Взаимодействия нитрида кальция с водой

Газ, выделившийся при взаимодействии 7,4 г нитрида кальция с 9 г воды, полностью поглощён 200 мл 3,5%-ного раствора соляной кислоты (p= 1,05 г/мл). Определите массовую долю хлорида аммония в образовавшемся растворе. Ответ округлите до десятых.

В ответ запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения физических величин).

Данную задачу проверяют не автоматически, а вручную. Ознакомьтесь с критериями оценки, правильным решением и сами себе поставьте оценку от 0 до 4 баллов. Даже если вы ошиблись в цифровом ответе, можно получить несколько баллов за правильный ход решения. Форма для оценки находится внизу страницы.

Содержание верного ответа и указания по оцениванию	Баллы
Ответ правильный и полный, содержит следующие элементы: • правильно записаны уравнения реакций, соответствующих условию задания; • правильно произведены вычисления, в которых используются необходимые физические величины, заданные в условии задания; • продемонстрирована логически обоснованная взаимосвязь физических величин, на основании которых проводятся расчёты; • в соответствии с условием задания определена искомая физическая величина (концентрация раствора)	4
Правильно записаны три элемента ответа	3
Правильно записаны два элемента ответа	2
Правильно записан один элемент ответа	1
Все элементы ответа записаны неверно	0
Максимальный балл	4

Запишем химические реакции.

C a X 3 N X 2 + 6 H X 2 O → 3 C a ( O H ) X 2 + 2 N H X 3 \ce 3Ca(OH)2 + 2NH3> C a X 3 N X 2 + 6 H X 2 O

3 C a ( O H ) X 2 + 2 N H X 3

7,4 г нитрида, 9г воды, что-то в избытке а что-то в недостатке. Посмотрим что.

На 1 моль нитрида нужно 6 моль воды,

на 0,05 моль — x моль воды

X=0,05*6=0,30 моль воды нужно для полной реакции нитрида. А у нас сколько воды?

n(H₂O)=9/18=0,5 моль воды. Вода в избытке, считаем все по нитриду.

1 моль нитрида даёт 2 моля аммиака

0,05 моль нитрида — х моль аммиака

X=0’05*2=0,1 моль аммиака образуется в реакции нитрида кальция с водой.

N H X 3 + H C l → N H X 4 C l \ce NH4Cl > N H X 3 + H C l

А сколько у нас кислоты? Как раствора, так и чистой кислоты.

210 грамм раствора HCL

А сколько в растворе чистой кислоты?

m(чист HCL)=3,5%*210г/100%=7,35 г . А сколько это молей?

n(HCl) = m(HCl чист)/ Mr(HCL)=7,35/36,5=0,2013 округляем 0,2 моль

1 моль аммиака требует для реакции 1 моль соляной кислоты
0,1 моль аммиака требует x моль соляной кислоты

x=0,1 моль. Требуется 0,1 моль соляной кислоты, а у нас 0,2 моль соляная кислота дана в избытке.

Сколько образуемся соли, хлорида аммония?

1 моль аммиака дает 1 моль хлорида аммония

0,1 моль аммиака дает x моль хлорида аммония

x=0,1 моль. Образуется 0,1 моль хлорида аммония

Общую массу вычисляем по закону сохранения вещества — масса начальная плюс вещества которые добавили. m(общ) = 210(масса раствора HCl) + 1,7(масса аммиака) никакие газы не образуются и не покидают раствор.
массовая доля = (5,35/(210+1,7) )*100%=2,527%

2,5% округлим до десятых.
В условии не сказано до какого знака округлять, но это и не машинная проверка.

Запишем химические реакции.

C a X 3 N X 2 + 6 H X 2 O → 3 C a ( O H ) X 2 + 2 N H X 3 \ce 3Ca(OH)2 + 2NH3> C a X 3 N X 2 + 6 H X 2 O

3 C a ( O H ) X 2 + 2 N H X 3

7,4 г нитрида, 9г воды, что-то в избытке а что-то в недостатке. Посмотрим что.

