Ответы в самом низу встроенного документа
АЗОТ И ФОСФОР Физические и химические свойства азота 12-1. Какова электронная конфигурация атомов элементов группы азота? 12-2. С атомом какого инертного газа и с ионами какого галогена и какого щелочного металла сходен по электронному строению отрицательно заряженный ион азота? 12-3. Напишите формулы всех соединений азота с водородом, в которых легкий изотоп водорода }Н полностью или частично замещен его тяжелым изотопом ^Н. Каковы их молекулярные массы? 12-4. Опираясь на электронную теорию валентности, выведите формулы соединений азота: а) с литием; б) с магнием; в) с алюминием; г) с кальцием. 12-5. М. В. Ломоносов, обжигая металлы в «запаянных накрепко стеклянных сосудах», обнаружил остаток воздуха, не соединяющийся с металлом. Каков состав этого остатка? 12-6. Пять стеклянных цилиндров заполнены газами. В одном находится хлор, в другом — азот, в третьем — оксид серы (IV), в четвертом — кислород, в пятом — оксид углерода (IV). Дайте обоснованный ответ, как определить, в каком цилиндре находится азот. 12-7. Можно ли освободить азот от примеси: а) хлороводорода; б) хлора; в) оксида серы (IV); г) сероводорода; д) паров воды; е) оксида углерода (IV); ж) кислорода, имея промывные склянки с раствором гидроксида калия и с концентрированной серной кислотой? Ответ иллюстрируйте уравнениями реакций. 12-8. Какими опытами можно проверить, содержит ли азот примеси: а) хлора; б) хлороводорода? Приведите соответствующие уравнения реакций. 12-9. Для получения азота в лаборатории пользуются следующими приемами: а) пропускают воздух через трубки с раскаленными медными стружками; б) разлагают нитрит аммония. Уравнение реакции: NH4N03 = 2Н20 + N2 Чем по составу отличается азот, полученный первым и вторым путем? 12-10. Какова плотность азота по воздуху и по водороду? Можно ли пользоваться азотом для заполнения аэростата? 12-11. При 20°С в 1 л воды растворяется 6,8-10~4 моль азота. Сколько это составит в граммах на литр? 12-12. Масса 167 мл ^пересчете нан. у.) азота составляет 0,21 г. Определите число атомов в молекуле азота. 84 12-13. Лавуазье рассматривал азот как инертный газ. Какие факты вы можете привести для доказательства, что эта точка зрения имеет ограниченное значение? Аммиак 12-14. «Летучая щелочь» — так называли в XVIII в. аммиак. Почему его так называли? Рассчитайте содержание (в процентах) азота и водорода в этом соединении. 12-15. Найдите формулу аммиака, исходя из следующих данных: 1,02 г аммиака при реакции с 10 г оксида меди (II) дают 1,62 г воды и 0,84 г азота. Какие данные в условии задачи являются лишними? 12-16. Какое из известных вам соединений азота содержит наибольшее количество азота (в процентах)? 12-17. Придумайте прибор, пригодный для определения содержания инертных газов в синтетическом аммиаке. 12-18. При длительном пропускании электрических искр через аммиак последний практически нацело разлагается. При этом происходит увеличение объема. Во сколько раз? Каков состав (в процентах по объему) получившейся смеси газов? 12-19. Один из шести стеклянных цилиндров заполнен аммиаком, другой — углекислым газом, третий — хлором, четвертый — кислородом, пятый — азотом, шестой — воздухом. Как вы определите, какой газ находится в каждом из этих цилиндров? 12-20. Один из трех цилиндров заполнили аммиаком, другой — кислородом, третий — аргоном. После этого цилиндры некоторое (небольшое) время оставались открытыми. Что будет наблюдаться при опускании в каждый из цилиндров тлеющей лучинки? 12-21. Как освободить кислород от примеси аммиака? К ответу дайте пояснение. 12-22. В цилиндр с водой поступает медленный ток газа. Укажите, судя по рисунку 9, каким именно газом — аммиаком, хлоро-водородом или азотом — заполняется цилиндр. 12-23. Как, имея в своем распоряжении воду, стакан и пробирку, произвести испытание на присутствие в аммиаке примеси водорода? К ответу дайте пояснение. 12-24. Как освободить аммиак от примеси углекислого газа? К ответу дайте пояснение. 12-25. В одной из двух фарфоровых чашек был выпарен досуха водный раствор аммиака, в другой — водный раствор гидроксида натрия. Можно ли, не прибегая к каким-либо пробам, указать чашку, в которой был раствор аммиака? Ответ поясните. 12-26. Сажа, накапливающаяся в обычных печных дымоходах, содержит аммиак. Опишите опыт, с помощью которого можно было бы в этом убедиться. 85 12-27. Аммиачная вода первого сорта, выпускаемая заводами синтетического аммиака, содержит 25% аммиака (по массе). В каком количестве ее заключается 5 моль аммиака? 12-28. Напишите уравнения реакций аммиака: а) с иодоводоро-дом; б) с селеновой кислотой. Назовите продукты реакции. 12-29. В чем сходство и в чем различие между реакцией аммиака с кислотами и реакцией щелочей с кислотами? 12-30. «Что будет наблюдаться при смешении аммиака с бромо-водородом? 12-31. Напишите уравнение реакции горения аммиака в кислороде. 12-32. Составьте уравнение реакции, происходящей при пропускании аммиака через раскаленную железную окалину. Соли аммония 12-33. Соль имеет состав NH5S04. Как следует видоизменить эту формулу, чтобы сразу было видно, о какой соли идет речь? Назовите ее. Напишите уравнение электролитической диссоциации этой соли. 12-34. Карбонат аммония в настоящее время получают смешением трех газообразных веществ. Каких именно? Составьте уравнение реакции. 