Реакция аммиака и серной кислоты ионное уравнение

Аммиак: получение и свойства

Аммиак

Строение молекулы и физические свойства

В молекуле аммиака NH₃ атом азота соединен тремя одинарными ковалентными полярными связями с атомами водорода:

Геометрическая форма молекулы аммиака — правильная треугольная пирамида. Валентный угол H-N-H составляет 107,3 о :

У атома азота в аммиаке на внешнем энергетическом уровне остается одна неподеленная электронная пара. Эта электронная пара оказывает значительное влиение на свойства аммиака, а также на его структуру. Электронная структура аммиака — тетраэдр , с атомом азота в центре:

Аммиак – бесцветный газ с резким характерным запахом. Ядовит. Весит меньше воздуха. Связь N-H — сильно полярная, поэтому между молекулами аммиака в жидкой фазе возникают водородные связи. При этом аммиак очень хорошо растворим в воде, т.к. молекулы аммиака образуют водородные связи с молекулами воды.

Способы получения аммиака

В лаборатории аммиак получают при взаимодействии солей аммония с щелочами. Поск ольку аммиак очень хорошо растворим в воде, для получения чистого аммиака используют твердые вещества.

Например , аммиак можно получить нагреванием смеси хлорида аммония и гидроксида кальция. При нагревании смеси происходит образование соли, аммиака и воды:

Тщательно растирают ступкой смесь соли и основания и нагревают смесь. Выделяющийся газ собирают в пробирку (аммиак — легкий газ и пробирку нужно перевернуть вверх дном). Влажная лакмусовая бумажка синеет в присутствии аммиака.

Видеоопыт получения аммиака из хлорида аммония и гидроксида кальция можно посмотреть здесь.

Еще один лабораторный способ получения аммиака – гидролиз нитридов.

Например , гидролиз нитрида кальция:

В промышленности аммиак получают с помощью процесса Габера: прямым синтезом из водорода и азота.

Процесс проводят при температуре 500-550 о С и в присутствии катализатора. Для синтеза аммиака применяют давления 15-30 МПа. В качестве катализатора используют губчатое железо с добавками оксидов алюминия, калия, кальция, кремния. Для полного использования исходных веществ применяют метод циркуляции непровзаимодействовавших реагентов: не вступившие в реакцию азот и водород вновь возвращают в реактор.

Более подробно про технологию производства аммиака можно прочитать здесь.

Химические свойства аммиака

1. В водном растворе аммиак проявляет основные свойства (за счет неподеленной электронной пары). Принимая протон (ион H + ), он превращается в ион аммония. Реакция может протекать и в водном растворе, и в газовой фазе:

Таким образом, среда водного раствора аммиака – щелочная. Однако аммиак – слабое основание . При 20 градусах один объем воды поглощает до 700 объемов аммиака.

Видеоопыт растворения аммиака в воде можно посмотреть здесь.

2. Как основание, аммиак взаимодействует с кислотами в растворе и в газовой фазе с образованием солей аммония.

Например , аммиак реагирует с серной кислотой с образованием либо кислой соли – гидросульфата аммония (при избытке кислоты), либо средней соли – сульфата аммония (при избытке аммиака):

Еще один пример : аммиак взаимодействует с водным раствором углекислого газа с образованием карбонатов или гидрокарбонатов аммония:

Видеоопыт взаимодействия аммиака с концентрированными кислотами – азотной, серной и и соляной можно посмотреть здесь.

В газовой фазе аммиак реагирует с летучим хлороводородом. При этом образуется густой белый дым – это выделяется хлорид аммония.

NH₃ + HCl → NH₄Cl

Видеоопыт взаимодействия аммиака с хлороводородом в газовой фазе (дым без огня) можно посмотреть здесь.

3. В качестве основания, водный раствор аммиака реагирует с растворами солей тяжелых металлов , образуя нерастворимые гидроксиды.