На 1 моль нитрида нужно 6 моль воды,

на 0,05 моль — x моль воды

X=0,05*6=0,30 моль воды нужно для полной реакции нитрида. А у нас сколько воды?

n(H₂O)=9/18=0,5 моль воды. Вода в избытке, считаем все по нитриду.

1 моль нитрида даёт 2 моля аммиака

0,05 моль нитрида — х моль аммиака

X=0’05*2=0,1 моль аммиака образуется в реакции нитрида кальция с водой.

N H X 3 + H C l → N H X 4 C l \ce NH4Cl > N H X 3 + H C l

А сколько у нас кислоты? Как раствора, так и чистой кислоты.

210 грамм раствора HCL

А сколько в растворе чистой кислоты?

m(чист HCL)=3,5%*210г/100%=7,35 г . А сколько это молей?

n(HCl) = m(HCl чист)/ Mr(HCL)=7,35/36,5=0,2013 округляем 0,2 моль

1 моль аммиака требует для реакции 1 моль соляной кислоты
0,1 моль аммиака требует x моль соляной кислоты

x=0,1 моль. Требуется 0,1 моль соляной кислоты, а у нас 0,2 моль соляная кислота дана в избытке.

Сколько образуемся соли, хлорида аммония?

1 моль аммиака дает 1 моль хлорида аммония

0,1 моль аммиака дает x моль хлорида аммония

x=0,1 моль. Образуется 0,1 моль хлорида аммония

2,5% округлим до десятых.
В условии не сказано до какого знака округлять, но это и не машинная проверка.

Источник

Нитрид кальция — Calcium nitride

12013-82-0Y

Ca ₃ N ₂ Молярная масса 148,248 г · моль -1 Внешность красно-коричневое кристаллическое твердое вещество Плотность 2,670 г / см 3
2,63 г / см 3 (17 ° C) Температура плавления 1195 ° С (2183 ° F, 1468 К) Иа-3, №206 Родственные соединения

Y проверить ( что есть ?)

N Ссылки на инфобоксы

Нитрид кальция — это неорганическое соединение с химической формулой Ca ₃ N ₂ . Он существует в различных формах ( изоморфах ), чаще встречается α-нитрид кальция.

СОДЕРЖАНИЕ

Структура

α-Нитрид кальция принимает структуру антибиксбиита , аналогичную Mn ₂ O ₃ , за исключением того, что положения ионов меняются местами: кальций (Ca 2+ ) занимает оксидные (O 2- ) позиции, а нитрид-ионы (N 3- ) марганец (Mn 3+ ). В этой структуре Ca 2+ занимает тетраэдрические позиции, а нитридные центры занимают два различных типа октаэдрических позиций.

Синтез и реакции

Нитрид кальция образуется вместе с оксидом СаО , когда кальций горит на воздухе. Это может быть произведено путем прямой реакции элементов:

Он реагирует с водой или даже с влагой воздуха с образованием аммиака и гидроксида кальция :

Подобно оксиду натрия , нитрид кальция поглощает водород при температуре выше 350 ° C:

Источник

Кальций: способы получения и химические свойства

Кальций Ca — это щелочноземельный металл, серебристо-белый, пластичный, достаточно твердый. Реакционноспособный. Сильный восстановитель.

Относительная молекулярная масса M_r = 40,078; относительная плотность для твердого и жидкого состояния d = 1,54; t_пл = 842º C; t_кип = 1495º C.

Способ получения

1. В результате электролиза жидкого хлорида кальция образуются кальций и хлор :

2. Хлорид кальция взаимодействует с алюминием при 600 — 700º С образуя кальций и хлорид алюминия:

3CaCl₂ + 2Al = 3Ca + 2AlCl₃

3. В результате разложения гидрида кальция при температуре выше 1000º С образуется кальций и водород:

4. Оксид кальция взаимодействует с алюминием при 1200º С и образует кальций и алюминат кальция:

4CaO + 2Al = 3Ca + Ca(AlO₂)₂

Качественная реакция

Кальций окрашивает пламя газовой горелки в коричнево-красный цвет.