12-35. Как, исходя из водорода, хлора и азота, получить хлорид аммония? Ответ иллюстрируйте соответствующими уравнениями реакций. 12-36. В качестве окислителя применяется перхлорат аммония. В нем водорода 3,4%, азота 11,9%, хлора 30,2% и кислорода 54,5%. Выведите формулу этой соли, составьте уравнение реакции ее распада при нагревании в отсутствие горючего (при этом обра-зуется вода, хлороводород, азот и кислород). Укажите также объемное отношение кислорода и азота в полученной смеси. 12-37. Газы в лаборатории часто сушат путем пропускания их через концентрированную серную кислоту. Почему этот способ не применим для осушения аммиака? 12-38. Составьте уравнения реакций получения сульфата аммония из: а) трех газообразных веществ и б) газообразного при обычных условиях и жидкого вещества. 12-39. При получении сульфата аммония гипсовым способом гипс взмучивают в воде и через смесь пропускают аммиак и углекислый газ. Образующийся карбонат аммония с гипсом дает сульфат аммония и вещество, выпадающее в осадок. Составьте уравнения реакций. 12-40. Некоторый газ горит в хлоре, образуя азот и хлороводород, причем объемы вступившего в реакцию хлора и образовавшегося азота относятся, как 3:1. Каков состав этого газа? Почему вначале при этой реакции наблюдается обильное выделение белого дыма? Что он собой представляет? Напишите уравнения реакций. 86 12-41. Почему при возгонке хлорида аммония в железной посуде он загрязняется солью железа? 12-42. Какие явления будут наблюдаться при сильном нагревании в пробирке бромида аммония? 12-43. Гидрокарбонат аммония применяется при выпечке некоторых хлебных изделий (печенья), так как при нагревании он разлагается с образованием газов, вспучивающих тесто, делающих его рыхлым. Напишите уравнение реакции. © 12-44. Напишите уравнения реакций в молекулярной и ионной форме между бромидом аммония и: а), гидроксидом натрия; б) гид-роксидом калия; в) гашеной известью; г) серной кислотой в воде. © 12-45. Напишите в молекулярной и ионной форме уравнения реакций между иодидом аммония и: а) гидроксидом натрия; б) гашеной известью; в) нитратом серебра в водном растворе. © 12-46. Напишите уравнения реакций в молекулярной и ионной форме между сульфатом аммония и: а) гидроксидом натрия; б) гидроксидом калия; в) гашеной известью в водном растворе. © 12-47. Напишите уравнения реакций в молекулярной и ионной форме между гидроксидом натрия и: а) иодидом аммония; б) фторидом аммония; в) карбонатом аммония в водном растворе. © 12-48. Напишите уравнения реакций в молекулярной и ионной форме между гашеной известью и: а) иодидом аммония; б) карбонатом аммония в растворе. 12-49. Сколько аммиака можно получить, нагревая смесь 20 г хлорида аммония с 20 г оксида кальция, приняв, что выход составляет 98% от теоретически возможного? 12-50. Необходимо отделить поваренную соль от хлорида аммония. Как следует нагревать смесь — в открытом или закрытом сосуде? Ответ поясните. 12-51. В лабораторных условиях азот можно получить взаимодействием растворов хлорида аммония и нитрита натрия. Учтя, что при этом образуются также хлорид натрия и вода, составьте уравнение реакции и вычислите, сколько граммов хлорида аммония необходимо для получения 2 моль азота. 12-52. 5 г смеси хлорида калия и хлорида аммония прокалили до прекращения выделения паров. В остатке оказалось 4 г вещества. Каков состав смеси (в процентах)? Задачу решите устно. 12-53. Сколько гашеной извести необходимо взять для получения из нашатыря NH4C1 такого количества аммиака, чтобы можно было приготовить 1 кг 17-процентного раствора аммиака? 12-54. 3,4 г аммиака смешано с 8 г хлороводорода. Какое новое вещество и в каком количестве должно образоваться в результате реакции? 12-55. Сколько килограммов 78-процентного раствора серной" кислоты необходимо для получения сульфата аммония из 102 кг аммиака? 12-56. Смесь газов, содержащая аммиак, после того как была пропущена через разбавленный раствор серной кислоты, занимала 87 объем 776 мл. Зная, что при этом на образование сульфата аммония было израсходовано 100 мл раствора, содержащего 4,9 г серной кислоты в 1 л, найдите количество аммиака в этой смеси (в процентах по объему). 12-57. Какие две соли обладают следующими свойствами: а) при нагревании каждой из них с избытком щелочи выделяется аммиак; б) при прибавлении к раствору каждой из них раствора хлорида бария выпадает нерастворимый в кислотах осадок? Приведите уравнения всех упоминаемых реакций в молекулярной и ионной формах. 12-58. Какая соль образуется при смешении равных объемов аммиака и сероводорода? Составьте уравнение реакции, назовите получившуюся соль. 12-59. Если гидрокарбонат аммония оставить в открытом сосуде, он может полностью улетучиться. Сохранить эту соль удается в хорошо закупоренном сосуде, заполненном углекислым газом. Почему соль улетучивается? Для чего сосуд заполняется углекислым газом? 