Задание №21 — Важнейшие представители неорганических веществ. Неметаллы и их соединения. Металлы и их соединения

Решение.

Для решения данной цепочки превращений необходимо последовательно составить три уравнения химических реакций, учитывая свойства соединений азота.

Шаг 1. Получение хлорида аммония из сульфата аммония.
Чтобы из сульфата аммония $(NH_{4})_{2}SO_{4}$ получить хлорид аммония $NH_{4}Cl$, нужно провести реакцию ионного обмена с солью бария, так как сульфат бария выпадает в нерастворимый осадок, что делает реакцию необратимой.
$(NH_{4})_{2}SO_{4} + BaCl_{2} \rightarrow 2NH_{4}Cl + BaSO_{4}\downarrow$

Шаг 2. Определение вещества X и его получение.
По схеме из вещества $X$ при взаимодействии с кислородом $O_{2}$ должен получиться свободный азот $N_{2}$. Известно, что аммиак $NH_{3}$ горит в кислороде с образованием азота и воды. Следовательно, вещество $X$ — это аммиак $NH_{3}$.
Чтобы получить аммиак из хлорида аммония, нужно подействовать на него сильной щёлочью (например, гидроксидом кальция или натрия) при нагревании:
$NH_{4}Cl + NaOH \rightarrow NaCl + NH_{3}\uparrow + H_{2}O$

Шаг 3. Окисление аммиака до азота.
Теперь запишем уравнение горения аммиака в избытке кислорода (без использования катализатора). В этой реакции азот из степени окисления $-3$ переходит в степень окисления $0$:
$4NH_{3} + 3O_{2} \rightarrow 2N_{2} + 6H_{2}O$

Ответ:
1) $(NH_{4})_{2}SO_{4} + BaCl_{2} \rightarrow 2NH_{4}Cl + BaSO_{4}$
2) $NH_{4}Cl + NaOH \rightarrow NaCl + NH_{3} + H_{2}O$
3) $4NH_{3} + 3O_{2} \rightarrow 2N_{2} + 6H_{2}O$

Источник: ФИПИ