Задание №31 — Типы расчётных задач
Сульфид натрия прореагировал с нитритом натрия в присутствии серной кислоты. Образовавшийся при этом газ собрали в колбу и наблюдали, как при стоянии на воздухе газ в колбе постепенно окрасился в бурый цвет. Полученный бурый газ смешали с кислородом и пропустили через воду.
В полученный концентрированный раствор кислоты внесли сульфид меди(I), при этом наблюдали его полное растворение и выделение бурого газа.
Напишите уравнения четырёх описанных реакций.
Проверка решения с помощью ИИ доступна авторизованным пользователям
Решение. Цепочка: NO → NO2 → HNO3 → Cu(NO3)2. Газ, буреющий на воздухе, — оксид азота(II).
Сульфид-ион — восстановитель (S−2 → S0), нитрит в кислой среде — окислитель (N+3 → N+2). Выделяется бесцветный NO и выпадает сера.
Na2S + 2NaNO2 + 2H2SO4 → S↓ + 2NO↑ + 2Na2SO4 + 2H2O
Оксид азота(II) на воздухе самопроизвольно окисляется кислородом — газ буреет.
2NO + O2 → 2NO2
Бурый газ в присутствии кислорода поглощается водой нацело, давая только азотную кислоту (без кислорода получилась бы смесь HNO3 и HNO2).
4NO2 + O2 + 2H2O → 4HNO3
Концентрированная азотная кислота окисляет и Cu+1 до Cu+2, и S−2 до S+6, поэтому сульфид растворяется полностью; сама кислота даёт бурый NO2.
Cu2S + 14HNO3 (конц.) → 2Cu(NO3)2 + H2SO4 + 10NO2↑ + 6H2O
Проверка: в последнем уравнении восстановитель отдаёт 2·1 + 8 = 10 e−, и ровно 10 атомов N+5 принимают по 1 e−; атомов N слева 14, справа 4 + 10 = 14, атомов O слева 42, справа 12 + 4 + 20 + 6 = 42.
Ответ:
Na2S + 2NaNO2 + 2H2SO4 → S↓ + 2NO↑ + 2Na2SO4 + 2H2O
2NO + O2 → 2NO2
4NO2 + O2 + 2H2O → 4HNO3
Cu2S + 14HNO3 (конц.) → 2Cu(NO3)2 + H2SO4 + 10NO2↑ + 6H2O
Источник: ФИПИ