Стабильный газ — основа атмосферы
Чрезвычайно стабильный газ X составляет основу земной атмосферы.
Чрезвычайно стабильный газ X составляет основу земной атмосферы. При сильном нагревании с литием он дает твердый нитрид I (массовая доля азота $40,00\%$) (реакция 1), который водой легко гидролизуется до щелочи и газа A с резким запахом (реакция 2). Газ A также получают прямым синтезом из элементов при высоких давлениях (реакция 3). Если сжигать A без катализатора, образуется газ X (реакция 4), а в присутствии платины — бесцветный газ B (реакция 5). Газ B также образуется из X при температурах электрической дуги (или ударе молнии) (реакция 6).
Газ B на воздухе мгновенно буреет, превращаясь в ядовитый лисий хвост C с массовой долей азота $30,43\%$ (реакция 7). При растворении C в воде в присутствии кислорода образуется сильная кислота D (реакция 8), которая при реакции с аммиаком A дает ценное удобрение E (аммиачную селитру, массовая доля азота $35,00\%$) (реакция 9).
При осторожном нагревании селитры E образуется веселящий газ H (массовая доля азота $63,64\%$) (реакция 10). Кислота D легко образует соли со щелочами (реакция 11). Например, калийная селитра F при нагревании выделяет кислород и переходит в нитрит G (реакция 12). Кислоту D можно вытеснить из F концентрированной серной кислотой (реакция 13).
Раствор аммиака A проявляет основные свойства: с кислотами дает соли аммония (например, белый дым J) (реакция 14), а также способен растворять оксид серебра с образованием реактива Толленса K (реакция 15). Из соли J газ A можно легко вытеснить сильной щелочью (реакция 16).
Схема превращений (12 веществ):
- I → A + H₂O (реакция 2)
- A → B + O₂, t°, Pt (реакция 5)
Показать решение и уравнения реакций
ОтветШаг 1: Расшифровка веществ.
Нитрид I с $\omega(N) = 40,00\%$ — это $Li_3N$. $M = 21 + 14 = 35$. $\omega(N) = 14/35 = 0.40$.
Газ C с $\omega(N) = 30,43\%$ — это $NO_2$. $M = 14 + 32 = 46$. $\omega(N) = 14/46 \approx 0.3043$.
Селитра E с $\omega(N) = 35,00\%$ — это $NH_4NO_3$. $M = 14\cdot 2 + 4 + 48 = 80$. $\omega(N) = 28/80 = 0.35$.
Газ H с $\omega(N) = 63,64\%$ — это $N_2O$. $M = 28 + 16 = 44$. $\omega(N) = 28/44 \approx 0.6364$.
Следовательно, X — Азот ($N_2$).
Вещества: X = $N_2$, A = $NH_3$, B = $NO$, C = $NO_2$, D = $HNO_3$, E = $NH_4NO_3$, F = $KNO_3$, G = $KNO_2$, H = $N_2O$, I = $Li_3N$, J = $NH_4Cl$, K = $[Ag(NH_3)_2]OH$.
Реакции (16 уравнений):
1. $6Li + N_2 \xrightarrow{t^\circ} 2Li_3N$
2. $Li_3N + 3H_2O \rightarrow 3LiOH + NH_3\uparrow$
3. $N_2 + 3H_2 \xrightarrow{t^\circ, p, kat} 2NH_3$
4. $4NH_3 + 3O_2 \xrightarrow{t^\circ} 2N_2 + 6H_2O$
5. $4NH_3 + 5O_2 \xrightarrow{t^\circ, Pt} 4NO + 6H_2O$
6. $N_2 + O_2 \xrightarrow{2000^\circ C} 2NO$
7. $2NO + O_2 \rightarrow 2NO_2$
8. $4NO_2 + O_2 + 2H_2O \rightarrow 4HNO_3$
9. $NH_3 + HNO_3 \rightarrow NH_4NO_3$
10. $NH_4NO_3 \xrightarrow{t^\circ} N_2O\uparrow + 2H_2O$
11. $HNO_3 + KOH \rightarrow KNO_3 + H_2O$
12. $2KNO_3 \xrightarrow{t^\circ} 2KNO_2 + O_2\uparrow$
13. $KNO_3(тв) + H_2SO_4(конц) \xrightarrow{t^\circ} KHSO_4 + HNO_3\uparrow$
14. $NH_3 + HCl \rightarrow NH_4Cl$
15. $Ag_2O + 4NH_3 + H_2O \rightarrow 2[Ag(NH_3)_2]OH$
16. $NH_4Cl + NaOH \xrightarrow{t^\circ} NH_3\uparrow + NaCl + H_2O$