Главная Обществознание Силицид магния обработали раствором хлороводородной кислоты. II. Соединения углерода

Силицид магния обработали раствором хлороводородной кислоты. II. Соединения углерода

При нагревании карбонаты (все, кроме карбонатов щелочных металлов и аммония) разлагаются до оксида металла и оксида углерода (IV). CaCO 3 CaO + CO 2

Карбонат аммония при нагревании разлагается на аммиак, воду и углекислый газ:

(NH 4) 2 CO 3 2NH 3 + 2H 2 O + CO 2

Гидрокарбонаты при нагревании переходят в карбонаты: 2NaHCO 3 Na 2 CO 3 + CO 2 + H 2 O

Качественной реакцией на ионы СО 3 2─ и НСО 3 − является их взаимодействие с более сильными кислотами, последние вытесняют угольную кислоту из солей, а та разлагается с выделением СО 2

Na 2 CO 3 + 2HCl = 2NaCl + CO 2 + H 2 O NaHCO 3 + HCl = NaCl + CO 2 + H 2 O

При смешивании растворов будет происходить гидролиз и по аниону слабой кислоты и по катиону слабого основания: 3Na 2 CO 3 + 2FeCl 3 + 3H 2 O = 2Fe(OH) 3 + 6NaCl + 3CO 2

Кремний. При низких температурах кремний химически инертен, при высоких температурах реагирует как с неметаллами, так и с некоторыми металлами. В большинстве случаев кремний является восстановителем, в реакциях с более сильными восстановителями (активными металлами) выступает в роли окислителя.

При нагревании выше 400°С кремний взаимодействует с кислородом: Si + O 2 = SiO 2

При взаимодействии с галогенами (с фтором при комнатной температуре), при нагревании с хлором, бромом, иодом образуются галогениды кремния:

Si + 2Cl 2 = SiCl 4 Si + 2Br 2 = SiBr 4

При температуре выше 600°С взаимодействует с серой: Si + 2S = SiS 2

При температуре около 2000°С кремний соединяется с углеродом с образованием карбида кремния (карборунда): Si + С = SiС

При взаимодействии с активными металлами образуются силициды металлов: Si + 2Mg = Mg 2 Si

Si + 2Са = Са 2 Si Si + 2MgO = Mg 2 Si + 2SiO

Силициды щелочных, щелочноземельных металлов и магния разлагаются водой, щелочами и разбавленными кислотами с образованием силана:

Mg 2 Si + 4H 2 O = 2Mg(OH) 2 + SiH 4 Mg 2 Si + 4HCl = 2MgCl 2 + SiH 4

2Ca 2 Si + 4NaOH + 10H 2 O = 2Na 2 SiO 3 + 4Ca(OH) 2 + SiH 4

В водных растворах щелочей кремний растворяется с образованием солей кремниевой кислоты:

Si + 2NaOH + H 2 O = Na 2 SiO 3 + 2H 2

Кремний не взаимодействует с водными растворами кислот, но аморфный кремний растворяется в плавиковой кислоте: Si + 6HF = H 2 + 2H 2 (Si (тв.) + 4HF (г.) = SiF 4 + 2H 2)

Кремний растворяется в смеси концентрированных азотной и плавиковой кислот:

3Si + 4HNO 3 + 12HF = 3SiF 4 + 4NO + 8H 2 O

Оксид кремния (IV). Как кислотный оксид, SiO 2 при сплавлении взаимодействует с твердыми щелочами, основными оксидами и карбонатами с образованием солей кремниевой кислоты (силикатов):

SiO 2 + 2KOH K 2 SiO 3 + H 2 O (растворы щелочей также действуют на SiO 2)

SiO 2 + CaO CaCO 3 SiO 2 + K 2 CO 3 K 2 SiO 3 + CO 2

Взаимодействует с плавиковой кислотой: SiO 2 + 6HF = H 2 + 2H 2 O

При нагревании смеси SiO 2 с углеродом образуется карбид кремния: SiO 2 + 3С SiС + 2СО

SiO 2 + 2Mg 2MgO + Si 3SiO 2 + Ca 3 (PO 4) 2 + 5C 3CaSiO 3 + 5CO + 2P

Силан – ядовитый бесцветный газ. На воздухе силан горит с образованием SiO 2 и H 2 O, водой и щелочами разлагаются с выделением водорода: SiH 4 + 2O 2 = SiO 2 + 2H 2 O

SiH 4 + 2H 2 O = SiO 2 + 4H 2 SiH 4 + 2NaOH + H 2 O = Na 2 SiO 3 + 4H 2

Тетрахлорид кремния .

SiCl 4 + 3H 2 O = H 2 SiO 3 ↓ + 4HCl SiCl 4 + 2H 2 = Si + 4HCl

1. Газы, которые выделяются при нагревании угля в концентрированной азотной и серной кислотах, смешали друг с другом. Продукты реакции пропустили через известковое молоко

2. Негашеную известь «погасили» водой. В полученный раствор пропустили газ, который выделяется при нагревании гидрокарбоната натрия, при этом наблюдали образование и последующее растворение.

3. Газ, образовавшийся при сгорании кокса, длительное время соприкасался с раскаленным углем. Продукт реакции последовательно пропустили через слой железной руды и негашеную известь.

4. Одно из веществ, образующихся при сплавлении оксида кремния с магнием, растворяется в щелочи. Выделяющийся газ ввели в реакцию с серой, а продукт их взаимодействия обработали хлором.

5. Силицид магния обработали раствором хлороводородной кислоты и выделяющийся газ сожгли. Твердый продукт реакции смешали с кальцинированной содой, смесь нагрели до плавления и выдержали некоторое время. После охлаждения продукт реакции (используется под названием «жидкое стекло») растворили в воде и обработали раствором серной кислотой.

6. Хлорид кремния (IV) нагрели в смеси с водородом. Продукт реакции смешали с магниевым порошком, нагрели и обработали водой, одно из образующихся веществ самовоспламеняется на воздухе

7. Силицид магния обработали раствором соляной кислоты, продукт реакции сожгли, образовавшееся твердое вещество смешали с кальцинированной содой и нагрели до плавления. После охлаждения расплава его обработали водой и к полученному раствору добавили азотную кислоту.

8. Магниевый порошок смешали с кремнием и нагрели. Продукт реакции обработали холодной водой, и выделяющийся газ пропустили через горячую воду. Образовавшийся осадок отделили, смешали с едким натром и нагрели до плавления.

9. Кремний сожгли в атмосфере хлора. Полученный хлорид обработали водой. выделившийся при этом осадок прокалили. Затем сплавили с фосфатом кальция и углем.

10. Вещество, образующееся при сплавлении магния с кремнием обработали водой, в результате образовался и выделился бесцветный газ. Осадок растворили в соляной кислоте, а газ пропустили через раствор перманганата калия, при этом образовались два нерастворимых в воде бинарных вещества.

11. Продукт взаимодействия кремния с хлором легко гидролизуется. При сплавлении твердого продукта гидролиза как с каустической, так и кальцинированной содой образуется жидкое стекло.

12. Углерод сожгли в избытке кислорода, образовавшийся газ пропустили над оксидом меди (II). Полученное вещество сплавили с серой, а продукт этой реакции сожгли в кислороде.

13. Кремний сожгли в кислороде. Продукт реакции сплавили с карбонатом натрия, образовавшееся вещество обработали избытком соляной кислоты при нагревании. Осадок отфильтровали, а к фильтрату добавили раствор нитрата серебра.

14. Кремний растворили в концентрированном растворе гидроксида натрия. Через полученный раствор пропустили углекислый газ. Выпавший осадок отфильтровали, высушили и разделили на две части. Первую растворили в плавиковой кислоте, вторую сплавили с магнием.