Химические свойства

1. Кальций — сильный восстановитель . Поэтому он реагирует почти со всеми неметаллами :

1.1. Кальций взаимодействует с азотом при 200 — 450º С образуя нитрид кальция:

1.2. Кальций сгорает в кислороде (воздухе) при выше 300º С с образованием оксида кальция:

2Ca + O₂ = 2CaO

1.3. Кальций активно реагирует при температуре 200 — 400º С с хлором, бромом и йодом . При этом образуются соответствующие соли :

1.4. С водородом кальций реагирует при температуре 500 — 700º C с образованием гидрида кальция:

1.5. В результате взаимодействия кальция и фтора при комнатной температуре образуется фторид кальция:

1.6. Кальций взаимодействует с серой при 150º С и образует сульфид кальция:

Ca + S = CaS

1.7. В результате реакции между кальцием и фосфором при 350 — 450º С образуется фосфид кальция:

1.8. Кальций взаимодействует с углеродом (графитом) при 550º С и образует карбид кальция:

Ca + 2C = CaC₂

2. Кальций активно взаимодействует со сложными веществами:

2.1. Кальций при комнатной температуре реагирует с водой . Взаимодействие кальция с водой приводит к образованию гидроксида кальция и газа водорода:

2.2. Кальций взаимодействует с кислотами:

2.2.1. Кальций реагирует с разбавленной соляной кислотой, при этом образуются хлорид кальция и водород :

Ca + 2HCl = CaCl₂ + H₂ ↑

2.2.2. Реагируя с разбавленной азотной кислотой кальций образует нитрат кальция, оксид азота (I) и воду:

если азотную кислоту еще больше разбавить, то образуются нитрат кальция, нитрат аммония и вода:

2.3. Кальций вступает в реакцию с газом аммиаком при 600 — 650º С. В результате данной реакции образуется нитрид кальция и гидрид кальция:

если аммиак будет жидким, то в результате реакции в присутствии катализатора платины образуется амид кальция и водород:

Источник

Взаимодействия нитрида кальция с водой

Газ, полученный при гидролизе 14,8 г нитрида кальция, пропустили через 66,7 мл 25%-ного раствора серной кислоты (ρ = 1,176 г/мл). Определите массовую долю вещества в образовавшемся растворе.

Запишем уравнение реакции и определим количество вещества аммиака:

Определим соотношение количества вещества аммиака и количества вещества взятой серной кислоты:

При таком соотношении получится кислая соль.

Составим уравнение реакции и определим массу образовавшейся соли:

Рассчитаем массу раствора и массовую долю соли в нём:

Критерии оценивания выполнения задания	Баллы
Ответ правильный и полный, включает все названные выше элементы.	4
В ответе допущена ошибка в одном из названных выше элементов.	3
В ответе допущены ошибки в двух из названных выше элементов.	2
В ответе допущены ошибки в трёх из названных выше элементов.	1
Все элементы ответа записаны неверно.	0
Максимальный балл	4

* Примечание. В случае, когда в ответе содержится ошибка в вычислениях в одном из элементов (втором, третьем или четвёртом), которая привела к неверному ответу, оценка за выполнение задания снижается только на 1 балл.

Источник

Необратимый гидролиз бинарных соединений.

Бинарные соединения – соединения, образованные двумя химическими элементами.

Бинарные соединения делят на ионные и ковалентные.

Ионными называют такие бинарные соединения, которые образованы атомами металла и неметалла.

Ковалентными называют бинарные соединения, образованные двумя неметаллами.

