химический каталог




Химия. Решение задач

Автор А.Е.Хасанов

м. Взаимодействие серной кислоты с металлами протекает различно в зависимости от концентрации. Разбавленная серная кислота окисляет своим ионом водорода. Поэтому она взаимодействует только с теми металлами, которые стоят в ряду напряжений до водорода, при этом выделяется газообразный водород, например:

Zn + H2S04 -» ZnS04 + НX

Fe 4- H9S04 FeSO, 4- H9T.

Однако свинец в разбавленной серной кислоте не растворяется, поскольку образующаяся соль PbS04 нерастворима.

Концентрированная серная кислота является окислителем за счет серы (IV). Она окисляет металлы, стоящие в ряду напряжений до серебра включительно. Продукты ее восстановления могут быть различными в зависимости от активности металла и от условий (концентрация кислоты, температура). При взаимодействии с малоактивными металлами, например с медью, кислота восстанавливается до S02:

Си 4- 2H2S04 -» CuS04 4- S02t + Н20.

При взаимодействии с более активными металлами продуктами восстановления могут быть как S02, так и свободная сера и сероводород. Например, при взаимодействии сцинком могут протекать реакции:

Zn 4- 2H2S04 -» ZnS04 4- S02t 4- H20,

3Zn 4- 4H2S04 3ZnS04 + st 4- H20,

4Zn + 5H2S04 4ZnS04 4- H2St + H20.

Железо в концентрированных растворах серной кислоты окисляется до железа (III):

2Fe 4- 6H2S04 Fe2(S04)3 4- 3S02T 4- 6Н20.

Однако в серной кислоте, концентрация которой близка к 100%, железо становится пассивным и взаимодействия практически не происходит. Поэтому безводную серную кислоту можно хранить в железной таре и перевозить в стальных цистернах.

Концентрированная серная кислота, особенно горячая — энергичный окислитель. Она окисляет Ш и НВг (но не НС1) до свободных галогенов, уголь — до С02, серу — до S02. Указанные реакции выражаются уравнениями:

8HI + H2S04 -> 4I2 + H2St 4- 4Н20,

2НВг 4- H2S04 -» Br2 4- S02 4- 2Н20,

С 4- 2H2S04 -» C02t + 2S02t 4- 2H20,

S 4- 2H2S04 -> 3S02t 4- 2H20.

АЗОТНАЯ КИСЛОТА

При взаимодействии азотной кислоты с металлами водород, как правило, не выделяется: он окисляется образуя воду. Кислота же, в зависимости от концентрации и активности металла, может восстанавливаться до соединений со степенями окисления: +5 +4 +3 4-2 +1 0 -3.

HN03 -> N02 -» HN02 -» NO -» N20 -> N —> -> NH4N03.

Образуется также соль азотной кислоты (см. тему «Неметаллы», «Азот и его соединения»).

HNO.

Концентрированная

Ha Fe, Cr, Al, Au, I2, Та не взаимодействует. С другими тяжелыми металлами выделяется N02.

Со щелочными и щелочноземельными? металлами выделяется N20.

Разбавленная Со щелочноземельными металлами, а также с Zn и Fe выделяется NH4N03. С тяжелыми металлами — N0.

-4

N+5 4- е -> N

Ag + 2HN03 (коац} -> AgN03 + N02 + Н20

б) Ag° 4- HN+503 (разб) -» Ag+1N03 4- N+20 4- Н20 Ag° - е Ag+ Р3 '

N+5 4- Зе -» N+2 1

3Ag° + 4HN03 (разб>) -> 3AgN03 4- NO + 2H20

в) 4Zn° 4- 10HN+5O

4- N"3H4N03 4- 3H20 Zn° - 2e -> Zn+2 4 N+5 4- 8e -> N-3 1

3 (очень разб.)

3'2

-> 4Zn+2(NO+

4Zn 4- 10HNO + 3H20.

з (образа, -> 4Zn(N03)2 + NH4N03 +

Смесь, состоящая из 1 объема азотной и 3 объемов концентрированной соляной кислоты, называется царской водкой. Царская водка

растворяет некоторые металлы, не взаимодействующие с азотной кислотой, в том числе и «царя металлов» — золото. Действие ее объясняется тем, что азотная кислота окисляет соляную с выделением свободного хлора и образованием хлороксида азота (III) или хлорида нитрозола, NOC1:

HN03 4- ЗНС1 -> С12 + 2Н20 + NOC1.

Хлорид нитрозола является промежуточным продуктом реакции и разлагается:

2NOC1 -> 2NO + С12.

Хлор в момент выделения состоит из атомов, что и обусловливает высокую окислительную способность царской водки. Реакции окисления золота и платины протекают в основном согласно следующим уравнениям:

Au + HN03 + ЗНС1 АиС13 + NOT + 2ЯО, 3Pt + 4HN03 + 12НС1 -> 2PtCl4 + 4N0I + + 8H20.

Пример 1. Одинаковое ли количество азотной кислоты потребуется для растворения 32 г меди, если в одном случае она будет концентрированная, а в другом разбавленная? Какое количество (в г) газообразного вещества выделится в первом и во втором случае?

Решение.

Напишем уравнения реакций растворения меди в концентрированной и разбавленной азотной кислоте:

Си + 4НЖ>3(конц) -> Cu(N03)2+ 2N02 + 2Н20, ЗСи + 8HN03(pa36)-> 3Cu(N03)2 + 2N0 + 4Н20.

M(Cu) = 64 г/моль; M(HN03) - 63 г/моль. Проведем расчеты:

а) для растворения 64 г Си треб. 256 г конц.

HN03,а для растворения 32 г Си требуется 128 г;

б) для растворения 192 г Си треб. 512 г разб.

HN03, а для растворения 32 г Си требуется х г.

32 • 512

х = = 85,3 г.

192

^

Следовательно, разбавленной кислоты для растворения одинакового количества меди требуется меньше, чем концентрированной.

Из уравнения реакций легко найти, что в первом случае выделится 22,4 л N02, а во втором — 7,46 л N0.

Пример 2. 150 г сплава серебра и меди на воздухе обработали избытком 10% -ной кислоты. Образовавшийся газ был собран и растворен в

страница 59
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87

Скачать книгу "Химия. Решение задач" (1.54Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
сайдинг из металла цена
жуковский ремонт холодильников на дому
заломы на крыле как исправить
каренина купить билет

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(06.12.2016)