1. C + 2H 2 SO 4(конц.) = CO 2 + 2SO 2 + 2H 2 O C + 4HNO 3(конц.) = CO 2 + 4NO 2 + 2H 2 O

SO 2 + NO 2 = SO 3 + NO SO 3 + Ca(OH) 2 = CaSO 4 ↓ + H 2 O + CO 2

Ca(OH) 2 = CaCO 3 ↓ + H 2 O

2. CaO + H 2 O = Ca(OH) 2 2NaHCO 3 Na 2 CO 3 + CO 2 + H 2 O

CO 2 + Ca(OH) 2 = CaCO 3 ↓ + H 2 O CaCO 3 + CO 2 + H 2 O = Ca(HCO 3) 2

3. С + O 2 = CO 2 CO 2 + C = 2CO

Fe 2 O 3 + 3CO = 2Fe + 3CO 2 или Fe 3 O 4 + 4CO = 3Fe + 4CO 2

СаО + СО 2 = СаСО 3

4. 2С + O 2 = 2CO CO + CuO = Cu + CO 2

Cu + S = CuS 2CuS + 3O 2 = 2CuO + 2SO 2

5. SiO 2 + 2Mg = 2MgO + Si Si + 2NaOH + 2H 2 O = Na 2 SiO 3 + 2H 2

H 2 + S = H 2 S H 2 S + Cl 2 = 2HCl + S↓

6. Mg 2 Si + 4HCl = 2MgCl 2 + 2SiH 4 SiH 4 + 2O 2 = SiO 2 + 2H 2 O

SiO 2 + Na 2 CO 3 = Na 2 SiO 3 + CO 2 Na 2 SiO 3 + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + H 2 SiO 3 ↓

7. SiCl 4 + 2H 2 = Si + 4HCl Si + 2Mg = Mg 2 Si

Mg 2 Si + 4H 2 O = 2Mg(OH) 2 ↓ + SiH 4 SiH 4 + 2O 2 = SiO 2 ↓ + 2H 2 O

8. Mg 2 Si + 4HCl = 2MgCl 2 + 2SiH 4 SiH 4 + 2O 2 = SiO 2 + 2H 2 O

SiO 2 + Na 2 CO 3 = Na 2 SiO 3 + CO 2 Na 2 SiO 3 + 2HNO 3 = 2NaNO 3 + H 2 SiO 3 ↓

9. Si + 2Mg = Mg 2 Si Mg 2 Si + 4H 2 O (холл.) = 2Mg(OH) 2 ↓ + SiH 4

SiH 4 + 2H 2 O (гор.) = SiO 2 + 4H 2 SiO 2 + 2NaOH = Na 2 SiO 3 + H 2 O

10. Si + 2Cl 2 = SiCl 4 SiCl 4 + 3H 2 O = H 2 SiO 3 ↓ + 4HCl

H 2 SiO 3 SiO 2 + H 2 O 3SiO 2 + Ca 3 (PO 4) 2 + 5C 3CaSiO 3 + 5CO + 2P

11. Si + 2Mg = Mg 2 Si Mg 2 Si + 4H 2 O (холл.) = 2Mg(OH) 2 ↓ + SiH 4

Mg(OH) 2 + 2HCl = MgCl 2 + 2H 2 O SiH 4 + 8KMnO 4 = 8MnO 2 ↓ + 3SiO 2 ↓ + 8KOH + 2H 2 O

12. Si + 2Cl 2 = SiCl 4 SiCl 4 + 2H 2 O = SiO 2 ↓ + 4HCl

SiO 2 + 2NaOH = Na 2 SiO 3 + H 2 O SiO 2 + Na 2 CO 3 = Na 2 SiO 3 + CO 2

13. Si + O 2 = SiO 2 SiO 2 + Na 2 CO 3 = Na 2 SiO 3 + CO 2

Na 2 SiO 3 + 2HCl = 2NaCl + SiO 2 ↓ + H 2 O NaCl + AgNO 3 = AgCl↓ + NaNO 3

14. Si + 2NaOH + 2H 2 O = Na 2 SiO 3 + 2H 2 Na 2 SiO 3 + CO 2 = Na 2 CO 3 + SiO 2 ↓

SiO 2 + 4HF = SiF 4 + 2H 2 O SiO 2 + 2Mg = Si + 2MgO

Азот. Соединения азота.

Азот в лаборатории получают разложением нитрита аммония:

NH 4 NO 2 N 2 + 2H 2 O NaNO 2 + NH 4 Cl N 2 + NaCl + 2H 2 O

В обычных условиях азот не реагирует ни с металлами (за исключением лития – с ним N 2 взаимодействует при комнатной температуре), ни с неметаллами. При нагревании химическая активность азота повышается.

При взаимодействии с металлами образуются нитриды металлов:

N 2 + 6 Li = 2Li 3 N N 2 + 6 Na 2Na 3 N

N 2 + 3Mg Mg 3 N 2 N 2 + 2Al (порошок) 2AlN

Нитриды щелочных и щелочноземельных металлов легко разлагаются водой и растворами кислот:

Li 3 N + 3H 2 O = 3LiOH + NH 3 Ca 3 N 2 + 6HCl = 3CaCl 2 + 2NH 3

C неметаллами азот взаимодействует только в специальных условиях – при высокой температуре, давлении, в присутствии катализатора или при пропускании сильного электрического разряда:

N 2 + 3H 2 2NH 3 N 2 + O 2 2NO N 2 + 3LiH Li 3 N + NH 3

Аммиак. Наиболее энергично аммиак реагирует с хлором и бромом, оксидами некоторых металлов, а также (при поджигании смеси или в присутствии катализатора) с кислородом:

2NH 3 + 3Cl 2 = N 2 + 6HCl 2NH 3 + 3CuO = 3Cu + N 2 + 3H 2 O

4NH 3 + 3O 2 = 2N 2 + 6H 2 O 4NH 3 + 5O 2 4NO + 6H 2 O

Пероксид водорода также окисляет аммиак до азота: 2NH 3 + 3H 2 O 2 = N 2 + 6H 2 O

За счет атомов водорода в степени окисления +1 аммиак может выступать в роли окислителя, например в реакциях с щелочными, щелочноземельными металлами, магнием и алюминием:

2NH 3 + 2Na = 2NaNH 2 + H 2 (Na 2 NH, Na 3 N) 2NH 3 + 2Al = 2AlN + 3H 2

Растворение аммиака в воде сопровождается химическим взаимодействием с ней:

NH 3 + H 2 O ↔ NH 3 ∙ H 2 O ↔ NH 4 + + OH −

При взаимодействии с кислотами образуются соли аммония:

NH 3 + HCl = NH 4 Cl NH 3 + H 2 SO 4 = NH 4 HSO 4 2NH 3 + H 2 SO 4 = (NH 4) 2 SO 4

При взаимодействии аммиака с углекислым газом образуется карбамид (мочевина):

2NH 3 + CO 2 = (NH 2) 2 CO + H 2 O

Аммиак вступает в реакции комплексообразования:

6NH 3 + CuCl 2 = Cl 2 4NH 3 + Cu(OH) 2 = (OH) 2

Соли аммония. Все соли аммония проявляют общие свойства солей (взаимодействуют с растворами кислот, щелочей и других солей), а также подвергаются гидролизу и разлагаются при нагревании:

NH 4 Cl + KOH = KCl + NH 3 + H 2 O (качественная реакция на NH 4 +)

(NH 4) 2 SO 4 + Ba(NO 3) 2 = 2NH 4 NO 3 + BaSO 4 ↓ NH 4 HS + 3HNO 3 = S + 2NO 2 + NH 4 NO 3 + 2H 2 O

Если соль не содержит аниона-окислителя, то разложение проходит без изменения степени окисления атома азота: NH 4 Cl NH 3 + HCl NH 4 HCO 3 NH 3 + CO 2 + H 2 O

(NH 4) 2 SO 4 NH 4 HSO 4 + NH 3 NH 4 HS NH 3 + H 2 S

Если соль содержит анион-окислитель, то разложение сопровождается изменением степени окисления атома азота иона аммония: NH 4 NO 2 N 2 + 2H 2 O NH 4 NO 3 = N 2 O + 2H 2 O (190 – 245° C)

2NH 4 NO 3 = 2NO + 4H 2 O (250 – 300° C) 2NH 4 NO 3 = 2N 2 + O 2 + 4H 2 O (выше 300° С)

(NH 4) 2 Cr 2 O 7 Cr 2 O 3 + N 2 + 4H 2 O

Оксиды азота. В нормальных условиях N 2 O химически инертен, при нагревании проявляет свойства окислителя:

N 2 O + H 2 = N 2 + H 2 O N 2 O + Mg = N 2 + MgO

N 2 O + 2Cu = N 2 + Cu 2 O 3N 2 O + 2NH 3 = 4N 2 + 3H 2 O

N 2 O + H 2 O + SO 2 = N 2 + H 2 SO 4

При взаимодействии с сильными окислителями N 2 O может проявлять свойства восстановителя:

5N 2 O + 3H 2 SO 4 + 2KMnO 4 = 10NO + 2MnSO 4 + K 2 SO 4 + 3H 2 O

NO ядовит! В лаборатории получают взаимодействием 30%-ной азотной кислоты с некоторыми металлами: 3Cu + 8HNO 3 = 3Cu(NO 3) 2 + 2NO + 4H 2 O

Также NO можно получить по реакциям: FeCl 2 + NaNO 3 + 2HCl = FeCl 3 + NaCl + NO + H 2 O

2HNO 3 + 2HI = 2NO + I 2 + 2H 2 O

На воздухе NO практически мгновенно окисляется до NO 2: 2NO + O 2 = 2NO 2

По отношению к галогенам NO также проявляет свойства восстановителя:

2NO + Cl 2 = 2NOCl NO + O 3 = NO 2 + O 2

В присутствии более сильных восстановителей проявляет свойства окислителя:

2NO + 2H 2 = N 2 + 2H 2 O 2NO + 2SO 2 = 2SO 3 + N 2

N 2 O 3 Кислотный оксид. Ангидрид азотистой кислоты. При взаимодействии с водой дает азотистую кислоту: N 2 O 3 + H 2 O ↔ 2HNO 2