12-60. Приведите примеры образования аммонийных солей путем: а) реакции присоединения; б) взаимодействия двух солей; г) взаимодействия двух газов. Оксиды азота 12-61. Имеются четыре закрытых цилиндра: с оксидом азота (II), с оксидом азота (IV), с азотом, с аммиаком, а) Как проще всего узнать, в каком цилиндре какой газ содержится? б) В каких цилиндрах и как изменится окраска влажной фиолетовой лакмусовой бумажки? 12-62. При работе в химической лаборатории ученик собирал оксид азота (II) в открытый цилиндр. На основании этого опыта он пришел к заключению, что оксид азота (II) — бурый газ. Каким газом на самом деле был наполнен цилиндр? 12-63. Можно ли определить запах окисида азота (II)? пользоваться, чтобы получить и собрать: а) чистый аммиак; б) оксид азота (IV); в) чистый оксид азота (II)? Ответ поясните. 12-65. При пропускании электрических искр через воздух в закрытом сосуде над водой происходит большее уменьшение объема газа, чем при сжигании в нем фосфора. Дайте объяснение этому явлению. 12-66». Напишите уравнение реакции горения водорода в оксиде азота (IV), учтя, что из 6 объемов взятой смеси газов получается, не считая паров воды, один объем нового газа. 12-67. Оксид азота (III) даже при низкой температуре распадается на два других оксида, один из которых превращается в другой при действии кислорода. Составьте уравнение этой реакции. 12-68. Если в закрытый пробкой цилиндр, заполненный оксидом азота (IV), ввести немного раствора сернистой кислоты, то коричневая окраска исчезает. Теперь, если убрать пробку, газ в цилиндре вновь становится коричневым. Руководствуясь этими на-блюдениями, составьте уравнение реакции между оксидом азота (IV) и сернистой кислотой. 12-69. Один из оксидов азота при нагревании выше 500°С распадается на простые вещества. При этом из 2 объемов оксида образуются 3 объема смеси, в которой преобладает азот. Найдите формулу этого оксида. 12-70. Оксид азота (I), получаемый нагреванием нитрата аммония, обычно содержит примеси, в частности оксид азота (II). Как проще всего обнаружить эту примесь? 12-71. Какое вещество и в каком количестве должно образоваться из 5,6 л оксида азота (II) (в пересчете на н. у.), если смешать ее с избытком кислорода? 12-72. Чистый азот можно получить, пропуская смесь оксида азота (II) и аммиака над катализатором (платинированный асбест). Составьте уравнение этой реакции; укажите, является ли этот процесс обратимым, и вычислите объем азота, получающегося из 1200 мл оксида азота (II). 12-73. Можно ли освободить оксид азота (II) от примеси оксида азота (IV), промывая его водой? Изменится ли при этом количество оксида азота (II), которым мы располагали? 12-74. Оксид азота (II) можно освободить от влаги, пропуская его над кусками гидроксида натрия. Почему этим способом нельзя сушить оксид азота (IV)? 12-75. Можно ли рассматривать реакцию оксида азота (IV) с водой как окислительно-восстановительную? Ответ подробно мотивируйте. 12-76. Каким наиболее простым способом можно выделить оксид азота (IV) из смеси его с кислородом? 12-77. Для определения состава двух бесцветных оксидов азота определенный объем каждого из них нагревался с металлическим калием. При этом один из них дал равный объем азота, другой — вдвое меньше, чем объем, который занимал он сам. Напишите 89 формулы обоих оксидов, зная, что с калием азот в данных условиях не реагирует. 12-78. Изменится ли электропроводность воды при растворении в ней: а) азота; б) оксида азота (IV)? 12-79. Взорвана смесь 15,6 мл оксида азота с избытком водорода. Объем газа, оставшийся после взрыва и конденсации паров воды, был (при первоначальной температуре) на 46,7 мл меньше, чем объем взятой смеси. Какова формула оксида? Азотная кислота и ее соли 12-80. Вещество, получающееся при нагревании смеси селитры с купоросным маслом и охлаждении образующихся паров, когда-то называли «крепкой водкой». Каково современное название этого вещества? 12-81. Пары азотной кислоты при сильном нагревании (белока-лильном жаре) разлагаются на азот, кислород и воду. Напишите уравнение реакции разложения азотной кислоты в этих условиях. 12-82. Нитрат меди (II) можно получить из меди и концентрированной азотной кислоты, из меди и разбавленной азотной кислоты (при этом выделяется оксид азота (II), из оксида меди и азотной кислоты. Напишите уравнение соответствующих реакций и укажите, являются ли эти три способа одинаково выгодными в отношении расхода азотной кислоты. 12-83. В одном старинном научном трактате описан следующий способ получения «красного преципитата»: «Ртуть растворяют в азотной кислоте, раствор выпаривают и остаток нагревают, пока он не сделается красным». Что представляет собой «красный преципитат»? Напишите уравнения реакций, ведущих к его образованию, учитывая, что ртуть в образующихся соединениях двухвалентна и что при действии азотной кислоты на ртуть выделяется бесцветный газ, на воздухе буреющий. 12-84. Так называемая «царская водка» получается смешением концентрированных соляной и азотной кислот. Найти соотношение (по объему) 34-процентной соляной кислоты (р — 1,1.7) и 98-процентной азотной кислоты (р — 1,50), чтобы состав «царской водки» выражался отношением 3 моль НС1 к 1 моль HN03. © 12-85. Металлы Au, Pt, A1, Сг устойчивы по отношению к концентрированному раствору азотной кислоты. Связано ли это для перечисленных металлов с одинаковой причиной? Дайте обоснованный ответ. 