Задание №31 — Основы неорганической химии
Аммиак нагрели с кислородом в присутствии катализатора. Полученное вещество прореагировало с кислородом, при этом образовался бурый газ. Газ поглотили холодным раствором гидроксида натрия. Одно из полученных веществ прореагировало с раствором, содержащим перманганат калия
и гидроксид калия. Напишите уравнения четырёх описанных реакций.
Проверка решения с помощью ИИ доступна авторизованным пользователям
Решение. Каталитическое окисление аммиака (катализатор — платина) даёт оксид азота(II), а не азот. NO самопроизвольно доокисляется кислородом до бурого NO2. Бурый газ — смешанный ангидрид: с холодным раствором щёлочи он даёт сразу две соли, нитрит и нитрат. Нитрит натрия (азот в промежуточной степени окисления +3) в щелочном растворе перманганата выступает восстановителем, а Mn+7 восстанавливается до манганат-иона.
1) Каталитическое окисление аммиака:
4NH3 + 5O2 → (t°, кат.) 4NO + 6H2O
2) Доокисление до бурого газа:
2NO + O2 → 2NO2
3) Холодный раствор щёлочи, диспропорционирование N+4 на N+3 и N+5:
2NO2 + 2NaOH → NaNO2 + NaNO3 + H2O
4) Среда сильнощелочная: Mn+7 + 1e− → Mn+6 (множитель 2), N+3 − 2e− → N+5 (множитель 1):
NaNO2 + 2KMnO4 + 2KOH → NaNO3 + 2K2MnO4 + H2O
Проверка: в четвёртом уравнении калия слева 2 + 2 = 4, справа 2·2 = 4; кислорода слева 2 + 2·4 + 2 = 12, справа 3 + 2·4 + 1 = 12.
Ответ:
4NH3 + 5O2 → (t°, кат.) 4NO + 6H2O
2NO + O2 → 2NO2
2NO2 + 2NaOH → NaNO2 + NaNO3 + H2O
NaNO2 + 2KMnO4 + 2KOH → NaNO3 + 2K2MnO4 + H2O
Источник: ФИПИ