При взаимодействии с растворами щелочей образуются нитриты: N 2 O 3 + 2NaOH = 2NaNO 2 + H 2 O

NO 2 Очень ядовит! Для NO 2 характерна высокая химическая активность: он взаимодействует с неметаллами (фосфор, уголь, сера горят в оксиде азота (IV), оксид серы (IV) окисляется до оксида серы VI)). В этих реакциях NO 2 – окислитель: 2NO 2 + 2S = N 2 + 2SO 2 2NO 2 + 2C = N 2 + 2CO 2

10NO 2 + 8P = 5N 2 + 4P 2 O 5 NO 2 + SO 2 = SO 3 + NO

Растворение NO 2 в воде приводит к образованию азотной и азотистой кислот:

2NO 2 + H 2 O = HNO 3 + HNO 2

Поскольку азотистая кислота неустойчива, то при растворении NO 2 в теплой воде образуются HNO 3 и NO:

3NO 2 + H 2 O = 2HNO 3 + NO При нагревании: 4NO 2 + 2H 2 O = 4HNO 3 + O 2

Если растворение NO 2 в воде проводить в избытке кислорода, то образуется только азотная кислота:

4NO 2 + 2H 2 O + O 2 = 4HNO 3

При растворении в щелочах – нитраты и нитриты:

2NO 2 + 2NaOH = NaNO 3 + NaNO 2 + H 2 O 4NO 2 + 2Ca(OH) 2 = Ca(NO 2) 2 + Ca(NO 3) 2 + 2H 2 O

В присутствии кислорода – нитраты: 4NO 2 + 4NaOH + O 2 = 4NaNO 3 + 2H 2 O

N 2 O 5 Кислотный оксид. Ангидрид азотной кислоты. Растворяется в воде с образованием азотной кислоты:

N 2 O 5 + H 2 O = 2HNO 3, в щелочах – с образованием нитратов: N 2 O 5 + 2NaOH = 2NaNO 3 + H 2 O

HNO 2 Азотистая кислота существует только в разбавленных растворах, при нагревании которых она разлагается: 3HNO 2 ↔ HNO 3 + 2NO + H 2 O

Поскольку степень окисления азота в HNO 2 равна +3, то азотистая кислота проявляет как окислительные свойства, так и восстановительные:

2HNO 2 + 2HI = 2NO + I 2 + 2H 2 O 5HNO 3 + 2HMnO 4 = 2Mn(NO 3) 2 + HNO 3 + 3H 2 O

HNO 2 + Cl 2 + H 2 O = HNO 3 + 2HCl 2HNO 2 + O 2 = 2HNO 3

HNO 2 + H 2 O 2 = HNO 3 + H 2 O 2HNO 2 + 3H 2 SO 4 + 6FeSO 4 = 3Fe 2 (SO 4) 3 + N 2 + 4H 2 O

HNO 3 Азотная кислота при кипении (t кип. = 85°C) и при длительном стоянии она частично разлагается:

4HNO 3 4NO 2 + O 2 + 2H 2 O

Азотная кислота проявляет очень высокую химическую активность. Степень окисления азота в HNO 3 равна +5, поэтому азотная кислота является окислителем, причем очень сильным. В зависимости от условий (природы восстановителя, концентрации HNO 3 и температуры) степень окисления атома азота в продуктах реакции может меняться от +4 до −3: NO 2 , NO, N 2 O, N 2 , NН 4 +

Чем выше концентрация азотной кислоты, тем меньше электронов склонен принять анион NO 3 − .

Взаимодействие с металлами. С алюминием, хромом и железом на холоду концентрированная HNO 3 не реагирует – кислота «пассивирует» металлы, т.к. на их поверхности образуется пленка оксидов, непроницаемая для концентрированной азотной кислоты. При нагревании реакция идет:

Fe + 6HNO 3(конц.) Fe(NO 3) 3 + 3NO 2 + 3H 2 O Al + 6HNO 3(конц.) Al(NO 3) 3 + 3NO 2 + 3H 2 O

Золото и платина растворяются в «царской водке» – смеси концентрированных азотной и соляной кислот в соотношении 1: 3 (по объему) HNO 3 + 3HCl + Au = AuCl 3 + NO + 2H 2 O

4HNO 3(конц.) + Cu = Cu(NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O 8HNO 3(разб.) +3Cu=3Cu(NO 3) 2 +2NO+ H 2 O

4HNO 3 (60%) + Zn = Zn(NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O 8HNO 3 (30%)+3Zn=3Zn(NO 3) 2 +2NO+4H 2 O 10HNO 3 (20%) + 4Zn = 4Zn(NO 3) 2 + 2N 2 O + 5H 2 O 10HNO 3 (3%) + 4Zn = 4Zn(NO 3) 2 + NH 4 NO 3 + 3H 2 O

При взаимодействии с неметаллами HNO 3 обычно восстанавливается до NO или NO 2 , неметаллы окисляются до соответствующих кислот: 6HNO 3 + S = H 2 SO 4 + 6NO 2 + 2H 2 O 5HNO 3 + P = H 3 PO 4 + 5NO 2 + H 2 O 5HNO 3 + 3P + 2H 2 O = 3H 3 PO 4 + 5NO 4HNO 3 + C = CO 2 + 4NO 2 + 2H 2 O 10HNO 3 + I 2 = 2HIO 3 + 10NO 2 + 4H 2 O

Свойства окислителя НNO 3 может проявлять и в реакциях со сложными веществами:

6HNO 3 + HI = HIO 3 + 6NO 2 + 3H 2 O 2HNO 3 + SO 2 = H 2 SO 4 + 2NO 2

2HNO 3 + H 2 S = S + 2NO 2 + 2H 2 O 8HNO 3 + CuS = CuSO 4 + 8NO 2 + 4H 2 O

4HNO 3 + FeS = Fe(NO 3) 3 + NO + S + 2H 2 O

Соли азотистой кислоты нитриты устойчивее самой кислоты, и все они ядовиты. Поскольку степень окисления азота в нитритах равна +3, то они проявляют как окислительные свойства, так и восстановительные:

2KNO 2 + O 2 = 2KNO 3 KNO 2 + H 2 O 2 = KNO 3 + H 2 O

KNO 2 + H 2 O + Br 2 = KNO 3 + 2HBr 5KNO 2 + 3H 2 SO 4 + 2KMnO 4 = 5KNO 3 + 2MnSO 4 + K 2 SO 4 + 3H 2 O

3KNO 2 + 4H 2 SO 4 + K 2 Cr 2 O 7 = 3KNO 3 + Cr 2 (SO 4) 3 + K 2 SO 4 + 4H 2 O

2KNO 2 + 2H 2 SO 4 + 2KI = 2NO + I 2 + 2K 2 SO 4 + 2H 2 O 3KNO 2 + Cr 2 O 3 + KNO 3 = 2K 2 CrO 4 + 4NO

Соли азотной кислоты – нитраты термически неустойчивы, причем все они разлагаются на кислород и соединение, характер которого зависит от положения металла (входящего в состав соли) в ряду напряжений металлов:

1) Соли щелочных и щелочноземельных металлов (до Mg) разлагаются до нитрита и кислорода:

2NaNO 3 2NaNO 2 + O 2

2) Соли тяжелых металлов (от Mg до Cu) – до оксида металла, оксида азота (IV) и кислорода:

2Cu(NO 3) 2 2CuO + 4NO 2 + O

3) Соли малоактивных металлов (правее Cu) – до металла, оксида азота (IV) и кислорода

2AgNO 3 2Ag + 2NO 2 + O 2

Смесь 75% KNO 3 , 15% C и 10% S называют «черным порохом» 2KNO 3 + 3C + S = N 2 + 3CO 2 + K 2 S + Q

1. Две соли содержат одинаковый катион. Термический распад первой из них напоминает извержение вулкана, при этом выделяется малоактивный бесцветный газ, входящий в состав атмосферы. При взаимодействии второй соли с раствором нитрата серебра образуется белый творожистый осадок, а при нагревании её с раствором щелочи выделяется бесцветный ядовитый газ с резким запахом; этот газ может быть получен также при взаимодействии нитрида магния с водой.

2. Над поверхностью налитого в колбу раствора едкого натра пропускали электрические разряды, при этом воздух в колбе окрасился в бурый цвет, который исчезал через некоторое время. Полученный раствор осторожно выпарили и установили, что твёрдый остаток представляет собой смесь двух солей. При нагревании этой смеси выделяется газ и остается единственное вещество.

3. В результате термического разложения дихромата аммония получили газ, который пропустили над нагретым магнием. Образовавшееся вещество поместили в воду. Образовавшийся при этом газ пропустили через свежеосажденный гидроксид меди (II).

4. Газ, выделившийся на аноде при электролизе нитрата ртути (II), был использован для каталитического окисления аммиака. Получившийся в результате реакции бесцветный газ мгновенно вступил в реакцию с кислородом воздуха. Образовавшийся бурый газ пропустили через баритовую воду.