Общая информация по гидролизу бинарных соединений

Многие бинарные соединения способны разлагаться под действием воды. Такая реакция бинарных соединений с водой называется необратимым гидролизом.

Необратимый гидролиз практически всегда протекает с сохранением степеней окисления всех элементов. В результате взаимодействия бинарных соединения с водой всегда:

✓ элемент в отрицательной степени окисления переходит в состав водородного соединения;

✓ элемент в положительной степени окисления переходит в состав соответствующего гидроксида.

Напомним, что гидроксид неметалла – это ни что иное, как соответствующая кислородсодержащая кислота. Так, например, гидроксид серы (VI) — это серная кислота H₂SO₄.

Так, например, попробуем записать уравнение необратимого гидролиза фосфида кальция Ca₃P₂, опираясь на информацию, представленную выше.

В фосфиде кальция мы имеем кальций в степени окисления «+2» и фосфор в степени окисления «-3». Как уже было сказано, в результате взаимодействия с водой должно образоваться водородное соединение элемента в отрицательной степени окисления (т.е. фосфора) и соответствующий гидроксид элемента в положительной степени окисления.

Также сказано, что в результате реакции гидролиза практически всегда сохраняются степени окисления элементов.

Это значит, что в образующемся водородном соединении фосфор будет иметь ту же степень окисления, что и в исходном фосфиде, т.е. «-3», исходя из чего легко записать формулу самого водородного соединения – PH₃ (газ фосфин).

В то же время, кальций, как элемент в положительной степени окисления, должен перейти в состав соответствующего гидроксида с сохранением степени окисления «+2», т.е. в Ca(OH)₂.

Таким образом, без расстановки коэффициентов реакция будет описываться следующей схемой:

Расставив коэффициенты получаем уравнение:

Используя аналогичный алгоритм, запишем уравнение гидролиза пентахлорида фосфора PCl₅.

В данном соединении мы имеем фосфор в степени окисления «+5» и хлор в степени окисления «-1».

Очевидно, что водородным соединением хлора с хлором в степени окисления «-1» будет HCl.

В свою очередь, поскольку элемент в положительной степени окисления относится к неметаллам, его гидроксидом будет кислородсодержащая кислота с фосфором в той же степени окисления «+5».

При условии, что вы знаете формулы всех неорганических кислот, несложно догадаться, что данным гидроксидом является фосфорная кислота H₃PO₄.

Само уравнение при этом после расстановки коэффициентов будет иметь вид:

Как видите, если вам дали формулу бинарного соединения и попросили записать уравнения его гидролиза, то ничего сложного в этом нет.

Какие ионные бинарные соединения способны вступать в реакцию необратимого гидролиза?

Для успешной сдачи ЕГЭ нужно запомнить, что из ионных бинарных соединений в реакцию необратимого гидролиза водой вступают:

1) нитриды щелочных металов (ЩМ), щелочноземельных металлов (ЩЗМ) и магния:

2) фосфиды ЩМ, ЩЗМ и магния:

3) силициды ЩМ, ЩЗМ и магния:

4) карбиды ЩМ, ЩЗМ и магния. Знать нужно формулы только двух карбидов — Al₄C₃ и CaC₂ и, соответственно, уметь записывать уравнения их гидролиза:

5) сульфиды алюминия и хрома:

6) гидриды ЩМ, ЩЗМ, Mg, Al:

Гидролиз гидридов металлов – редкий пример окислительно-восстановительного гидролиза. Фактически, в данной реакции объединяются ионы водорода H + и анионы водорода H — , в следствие чего образуются нейтральные молекулы H₂ с водородом в степени окисления, равной 0.

Какие ковалентные бинарные соединения вступают в реакцию гидролиза?

Из ковалентных бинарных соединений, способных вступать в реакцию необратимого гидролиза, нужно знать про:

1) галогениды фосфора III и V.

2) галогениды кремния:

Гидролиз бинарных соединений действием растворов кислот и щелочей

Помимо обычного гидролиза водой существует также вариант гидролиза, при котором бинарное соединение обрабатывают водным раствором щелочи или кислоты.