Например , водный раствор аммиака реагирует с сульфатом железа (II) с образованием сульфата аммония и гидроксида железа (II):

4. Соли и гидроксиды меди, никеля, серебра растворяются в избытке аммиака, образуя комплексные соединения – аминокомплексы.

Например , хлорид меди (II) реагирует с избытком аммиака с образованием хлорида тетрамминомеди (II):

Гидроксид меди (II) растворяется в избытке аммиака:

5. Аммиак горит на воздухе , образуя азот и воду:

Если реакцию проводить в присутствии катализатора (Pt), то азот окисляется до NO:

6. За счет атомов водорода в степени окисления +1 аммиак может выступать в роли окислителя , например в реакциях с щелочными, щелочноземельными металлами, магнием и алюминием . С металлами реагирует только жидкий аммиак.

Например , жидкий аммиак реагирует с натрием с образованием амида натрия:

Также возможно образование Na₂NH, Na₃N.

При взаимодействии аммиака с алюминием образуется нитрид алюминия:

2NH₃ + 2Al → 2AlN + 3H₂

7. За счет азота в степени окисления -3 аммиак проявляет восстановительные свойства. Может взаимодействовать с сильными окислителями — хлором, бромом, пероксидом водорода, пероксидами и оксидами некоторых металлов. При этом азот окисляется, как правило, до простого вещества.

Например , аммиак окисляется хлором до молекулярного азота:

Пероксид водорода также окисляет аммиак до азота:

Оксиды металлов , которые в электрохимическом ряду напряжений металлов расположены справа — сильные окислители. Поэтому они также окисляют аммиак до азота.

Например , оксид меди (II) окисляет аммиак:

2NH₃ + 3CuO → 3Cu + N₂ + 3H₂O

Реакция аммиака и серной кислоты ионное уравнение

16 лет успешной работы в сфере подготовки к ЕГЭ и ОГЭ!

1602 поступивших (100%) в лучшие вузы Москвы

Подготовка к ЕГЭ, ОГЭ и предметным Олимпиадам в Москве

• home
• map
• mail

У Вас возникли вопросы?
Мы обязательно Вам перезвоним:

Данный видеоопыт по химии подробно рассказывает о взаимодействии таких веществ, как хлорид аммония, серная кислота и нитрат аммония.

Данный видеоопыт по химии показывает, как раствор аммиака реагирует с концентрированными кислотами (соляной, азотной и серной) с образованием аммонийных солей этих кислот.

В три стакана с концентрированным раствором аммиака добавляем в каждый соляную, азотную и серную кислоту.

При добавлении к раствору аммиака соляной кислоты образуется соль хлорид аммония в виде густого белого дыма:

Азотная кислота, вступая в реакцию с аммиаком во втором стакане, тоже образует соль, которая выделяется в виде белого дыма – это нитрат аммония:

В третьем стакане аммиак взаимодействует с серной кислотой с образованием белых кристаллов сульфата аммония:

Раствор аммиака в воде — это NH₄OH, поэтому он имеет щелочную реакцию. При взаимодействии NH₄ + с кислотами получается соль и вода (реакция нейтрализации).

Все соли аммония представляют собой твердые кристаллические вещества, которые хорошо растворяются воде и имеют все свойства солей, обусловленные наличием кислотных остатков. Например, взаимодействие хлорида аммония с серной кислотой и нитратом аммония с кислотой приводит к образованию соли аммония и кислоты:

Также аммонийные соли при нагревании могут реагировать со щелочами, выделяя аммиак.

Серная кислота. Примеры заданий ОГЭ с объяснениями.

Сегодня мы будем решать задания с серной кислотой из сборника ФИПИ ОГЭ 2020 года.

Задание 1:

После пропускания через раствор серной кислоты 0,896 литров аммиака (н.у.) получили 33 грамма раствора сульфата аммония. Вычислите массовую долю соли в полученном растворе.

Решение:

Алгоритм решения данной задачи:

1) составляем химическую реакцию (не забываем уравнивать!);

2) находим моль известного по условию вещества;

3) через моль известного вещества находим моль неизвестного вещества, и далее выводим ответ в массе или в объеме, что требуется по условию.

