Химия - 8-9 класс

Азотная кислота и ее растворы – сильные окислители. При разбавлении азотной кислоты ее окислительная активность снижается. В растворах азотной кислоты любой концентрации атомами окислителями являются прежде всего атомы азота, а не водорода. Поэтому при окислении азотной кислотой различных веществ водород если и выделяется, то только как побочный продукт. В зависимости от концентрации кислоты и восстановительной активности другого реагента, продуктами реакции могут быть NO ₂ , NO, N ₂ O, N ₂ и даже NH ₄ . Чаще всего образуется смесь газов, но в случае концентрированной азотной кислоты выделяется только диоксид азота:

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

3FeS + 30HNO ₃ = Fe ₂ (SO ₄ ) ₃ + Fe(NO ₃ ) ₃ + 27NO ₂ + 15H ₂ O

В случае разбавленной азотной кислоты чаще всего выделяется монооксид азота:

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

3H ₂ S + 2HNO ₃ = 2NO + 4H ₂ O + 3S

В случае очень разбавленной азотной кислоты, реагирующей с сильным восстановителем (Mg, Al, Zn), образуются ионы аммония:

4Mg + 10HNO ₃ = 4Mg(NO ₃ ) ₂ + NH ₄ NO ₃ + 3H ₂ O

Те металлы, которые пассивируются концентрированной серной кислотой, пассивируются и концентрированной азотной кислотой.

Соли азотной кислоты – нитраты – термически неустойчивые соединения. При нагревании они разлагаются:

2KNO ₃ = 2KNO ₂ + O ₂ ;

2Zn(NO ₃ ) ₂ = 2ZnO + 4NO ₂ + O ₂ ;

2AgNO ₃ = 2Ag + 2NO ₂ + O ₂ .

1.Составьте уравнения реакций, данных в тексте параграфа описательно.

2.Составьте уравнения реакций, характеризующих химические свойства а) аммиака, б) азотной кислоты, в) нитрата цинка.

Химические свойства аммиака и азотной кислоты.

16.3. Фосфор

В отличие от атома азота, атом фосфора может образовывать пять ковалентных связей по обменному механизму. Традиционное объяснение этого сводится к возможности возбуждения одного из 3 s -электронов и переход его на 3 d -подуровень.

Элемент фосфор образует довольно много аллотропных модификаций . Из них наиболее устойчивы три модификации: белый фосфор, красный фосфор и черный фосфор. Белый фосфор – воскообразное ядовитое склонное к самовозгоранию на воздухе вещество, состоящее из молекул P ₄ . Красный фосфор – немолекулярное менее активное вещество темно-красного цвета с довольно сложным строением. Обычно красный фосфор всегда содержит примесь белого, поэтому и белый, и красный фосфор всегда хранят под слоем воды. Черный фосфор – также немолекулярное вещество со сложным каркасным строением.

Молекулы белого фосфора тетраэдрические, атом фосфора в них трехвалентен. Шаростержневая модель и структурная формула молекулы белого фосфора:

Строение красного фосфора может быть выражено структурной формулой:

Получают фосфор из фосфата кальция при нагревании с песком и коксом:

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

Для фосфора наиболее характерны соединения со степенью окисления +V. При взаимодействии с избытком хлора фосфор образует пентахлорид. При сгорании любой аллотропной модификации фосфора в избытке кислорода образуется оксид фосфора(V):

4Р + 5O ₂ = 2P ₂ O ₅ .

Существует две модификации оксида фосфора(V): немолекулярная (с простейшей формулой P ₂ O ₅ ) и молекулярная (с молекулярной формулой P ₄ O ₁₀ ). Обычно оксид фосфора представляет собой смесь этих веществ.

Этот очень гигроскопичный кислотный оксид, реагируя с водой, образует последовательно метафосфорную, дифосфорную и ортофосфорную кислоты:

P ₂ O ₅ + H ₂ O = 2HPO ₃ , 2HPO ₃ + H ₂ O = H ₄ P ₂ O ₇ , H ₄ P ₂ O ₇ + H ₂ O = 2H ₃ PO ₄ .

Ортофосфорная кислота (обычно ее называют просто фосфорной) – трехосновная слабая кислота (см. приложение 13). Это бесцветное кристаллическое вещество, очень хорошо растворимое в воде. При реакции с сильными основаниями в зависимости от соотношения реагентов образует три ряда солей (ортофосфаты, гидроортофосфаты и дигидроортофосфаты – обычно в их названиях приставку "орто" опускают):

H ₃ PO ₄ + OH = H ₂ PO ₄ + H ₂ O,

H ₃ PO ₄ + 2OH = HPO ₄ ² + 2H ₂ O,

H ₃ PO ₄ + 3OH = PO ₄ ³ + 3H ₂ O.

Большинство средних фосфатов (исключение – соли щелочных элементов кроме лития) нерастворимы в воде. Растворимых кислых фосфатов существенно больше.

Фосфорную кислоту получают из природного фосфата кальция, обрабатывая его избытком серной кислоты. При другом соотношении фосфата кальция и серной кислоты образуется смесь дигидрофосфата и сульфата кальция, используемая в сельском хозяйстве в качестве минерального удобрения под названием "простой суперфосфат":

Ca ₃ (PO ₄ ) ₂ + 3H ₂ SO ₄ = 2H ₃ PO ₄ + 3CaSO ₄ ;

Ca ₃ (PO ₄ ) ₂ + 2H ₂ SO ₄ = Ca(H ₂ PO ₄ ) ₂ + 2CaSO ₄ .

Более ценный "двойной суперфосфат" получают по реакции

Ca ₃ (PO ₄ ) ₂ + 4H ₃ PO ₄ = 3Ca(H ₂ PO ₄ ) ₃ .

Основным веществом этого минерального удобрения является дигидрофосфат кальция.

1.Составьте молекулярные уравнения реакций, для которых в тексте параграфа приведены ионные уравнения.

2.Составьте уравнения реакций, данных в тексте параграфа описательно.

3.Составьте уравнения реакций, характеризующих химические свойства а) фосфора, б) оксида фосфора(V), в) ортофосфорной кислоты, г) дигидрофосфата натрия.

Химические свойства фосфорной кислоты.

16.4. Углерод