Задание №9 — Основы неорганической химии

Решение.

Разберем предложенную схему превращений по стадиям, опираясь на химические свойства соединений азота.

Стадия 1: Термическое разложение нитрата калия (KNO₃).
Нитраты щелочных металлов (за исключением лития) при нагревании разлагаются с образованием соответствующего нитрита и выделением кислорода. Уравнение реакции:
2KNO₃ → (t°) 2KNO₂ + O₂↑
Следовательно, вещество X — это нитрит калия (KNO₂). В списке предложенных веществ он находится под номером 3.

Стадия 2: Получение молекулярного азота (N₂) из нитрита калия.
Нам нужно подобрать вещество Y, которое при взаимодействии с KNO₂ (вещество X) даст свободный азот N₂. В химии азота существует классическая реакция сопропорционирования (конпропорционирования), в которой азот в степени окисления +3 (из нитрита) и азот в степени окисления -3 (из солей аммония) переходят в степень окисления 0 (молекулярный азот).
При нагревании смеси нитрита калия и сульфата аммония происходит обменная реакция с образованием крайне неустойчивого нитрита аммония, который тут же разлагается:
2KNO₂ + (NH₄)₂SO₄ → (t°) K₂SO₄ + 2N₂↑ + 4H₂O
Таким образом, вещество Y — это сульфат аммония ((NH₄)₂SO₄), который находится под номером 1.

Проверка остальных вариантов:
- NO (2) и NO₂ (4) являются оксидами азота и не приведут к образованию N₂ в данных условиях.
- H₂SO₄ (5) при взаимодействии с нитритом вытеснит азотистую кислоту, которая разлагается на оксиды азота, но не на чистый азот.

Ответ: X — 3 (KNO₂), Y — 1 ((NH₄)₂SO₄).

Источник: ФИПИ