Элементы V группы

Пример 1. На основании электронных уравнений составьте уравнение реакции взаимодействия серы с азотной кислотой, учитывая, что сера окисляется максимально, а азот восстанавливается минимально.

Решение. Определим, какие вещества могут образовываться в результате реакции. Сера в своих соединениях проявляет следующие степени окисления: (–2, +2, +4, +6). Максимальная степень окисления (+6), она реализуется в следующих соединениях: серной кислоте, триоксиде серы и сульфатах. В кислой среде образуется серная кислота.

Для азота характерны степени окисления (–3, +1, +2, +3, +4, +5). В азотной кислоте степень окисления равна (+5), а так как азот восстанавливается минимально, то он принимает один электрон и приобретает степень окисления (+4). Устойчивым соединением азота с такой степенью окисления является NO₂.

Электронные уравнения:

6 | S⁰ – 6 = – окисление,

1 | +1 = – восстановление.

Уравнение реакции взаимодействия серы с азотной кислотой

S + 6HNO₃ = H₂SO₄ + 6NO₂ + 2H₂O.

Пример 2. Напишите формулы и назовите оксиды азота, укажите степени окисления азота в каждом из них. Какой из этих оксидов более сильный окислитель? На основании электронных уравнений закончите уравнение реакции, учитывая, что азот приобретает минимальную степень окисления:

KNO₂ + Al + KOH + H₂O = KAlO₂ + …

Решение. Формула Наименование оксида Степени окисления

N₂O оксид азота(I) +1

NO оксид азота(II) +2

N₂O₃ оксид азота(III) +3

NO₂ оксид азота(IV) +4

N₂O₅ оксид азота(V) +5

Наиболее сильным окислителем является оксид азота (V), так как в этом соединении азот имеет максимальную степень окисления.

Определим, какие вещества образуются в результате реакции, приведенной в условии задачи. Минимальная степень окисления азота равна (–3). Она реализуется в аммиаке и ионе аммония NH₄⁺. Среда щелочная, следовательно, образуется аммиак:

KNO₃ + KOH + Al + H₂O = KAlO₂ + NH₃.

Составим электронные уравнения:

8 | Al⁰ – 3 = Al³⁺ – окисление,

3 | + 8 = – восстановление.

С учетом коэффициентов, уравнение реакции будет иметь вид:

8Al + 3KNO₃ + 5KOH + 2H₂O = 8KAlO₂ + 3NH₃.

Задания

271. Значение азота и фосфора как биогенных элементов. Чем обусловлен дефицит азота и фосфора в культурных почвах? Рассчитайте процентное содержание Р₂О₅ в простом суперфосфате.

272. Строение атома азота, особенности его валентных состояний в сравнении с валентностями фосфора и мышьяка. Чем обусловлена прочность молекулы азота и проблема связывания азота?

273. Напишите уравнения реакций и укажите условия получения аммиака в лаборатории и технике. Закончите уравнения реакций: NH₃ + H₂О®, NH₃ + Hl®, NH₄NO₃ .

274. Расскажите, как и для чего получают в промышленности азотную кислоту. Особенности взаимодействия азотной кислоты с металлами. Приведите уравнения реакций, иллюстрирующих эти свойства.

275. Перечислите основные виды азотных удобрений. Рассчитайте процентное содержание азота в удобрениях, содержащих азот в нитратной форме.

276. Перечислите кислородные кислоты фосфора. Дайте их сравнительную характеристику. Закончите уравнения реакций, с помощью которых получают фосфор в промышленности. Ca₃(PО₄)₂ + SiО₂ C; Р₂О₅ + С .

277. Какие фосфорные удобрения вам известны? Почему преципитаты и фосфориты рекомендуется применять на кислых почвах? Ответ подтвердите уравнениями реакций.

278. Какие элементы V группы являются микроэлементами? В каких дозах (в сравнении с макроэлементами) вносят в почву микроэлементы? Закончите уравнения реакций:

AsH₃ As₂О₃ + NaOH ®.

279. Особенности химии мышьяка. Какие соединения мышьяка применяют в сельском хозяйстве?

280. Опишите химические и физические свойства металлов V группы побочной подгруппы, обусловливающие применение их в технике.

Дата добавления: 2014-11-29