21.04.2016

КИСЛОРОДНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ АЗОТА.

 

1 Вопросы для самоподготовки

1. Перечислите оксиды азота, опишите их строение, используя методы МВС и ММО (для NO).

2. Приведите сравнительную характеристику свойств оксидов азота.

3. Приведите характеристику азотной кислоты: получение, строение, физико-химические свойства, в том числе окислительно-восстановительные.

4. Приведите схему, характеризующую различную глубину восстановления азотной кислоты металлом в зависимости от различных факторов (температура, активность и дисперсность металла, концентрация азотной кислоты).

5. Сравните строение и свойства азотной и азотистой кислот. Выводы подтвердите уравнениями реакций.

6. Сравните устойчивость азотной кислоты и нитрата калия.

7. Сравните устойчивость и окислительные свойства нитрат- и нитрит-анионов, укажите причины различий.

8. Оцените термическую устойчивость нитратов различных металлов, какие азотные удобрения имеют практическое значение в сельском хозяйстве и для чего применяются?

 

2 Литература для самоподготовки:

• Третьяков Ю.Д. Неорганическая химия: В 3 т. – М.: Академия, 2008. Том 2.

Глинка Н.Л. Общая химия: Учебное пособие для вузов. – М.: Интеграл-Пресс, 2004. – 728 с.

 

Лабораторная работа 9 по теме: «КИСЛОРОДНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ АЗОТА»

 

Опыт 1. Получение и свойства оксида азота (II). (Опыты проводить под тягой!)

Опишите строение молекулы NO в рамках МВС и ММО. Как получают оксид азота (II) в промышленности?

а) Соберите прибор (рис.1). В реакционную колбу Вюрца (1) поместите 5 г медных стружек, в U— образную трубку (2) — 10%-ный раствор щелочи. С помощью капельной воронки прилейте в колбу 33%-ный раствор азотной кислоты, которая должна покрыть медные стружки. Если реакция будет идти медленно, немного подогрейте колбу.

Чем объяснить появление окрашенного газа в колбе? Что образуется в U— образной трубке? Для чего она используется в данной системе? Напишите уравнения реакций. Соберите оксид азота (II) в две баночки (как это сделать?).

 

Рис. 1 — Прибор для получения NО

б) В одну из банок опустите тлеющую лучину, в другую – металлическую ложечку с зажжённым красным фосфором. Горят ли лучинка и красный фосфор в оксиде азота(II)? Что происходит при соприкосновении оксида азота (II) и воздуха? Напишите уравнения реакций.

в) Пропустите ток оксида азота (II) через свежеприготовленный насыщенный водный раствор FeSO4. Что наблюдается? Нагрейте полученный раствор. Объясните наблюдаемые явления. Напишите уравнение реакции.

Опыт 2. Получение и свойства оксида азота (IV).

(Опыты проводить в вытяжном шкафу) Опишите строение оксида азота (IV) в рамках МВС

а) Соберите прибор (рис. 2).

В реакционную колбу Вюрца (1) поместите 5 г медных стружек, в капельную воронку (2) налейте концентрированный раствор азотной кислоты.

Начните реакцию, открыв кран на капельной воронке. Какой газ выделяется? Напишите уравнение реакции. Соберите диоксид азота в две баночки.

 

Рис. 2 — Прибор для получения NО2

б) В одну из банок опустите тлеющую лучину, в другую – металлическую ложечку с зажжённым красным фосфором.Горят ли лучинка и красный фосфор в оксиде азота (IV)? Напишите уравнения реакций. Дайте объяснения наблюдаемым явлениям. Сравните результаты этого опыта и опыта 1(б).

 

Опыт 3 Азотистая кислота и ее соли.

а) Охладите небольшое количество раствора нитрита калия KNO2 и прибавьте к нему 3 капли раствора серной кислоты. Что происходит? Напишите уравнение реакции. Сравните устойчивость азотной и азотистой кислот.

б) К раствору нитрита калия прибавьте подкисленный раствор перманганата калия. Что наблюдается? Напишите уравнение реакции.

в) К подкисленному раствору йодида калия добавьте 2 – 3 капли раствора крахмала и раствор нитрита калия. Что происходит? Напишите уравнения реакций.

Сделайте выводы об окислительно-восстановительных свойствах исследованных соединений азота (III).

 

Опыт 4. Свойства азотной кислоты (Опыты проводить под тягой!)

Опишите промышленные способы получения азотной кислоты, строение, свойства и области её применения. Как ведут себя при нагревании растворы азотной кислоты различной концентрации?

а) Закрепите пробирку вертикально в лапке штатива, налейте в неё 2 мл концентрированного раствора азотной кислоты и слегка подогрейте. Опустите туда тлеющую лучинку. Что происходит и почему? Напишите уравнения реакций.

б) Закрепите чистую пробирку вертикально в лапке штатива, поместите в неё 2 мл концентрированного раствора азотной кислоты и кусочек серы, нагрейте. Когда пробирка остынет, обнаружьте в ней присутствие ионов SO42-. Напишите уравнения реакций.

в) Закрепите чистую пробирку вертикально в лапке штатива, поместите в неё 2 мл концентрированного раствора азотной кислоты и слегка подогрейте. Опустите туда кусочек шерсти. Что наблюдается? Дайте объяснение.

г) Закрепите чистую пробирку вертикально в лапке штатива, поместите в неё 2 мл концентрированного раствора азотной кислоты и немного сульфида меди. Для определения продукта реакции прилейте к системе раствор хлорида бария. Напишите уравнения реакций.

д) В фарфоровую чашку налейте 1 мл концентрированного раствора азотной кислоты и внесите гранулу цинка. При необходимости слегка подогрейте. Проведите аналогичный опыт с оловом.

ж) В фарфоровую чашку налейте в 1 мл 2%-ного раствора азотной кислоты и поместите гранулу цинка. Проведите аналогичный опыт с оловом. Обнаружьте в продуктах реакции ион NH4+. Напишите уравнения реакций.

Составьте схему восстановления нитрат-иона до различных продуктов. От каких факторов зависит состав продуктов восстановления? Что такое «царская водка»? Почему «царская водка» более сильный окислитель, чем азотная кислота?

 

Опыт 5. Соли азотной кислоты

а) Закрепите пробирку вертикально в лапке штатива, наполните ее на треть сухим нитратом аммония, закройте пробкой с газоотводной трубкой, конец которой опустим в колбу для сбора оксида азота (I). Осторожно нагрейте пробирку до полного заполнения колбы газом (примерно 5 мин). После прекращения реакции внесите в колбу тлеющую лучину. Объясните наблюдаемые явления и составьте уравнения реакций.

б) Закрепите чистую сухую пробирку вертикально в лапке штатива, поместите в неё немного (2 г) нитрата калия и прогрейте до плавления соли. Бросьте туда раскаленный кусочек угля. Что наблюдаете? Составьте уравнения реакций.

Какие продукты образуются при прокаливании нитратов меди, свинца и серебра?

Чем объясняется различный состав продуктов термического разложения?