12-86. Напишите уравнение реакции (по стадиям и суммарное), происходящей при взаимодействии разбавленной азотной кислоты с алюминием. Одним из продуктов этой реакции является оксид азота, быстро буреющий при взаимодействии с кислородом. 12-87. При взаимодействии железа с азотной кислотой средней концентрации получается бурый газ и соль трехвалентного железа. Напишите уравнение реакций (по стадиям и суммарное). 90 12-88. При взаимодействии сернистого газа с азотной кислотой в присутствии воды получаются оксид азота (II) и серная кислота. Напишите уравнение реакции. 12-89. Раскаленный уголь, брошенный в концентрированную азотную кислоту, продолжает гореть; при этом выделяется бурый газ и газ, образующий с известковой водой белый осадок. Напишите уравнение реакции. 12-90. При пропускании оксида азота (II) в теплую концентрированную азотную кислоту жидкость окрашивается в бурый цвет. Чем это объясняется? Ответ подтвердите уравнением реакции. 12-91. При взаимодействии азотной кислоты средней концентрации с серебром азот переходит в оксид азота N203. Составьте уравнение реакции (по стадиям) и рассчитайте, какие количества азотной кислоты и серебра вступают в реакцию при образовании 680 г нитрата серебра. 12-92. Разбавленная азотная кислота на холоду окисляет сероводород до свободной серы, причем образуются оксид азота (II) и вода. Сколько серы и оксида азота (II) (измеренного при н. у.) получилось, если было окислено 3,36 л сероводорода? 12-93. Опишите внешнюю картину, наблюдающуюся при введении азотной кислоты в цилиндр с иодоводородом. Подберите коэффициенты к схеме реакции, происходящей в этом опыте: HI + HN03→ I2+N02 + H20 12-94. Как очистить азотную кислоту от примеси серной кислоты? Ответ поясните. 12-95. Как очистить азотную кислоту от примеси соляной кислоты? Обоснуйте свой ответ. 12-96. Сведите в таблицу, приведя соответствующие уравнения, все известные вам способы получения азотной кислоты. 12-97. Напишите уравнения, отвечающие следующим превращениям: азот→ аммиак→ оксид азота (II) → оксид азота (IV→ азотная кислота → аммиачная селитра. Укажите условия протекания реакции. S2-98. Можно ли получить чистый нитрат калия из нитрата кальция и поташа? Ответ поясните. 12-99. При действии щелочи на раствор соли состава H403N2 выделяется аммиак. Назовите это вещество и составьте уравнение указанной реакции. 12-100. Как из нитрата натрия и других необходимых для этого веществ получить нитрат калия? Приведите уравнения реакций. 12-101. Чем вы докажете, что черный порох представляет собой смесь нитрата калия, серы и угля? Дайте подробное объяснение. 12-102. Если нагревать серу в сосуде, из которого предварительно был выкачан воздух, то она не загорается. В этих же условиях черный порох горит большим голубым пламенем. Объясните, почему порох горит в отсутствие воздуха. 91 12-103. Нитрат железа, применяемый в качестве цротравы при крашении шерсти, получают действием азотной кислоты на железные стружки. Составьте уравнение реакции, зная, что она протекает подобно реакции разбавленной азотной кислоты с медью и что при этом образуется соль трехвалентного железа. 12-104. Какого цвета должен быть раствор, полученный при растворении образца латуни (сплав меди с цинком) в азотной кислоте? 12-105. При накаливании нитрата бария каждые 2 моль его дают 2 моль оксида бария, 4 моль газа, содержащего азот, и 1 моль газа, входящего в состав атмосферы. Составьте уравнение реакции. 12-106. Напишите в ионной форме уравнения реакций образования следующих веществ: а) нитрата кальция из гашеной извести и азотной кислоты; б) нитрата аммония из сульфата аммония и нитрата бария; в) нитрата натрия из карбоната натрия и азотной кислоты; г) нитрата натрия из нитрата кальция и сульфата натрия. 12-107. Насыщенные при 20°С водные растворы нитратов натрия, калия и аммония содержат соответственно 46,8%, 24,1% и 66,1% соли; растворимость при 20°С сульфата аммония — 37,2 г и хлорида калия — 34 г. Расположите эти соли по возрастающей растворимости; укажите, можно ли из нитрата натрия получить нитрат калия. Производство аммиака и азотной кислоты 12-108. Аммиак можно получить путем восстановления оксида азота NO водородом в присутствии катализатора (платины). Составьте уравнение этой реакции. 12-109. На одном заводе колонна синтеза дает в сутки около 1500 т аммиака. Сколько водорода вступает в реакцию при образовании такого количества аммиака? 12-110. Образец газовой смеси из колонны синтеза аммиака при пропускании через разбавленную серную кислоту, сократился в объеме на 20%. Сколько азота (в процентах по объему) было в этой смеси, если считать, что газовая смесь, поступившая в колонну, содержала водород и азот в отношении, требуемом уравнением реакции? 12-111. Переносный баллон емкостью в 40 л вмещает около 22,5 кг жидкого аммиака. Вычислите, сколько литров азота и водорода при взаимодействии дадут такое количество аммиака, приняв массу литра водорода и литра азота равными соответственно 0,09 г и 1,25 г. Все ли данные, приведенные а условии задачи, необходимы для ее решения? 12-112. Газовая смесь, выходившая из колонны синтеза аммиака, содержала 20% аммиака (по объему). Сколько (в процентах по объему) водорода было' в этой смеси, если считать, что газовая смесь, поступившая в колонну, содержала водород и азот в отношении, требуемом уравнением реакции? 