Решебник по химии 9 класс Габриелян | Страница 90

Вопрос

Соединения, содержащие азот в минимальной степени окисления –3, могут проявлять только восстановительные свойства. Какие реакции характерны для таких соединений?

Соединения, в которых азот находится в степени окисления –3 (например, аммиак NH₃, нитриды металлов), являются сильными восстановителями. Это связано с тем, что азот в этих соединениях уже приобрёл три электрона и не может отдавать их дальше — он может лишь отдавать электроны обратно, повышая свою степень окисления.

Характерные реакции для таких соединений — реакции окисления, в которых азот переходит от степени окисления –3 к более высоким степеням: 0, +2, +3 и т. д. Вот основные типы таких реакций:

5. Реакции с кислородом (сгорание аммиака):

(4NH₃ + 3O₂ → 2N₂ + 6H₂O) — азот окисляется до степени окисления 0.

6. Реакции с кислородом при наличии катализатора (платина):

(4NH₃ + 5O₂ → 4NO + 6H₂O) — азот окисляется до степени окисления +2.

7. Реакции с оксидами металлов (CuO, Cr₂O₃):

(2NH₃ + 3CuO → 3Cu + N₂ + 3H₂O)

(2NH₃ + Cr₂O₃ → N₂ + Cr + H₂O)

8. Разложение нитрида аммония (NH₄NO₂):

(NH₄NO₂ → N₂ + 2H₂O) — также идёт окисление азота.

Таким образом, для соединений с азотом в степени окисления –3 характерны восстановительные реакции, в которых они взаимодействуют с сильными окислителями, отдавая электроны и превращаясь в соединения с более высокой степенью окисления.

Стр. 90

Лабораторный опыт 35

Соберите прибор для получения газа и проверьте его на герметичность. В пробирку прибора поместите смесь кристаллических хлорида аммония и щёлочи. Закройте пробирку пробкой с газоотводной трубкой. Конец трубки поднимите вверх и наденьте на него сухую пробирку. Под тягой прогрейте пробирку со смесью, а затем нагревайте её в том месте, где находятся реагенты. Что ощущаете? Через минуту снимите пробирку с аммиаком, и, не переворачивая, опустите отверстием в кристаллизатор с водой. Что наблюдаете? Закройте отверстие пробирки пальцем под водой, переверните её с полученным раствором, уберите палец и добавьте в раствор несколько капель раствора фенолфталеина. Что наблюдаете? Запишите уравнения реакции получения аммиака. Какой способ вы использовали для его собирания?

При нагревании смеси хлорида аммония (NH₄Cl) и щёлочи (например, NaOH) ощущается характерный резкий запах аммиака (NH₃). Это свидетельствует о том, что в ходе реакции выделяется аммиак — газ с резким запахом.

Когда сухую пробирку с аммиаком опускают отверстием в воду, можно наблюдать, как вода всасывается внутрь — это связано с тем, что аммиак хорошо растворяется в воде, создавая разрежение внутри пробирки.

Добавление фенолфталеина к полученному раствору приводит к окрашиванию в малиновый цвет, что свидетельствует о щелочной реакции среды. Это означает, что в воде образовался раствор аммиака — аммиачная вода, в которой есть ионы OH⁻.

Уравнение реакции получения аммиака:

(NH₄Cl + NaOH → NH₃↑ + NaCl + H₂O)

Способ собирания аммиака:

Так как аммиак легче воздуха и не растворяется в воде полностью, его собирали вверх вытеснением воздуха. Это подходящий способ, если не используется водяная баня или вытеснение воды.