь PH3 и P2H4 может быть получена при взаимодействии фосфида кальция с соляной кислотой или водой. Закончить уравнения реакций:
1) Ca3P2 + HCl → PH3
2) Ca3P2 + H2O → Ca(OH)2
3) Ca2P2 + H2O → P2H4
4) Ca2P2 + HCl → CaCl2
Смесь PH3 и P2H4 может быть получена и при взаимодействии концентрированного раствора едкого кали с белым фосфором.
Закончить уравнение реакции:
P + KOH + H2O → PH3 + KH2PO2
При данной реакции в небольшом количестве получается также жидкий P2H4.
Закончить уравнение реакции:
P + KOH + H2O → P2H4 + KH2PO2
57. Какие вещества образуются при взаимодействии едкого кали с иодидом фосфония? Написать уравнение реакции.
58. Написать уравнение реакции получения хлорида фосфония [PH4]Cl.
59. Кислоты H3PO2 и H3PO3 являются сильными восстановителями. Составить уравнения реакций взаимодействия H3PO2 и H3PO3 с раствором AgNO3.
60. Закончить уравнения реакций получения простого суперфосфата, двойного суперфосфата и преципитата:
1) Ca3(PO4)2 + H2SO4 → Ca(H2PO4)2
2) Ca3(PO4)2 + H3PO4 → Ca(H2PO4)2
3) H3PO4 + Ca(OH)2 → CaHPO4·2H2O
Указать условия, сущность и значение каждой реакции.
61. Хлорокись фосфора может быть получена по уравнению:
3PCl5 + P2O5 = 5POCl3
В технике П. П. Будников и Е. А. Шилов (1924) POCl3 предложили получать действием смеси CO и Cl2 на Ca3(PO4)2, а Б. А. Рождественский (1934) — взаимодействием хлора со смесью Ca3(PO4)2 с углем.
Составить уравнения соответствующих реакций.
62. Закончить уравнение реакции, которая лежит в основе метода открытия мышьяка (этот метод широко применяется при различных судебномедицинских и санитарных анализах):
Zn + As2O3 + HCl → AsH3 + ZnCl2 + H2O
(AsH3 → As + H2)
Указать условия и сущность реакции.
63. Аналогично мышьяку «зеркало черного цвета» дает и Sb. Чтобы отличить их одно от другого, действуют гипохлоритом натрия NaOCl, в котором мышьяковое зеркало растворяется, а сурьмяное нет. Закончить уравнение реакции:
As + NaOCl + H2O → H3AsO4 + NaCl
64. Составить уравнения реакций получения As(OH)3 и растворения его в кислотах и щелочах.
65. Закончить уравнения реакций:
1) As2O3 + NaOH → NaAsO2
2) Bi + HNO3 конц → Bi(NO3)3 + NO2
66.** Составить уравнение реакции окисления As2O3 хлорноватистой кислотой.
67. Закончить уравнения реакций, которые используются для открытия иона AsO43−:
1) $\mathrm{Na_2HAsO_4} + \mathrm{AgNO_3} \to \downarrow\underset{\text{шоколадного цвета}}{\mathrm{Ag_3AsO_4}}$
2) $\mathrm{Na_2HAsO_4} + \mathrm{(NH_4)_2MoO_4} + \mathrm{HNO_3} \to \downarrow\underset{\text{желтого цвета}}{\mathrm{(NH_4)_3H_4[As(Mo_2O_7)_6]}}$
3) $\mathrm{Na_2HAsO_4} + \mathrm{MgCl_2} + \mathrm{NH_4OH} + \mathrm{NH_4Cl} \to \downarrow\underset{\text{белого цвета}}{\mathrm{MgNH_4AsO_4}}$
Указать условия реакций и назвать получившиеся вещества.
68. Составить уравнения реакций образования Sb(OH)3 и растворения его в избытке щелочи.
69. Составить уравнение реакции образования Bi(OH)3. Указать, будет ли Bi(OH)3 взаимодействовать с избытком щелочи.
70. Как из раствора Bi(NO3)3 получить висмут в свободном виде? Составить уравнение реакции.