5. Йод поместили в пробирку с концентрированной горячей азотной кислотой. Выделившийся газ пропустили через воду в присутствии кислорода. В полученный раствор добавили гидроксид меди (II). Образовавшийся раствор выпарили и сухой твердый остаток прокалили.

6. Продукт взаимодействия лития с азотом обработали водой. Полученный газ пропустили через раствор серной кислоты до прекращения химических реакций. Полученный раствор обработали хлоридом бария. Раствор профильтровали, а фильтрат смешали с раствором нитрита натрия и нагрели.

7. Навеску алюминия растворили в разбавленной азотной кислоте, при этом выделилось простое вещество. К полученному раствору добавили карбонат натрия до полного прекращения выделения газа. Выпавший осадок отфильтровали и прокалили, фильтрат упарили, полученный твердый остаток сплавили с хлоридом аммония. Выделившийся газ смешали с аммиаком и нагрели полученную смесь.

8. Две соли содержат одинаковый катион. Термический распад первой из них напоминает извержение вулкана, при этом выделяется малоактивный бесцветный газ, входящий в состав атмосферы. При взаимодействии второй соли с раствором нитрата серебра образуется белый творожистый осадок, а при нагревании ее с раствором щелочи выделяется бесцветный ядовитый газ с резким запахом; этот газ может быть получен также при взаимодействии нитрида магния с водой.

9. Над поверхностью налитого в колбу раствора едкого натра пропускали электрические разряды, при этом воздух в колбе окрашивался в бурый цвет, который исчезал через некоторое время. Полученный раствор осторожно выпарили и установили, что твердый остаток представляет собой смесь двух солей. При нагревании этой смеси выделяется газ и остается единственное вещество.

10. Смесь двух бесцветных, не имеющих цвета и запаха, газов А и Б пропустили при нагревании над катализатором, содержащим железо, и образующимся при этом газом В нейтрализовали раствором бромоводородной кислоты. Раствор выпарили и остаток нагрели с едким кали, в результате выделился бесцветный газ В с резким запахом. При сжигании газа В на воздухе образуется вода и газ А.

11. Азотную кислоту нейтрализовали пищевой содой, нейтральный раствор осторожно выпарили и остаток прокалили. Образовавшееся вещество внесли в подкисленный серной кислотой раствор перманганатом калия, при этом раствор обесцветился. Азотсодержащий продукт реакции поместили в раствор едкого натра и добавили цинковую пыль, при этом выделился газ с резким характерным запахом.

12. Азотоводородную смесь нагрели до температуры 500º С и под высоким давлением пропустили над железным катализатором. Продукты реакции пропустили через раствор азотной кислоты до его нейтрализации. Образовавшийся раствор осторожно выпарили, твердый остаток прокалили и выделившийся при этом газ пропустили над медью при нагревании, в результате образовалось вещество черного цвета.

13. Продукт взаимодействия азота и лития обработали водой. Выделившийся в результате реакции газ смешали с избытком кислорода и при нагревании пропустили над платиновым катализатором; образовавшееся газовая смесь имела бурый цвет.

14. Газовую смесь аммиака и большого избытка воздуха пропустили при нагревании над платиной и продукты реакции через некоторое время поглотили раствором едкого натра. После выпаривания раствора был получен единственный продукт.

15. Через избыток раствора едкого кали пропустили бурый газ в присутствии большого избытка воздуха. В образовавшийся раствор добавили магниевую стружку и нагрели; выделившимся газом нейтрализовали азотную кислоту. Полученный раствор осторожно выпарили, твердый продукт реакции прокалили.

16. Оксид меди (I) обработали концентрированной азотной кислотой, раствор осторожно выпарили и твердый остаток прокалили. Газообразные продукты реакции пропустили через большое количество воды и в образовавшийся раствор добавили магниевую стружку, в результате выделился газ, используемый в медицине.

17. Нитрид магния обработали избытком воды. При пропускании выделившегося газа через бромную воду или через нейтральный раствор перманганата калия, так и при его сжигании образуется один и тот же газообразный продукт.

18. Один из продуктов взаимодействия аммиака с бромом – газ, входящий в состав атмосферы, смешали с водородом и нагрели в присутствии платины. Образовавшуюся смесь газов пропустили через раствор соляной кислоты и к полученному раствору добавили при небольшом нагревании нитрит калия.

19. Магний нагрели в сосуде, наполненном газообразным аммиаком. Образовавшееся вещество растворили в концентрированном растворе бромоводородной кислоты, раствор выпарили и остаток нагревали до появления запаха, после чего добавили раствор щелочи.

20. Смесь азота и водорода последовательно пропустили над нагретой платиной и через раствор серной кислоты. В раствор добавили хлорид бария и после отделения выпавшего осадка – известковое молоко и нагрели.

21. Аммиак смешали с большим избытком воздуха, нагрели в присутствии платины и через некоторое время поглотили водой. Медная стружка, добавленная в полученный раствор растворяется с выделением бурого газа.

22. При нагревании вещества оранжевого цвета оно разлагается; среди продуктов разложения – бесцветный газ и твердое вещество зеленого цвета. Выделившийся газ реагирует с литием даже при небольшом нагревании. Продукт последней реакции взаимодействует с водой, при этом выделился газ с резким запахом, который может восстанавливать металлы, например медь из их оксидов.

23. Металлический кальций прокалили в атмосфере азота. Продукт реакции обработали водой, выделившийся при этом газ пропустили в раствор нитрата хрома (III). Выпавший в ходе процесса серо-зеленый осадок обработали щелочным раствором пероксида водорода.

24. Смесь порошков нитрита калия и хлорида аммония растворили в воде и раствор осторожно нагрели. Выделившийся газ прореагировал с магнием. Продукт реакции внесли в избыток раствора соляной кислоты, при этом выделение газа не наблюдалось. полученную магниевую соль в растворе обработали карбонатом натрия.

25. Медь растворили в концентрированной азотной кислоте. К полученному раствору добавили избыток раствора аммиака, наблюдали сначала образование осадка, а затем – его полное растворение. Полученный раствор обработали избытком соляной кислоты.

26. Магний растворили в разбавленной азотной кислоте, причем выделение газа не наблюдалось. Получившийся раствор обработали избытком раствора гидроксида калия при нагревании. Выделившийся при этом газ сожгли в кислороде.

27. Нитрит калия нагрели с порошкообразным свинцом до прекращения реакции. Смесь продуктов обработали водой, а затем полученный раствор профильтровали. Фильтрат подкислили серной кислотой и обработали иодидом калия. Выделившееся простое вещество нагрели с концентрированной азотной кислотой. В атмосфере образовавшегося при этом бурого газа сожгли красный фосфор.

28. Газ, образовавшийся при взаимодействии азота и водорода, разделили на две части. Первую пропустили над раскаленным оксидом меди (II), вторую сожгли в кислороде в присутствии катализатора. Образовавшийся газ в избытке кислорода превратили в газ бурого цвета.

29. Разбавленная азотная кислота прореагировала с магнием с выделением бесцветного газа. В его атмосфере сожгли графит с образованием простого и сложного вещества. простое вещество при нагревании вступило в реакцию с кальцием, а сложное прореагировало с избытком раствора гидроксида натрия.

30. Аммиак поглотили азотной кислотой, полученную соль нагрели до образования только двух оксидов. Один из них прореагировал с натрием, а второй при высокой температуре прореагировал с медью.

31. Оксид азота (II) доокислили кислородом. Продукт реакции поглотили раствором гидроксида калия, через полученный раствор пропускали кислород до тех пор, пока в нем не образовалась только одна соль.

32. Кальций сожгли в атмосфере азота. Полученное вещество разложили кипящей водой. Выделившийся газ сожгли в кислороде в присутствии катализатора, а к суспензии прибавили раствор соляной кислоты.

33. Азот при нагревании на катализаторе прореагировал с водородом. Полученный газ поглотили раствором азотной кислоты, выпарили досуха и полученное кристаллическое вещество разделили на две части. Первую разложили при температуре 190 – 240°С, при этом образовался только один газ и водяные пары. Вторую часть нагрели с концентрированным раствором едкого натра.