Теперь по поводу реакции: аммиак при взаимодействии с серной кислотой образует одно вещество — соль сульфат аммония.

По задаче нам дан объем аммиака в размере 0,896 литров при нормальных условиях, что соответствует нахождению моль NH₃:

n = V / V _m , n (NH₃ ) = 0,896 / 22,4 = 0,04 моль.

Далее необходимо сопоставить это количество вещества с неизвестным веществом, однако, у нас известна масса сульфата аммония, которая равна 33 грамма.

Что делать в такой ситуации? Как правило, в задачах такого типа есть теоретическая масса вещества (по условию), и практическая масса, которую нужно найти.

Значит, мы должны найти практическую массу сульфата аммония, исходя из объема аммиака, который вступил в реакцию с серной кислотой.

А для этого, мы сначала находим моль сульфата аммония через аммиак:

— в реакции моль NH₃ = 2, а (NH₄)₂SO₄ = 1 моль (смотри соответствующие коэффициенты), в итоге

— по уравнению реакции n ( (NH₄)₂SO₄) = n ( NH₃ ) = 0,04 / 2 = 0,02 моль.

Следующее действие: ищем молярную массу сульфата аммония:

Настало время для вычисления практической массы (NH₄)₂SO₄:

Теперь дело за малым — найти массовую долю соли. В условии сказано про 33 грамма раствора сульфата аммония, а мы получили величину 2, 64 грамма этой же соли, значит, теперь для нахождения массовой доли воспользуемся формулой:

ω = m (вещества) / m (раствора), ω ((NH₄)₂SO₄ ) = 2,64 / 33 = 0,08, или если в процентах = 80%.

Ответ: массовая доля соли равна 80% .

Задание 2:

Дан раствор сульфита калия, а также набор следующих реактивов: растворы сульфата натрия, нитрата кальция, хлорида натрия, гидроксида калия и серной кислоты.

Используя только реактивы из приведенного перечня, запишите молекулярные уравнения двух реакций, которые характеризуют химические свойства сульфита калия, и укажите признаки их протекания.

Решение:

Сульфит калия — это средняя растворимая в воде соль, которая содержит катион калия и анион сульфита.

Как ты помнишь, все соли калия — растворимы, и если мы будем рассматривать это задание с позиции калия, то это никак не характеризует свойства этой соли.

Зато анион сульфит имеет особенности, которые могут пригодиться в этом задании.

Сульфит — анион — это ион сернистой кислоты (H₂SO₃), которая является слабой кислотой и при получении распадается на сернистый газ (SO₂) и воду, а также некоторые соли (например, сульфит кальция — это осадок белого цвета).

Значит, мы ищем два вещества, с которыми сульфит калия даст качественные реакции: из приведенного списка мы можем взять серную кислоту и нитрат кальция.

Описываем эффекты этих двух реакций:

1) В первой реакции выделяется газ с характерным неприятным запахом SO₂ .

2) Во второй реакции образуется белый осадок сульфит кальция.

Задание 3:

Установите соответствие между парой веществ и реагентом, с помощью которого можно различить эти вещества.

Решение:

А) Сульфат калия и нитрат калия можно различить с помощью соединений бария, так как сульфат бария — это осадок белого цвета, нерастворимый в воде; ответ 3.

Б) Серная кислота и сульфат натрия — мы знаем, что все соли натрия растворимые, серная кислота является сильной кислотой, которая обладает сильной реакционной способностью, но отличить эти два вещества можно при помощи метилоранжа, или гелиантина, который является кислотно — основным индикатором, и в кислой среде (pH менее 7) окрашивается в красный цвет; ответ 2.

В) Хлорид железа (3) и сульфат железа — если видим сульфат — ион и соли бария, то выбираем этот вариант как наиболее приемлемый; ответ 3.