92 12-113. При нагревании аммиака под давлением 25% его распалось на простые вещества. Вычислите содержание (в процентах по объему) всех компонентов получившейся смеси. 12-114. Сколько кубических метров водорода должно вступить в реакцию, чтобы образовалось 17 кг аммиака? 12-115. Известны ли вам реакции аммиака, в которых степень окисления азота: а) повышается; б) понижается; в) остается без изменения? Ответ поясните, приведя соответствующие уравнения. 12-116. Сколько 63-процентной азотной кислоты можно получить из 170 г нитрата натрия? 12-117. .При окислении аммиака кислородом получается в зависимости от условий оксид азота NO, или оксид азота N2O, или азот. Напишите уравнения этих трех реакций и укажите, не прибегая к вычислениям, сколько по объему необходимо взять кислорода для окисления определенного количества аммиака до указанных веществ. 12-118. Аммиачно-воздушная смесь, поступающая в контактный аппарат, содержит на каждый моль аммиака 1,8 моль кислорода. Во сколько раз это превышает количество кислорода, которое необходимо для окисления аммиака до оксида азота (II)? 12-119. Рассчитайте, какой процентной концентрации должна получиться кислота при условии полного окисления аммиака и растворения кислоты в образовавшейся воде. Схема реакции окисления такова: NH3+ 02→ HN03 + H20 12-120. Вычислите содержание аммиака (в процентах) в аммиач-но-воздушной смеси, составленной таким образом, чтобы количество кислорода соответствовало уравнению реакции окисления аммиака до оксида азота (II). Содержание кислорода в воздухе принять равным 23% (по массе). 12-121. При окислении в производственных условиях аммиака до оксида азота (II) иногда применяется смесь аммиака с воздухом, обогащенным кислородом, в которой на один объем аммиака приходится два объема кислорода. Отличается ли это отношение от вы-численного по уравнению? 12-122. Сколько 55-процентной азотной кислоты получится из 1- т аммиака, если выход продукта окисления в контактном аппарате достигает 98%, а выход кислоты в поглотительных колоннах составляет 94%? 12-123. Хватит ли кислорода в смеси аммиака с воздухом, содержащей 10% аммиака (по объему), для полного окисления последнего до оксида азота (II)?' 12-124. Сколько аммиака необходимо для получения 5 т 60-процентной азотной кислоты, считая, что потери аммиака в производстве составляют 2,8%? 12-125. В производстве концентрированной (98%) азотной кислоты расходуется 0,29 т аммиака на каждую тонну кислоты. Каков 93 выход кислоты (в процентах) по отношению к практически возможному? 12-128. На заводах, производящих азотную кислоту путем окисления аммиака, содержание последнего в смеси, поступающей в контактный аппарат, поддерживается в пределах 10,5—11,5% (по объему). Вычислите, в каком отношении (по объему) находятся кислород и аммиак в смеси, и укажите, что берется в избытке. Содержание кислорода в воздухе принять равным 20,9% по объему. Свойства фосфора и его соединений 12-127. В каких пределах может изменяться степень окисления азота? 12-128. С атомом какого инертного газа и с ионами какого галогена и щелочного металла сходен по электронному строению отрицательно заряженный ион фосфора? 12-129. Назовите известное вам соединение, содержащее (в процентах) наибольшее количество фосфора. 12-130. Каков тип химической связи в соединениях, формулы которых: а) РН3; б) К3Р; в) РС15; г) Са3Р2? Какова степень окисления фосфора и связанного с ним элемента в каждом из этих соединений? 12-131. При соединении фосфора с натрием образуется фосфид натрия. Какова его химическая формула? 12-132. Можно ли рассматривать реакцию образования РС13 из РС15 как окислительно-восстановительный процесс? Ответ мотивируйте. 12-133. Выведите формулы: а) фосфида магния; б) фосфида алюминия, опираясь на электронную теорию валентности, 12-134. Приведите формулы: а) фосфида лития; б) фосфида бария. 12-135. Составьте схему электронного строения молекулы фос-фороводорода. 12-136. От какого элемента — от фосфора к сере или наоборот— будут смещаться электроны при образовании соединения между этими элементами? Выведите формулу такого соединения между ними, в котором более электроположительный элемент проявляет максимальную степень окисления. 12-137. От какого элемента — от фосфора к фтору или наоборот — будут смещаться электроны при образовании соединения между этими элементами? Выведите формулу такого соединения между ними, в котором более электроположительный элемент про-являет максимальную валентность. 12-138. Чем по составу отличается молекула газообразного фосфора от молекулы азота? 12-139. Может ли произойти ошибка при выполнении письменного заказа на реактивы, в котором сказано: «фосфора — 0,5 кг»? Ответ поясните. 94 12-140. Почему белый фосфор нельзя приводить в соприкосновение с теплой водой? 12-141. В каком агрегатном состоянии исчезает различие между красным и белым фосфором? 12-142. Имеется смесь красного и белого фосфора. Как отделить красный фосфор от белого? 12-143. Кристаллы белого фосфора совершенно прозрачны и бесцветны, но на свету, находясь в безвоздушном пространстве, они мутнеют и краснеют. Чем это объясняется? 