1)(NH 4) 2 Cr 2 O 7 N 2 + Cr 2 O 3 + 4H 2 O NH 4 Cl + AgNO 3 = AgCl↓ + NH 4 NO 3

NH 4 Cl + NaOH = NaCl + NH 3 + H 2 O Mg 3 N 2 + 6H 2 O = 3Mg(OH) 2 ↓ + 2NH 3

2)N 2 + O 2 2NO 2NO + O 2 = 2NO 2

NO 2 + 2NaOH = NaNO 3 + NaNO 2 + H 2 O 2NaNO 3 2NaNO 2 + O 2

3) (NH 4) 2 Cr 2 O 7 N 2 + Cr 2 O 3 + 4H 2 O 3Mg + N 2 = Mg 3 N 2

Mg 3 N 2 + 6H 2 O = 3Mg(OH) 2 ↓ + 2NH 3 4NH 3 + Cu(OH) 2 = (OH) 2

4) 2Hg(NO 3) 2 + 2H 2 O 2Hg + O 2 + 4HNO 3 4NH 3 + 5O 2 4NO + 6H 2 O 2NO + O 2 = 2NO 2 4NO 2 + 2Ba(OH) 2 = Ba(NO 3) 2 + Ba(NO 2) 2 + 2H 2 O

5) I 2 + 10HNO 3 = 2HIO 3 + 10NO 2 + 4H 2 O 4NO 2 + O 2 + 2H 2 O = 4HNO 3

2HNO 3 + Cu(OH) 2 = Cu(NO 3) 2 + 2H 2 O 2Cu(NO 3) 2 2CuO + O 2 + 4NO 2

6) 6Li + N 2 = 2Li 3 N Li 3 N + 3H 2 O = 3LiOH + NH 3

2NH 3 + H 2 SO 4 = (NH 4) 2 SO 4 (NH 4) 2 SO 4 + BaCl 2 = BaSO 4 + 2NH 4 Cl

NH 4 Cl + NaNO 2 N 2 + NaCl + 2H 2 O

7) 10Al + 36HNO 3 = 10Al(NO 3) 3 + 3N 2 + 18H 2 O 2Al(NO 3) 3 + 3Na 2 CO 3 + 3H 2 O = 2Al(OH) 3 ↓+ 3CO 2 + 6NaNO 3

2Al(OH) 3 Al 2 O 3 + 3H 2 O NaNO 3 + NH 4 Cl N 2 O + NaCl + 2H 2 O 3N 2 O + 2NH 3 = 4N 2 + 3H 2 O

8) (NH 4) 2 Cr 2 O 7 N 2 + Cr 2 O 3 + 4H 2 O NH 4 Cl + AgNO 3 = AgCl↓ + NH 4 NO 3

NH 4 Cl + NaOH = NaCl + NH 3 + H 2 O Mg 3 N 2 + 6H 2 O = 2NH 3 + 3Mg(OH) 2 ↓

9) N 2 + O 2 2NO 2NO + O 2 = 2NO 2

2NO 2 + 2NaOH = NaNO 3 + NaNO 2 + H 2 O 2NaNO 3 2NaNO 2 + O 2

10) N 2 + 3H 2 = 2NH 3 NH 3 + HBr = NH 4 Br

NH 4 Br + KOH = KBr + H 2 O + NH 3 4NH 3 + 3O 2 = 2N 2 + 6H 2 O

11) HNO 3 + NaHCO 3 = NaNO 3 + H 2 O + CO 2 2NaNO 3 2NaNO 2 + O 2

5NaNO 2 + 2KMnO 4 + 3H 2 SO 4 = 5NaNO 3 + K 2 SO 4 + 2MnSO 4 + 3H 2 O

NaNO 3 + 4Zn + 7NaOH + 6H 2 O = NH 3 + 4Na 2

12) N 2 + 3H 2 ↔ 2NH 3 NH 3 + HNO 3 = NH 4 NO 3

NH 4 NO 3 N 2 O + 2H 2 O N 2 O + Cu = CuO + N 2

13) N 2 + 6Li = 2Li 3 N Li 3 N + 3H 2 O = 3LiOH + NH 3

4NH 3 + 5O 2 4NO + 6H 2 O 2NO + O 2 = 2NO 2

14) 4NH 3 + 5O 2 4NO + 6H 2 O 2NO + O 2 = 2NO 2

2NO 2 + 2NaOH = NaNO 3 + NaNO 2 + H 2 O 2NaNO 2 + O 2 = 2NaNO 3

15) 2NO 2 + O 2 + 2KOH = 2KNO 3 + H 2 O KNO 3 + 4Mg + 6H 2 O = NH 3 + 4Mg(OH) 2 ↓+ KOH

NH 3 + HNO 3 = NH 4 NO 3 NH 4 NO 3 N 2 O + 2H 2 O

16) Cu 2 O + 6HNO 3 = 2Cu(NO 3) 2 + 2NO 2 + 3H 2 O 2Cu(NO 3) 2 2CuO + 4NO 2 + O 2

4NO 2 + O 2 + 2H 2 O = 4HNO 3 4Mg + 10HNO 3(разб.) = 4Mg(NO 3) 2 + N 2 O+ 5H 2 O

или 4Mg + 10HNO 3(оч. разб.) = 4Mg(NO 3) 2 + NH 4 NO 3 + 3H 2 O

17) Mg 3 N 2 + 6H 2 O = 3Mg(OH) 2 ↓ + 2NH 3 2NH 3 + 3Br 2 = N 2 + 6HBr или

2KMnO 4 + 2NH 3 = 2MnO 2 + N 2 + 3KOH + 3H 2 O 4NH 3 + 3O 2 = 2N 2 + 6H 2 O

18) 2NH 3 + 3Br 2 = N 2 + 6HBr или 8NH 3 + 3Br 2 = N 2 + 6NH 4 Br

N 2 + 3H 2 ↔ 2NH 3 NH 3 + HCl = NH 4 Cl

19) 2NH 3 + 3Mg = Mg 3 N 2 + 3H 2 Mg 3 N 2 + 8HBr = 3MgBr 2 + 2NH 4 Br

NH 4 Br NH 3 + HBr MgBr 2 + 2NaOH = Mg(OH) 2 ↓ + 2NaBr

20) N 2 + 3H 2 = 2NH 3 2NH 3 + H 2 SO 4 = (NH 4) 2 SO 4

(NH 4) 2 SO 4 + BaCl 2 = 2NH 4 Cl + BaSO 4 ↓ 2NH 4 Cl + Ca(OH) 2 = CaCl 2 + 2NH 3 + 3H 2 O

21) 4NH 3 + 5O 2 4NO + 6H 2 O 2NO + O 2 = 2NO 2

4NO 2 + O 2 + 2H 2 O = 4HNO 3 Cu + 4HNO 3(конц

1) Оксиды.

Оксид углерода (II).

Оксид углерода (II) несолеобразующий оксид. Очень ядовит!

В лаборатории получают действием концентрированной серной кислоты на муравьиную кислоту:

НСООН CO + H 2 O

Химическая активность угарного газа крайне мала. При обычных условиях он не реагирует ни с водой, ни с кислотами, ни со щелочами. При высоких температурах вступает в окислительно-восстановительные реакции в роли восстановителя.

СО горит синим пламенем:

2СO + O 2 = 2CO 2

Восстанавливает металлы из их оксидов:

3CO + Fe 2 O 3 = 2Fe + 3CO 2

СО + CuO = Cu + CO 2

СО + NiO = Ni + CO 2

Взаимодействует с парами воды:

CO + H 2 O ↔ CO 2 + H 2

В присутствии катализатора или при облучении СО окисляется хлором, образуя ядовитый газ фосген:

CO + Cl 2 = COCl 2

СО окисляется пероксидом натрия:

CO + Na 2 O 2 = Na 2 CO 3

При нагревании с водородом при повышенном давлении образуется метиловый спирт:

CO + 2H 2 ↔ CH 3 OH

При пропускании СО в расплав щелочи при высоком давлении образуется соль (формиат натрия) в результате протекания окислительно-восстановительной реакции:

CO + NaOH = HCOONa

Оксид углерода (IV).

Как кислотный оксид взаимодействует с водой (реакция обратима), основными оксидами и растворами щелочей:

CO 2 + H 2 O ↔ H 2 CO 3

CO 2 + CaO = CaCO 3

CO 2 + 2NaOH (избыток) = Na 2 CO 3 + H 2 O

CO 2(избыток) + NaOH = NaHCO 3

При пропускании СО 2 через раствор карбоната образуется гидрокарбонат:

Na 2 CO 3 + CO 2 + H 2 O = 2NaHCO 3

В реакциях СО 2 способен выступать только в роли окислителя. При высоких температурах он взаимодействует с углем и с активными металлами:

CO 2 + 2Mg = 2MgO + C

2CO 2 + 2Na 2 O 2 = 2Na 2 CO 3 + O 2

Na 2 SiO 3 + 2CO 2 + 2H 2 O = 2NaHCO 3 + H 2 SiO 3 ↓

2) Соли (карбонаты, гидрокарбонаты).

При нагревании карбонаты (все, кроме карбонатов щелочных металлов и аммония) разлагаются до оксида металла и оксида углерода (IV).

CaCO 3 CaO + CO 2

Карбонат аммония при нагревании разлагается на аммиак, воду и углекислый газ:

(NH 4) 2 CO 3 2NH 3 + 2H 2 O + CO 2

Гидрокарбонаты при нагревании переходят в карбонаты:

Na 2 CO 3 + 2HCl = 2NaCl + CO 2 + H 2 O

NaHCO 3 + HCl = NaCl + CO 2 + H 2 O

При смешивании растворов будет происходить гидролиз и по аниону слабой кислоты и по катиону слабого основания:

3Na 2 CO 3 + 2FeCl 3 + 3H 2 O = 2Fe(OH) 3 + 6NaCl + 3CO 2

Кремний. Соединения кремния.

