Решебник по химии 9 класс. Рудзитис ФГОС | Страница 119

Подумай, ответь, выполни

1. При грозовых разрядах в почве иногда может образовываться нитрат кальция. Напишите уравнения соответствующих реакций.

Во время грозы происходит разряд молнии, сопровождающийся высокой температурой, что способствует образованию оксидов азота из атмосферного азота и кислорода. Далее оксиды азота взаимодействуют с водой и основанием, содержащимся в почве (например, с гидроксидом кальция), образуя нитрат кальция.

Уравнения реакций:

5. (N₂ + o₂ → 2NO)

6. (2NO + o₂ → 2no₂)

7. (4NO₂ + O₂ + 2H₂O → 4HNO₃)

8. (2HNO₃ + Ca(OH)₂ → Ca(NO₃)₂ + 2H₂O)

Таким образом, нитрат кальция может образовываться в результате цепочки реакций, инициируемых грозовыми разрядами и заканчивающихся взаимодействием азотной кислоты с гидроксидом кальция, содержащимся в почве.

2. Составьте уравнения реакций согласно схеме 9. Обсудите выполнение задания с соседом по парте.

Согласно схеме 9 (генетическая связь между азотом и его соединениями), можно составить следующие уравнения реакций:

9. Получение аммиака из азота: (N₂ + 3H₂ → 2NH₃)

10. Образование аммиачной воды: (NH₃ + H₂O ⇄ NH₄OH)

11. Получение солей аммония: (NH₃ + HNO₃ → NH₄NO₃)

12. Получение нитридов: (3Mg + N₂ → Mg₃N₂)

13. Получение оксида азота (II) из аммиака: (4NH₃ + 5O₂ → 4NO + 6H₂O)

14. Получение оксида азота (IV) из оксида (II): (2NO + O₂ → 2NO₂)

15. Получение азотной кислоты: (4NO₂ + O₂ + 2H₂O → 4HNO₃)

16. Получение нитратов: (HNO₃ + NaOH → NaNO₃ + H₂O)

Эти уравнения отражают превращения азота в различные соединения, указанные в схеме 9.

3. Вычислите массовую долю (в процентах) азотной кислоты, если в результате химической реакции между 200 г раствора этой кислоты и карбонатом магния было получено 11,2 л (н. у.) оксида углерода(IV).

Шаг 1. Сначала определим количество вещества CO₂. При нормальных условиях 1 моль газа занимает 22,4 л. Тогда:

n(CO₂) = 11,2 л / 22,4 л/моль = 0,5 моль

Из уравнения реакции: (MgCO₃ + 2HNO₃ → Mg(NO₃)₂ + CO₂ + H₂O)

Видно, что на 1 моль CO₂ приходится 2 моль HNO₃. Значит:

n(HNO₃) = 0,5 моль × 2 = 1 моль

Масса HNO₃ = 1 моль × 63 г/моль = 63 г

Массовая доля (w) HNO₃ в растворе:

w(HNO₃) = (63 г / 200 г) × 100% = 31,5%

Ответ: массовая доля азотной кислоты в растворе составляет 31,5%.

Стр. 119

С помощью Интернета

1. В Интернете найдите информацию о чилийской селитре и ее применении.

Чилийская селитра: происхождение, свойства и применение

Чилийская селитра — это природная форма нитрата натрия (NaNO₃), одно из самых известных и значимых минеральных удобрений. Свое название она получила благодаря крупнейшим месторождениям, расположенным в засушливых районах пустыни Атакама на севере Чили. Именно там с конца XIX века началась широкомасштабная добыча этого ценного химического вещества, которое оказало колоссальное влияние как на развитие сельского хозяйства, так и на военную промышленность многих стран мира.

Химически чилийская селитра представляет собой белое или слегка сероватое кристаллическое вещество, хорошо растворимое в воде. Она обладает выраженными окислительными свойствами и содержит от 15 до 16% азота в нитратной форме. Это делает её одним из лучших источников легкоусвояемого азота — важнейшего элемента питания для растений. В отличие от многих других удобрений, нитрат натрия не подкисляет почву, а напротив — может даже слегка ощелачивать её, что особенно полезно для нейтрализации кислых почв.

Основное применение чилийской селитры связано с сельским хозяйством. Она используется как азотное минеральное удобрение, обеспечивая растения необходимым количеством нитратного азота, который способствует активному росту, наращиванию зеленой массы, формированию белков, хлорофилла и других биологических веществ. Особенно эффективна чилийская селитра на овощных культурах (например, капусте, свекле, моркови), а также при подкормке злаков и плодово-ягодных деревьев. Её можно вносить как весной при посеве, так и в период вегетации — в виде подкормки.

Кроме того, нитрат натрия нашёл применение и за пределами аграрного сектора. Благодаря своим окислительным свойствам чилийская селитра использовалась при производстве пороха, взрывчатых веществ и фейерверков. До изобретения синтетического способа получения азотной кислоты (по методу Габера-Боша) именно чилийская селитра была основным сырьём для получения азотных соединений в химической промышленности. Во времена Первой мировой войны поставки чилийской селитры играли стратегическую роль, так как от них зависело производство взрывчатки и, соответственно, исход сражений.

Сегодня, несмотря на наличие искусственно получаемых азотных удобрений, чилийская селитра по-прежнему ценится как экологически чистый источник азота. Она не содержит аммонийных и других вредных примесей, не накапливает в растениях нитритов, а её остатки в почве не представляют опасности для окружающей среды. Это делает её привлекательной для использования в органическом и экологически ориентированном земледелии.

Таким образом, чилийская селитра — это не просто удобрение, а целая страница в истории мировой химии, сельского хозяйства и промышленности. Её значение трудно переоценить: она кормит миллионы людей, способствует повышению урожайности, а в прошлом — определяла военный и экономический баланс целых государств.

Параграф 31. Фосфор