12-144. Почему белый фосфор рекомендуется хранить в темноте? 12-145. Как вы докажете, что красный и белый фосфор действительно представляют собой два аллотропных видоизменения одного и того же элемента? Приведите два способа доказательства. 12-146.'Почему фосфор распространен в природе только в виде соединений, тогда как находящийся с ним в одной группе азот — главным образом в свободном виде? 12-147. Одинаковые или разные соединения получатся при горении красного и белого фосфора? 12-148. Фосфороводород можно получить действием гидроксида калия КОН на аналог иодида аммония — иодид фосфония. Составьте уравнение этой реакции. 12-149. При действии соляной кислоты на фосфид кальция Са3Р2 образуется летучее соединение фосфора. Напишите уравнение реакции. Фосфорные кислоты и их соли 12-150. Напишите уравнение реакции горения фосфороводоро-да, предположив, что сначала получаются только оксиды, которые затем реагируют между собой. 12-151. Является ли превращение метафосфорной кислоты в ортофосфорную кислоту окислительно-восстановительной реакцией? Ответ мотивируйте. 12-152. Какова степень окисления фосфора: а) в ортсфосфорной; б) в метафосфорной кислоте? 12-153. Какова степень окисления фосфора: а) в фосфороводо-роде; б) в оксиде фосфора (V); в) в соли КР03; г) в соли КН2Р04? 12-154. Оксид фосфора (V) наряду с сульфатом меди применяется как обезвоживающее средство. Какие изменения происходят с тем и другим веществом при связывании ими воды? 12-155. При окислении фосфора парами воды образуются оксид фосфора (V) и горючий газ. Напишите уравнение реакции. 12-156. При нагревании ортофосфорная кислота превращается в метафосфорную кислоту. Напишите уравнение реакции. 12-157. Раствор 1 моль соли состава КзР04 смешали с раствором 1 моль соли состава КН2Р04 и смесь выпарили. Каков состав получившейся соли? Напишите уравнение реакции и назовите каждое из исходных и образующихся веществ. 95 12-158. Что получится в результате взаимодействия в растворе 1 моль кислоты Н3Р04 и 1 моль соли К2НР04? Составьте уравнение реакции, назовите образующееся вещество. 12-159. Напишите формулы следующих солей: а) дигидрофосфата магния; б) гидрофосфата магния; в) фосфата магния. Напишите уравнения их электролитической диссоциации (оставляя водород связанным с кислотным остатком). 12-160. Напишите формулы следующих солей: а) гидрофосфата двухвалентного железа; б) фосфата двухвалентного железа; в) гидрофосфата трехвалентного железа; г) фосфата трехвалентного железа. 12-161. Какие вещества и в какой последовательности будут получаться при постепенном приливании к раствору гидроксида бария раствора фосфорной кислоты? Какие явления будут при этом наблюдаться? Происходящие реакции изобразите молекулярными и ионными уравнениями (оставляя водород связанным с кислотным остатком). 12-162. Какие вещества и в какой последовательности будут получаться при постепенном приливании к раствору гидроксида натрия раствора фосфорной кислоты? Назовите эти вещества. Происходящие реакции изобразите молекулярными и ионными уравнениями (оставляя водород связанным с кислотным остатком). 12-163. 1 моль гидроксида кальция добавлен в одном случае к раствору, содержащему 1 моль фосфорной кислоты, в другом — к раствору, содержащему 2 моль фосфорной кислоты. Каков состав соли, образовавшейся в первом и во втором случае? 12-164. Путем химического анализа установлен следующий состав соли: H6NP04. Как видоизменить эту формулу, чтобы было видно, что это действительно соль, как назвать ее? Напишите уравнение ее электролитической диссоциации (оставляя атомы водорода связанными с кислотным остатком). 12-165. Состав соли согласно химическому анализу таков: H904N2P. Назовите ее. Напишите уравнение ее электролитической диссоциации. 12-166. При нагревании гидрофосфата аммония получается метафосфорная кислота. Составьте уравнение реакции, предполагая, что она протекает в две ступени. 12-167. Какая соль фосфорной кислоты при прокаливании превращается в метафосфат кальция? Напишите уравнение реакции. 12-168. Наиболее распространенный в природе фтороапатит «содержит» 42,23% Р205, 50,03% СаО и 7,74% CaF2. Представьте состав этого минерала в виде формул двух солей. 12-169. Напишите уравнения реакций, соответствующие следующим схемам: 1) Са2+ + Р043- → Са3(Р04)2 2) Са3 (Р04)2 + Н+ → Са3+ + Н2РО4‾ 96 12-170. Какие из известных вам реакций выражены следующими схемами: 1) Н2РОГ+?->НР042- + ? 2) НР042~ + ?-^Н2РОГ 12-171. Напишите формулы: а) фосфата лития; б) гидрофосфата лития; в) гидрофосфата бария; г) дигидрофосфата бария; д) гидрофосфата аммония; е) фосфата меди. Подчеркните формулы тех из названных солей, которые хорошо растворимы в воде, и составьте уравнения их электролитической диссоциации, учитывая отщепление от солей только ионов металла (почему?). 12-172. Составьте в молекулярной и ионной форме уравнения реакций между: а) фосфатом калия и нитратом бария; б) фосфатом натрия и сульфатом алюминия; в) фосфатом цезия и хлоридом кальция; г) гидрофосфатом цезия и гидроксидом цезия; д) дигидро-фосфатом кальция и известковой водой. Предполагается, что все реакции происходят в водных растворах. 