I. Кремний.

При низких температурах кремний химически инертен, при высоких температурах реагирует как с неметаллами, так и с некоторыми металлами. В большинстве случаев кремний является восстановителем, в реакциях с более сильными восстановителями (активными металлами) выступает в роли окислителя.

При нагревании выше 400°С кремний взаимодействует с кислородом:

Si + O 2 = SiO 2

Si + 2Cl 2 = SiCl 4

Si + 2Br 2 = SiBr 4

При температуре выше 600°С взаимодействует с серой:

При температуре около 2000°С кремний соединяется с углеродом с образованием карбида кремния (карборунда):

При взаимодействии с активными металлами образуются силициды металлов:

Si + 2Mg = Mg 2 Si

Si + 2Са = Са 2 Si

Si + 2MgO = Mg 2 Si + 2SiO

Силициды щелочных, щелочноземельных металлов и магния разлагаются водой, щелочами и разбавленными кислотами с образованием силана:

Mg 2 Si + 4H 2 O = 2Mg(OH) 2 + SiH 4

2Ca 2 Si + 4NaOH + 10H 2 O = 2Na 2 SiO 3 + 4Ca(OH) 2 + SiH 4

Mg 2 Si + 4HCl = 2MgCl 2 + SiH 4

В водных растворах щелочей кремний растворяется с образованием солей кремниевой кислоты:

Si + 2NaOH + H 2 O = Na 2 SiO 3 + 2H 2

Кремний не взаимодействует с водными растворами кислот, но аморфный кремний растворяется в плавиковой кислоте:

Si + 6HF = H 2 + 2H 2

(Si (тв.) + 4HF (г.) = SiF 4 + 2H 2)

Кремний растворяется в смеси концентрированных азотной и плавиковой кислот:

3Si + 4HNO 3 + 12HF = 3SiF 4 + 4NO + 8H 2 O

II. Соединения кремния.

1) Оксиды.

Оксид кремния (IV). Как кислотный оксид, SiO 2 при сплавлении взаимодействует с твердыми щелочами, основными оксидами и карбонатами с образованием солей кремниевой кислоты (силикатов):

SiO 2 + 2KOH K 2 SiO 3 + H 2 O (растворы щелочей также действуют на SiO 2)

SiO 2 + CaO CaCO 3

SiO 2 + K 2 CO 3 K 2 SiO 3 + CO 2

Взаимодействует с плавиковой кислотой:

SiO 2 + 6HF = H 2 + 2H 2 O

При нагревании смеси SiO 2 с углеродом образуется карбид кремния:

SiO 2 + 3С SiС + 2СО

SiO 2 + 2Mg 2MgO + Si

2) Водородное соединение. Силан.

Силан – ядовитый бесцветный газ. На воздухе силан горит с образованием SiO 2 и H 2 O, водой и щелочами разлагаются с выделением водорода:

SiH 4 + 2O 2 = SiO 2 + 2H 2 O

SiH 4 + 2H 2 O = SiO 2 + 4H 2

SiH 4 + 2NaOH + H 2 O = Na 2 SiO 3 + 4H 2

3) Тетрахлорид кремния.

SiCl 4 + 2H 2 = Si + 4HCl

1. Газы, которые выделяются при нагревании угля в концентрированной азотной и серной кислотах, смешали друг с другом. Продукты реакции пропустили через известковое молоко. Напишите уравнения описанных реакций.

9. Кремний сожгли в атмосфере хлора. Полученный хлорид обработали водой. выделившийся при этом осадок прокалили. Затем сплавили с фосфатом кальция и углем. Напишите уравнения описанных реакций.

12. Углерод сожгли в избытке кислорода, образовавшийся газ пропустили над оксидом меди (II). Полученное вещество сплавили с серой, а продукт этой реакции сожгли в кислороде. Напишите уравнения описанных реакций.

Углерод, кремний. Соединения углерода и кремния.

1. C + 2H 2 SO 4(конц.) = CO 2 + 2SO 2 + 2H 2 O

C + 4HNO 3(конц.) = CO 2 + 4NO 2 + 2H 2 O

SO 2 + NO 2 = SO 3 + NO

SO 3 + Ca(OH) 2 = CaSO 4 ↓ + H 2 O

2. CaO + H 2 O = Ca(OH) 2

2NaHCO 3 Na 2 CO 3 + CO 2 + H 2 O

CO 2 + Ca(OH) 2 = CaCO 3 ↓ + H 2 O

CaCO 3 + CO 2 + H 2 O = Ca(HCO 3) 2

3. С + O 2 = CO 2

Fe 2 O 3 + 3CO = 2Fe + 3CO 2 или

Fe 3 O 4 + 4CO = 3Fe + 4CO 2

СаО + СО 2 = СаСО 3

4. SiO 2 + 2Mg = 2MgO + Si

Si + 2NaOH + 2H 2 O = Na 2 SiO 3 + 2H 2

H 2 S + Cl 2 = 2HCl + S↓

5. Mg 2 Si + 4HCl = 2MgCl 2 + 2SiH 4

SiH 4 + 2O 2 = SiO 2 + 2H 2 O

Na 2 SiO 3 + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + H 2 SiO 3 ↓

6. SiCl 4 + 2H 2 = Si + 4HCl

Si + 2Mg = Mg 2 Si

Mg 2 Si + 4H 2 O = 2Mg(OH) 2 ↓ + SiH 4

SiH 4 + 2O 2 = SiO 2 ↓ + 2H 2 O

7. Mg 2 Si + 4HCl = 2MgCl 2 + 2SiH 4

SiH 4 + 2O 2 = SiO 2 + 2H 2 O

SiO 2 + Na 2 CO 3 = Na 2 SiO 3 + CO 2

Na 2 SiO 3 + 2HNO 3 = 2NaNO 3 + H 2 SiO 3 ↓

8. Si + 2Mg = Mg 2 Si

SiH 4 + 2H 2 O (гор.) = SiO 2 + 4H 2

9. Si + 2Cl 2 = SiCl 4

SiCl 4 + 3H 2 O = H 2 SiO 3 ↓ + 4HCl

H 2 SiO 3 SiO 2 + H 2 O

3SiO 2 + Ca 3 (PO 4) 2 + 5C 3CaSiO 3 + 5CO + 2P

10. Si + 2Mg = Mg 2 Si

Mg 2 Si + 4H 2 O (холл.) = 2Mg(OH) 2 ↓ + SiH 4

Mg(OH) 2 + 2HCl = MgCl 2 + 2H 2 O

3SiH 4 + 8KMnO 4 = 8MnO 2 ↓ + 3SiO 2 ↓ + 8KOH + 2H 2 O

11. Si + 2Cl 2 = SiCl 4

SiCl 4 + 2H 2 O = SiO 2 ↓ + 4HCl

SiO 2 + 2NaOH = Na 2 SiO 3 + H 2 O

SiO 2 + Na 2 CO 3 = Na 2 SiO 3 + CO 2

12. 2С + O 2 = 2CO

CO + CuO = Cu + CO 2

2CuS + 3O 2 = 2CuO + 2SO 2

13. Si + O 2 = SiO 2

SiO 2 + Na 2 CO 3 = Na 2 SiO 3 + CO 2

Na 2 SiO 3 + 2HCl = 2NaCl + SiO 2 ↓ + H 2 O

NaCl + AgNO 3 = AgCl↓ + NaNO 3

14. Si + 2NaOH + 2H 2 O = Na 2 SiO 3 + 2H 2

Na 2 SiO 3 + CO 2 = Na 2 CO 3 + SiO 2 ↓

SiO 2 + 4HF = SiF 4 + 2H 2 O

SiO 2 + 2Mg = Si + 2MgO

V A группа (азот, фосфор)

Азот. Соединения азота.

I.Азот.

В лаборатории получают разложением нитрита аммония:

NH 4 NO 2 N 2 + 2H 2 O

NaNO 2 + NH 4 Cl N 2 + NaCl + 2H 2 O

При взаимодействии с металлами образуются нитриды металлов:

N 2 + 6 Li = 2Li 3 N

N 2 + 6 Na 2Na 3 N

N 2 + 3Mg Mg 3 N 2

N 2 + 2Al (порошок) 2AlN

Нитриды щелочных и щелочноземельных металлов легко разлагаются водой и растворами кислот:

Li 3 N + 3H 2 O = 3LiOH + NH 3

Ca 3 N 2 + 6HCl = 3CaCl 2 + 2NH 3

N 2 + 3H 2 2NH 3

N 2 + 3LiH Li 3 N + NH 3

II. Соединения азота.

1) Аммиак.