Задание 4:

Установите соответствие между реагирующими веществами и признаком протекающей между ними реакции: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

1) выделение бесцветного газа без запаха;

2) выделение бесцветного газа с запахом;

3) выпадение черного осадка;

4) выпадение белого осадка.

Решение:

А) Железо реагирует с разбавленной H₂SO₄ с образованием сульфата железа (2) и выделением водорода — горючего газа без запаха; подходит ответ 1.

Б) Результатом взаимодействия раствора гидроксида бария с карбонатом натрия является образование белого осадка в виде карбоната бария, и образуется щелочь — NaOH; ответ 4.

В) Сульфит натрия и соляная кислота — это реакция ионного обмена, которая характеризуется выделением сернистого газа — бесцветного газа с резким запахом; поэтому здесь ответ 2.

Задание 5

Оксид меди (2) реагирует с

Решение:

Оксид меди, CuO — это основный оксид, порошок черного цвета, нерастворим в воде, проявляет свойства основных оксидов.

Одним из таких свойств является взаимодействие с кислотами и кислотными оксидами.

Из перечисленного списка нам подходит только серная кислота.

Сульфат меди, CuSO₄ — это ядовитая растворимая в воде соль голубого цвета.

Задание 6

Установите соответствие между исходными веществами и продуктами реакции: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

Решение:

А) Реакция между гидроксидом бария и серным ангидридом (SO₃) является по сути замещением одного аниона на другой: OH — группу вытеснит серный газ, который превратится в остаток сульфат (SO₄ 2- ), а гидроксогруппа образует воду; в результате образуются сульфат бария и H₂O , ответ 5.

Б) Взаимодействие соли и кислоты должно проходить с образованием либо газа, либо осадка, либо воды — иначе реакция не пойдет.

В этой реакции ионного обмена барий из BaSO₃ и водород из H₂SO₄ обменяются анионами, итогом этого процесса станут сульфат бария (нерастворимый осадок белого цвета) и сернистая кислота, которая, как ты уже знаешь, является слабой неустойчивой кислотой, и разлагается при получении на сернистый газ и воду.

Так что, в этой реакции мы получаем все возможные признаки ионно — обменного характера, ответ 3.

В) Оксид бария и сернистая кислота дадут два вещества — сульфит бария и воду.

Суть реакции проста: основный оксид + кислота = соль + вода, ответ 4.

Задание 7:

Установите соответствие между формулой вещества и реагентами, с каждым из которых это вещество может взаимодействовать.

Решение:

1) Оксид кальция (негашенная известь) — это основный оксид, который проявляет все свойства для своего класса веществ, то есть может взаимодействовать с

В данном списке нам подходит ответ 2

Кстати, вторая реакция это образование гашенной извести, которая используется при побелке стен, потолков, защите деревянных конструкций от гниения (в том числе ею обрабатывают деревья).

Б) Разбавленная серная кислота обладает относительно сильными кислотными свойствами (по сравнению с концентрированной), в частности, проявляет характерные свойства кислот, реагируя с металлами высокой и средней активности.

Если затрудняешься и путаешься в свойствах серной кислоты, то выучи ее химические свойства.

Разбавленная H₂SO₄ НЕ реагирует с

— неактивными металлами ( Hg, Ag, Cu, Bi ),

В этом задании нам подходит ответ 3: цинк и гидроксид магния.

Надеюсь, ты помнишь, что последняя реакция называется реакцией нейтрализации (кислота + основание = соль + вода).

В) Хлорид бария — это средняя соль, по физическим характеристикам представляет собой бесцветные кристаллы, хорошо растворимые в воде, ядовит.

Эта соль вступает в реакции ионного обмена с сульфатом натрия и нитратом серебра, в результате двух этих реакций образуются осадки.

Качественный признак первой реакции — осадок белого цвета (сульфат бария), не токсичен;

• второй реакции — осадок белого цвета, хлорид серебра, практически нерастворим в воде, оказывает раздражающее действие на кожу и слизистые оболочки.