Как в таком случае записать уравнение гидролиза?

Для того, чтобы записать уравнение гидролиза бинарного соединения водным раствором щелочи или кислоты, нужно:

1) в первую очередь, представить, какие продукты образовались бы при обычном гидролизе водой.

Например, мы хотим записать уравнение щелочного гидролиза соединения PCl₅ действием водного раствора KOH.

Тогда, согласно этому пункту, мы должны вспомнить какие продукты образуются при обычном гидролизе. В нашем случае это HCl и H₃PO₄

2) посмотреть на отношение этих продуктов к средообразователю (кислоте или щелочи) – реагируют они или нет. Если продукты обычного гидролиза реагируют со средообразователем, то запомнить продукты этого взаимодействия.

Возвращаясь к нашему случаю с PCl₅, мы должны посмотреть на то, как относятся к щелочи продукты обычного гидролиза, т.е. HCl и H₃PO₄. Оба данных соединения в водном растворе являются кислотами, в связи с чем существовать в щелочной среде не могут. В частности, с гидроксидом калия они прореагируют, образуя соответственно соли KCl и K₃PO₄

3) в конечном уравнении в качестве продуктов записать то, что получается при взаимодействии со средообразователем. Воду при этом мы пока не пишем, вывод о том, писать ее или нет, делаем после попытки уравнивания реакции без нее.

Таким образом, следуя этому принципу, запишем:

Уже до начала расстановки коэффициентов очевидно, что есть необходимость в записи в качестве одного из продуктов реакции воды, поскольку в левой части присутствует водород, а в правой его нет.

Таким образом, суммарная схема реакции будет иметь вид:

А само уравнение после расстановки коэффициентов будет выглядеть так:

Следует отметить, что щелочной гидролиз ионных соединений чаще всего не отличается от обычного гидролиза действием воды, поскольку чаще всего ни один продукт обычного гидролиза с щелочью не взаимодействует.

Аналогично, можно сказать, что кислотный гидролиз ковалентных бинарных соединений не будет отличаться от водного.

В связи с этим имеет смысл более детально рассмотреть кислотный гидролиз ионных бинарных соединений и щелочной гидролиз ковалентных бинарных соединений.

Кислотный гидролиз ионных бинарных соединений

Со всеми перечисленными ионными бинарными соединениями, участвовавшими в реакциях обычного гидролиза водой, можно записать соответствующие уравнения их кислотного гидролиза. Возьмем в качестве примера водный раствор соляной кислоты:

Обратите внимание, что вместо водородного соединения в случае нитридов металлов образуется продукт его взаимодействия с соляной кислотой (NH₃ + HCl = NH₄Cl). Следует отметить, что нитриды металлов – единственный случай, когда при кислотном гидролизе ионного бинарного соединения не выделяется газообразное водородное соединение. Связано это с тем, что по сравнению с другими водородными соединениями неметаллов, только у аммиака основные свойства выражены в значительной степени.

Как можно заметить, кислотный гидролиз гидридов металлов также относится к окислительно-восстановительным реакциям. В результате этой реакции образуется простое вещество водород. Связано это с тем, что водород с кислотами не реагирует.

Щелочной гидролиз ковалентных бинарных соединений

Щелочному гидролизу среди ковалентных соединений подвержены все те же бинарные соединения, что и обычному гидролизу водой, то есть галогениды фосфора и кремния:

Щелочной гидролиз галогенидов фосфора III в ЕГЭ не встретится из-за специфических свойства фосфористой кислоты.

Тем не менее, для тех, кто хочет, ниже предоставляю пример такого рода уравнений с пояснением:

Поскольку фосфористая кислота является двухосновной, то несмотря на наличие трех атомов водорода, при ее реакции с щелочью на атомы металла способны заместиться только два атома водорода.

Источник