12-173 100 г метафосфорной кислоты растворили в 50 мл воды. Какое вещество получилось в растворе и какова его процентная концентрация? Применение соединений фосфора 12-174. Ранее фосфор получали следующим образом: из фосфата кальция действием серной кислоты получали ортофосфорную кислоту, последнюю смешивали с углем и прокаливали. При этом ортофосфорная кислота переходила в метафосфорную, последняя при взаимодействии с углем давала фосфор, водород и оксид углерода (II). Изобразите все стадии получения фосфора этим методом в виде уравнений реакций. 12-175. Сколько нужно взять фосфорита, содержащего 65% Са3(Р04)2, чтобы получить из него 1 т фосфора, если считать потери фосфора в производстве равными примерно 3%? 12-176. Сколько оксида фосфора (V) должно образоваться при сгорании 6,2 кг фосфора? 12-177. Верхнекамские фосфориты «содержат» в среднем 25% Р205. Какому процентному содержанию фосфата кальция это соответствует? 12-178. Обогащенный хибинский апатит «содержит» в среднем 40% Р205. Сколько такого апатита потребуется для получения 98 кг ортофосфорной кислоты? 12-179. При кипячении красного фосфора с концентрированной азотной кислотой образуется фосфорная кислота и выделяется бурый газ. Составьте уравнение этой реакции. Что здесь окисляется и что восстанавливается? 97 13 МИНЕРАЛЬНЫЕ УДОБРЕНИЯ Калийные удобрения 13-1. Имеются следующие удобрения: а) калийная селитра; б) сульфат аммония; в) хлорид аммония; г) суперфосфат; д) нитрат аммония; е) аммофос (дигидрофосфат аммония). В каких случаях при внесении удобрений на раскаленный уголек будет получаться вспышка? В каких случаях будет ощущаться запах аммиака и наблюдаться образование белого дымка? К ответу дайте объяснение. 13-2. При подсчете потребности хлопчатника в удобрениях часто пользуются следующими нормами: азота — 100—110 кг, Р205 — 75 кг и К20 — 25 кг на гектар. Сколько это составляет в пересчете на двойной суперфосфат, аммиачную селитру, содержащую 94% нитрата аммония и 94-процентный хлорид калия? 13-3. На 1 га внесли 40 т навоза, который «содержал» около 0,6% оксида калия. Сколько нужно было бы внести калийного удобрения, содержащего 35% хлорида калия, чтобы по содержанию калия это количество было равноценно 40 т навоза? 13-4. Вычислите, сколько оксида калия (в процентах) «содержится» в чистом хлориде калия. 13-5. Необогащенный Соликамский сильвинит содержит в среднем 25% хлорида калия. Какому количеству (в процентах) оксида калия это соответствует? 13-6. При внесении в почву 1т (в пересчете на К20) калийных удобрений урожай картофеля (клубней) увеличился на 60 т. Какому количеству 95% хлорида калия это соответствует? 13-7. Зола ели (древесины) «содержит» около 18% оксида калия. Сколько это составит в пересчете на карбонат калия? 13-8. В одном колхозе внесли под яровую пшеницу удобрение из расчета: аммиачной селитры 1,5 ц, суперфосфата (содержащего 20% усвояемого Р205) 3 ц и хлорида калия 1 ц на гектар. Сколько это составляет в пересчете на азот, дигидрофосфат кальция и оксид калия (I)? 13-9. Смешанное удобрение «огородное» содержит 6% азота, 9% Р205, 9% К20. Сколько нужно было бы взять нитрата аммония, костяной муки, содержащей 30% Р205, хлорида калия, содержащего 95% КС1 и наполнителей (песок), для приготовления 5 кг такой смеси? 13-10. В одном колхозе под коноплю было внесено на каждый гектар фосфорных удобрений 60 кг (в пересчете на Р205), калийных удобрений 150 кг (в пересчете на К20) и медного купороса 10 кг. Считая для простоты, что последний не содержит примесей, укажите, сколько молей остальных оксидов приходится на моль оксида меди (II). 98 13-11. В одном колхозе внесли под картофель, помимо навоза, минеральные удобрения в следующих количествах: гранулированного суперфосфата, содержащего 19,5% усвояемого Р205, 1,5 ц/га, аммиачной селитры 1 ц/га и хлорида калия, содержащего 90% КС1, 1 ц/га. Сколько это составляет в пересчете на дигидрофосфат кальция, азот и оксид калия? Азотные удобрения 13-12. При внесении в почву нитрата натрия из расчета 45 кг азота на 1 га прибавка урожая свеклы может составить 53 ц/га. Сколько натриевой селитры, содержащей 98% NaN03, необходимо на каждый гектар для получения такой прибавки? 13-13. Один из способов получения кальциевой селитры состоит в нейтрализации разбавленной азотной кислоты мелом или известняком. Составьте ионное уравнение происходящей при этом реакции. 13-14. Нитрат аммония можно получить взаимодействием нитрата кальция с карбонатом аммония. Составьте уравнение этой реакции и укажите, почему она идет до конца. 13-15. Имеются растворы едкого натра, нитрата серебра, карбоната натрия и хлорида бария. Как, используя эти вещества, определить, какое из удобрений — сульфат аммония, нитрат аммония, хлорид аммония, натриевая.селитра, кальциевая селитра — представляет собой исследуемый образец удобрения? Ответ поясните, приведя уравнения реакций. 13-16. Сколько аммиака и 55-процентной азотной кислоты необходимо для получения 1 т стандартной аммиачной селитры, содержащей 98,7% нитрата аммония? 13-17. Сколько аммиака и 45-процентной азотной кислоты необходимо для получения 1 т нитрата аммония, если принять, что в производственных условиях потеря аммиака составляет 2,5 кг, а азотной кислоты (в расчете на 100-процентную) 7,5 кг на 1 т нитрата? 