Особенности взаимодействия с водой
Аммиак прекрасно растворим в воде, плотность растворов при повышении концентрации аммиака понижается. Высокая растворимость аммиака связана с образованием прочных водородных связей и гидратов состава NH3·nH2O.
В растворе имеет место взаимодействие:
NH3 + nH2O NH3 · nH2O NH4+ + OH- + (n-1)H2O.
Образование гидроксид-ионов создает щелочную среду раствора, но реакция протекает обратимо, при взаимодействии ионов NH4+ и OH- вновь образуются молекулы аммиака и воды, между которыми имеет место водородная связь. Следовательно, ионного соединения NH4OH не существует ни в водном растворе, ни в твердой фазе, известен сходный с ним по составу гидрат NH3·H2O и гидрат 2NH3·H2O, они существуют при низкой температуре, молекулы аммиака и воды связаны друг с другом водородными связями и образуют трехмерный каркас.
Донорные свойства
Наличие свободной электронной пары обуславливает донорные свойства:
NH3 + HCl = NH4Cl.
Окислительные свойства
За счет ионов водорода аммиак может быть окислителем и вступать в реакции с сильными восстановителями, например, при взаимодействии с натрием образуется амид натрия:
2NH3 + 2Na = 2NH2Na + H2;
другие металлы при взаимодействии с аммиаком образуют нитриды:
2NH3 + 3Mg = Mg3N2 + 3H2.
Восстановительные свойства
Фтор мгновенно окисляет аммиак до трифторида:
2NH3 + 3F2 = 2NF3 + 3H2;
хлор реагирует в зависимости от кислотности среды:
при рН=3:
2NH3 + 3Cl2 = 2NCl3 + 3H2 (трихлорид азота),
при рН = 5-6:
2NH3 + 2Cl2 = 2NНCl2 + 2H2 (дихлорамин),
при рН>8:
2NH3 + Cl2 = 2NН2Cl + H2 (хлорамин);
бром окисляет аммиак до свободного азота:
8NH3 + 3Br2 = N2 + 6NH4Br.
В смеси с кислородом горит зеленовото-желтым пламенем:
4NH3 + 3O2 = 2N2 + 6H2O;
в присутствии катализатора (платины), при высокой температуре:
4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O.
Энергично восстанавливает некоторые металлы их и оксидов:
2NH3 + 3CuO = N2 + 3Cu + 3H2O.
Основные свойства
Добавление аммиачного раствора к растворам солей металлов приводит к осаждению нерастворимых гидроксидов металлов:
AlCl3 + 3NH3·H2O = Al(OH)3↓ + 3NH4Cl.
Гидроксиды некоторых металлов растворяются в избытке аммиака и образуют комплексные соединения:
CuCl2 + 2NH3·H2O = Cu(OH)2 + 2NH4Cl;
Cu(OH)2 + 4NH3·H2O = [Cu(NH3)4](OH)2 + 4H2O.
1 задача.
Напишем реакцию:
16,8 г х г
CuO+ H2SO4>CuSO4 + H2O
M=80г/моль 160г/моль
m= 80 г 160 г
Составим пропорцию: 16,8/80 =x/160
Выводим: x=16,8*160/80=33,6 г
ответ:33,6 г
2 задача
Напишем уравнение реакции:
1,7г х г
2AgNO3+CuCi2>2AgCl(стрелка вниз) + Cu(NO3)2
M=170г/моль 143,5г/моль
m=170 г 143,5 г (одинаковое кол-во молей)
Составляем пропорцию : 1,7/240=x/287
Выводим : x=1,7*143,5/170=1,435 г
ответ:1,435 г
3 задача
Напишем уравнение реакции:
6,2г х г
Na2O + H2O===>2NaOH
M=62г/моль 40г/моль
m= 62 г 80 г
Пропорция: 6,2/62=x/80
Выводим: x=8 г
ответ: 8г
4 задача
Задача решается по формуле w=m(в-ва)*100%/m(р-ра)
m(в-ва)=50 г
m(р-ра)=250г
w=50г*100%/300г =16,7%
ответ: 16,7%
б) 2HCl + Mg(OH)2 = MgCl2 + 2H2O - реакция обмена
в) 2Na + 2H2O = 2NaOH + H2
2) Fe + 2HCl = FeCl2 + H2
m в-ва(Fe) = 56 - 56 x 0,05= 53,2 г
n(Fe) = 53,2 / 56 = 0,95 моль
n(Fe) = n(H2) = 0,95 моль
V(H2) = 0,95 x 22,4 = 21,28 л
ответ: 21.28л, 0,95 моль Н2 (кол-во в-ва водорода).
Дополнительный вопрос:
Fe (0) + 2H(1+) + 2Cl(1-) = Fe(2+) + 2Cl (1-) + 2H(0) (в скобках указаны заряды, степени окисления)
В результате реакции образуется один катион железа(2), два аниона хлора и молекула водорода.