Задание №31 — Основы неорганической химии
Смесь газов, полученную при прокаливании нитрата меди(II), поглотили водой, при этом образовалась кислота. Фосфид кальция обработали водой, при этом выделился газ. Этот газ осторожно пропустили через горячий концентрированный раствор полученной кислоты.
Напишите уравнения четырёх описанных реакций.
Проверка решения с помощью ИИ доступна авторизованным пользователям
Решение. Разберём цепочку по шагам.
1. Прокаливание нитрата меди(II). Нитраты металлов средней активности (от Mg до Cu) при нагревании разлагаются до оксида металла, бурого газа NO2 и кислорода. Именно эта смесь газов и упоминается в условии:
2Cu(NO3)2 → (t°) 2CuO + 4NO2↑ + O2↑
2. Поглощение смеси газов водой. Смесь NO2 и O2 получается в мольном отношении 4 : 1 — как раз то отношение, при котором вода поглощает её нацело с образованием одной кислоты, азотной (без примеси азотистой):
4NO2 + O2 + 2H2O → 4HNO3
Проверка: слева N 4, O 8 + 2 + 2 = 12, H 4; справа N 4, O 12, H 4.
3. Фосфид кальция и вода. Фосфид кальция полностью гидролизуется, выделяя газообразный фосфин — это и есть «выделившийся газ»:
Ca3P2 + 6H2O → 3Ca(OH)2↓ + 2PH3↑
4. Фосфин и горячая концентрированная азотная кислота. Горячая концентрированная HNO3 — сильный окислитель; фосфор в фосфине имеет степень окисления −3 и окисляется до +5, то есть до ортофосфорной кислоты, а азот концентрированной кислоты восстанавливается до NO2:
PH3 + 8HNO3 (конц.) → (t°) H3PO4 + 8NO2↑ + 4H2O
Проверка электронного баланса: P−3 − 8e− → P+5 (отдано 8 электронов), N+5 + 1e− → N+4 (принято 8 × 1 = 8 электронов). По атомам: слева H 3 + 8 = 11, N 8, O 24; справа H 3 + 8 = 11, N 8, O 4 + 16 + 4 = 24.
Ответ:
2Cu(NO3)2 → (t°) 2CuO + 4NO2↑ + O2↑
4NO2 + O2 + 2H2O → 4HNO3
Ca3P2 + 6H2O → 3Ca(OH)2↓ + 2PH3↑
PH3 + 8HNO3 (конц.) → (t°) H3PO4 + 8NO2↑ + 4H2O
Источник: ФИПИ