13-18. В результате смешения горячего плава, состоящего из 45 мас. ч.. нитрата аммония и небольшого количества воды с 55 мас. ч. хлорида калия, получилось удобрение (калийно-аммиачная селитра), в котором 88% взятого нитрата превратилось в нитрат калия. Сколько частей (по массе) в получившемся удобрении приходится на каждую из составляющих его четырех солей? 13-19. Сколько понадобится аммиачной селитры, содержащей 97,5% NH4N03 для внесения на 15 га под пшеницу и на 10 га под картофель при следующих нормах: для пшеницы 50 кг азота на 1 га, для картофеля 60 кг азота на 1 га? 13-20. При среднем урожае пшеницы за один сезон выносится с 1 га до 75 кг азота. Сколько нитрата аммония может возместить 99 такую потерю, если учесть, что около 20% азота, необходимого для питания растений, возвращается в почву в результате естественных процессов? 13-21. Стоимость «связанного» азота в форме аммонийной соли меньше, чем в форме нитратной. Дайте объяснение этому факту. 13-22. Каково содержание (в процентах) азота и оксида фосфора (V) в диаммофосе (гидрофосфате аммония)? Найденные величины сравните с содержанием (в процентах) азота в сульфате аммония и с содержанием оксида фосфора (V) в дигидрофосфате каль-ция.
Фосфорные удобрения 13-23. Рассчитайте: а) какое количество серной кислоты (в расчете на 100-процентную) теоретически должно расходоваться при получении из фосфата кальция 1 т простого суперфосфата; б) какое количество серной кислоты (в расчете на 100-процентную) теоретически должно расходоваться при получении 1 т двойного суперфосфата. 13-24. Почему простой суперфосфат не полностью растворяется в воде? 13-25. Суперфосфат нельзя смешивать с известью. Почему? Подтвердите ответ уравнением реакции.. 13-26. В каком виде выгоднее перевозить фосфорное удобрение (в пересчете на Р205) — в виде простого или двойного суперфосфата? Дайте обоснованный ответ. 13-27. Взаимодействием негашеной извести с парами метафосфорной кислоты можно получить концентрированное удобрение. Составьте уравнение реакции и рассчитайте «содержание» Р205 в этом удобрении. 13-28. Костяная мука, применяемая в качестве удобрения, должна по стандарту содержать не менее 30% оксида фосфора (V). Какому содержанию фосфата кальция это соответствует? 13-29. Сколько килограммов фосфора заключается в 50 кг костей, содержащих 58% фосфата кальция? 13-30. Считая для простоты, что исходный апатит не содержит примесей, вычислите, сколько сульфата кальция образуется на 1 мас. ч. дигидрофосфата кальция при получении из апатита простого суперфосфата. 13-31. Наиболее часто в фосфоритах встречаются следующие примеси: карбонат кальция, фторид кальция, оксид железа, оксид алюминия. Составьте уравнение всех реакций, которые могут происходить при обработке таких фосфоритов серной кислотой. 13-32. Выведите формулу аммонийной соли фосфорной кислоты, исходя из того, что в ней «содержится» 74,22% этой кислоты. 13-33. Газ, полученный при нагревании 26,4 г сульфата аммония с избытком гидроксида натрия, был поглощен раствором, содержащим 39,2 г фосфорной кислоты. Какая соль образовалась при этом? Комплексные удобрения и кормовые добавки 13-34. Комплексное удобрение — нитрофоску — можно получить, смешивая: аммиачную селитру, диаммофос и хлорид калия. Какое количество нужно взять каждого из веществ, чтобы получить 100 кг удобрения, имеющего по 14% питательных элементов N : Р205 : К20? 13-35. Нитрофоска для овощных культур содержит питательные элементы N, Р205, К20 в соотношении 1:2:1. Сколько примесей (в процентах) находится в таком комплексном удобрении, если общая сумма питательных элементов составляет 40%? 13-36. Такие растения, как виноград, табак, и другие очень чувствительны к анионам хлора. Какое комплексное удобрение, содержащее не менее 40% питательных элементов, вы предложите для них? (В удобрении не должно быть хлора.) 13-37. Сколько аммофоса можно получить из 10 т фосфорной кислоты при взаимодействии ее с аммиаком? Сколько тонн аммиака потребуется для этого? О 13-38. Напишите в качестве примера формулу соли, которая содержит все три основных питательных элемента. Вычислите их содержание (в процентах) в пересчете на К20, N, Р205. 13-39. Основное органическое удобрение — навоз, — применяемое в сельском хозяйстве, обычно содержит 75% воды, 21% органических веществ, 0,5% азота, 0,25% P2O5 и 0,6% К20. Какому количеству аммиачной селитры, двойного суперфосфата и хлорида калия соответствует 1 т навоза по содержанию питательных элементов? 13-40. Преципитат получают нейтрализацией фосфорной кислоты известняком. Напишите уравнения реакции и вычислите процентное содержание Р205 в такой кормовой добавке. 13-41. Мочевина, или карбамид (NH2)2CO, применяется и как азотное удобрение, и как кормовая добавка. Вычислите содержание азота (в процентах) в этом соединении и сравните с содержанием азота в удобрениях состава: KN03, NaN03, NH4N03, (NH4)2S04, NH4C1, (NH4)2C03. 13-42. Карбамид (NH2)2CO получают в промышленности по реакции, открытой русским химиком А. И. Базаровым в 1870 г. из аммиака и углекислого газа. Напишите уравнение реакции и вычислите, сколько исходных компонентов необходимо для получения 1 т карбамида.