Решение типовых задач. Задача. С какими из приведённых ниже веществ реагирует концентрированная азотная кислота?

Задача. С какими из приведённых ниже веществ реагирует концентрированная азотная кислота?

1) Zn 2) NaOH 3) H₂SO₄ 4) Al 5) NaCl _р-р

6) K₂SO₄ 7) CaCO₃ 8) AgNO₃ 9) Zn(OH)₂

Решение. Очевидно, кислота будет реагировать с основаниями NaOH и Zn(OH)₂ с образованием слабо диссоциирующей H₂O:

HNO₃ + NaOH Þ NaNO₃ + H₂O

2×HNO₃ + Zn(OH)₂ Þ Zn(NO₃)₂ + 2×H₂O

Взаимодействие с CaCO₃ будет протекать интенсивно, в результате образуется слабая угольная кислота и выделяется газ.

HNO₃ + CaCO₃ Þ Ca(NO₃)₂ + H₂CO₃ Þ Ca(NO₃)₂ + H₂O + CO₂­

По этой же причине реакции с H₂SO₄, NaCl _р-р и AgNO₃ протекать не будут: возможное обменное взаимодействие не приводит к образованию слаборастворимых соединений.

Азотная кислота является окислителем. При взаимодействии с Zn происходит его окисление, а азот восстанавливается

Zn + 4HNO_3(конц.) Þ Zn(NO₃)₂ + 2NO₂­ + 2H₂O

Аналогичная реакция с Al не протекает, поскольку на поверхности металла образуется прочная оксидная плёнка (пассивация поверхности).

Задача. Смешали растворы следующих соединений:

· 1) KCl + NaNO₃

· 2) NaOH + HNO₃

· 3) CaCl₂ + NaOH + Na₂CO₃

· 4) HCl + NaHCO₃

· 5) HCl + Na₂SO₄

Укажите номера реакций, которые не протекают

Решение. На первом этапе решения задачи учтём результаты диссоциации указанных соединений и запишем составы исходных растворов:

· 1) K⁺ + Cl^– + Na⁺ + NO₃^–

· 2) Na⁺ + OH^– + H⁺ NO₃^–

· 3) Ca²⁺ + 2×Cl^– + Na⁺ + OH^– + 2×Na⁺ + CO₃^2–

· 4) H⁺ + Cl^– + Na⁺ + HCO₃^–

· 5) H⁺ +Cl^– + 2×Na⁺ + SO₄^2–

В каждом случае рассмотрим теперь возможность образования малорастворимых соединений (используя таблицы растворимости), выделения газа или образования слабого электролита.

В первом случае обменное взаимодействие между ионами не приводит к образованию новых веществ, поскольку KNO₃ и NaCl – сильные электролиты. Аналогично поведение ионов в растворе 5): здесь также NaCl и H₂SO₄ - сильные электролиты. Итак, реакции 1) и 5) не протекают.

Для раствора 2) возможно образование слабодиссоциирующего соединения – воды. Запишем сокращённый ионный вид этой реакции

H⁺ + OH^– = H₂O

Такого рода реакции называются реакциями нейтрализации.

Аналогично взаимодействие в растворе 4) приводит к образованию слабой угольной кислоты или выделению углекислого газа:

H⁺ + HCO₃^– = H₂CO₃ Þ H₂O + CO₂^­

Для третьего раствора возможно образование сразу двух малорастворимых соединений: Ca(OH)₂ (портландит) и CaCO₃ (кальцит):

Ca²⁺ + 2OH^– = Ca(OH)_2¯

Ca²⁺ + CO₃^2– = CaCO_3¯

Протекание первой или второй реакции зависит от условий проведения опыта.