Задачи и упражнения для самостоятельного решения. 29.1. Привести не менее трех примеров реакций, в которых азот играет роль окислителя, и пример реакции
29.1. Привести не менее трех примеров реакций, в которых азот играет роль окислителя, и пример реакции, в которой он является восстановителем.
29.2. Привести примеры характерных для аммиака реакций присоединения и окисления без катализатора и в присутствии катализатора.
29.3. Нитрат аммония может разлагаться двумя путями:
NH4NO3 (к) = N2O (г) + 2H2O (г);
NH4NO3 (к) = N2 (г) + 1/2O2 (г) + 2H2O (г).
Какая из приведенных реакций наиболее вероятна при 298 К? Ответ подтвердить расчетом 
. ( 
= –183,9 кДж/моль;
= 104,1 кДж/моль; 
= –228,6 кДж/моль).
29.4. Какова реакция среды в растворах KNO3, NH4NO3, NaNO2, NH4NO2? Составить молекулярные и ионные уравнения реакций гидролиза этих солей.
29.5. Закончить уравнения реакций:
а) Zn + NaNO3 + NaOH 
…; б) NO + KMnO4 + H2O = …;
в) Cu + HNO3 (разб.) …; г) AgNO3 
….
29.6. Написать уравнения взаимодействия разбавленной азотной кислоты с магнием, ртутью, фосфором, углем (С).
29.7. Какая масса нитрита аммония NH4NO2 требуется для получения 1 л азота при нормальных условиях? (Ответ: 2,86 г).
29.8. Почему азотистая кислота может проявлять как окислительные, так и восстановительные свойства? Составить уравнения реакций HNO2:
а) с HI.; б) с бромной водой (Br2).
29.9. Почему диоксид азота (NO2) способен к реакциям диспропорционирования? Написать уравнения реакций взаимодействия NO2:
а) с водой; б) гидроксидом калия.
29.10. Закончить уравнения реакций: а) N2O5 + KOH = …;
б) N2O3 + NaOH = …; в) Cu + HNO3 (разб) = …; г) NO2 + O2 + Н2О= ….
29.11. В каком газообразном соединении азот проявляет свою низшую степень окисления? Написать уравнения реакций получения этого соединения:
а) при взаимодействии хлорида аммония с гидроксидом кальция;
б) разложением нитрида магния водой.
29.12. Почему азотистая кислота способна к реакциям диспропорционирования? Написать уравнение реакции разложения НNO2, учитывая, что при этом азот приобретает степень окисления +2 и + 5.
29.13. Составить уравнения реакций окисления азотной кислотой:
а) серы до серной кислоты; б) фосфора до фосфорной кислоты Н3РО4;
в) углерода до диоксида углерода.
29.14. Составить уравнения реакций, которые надо провести для осуществления следующих превращений:
N2 → NO → NO2 → HNO3 → NH4NO3.
29.15. Закончить уравнения реакций получения аммиака:
а) H2 + N2 = …; б) NH4OH …;
в) AlN + H2O = …; г) NH4Cl + Ca(OH)2 = ….
29.16. Составить уравнения реакций последовательного получения:
N2 → NO → NO2 → HNO3 → Cu(NO3)2 → CuO → Cu.
29.17. Закончить уравнения реакций получения в промышленности азотной кислоты: а) NH3 + O2 = …; б) NO + O2 = …; в) NO2 + H2O + O2 = ….
29.18. Закончить уравнения реакций разложения азотной кислоты и ее солей:
а) HNO3 …; б) Hg(NO3)2 …;
в) Pb(NO3)2 …; г) NaNO3 ….
29.19. Закончить уравнения реакций:
а) Na2S + NaNO2 + H2SO4 = S + NO + ….
а) KNO2 + KMnO4 + H2O = …; б) KI + HNO2 + H2SO4 = NO + …;
29.20. Какой объем 30 %-го раствора азотной кислоты (ρ = 1,18 г/мл) будет израсходован на растворение 10 г сплава, состоящего из 60 % меди и 40 % серебра, считая, что азотная кислота восстанавливается до NO? (Ответ: 53,5 мл).
Углерод, кремний
Теоретическое введение
Углерод и кремний находятся в главной подгруппе IV группы. Их атомы имеют на внешнем уровне 4 электрона (ns2np2), могут проявлять степени окисления от −4 до +4. Наиболее характерной степенью окисления является +4.
Углерод и кремний при обычных условиях весьма инертны, не растворяются в воде, разбавленных кислотах, вступают в реакцию только с очень энергичными окислителями. При нагревании химическая активность их повышается.
Углерод и кремний образуют оксиды СО, СО2, SiO2. Оксид углерода (II) СО – несолеобразующий оксид. При обычных условиях не взаимодействует ни с кислотами, ни со щелочами, является энергичным восстановителем.
Оксид углерода (IV) СO2 – кислотный оксид, реагирует со щелочами, водой. В водном растворе оксида углерода (IV) устанавливается следующее равновесие:
CO2 + H2O 
H2CO3 H+ + НСO3‾ 2H+ + CO32‾
Н2СO3 – слабая непрочная кислота, существует только в разбавленных растворах. Будучи двухосновной кислотой, угольная кислота образует два ряда солей – карбонаты и гидрокарбонаты. Из карбонатов в воде растворимы только карбонаты щелочных металлов и аммония, гидрокарбонаты растворимы почти все. Оксид углерода (IV) проявляет окислительные свойства при взаимодействии только с очень сильными восстановителями. Например, в его атмосфере горит магний, при этом СО2 восстанавливается до СО или до свободного углерода. В лаборатории СO2 получают в аппарате Киппа по реакции
СаСО3 + 2HCl = СаСl2 + СO2 + Н2O.
Оксид кремния (IV) SiO2 по своему характеру является кислотным оксидом, химически устойчив. С водой SiO2 непосредственно не соединяется. Соответствующая оксиду кремния кремниевая кислота Н2SiO3 может быть получена действием кислот на растворы ее солей. Кремниевая кислота малорастворима в воде. Осадок имеет вид бесцветного студня, причем состав его отвечает не простой формуле H2SiO3, а более общей nSiO2∙mН2О. Кремниевая кислота очень слабая, ее соли называются силикатами. Из силикатов растворимы только соли щелочных металлов Na2 SiO3 и K2SiO3, называемые растворимым стеклом. Их растворы подвергаются гидролизу и имеют щелочную реакцию:
2K2SiO3 + 2Н2О = K2Si2O5 + 2KOH.