Наиболее энергично аммиак реагирует с хлором и бромом, оксидами некоторых металлов, а также (при поджигании смеси или в присутствии катализатора) с кислородом:

2NH 3 + 3Cl 2 = N 2 + 6HCl

2NH 3 + 3CuO = 3Cu + N 2 + 3H 2 O

4NH 3 + 3O 2 = 2N 2 + 6H 2 O

4NH 3 + 5O 2 4NO + 6H 2 O

Пероксид водорода также окисляет аммиак до азота:

2NH 3 + 3H 2 O 2 = N 2 + 6H 2 O

2NH 3 + 2Na = 2NaNH 2 + H 2 (Na 2 NH, Na 3 N)

2NH 3 + 2Al = 2AlN + 3H 2

Растворение аммиака в воде сопровождается химическим взаимодействием с ней:

NH 3 + H 2 O ↔ NH 3 ∙ H 2 O ↔ NH 4 + + OH −

При взаимодействии с кислотами образуются соли аммония:

NH 3 + HCl = NH 4 Cl

NH 3 + H 2 SO 4 = NH 4 HSO 4

2NH 3 + H 2 SO 4 = (NH 4) 2 SO 4

При взаимодействии аммиака с углекислым газом образуется карбамид (мочевина):

2NH 3 + CO 2 = (NH 2) 2 CO + H 2 O

Аммиак вступает в реакции комплексообразования:

6NH 3 + CuCl 2 = Cl 2

4NH 3 + Cu(OH) 2 = (OH) 2

2) Соли аммония .

Все соли аммония проявляют общие свойства солей (взаимодействуют с растворами кислот, щелочей и других солей), а также подвергаются гидролизу и разлагаются при нагревании:

NH 4 Cl + KOH = KCl + NH 3 + H 2 O (качественная реакция на NH 4 +)

(NH 4) 2 SO 4 + Ba(NO 3) 2 = 2NH 4 NO 3 + BaSO 4 ↓

NH 4 + + HOH ↔ NH 3 ∙ H 2 O + H +

NH 4 HS + 3HNO 3 = S + 2NO 2 + NH 4 NO 3 + 2H 2 O

Если соль не содержит аниона-окислителя, то разложение проходит без изменения степени окисления атома азота:

NH 4 Cl NH 3 + HCl

NH 4 HCO 3 NH 3 + CO 2 + H 2 O

(NH 4) 2 SO 4 NH 4 HSO 4 + NH 3

NH 4 HS NH 3 + H 2 S

Если соль содержит анион-окислитель, то разложение сопровождается изменением степени окисления атома азота иона аммония:

NH 4 NO 2 N 2 + 2H 2 O

NH 4 NO 3 = N 2 O + 2H 2 O (190 – 245° C)

2NH 4 NO 3 = 2NO + 4H 2 O (250 – 300° C)

2NH 4 NO 3 = 2N 2 + O 2 + 4H 2 O (выше 300° С)

(NH 4) 2 Cr 2 O 7 Cr 2 O 3 + N 2 + 4H 2 O

3) Оксиды азота.

В нормальных условиях N 2 O химически инертен, при нагревании проявляет свойства окислителя:

N 2 O + H 2 = N 2 + H 2 O

N 2 O + Mg = N 2 + MgO

N 2 O + 2Cu = N 2 + Cu 2 O

3N 2 O + 2NH 3 = 4N 2 + 3H 2 O

N 2 O + H 2 O + SO 2 = N 2 + H 2 SO 4

При взаимодействии с сильными окислителями N 2 O может проявлять свойства восстановителя:

5N 2 O + 3H 2 SO 4 + 2KMnO 4 = 10NO + 2MnSO 4 + K 2 SO 4 + 3H 2 O

NO NO ядовит!

В лаборатории получают взаимодействием 30%-ной азотной кислоты с некоторыми металлами:

3Cu + 8HNO 3 = 3Cu(NO 3) 2 + 2NO + 4H 2 O

Также NO можно получить по реакциям:

FeCl 2 + NaNO 3 + 2HCl = FeCl 3 + NaCl + NO + H 2 O

2HNO 3 + 2HI = 2NO + I 2 + 2H 2 O

На воздухе NO практически мгновенно окисляется до NO 2

2NO + O 2 = 2NO 2

По отношению к галогенам, озону также проявляет свойства восстановителя:

2NO + Cl 2 = 2NOCl

NO + O 3 = NO 2 + O 2

В присутствии более сильных восстановителей проявляет свойства окислителя:

2NO + 2H 2 = N 2 + 2H 2 O

2NO + 2SO 2 = 2SO 3 + N 2

Кислотный оксид. Ангидрид азотистой кислоты. При взаимодействии с водой дает азотистую кислоту:

N 2 O 3 + H 2 O ↔ 2HNO 2

При взаимодействии с растворами щелочей образуются нитриты:

N 2 O 3 + 2NaOH = 2NaNO 2 + H 2 O

Очень ядовит! Для NO 2 характерна высокая химическая активность: он взаимодействует с неметаллами (фосфор, уголь, сера горят в оксиде азота (IV), оксид серы (IV) окисляется до оксида серы VI)). В этих реакциях NO 2 – окислитель:

2NO 2 + 2S = N 2 + 2SO 2

2NO 2 + 2C = N 2 + 2CO 2

10NO 2 + 8P = 5N 2 + 4P 2 O 5

NO 2 + SO 2 = SO 3 + NO

Растворение NO 2 в воде приводит к образованию азотной и азотистой кислот:

2NO 2 + H 2 O = HNO 3 + HNO 2

Поскольку азотистая кислота неустойчива, то при растворении NO 2 в теплой воде образуются HNO 3 и NO:

3NO 2 + H 2 O = 2HNO 3 + NO

При нагревании:

4NO 2 + 2H 2 O = 4HNO 3 + O 2

Если растворение NO 2 в воде проводить в избытке кислорода, то образуется только азотная кислота:

4NO 2 + 2H 2 O + O 2 = 4HNO 3

При растворении в щелочах – нитраты и нитриты:

2NO 2 + 2NaOH = NaNO 3 + NaNO 2 + H 2 O

4NO 2 + 2Ca(OH) 2 = Ca(NO 2) 2 + Ca(NO 3) 2 + 2H 2 O

В присутствии кислорода – нитраты:

4NO 2 + 4NaOH + O 2 = 4NaNO 3 + 2H 2 O

Кислотный оксид. Ангидрид азотной кислоты.

Растворяется в воде с образованием азотной кислоты:

N 2 O 5 + H 2 O = 2HNO 3

в щелочах – с образованием нитратов:

N 2 O 5 + 2NaOH = 2NaNO 3 + H 2 O

Cr 2 O 3 + N 2 + 4H 2 O

Cr 2 O 3 + 2KOH 2KCrO 2 + H 2 O

KCrO 2 + H 2 O + HCl = KCl + Cr(OH) 3 ↓

Cr(OH) 3 + 3HCl = CrCl 3 + 3H 2 O

3) KNO 3(тв.) + H 2 SO 4(конц.) HNO 3 + KHSO 4

4HNO 3 + Cu = Cu(NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O

2K 2 CrO 4 + H 2 SO 4 = K 2 Cr 2 O 7 + K 2 SO 4 + H 2 O

4) Cr(OH) 3 + 3HCl = CrCl 3 + 3H 2 O

2CrCl 3 + 3K 2 CO 3 + 3H 2 O = 2Cr(OH) 3 ↓ + 3CO 2 + 6KCl

Cr(OH) 3 + 3KOH = K 3

K 3 + 6HCl = CrCl 3 + 3KCl + 6Н 2 О

5) 2K 2 CrO 4 + 2HCl = K 2 Cr 2 O 7 + 2KCl + H 2 O

K 2 Cr 2 O 7 + 2KOH = 2K 2 CrO 4 + H 2 O

K 2 CrO 4 + BaCl 2 = BaCrO 4 ↓ + 2 KCl

KCl + AgNO 3 = AgCl↓ + KNO 3

6) Cr 2 (SO 4) 3 + 3Na 2 CO 3 + 6H 2 O = 2Cr(OH) 3 ↓ + 3CO 2 + 3K 2 SO 4

2Cr(OH) 3 + 3Br 2 + 10NaOH = 2Na 2 CrO 4 + 6NaBr + 8H 2 O

Na 2 Cr 2 O 7 + H 2 SO 4 + 3SO 2 = Cr 2 (SO 4) 3 + Na 2 SO 4 + H 2 O

7) Cr 2 S 3 + 6H 2 O = 2Cr(OH) 3 ↓ + 3H 2 S

2Cr(OH) 3 + 3Cl 2 + 10KOH = 2K 2 CrO 4 + 6KCl + 8H 2 O

2K 2 CrO 4 + 3K 2 SO 3 + 5H 2 O = 2Cr(OH) 2 + 3K 2 SO 4 + 4KOH

2Cr(OH) 3 Cr 2 O 3 + 3H 2 O

8) Cr 2 S 3 + 3H 2 SO 4 = Cr 2 (SO 4) 3 + 3H 2 S

Cr 2 (SO 4) 3 + 6NH 3 + 6H 2 O = 2Cr(OH) 3 ↓ + 3(NH 4) 2 SO 4

H 2 S + Pb(NO 3) 2 = PbS + 2HNO 3

PbS + 4H 2 O 2 = PbSO 4 + 4H 2 O

9) (NH 4) 2 Cr 2 O 7 Cr 2 O 3 + N 2 + 4H 2 O

Cr 2 O 3 + 3H 2 SO 4 = Cr 2 (SO 4) 3 + 3H 2 O

Cr 2 (SO 4) 3 + 6NaOH = 2Cr(OH) 3 ↓ + 3Na 2 SO 4

Cr(OH) 3 + 3NaOH = Na 3

10) CrO 3 + 2KOH = K 2 CrO 4 + H 2 O

2K 2 CrO 4 + H 2 SO 4(разб.) = K 2 Cr 2 O 7 + K 2 SO 4 + H 2 O

K 2 Cr 2 O 7 + 14HBr = 3Br 2 + 2CrBr 3 + 7H 2 O + 2KBr

Br 2 + H 2 S = S + 2HBr

11) 2Cr + 3Cl 2 = 2CrCl 3

2CrCl 3 + 10NaOH + 3H 2 O 2 = 2Na 2 CrO 4 + 6NaCl + 8H 2 O

2Na 2 CrO 4 + H 2 SO 4 = Na 2 Cr 2 O 7 + Na 2 SO 4 + H 2 O

Na 2 Cr 2 O 7 + 3Cu 2 O + 10H 2 SO 4 = 6CuSO 4 + Cr 2 (SO 4) 3 + Na 2 SO 4 + 10H 2 O

12) 3NaNO 3 + Cr 2 O 3 + 2Na 2 CO 3 = 2Na 2 CrO 4 + 3NaNO 2 + 2CO 2

CO 2 + Ba(OH) 2 = BaCO 3 ↓ + H 2 O

BaCO 3 + 2HCl = BaCl 2 + CO 2 + H 2 O

BaCl 2 + 2AgNO 3 = 2AgCl↓ + Ba(NO 3) 2

13) 2K + S = K 2 S

K 2 S + 2HCl = 2KCl + H 2 S

3H 2 S + K 2 Cr 2 O 7 + 4H 2 SO 4 = 3S + Cr 2 (SO 4) 3 + K 2 SO 4 + 7H 2 O

3S + 2Al = Al 2 S 3

14) 2Cr + 3Cl 2 = 2CrCl 3

CrCl 3 + 3KOH = 3KCl + Cr(OH) 3 ↓

2Cr(OH) 3 + 3H 2 O 2 + 4KOH = 2K 2 CrO 4 + 8H 2 O

2K 2 CrO 4 + 16HCl = 2CrCl 3 + 4KCl + 3Cl 2 + 8H 2 O

Неметаллы.
IV A группа (углерод, кремний).
Углерод. Соединения углерода.
I. Углерод.
Углерод может проявлять как восстановительные , так и окислительные свойства. Восстановительные свойства углерод проявляет с простыми веществами, образованными неметаллами с большим по сравнению с ним значением электроотрицательности (галогенами, кислородом, серой, азотом), а также с оксидами металлов, водой и другими окислителями.
При нагревании с избытком воздуха графит горит, образуя оксид углерода (IV):
C + O 2 = CO 2
при недостатке кислорода можно получить СО
2C + O 2 = 2CO
Аморфный углерод уже при комнатной температуре реагирует с фтором.
С + 2F 2 = CF 4
При нагревании с хлором:
С + 2Cl 2 = CCl 4
При более сильном нагревании углерод реагирует с серой, кремнием:
C + 2S = CS 2
C + Si = SiC
При действии электрического разряда углерод соединяется с азотом, образуя диацин:
2С + N 2 → N ≡ C – C ≡ N
В присутствии катализатора (никель) и при нагревании углерод реагирует с водородом:
С + 2Н 2 = СН 4
С водой раскаленный кокс образует смесь газов:
С + H 2 O = CO + H 2
Восстановительные свойства углерода применяются в пирометаллургии:
C + CuO = Cu + CO
При нагревании с оксидами активных металлов углерод образует карбиды:

3С + СаО = СаС 2 + СО
9С + 2Al 2 O 3 = Al 4 C 3 + 6CO
2C + Na 2 SO 4 = Na 2 S + CO 2
2C + Na 2 CO 3 = 2Na + 3CO
Углерод окисляют такие сильные окислители, как концентрированные серная и азотная кислоты , другие окислители:
C + 4HNO 3(конц.) = CO 2 + 4NO 2 + 2H 2 O
С + 2H 2 SO 4 (конц.) = 2SO 2 + CO 2 + 2H 2 O
3C + 8H 2 SO 4 + 2K 2 Cr 2 O 7 = 2Cr 2 (SO 4) 3 + 2K 2 SO 4 + 3CO 2 + 8H 2 O
В реакциях с активными металлами углерод проявляет свойства окислителя. При этом образуются карбиды:
4C + 3Al = Al 4 C 3

2C + Ca = CaC 2
Карбиды подвергаются гидролизу, образуя при этом углеводороды:
Al 4 C 3 + 12H 2 O = 4Al(OH) 3 + 3CH 4
CaC 2 + 2H 2 O = Ca(OH) 2 + C 2 H 2

II. Соединения углерода.

Оксиды.

Оксид углерода (II).
Оксид углерода (II) несолеобразующий оксид. Очень ядовит!

В лаборатории получают действием концентрированной серной кислоты на муравьиную кислоту:
НСООН CO + H 2 O
Химическая активность угарного газа крайне мала. При обычных условиях он не реагирует ни с водой, ни с кислотами, ни со щелочами. При высоких температурах вступает в окислительно-восстановительные реакции в роли восстановителя.

СО горит синим пламенем:
2СO + O 2 = 2CO 2

Восстанавливает металлы из их оксидов:
3CO + Fe 2 O 3 = 2Fe + 3CO 2
СО + CuO = Cu + CO 2
СО + NiO = Ni + CO 2
Взаимодействует с парами воды:
CO + H 2 O ↔ CO 2 + H 2
В присутствии катализатора или при облучении СО окисляется хлором, образуя ядовитый газ фосген:
CO + Cl 2 = COCl 2
СО окисляется пероксидом натрия:
CO + Na 2 O 2 = Na 2 CO 3
При нагревании с водородом при повышенном давлении образуется метиловый спирт:

CO + 2H 2 ↔ CH 3 OH
При пропускании СО в расплав щелочи при высоком давлении образуется соль (формиат натрия) в результате протекания окислительно-восстановительной реакции:
CO + NaOH = HCOONa
Оксид углерода (IV).
Как кислотный оксид взаимодействует с водой (реакция обратима), основными оксидами и растворами щелочей:
CO 2 + H 2 O ↔ H 2 CO 3
CO 2 + CaO = CaCO 3
CO 2 + 2NaOH (избыток) = Na 2 CO 3 + H 2 O
CO 2(избыток) + NaOH = NaHCO 3
При пропускании СО 2 через раствор карбоната образуется гидрокарбонат:
Na 2 CO 3 + CO 2 + H 2 O = 2NaHCO 3
В реакциях СО 2 способен выступать только в роли окислителя. При высоких температурах он взаимодействует с углем и с активными металлами:
CO 2 + C = 2CO
CO 2 + 2Mg = 2MgO + C
2CO 2 + 2Na 2 O 2 = 2Na 2 CO 3 + O 2
Na 2 SiO 3 + 2CO 2 + 2H 2 O = 2NaHCO 3 + H 2 SiO 3 ↓

Соли (карбонаты, гидрокарбонаты).

При нагревании карбонаты (все, кроме карбонатов щелочных металлов и аммония) разлагаются до оксида металла и оксида углерода (IV).
CaCO 3 CaO + CO 2
Карбонат аммония при нагревании разлагается на аммиак, воду и углекислый газ:
(NH 4) 2 CO 3 2NH 3 + 2H 2 O + CO 2
Гидрокарбонаты при нагревании переходят в карбонаты:
2NaHCO 3 Na 2 CO 3 + CO 2 + H 2 O
Качественной реакцией на ионы СО 3 2─ и НСО 3 − является их взаимодействие с более сильными кислотами, последние вытесняют угольную кислоту из солей, а та разлагается с выделением СО 2
Na 2 CO 3 + 2HCl = 2NaCl + CO 2 + H 2 O
NaHCO 3 + HCl = NaCl + CO 2 + H 2 O
При смешивании растворов будет происходить гидролиз и по аниону слабой кислоты и по катиону слабого основания:
3Na 2 CO 3 + 2FeCl 3 + 3H 2 O = 2Fe(OH) 3 + 6NaCl + 3CO 2

Кремний. Соединения кремния.

Кремний.

Методическая копилка полезных знаний

Силицид магния обработали раствором хлороводородной кислоты. II. Соединения углерода