Следует иметь в виду, что основные свойства гидроокисей Sb(OH)3 и Bi(OH)3 выражены значительно сильнее, чем у As(OH)3; поэтому гидролиз их солей (например, SbCl3) протекает не с образованием свободной гидроокиси, а с образованием основной соли согласно уравнениям:
1) SbCl3 + H2O ⇄ Sb(OH)Cl2 + HCl
2) Sb(OH)Cl2 + H2O ⇄ Sb(OH)2Cl + HCl
3) Sb(OH)2Cl → SbOCl + H2O
71. Составить уравнения реакций гидролиза BiCl3 и Bi(NO3)3.
72. Написать структурные формулы сульфидов As2S3, Sb2S3, Bi2S3, As2S5.
Составить уравнения реакций получения этих сульфидов.
73. Закончить уравнения реакций получения тиоарсенита аммония и тиоарсената аммония:
1) As2S3 + (NH4)2S → (NH4)3AsS3
2) As2S5 + (NH4)2S → (NH4)3AsS4
Указать условия и сущность каждой реакции.
74. Составить уравнения реакций получения (NH4)3SbS3 и (NH4)3SbS4.
75. Закончить уравнения реакций:
1) (NH4)3AsS3 + HCl → As2S3 + NH4Cl + H2S
2) As2S5 + KOH → K3AsO4 + K3AsS4
76. Закончить уравнение реакции окисления иодида калия арсенатом натрия (в кислой среде):
KI + Na3AsO4 + HCl → AsCl3 + NaCl
77. Составить уравнение реакции окисления Na3AsO3 иодом в щелочной среде.
78. Закончить уравнения реакций:
1) $\mathrm{As} + \underset{\text{конц.}}{\mathrm{HNO_3}} \to \mathrm{H_3AsO_4} + \mathrm{NO_2}$
2) Ca + As →
3) Ca3As2 + HCl → AsH3
4) Ca3As2 + H2O → Ca(OH)2
5) SbOCl + H2C4H4C6 или H2C4H4O6 (по мнению редакции сайта) → (SbO)HC4H4O6
6) SbCl5 + H2O → Sb(OH)4Cl + HCl
7) Sb(OH)4Cl → SbO2Cl + H2O
Указать, к какому типу относится каждая реакция.
79. Как относятся V, Nb, Ta к воде, кислороду, кислотам и щелочам? Написать возможные уравнения реакций.
80. Закончить уравнения реакций:
1) NaVO3 + (NH4)2S + H2O → NaVS3 + NH4OH
2) $\mathrm{V} + \mathrm{Cl_2} \xrightarrow{\text{нагрев}}$
Указать, к какому типу относится каждая реакция и назвать получившиеся вещества.
81. Написать уравнение реакции восстановления VO3− до V3+ действием KI на NaVO3 в кислой среде:
KI + NaVO3 + H2SO4 → V2(SO4)3
82.** Надванадиевая кислота HVO4 получается, если к подкисленному раствору ванадата натрия прибавить небольшое количество раствора H2O2. Написать уравнение реакции.
83. Закончить уравнение реакции окисления металлического цинка ванадатом натрия в кислой среде:
Zn + NaVO3 + HCl → VCl2 + ZnCl2 + NaCl + H2O
84. Составить уравнение реакции образования поливанадата натрия Na4V6O17, имея NaVO3 и HCl.
85. Составить уравнения реакций получения VCl4, TaCl5, NbCl5 и TaF5.
86. Оксихлорид ванадия VOCl3 получается при действии сухого хлора на пятиокись ванадия при 600—700°. Закончить уравнение реакции:
V2O5 + Cl2 → O2
87. Хлорирование окислов ниобия и тантала проводят при 1000—1100°. При этом хлорирование протекает с выделением кислорода.
Закончить уравнения реакций:
Nb2O5 + Cl2 → NbOCl3
Ta2O5 + Cl2 → TaCl5
88. Закончить уравнения реакций:
1) VCl4 + H2O → VOCl2
2) TaCl4 + H2O → TaCl3 + Ta(OH)5 + HCl
89. Как получить Ta(OH)5 и H2, исходя из Ta(OH)3? Составить уравнение реакции.
* Н. М. Селиванова, И. И. Рузавин. Неорганическая химия. Изд-во «Высшая школа», 1965.
* Г. П. Хомченко. Практикум по общей химии и качественному анализу. Изд-во МГУ, 1961.