Если ты готовишься к ЕГЭ, то знаешь, что нитраты металлов при нагревании разлагаются. И знаешь, что продукты разложения зависят от положения металла в ряду активности. И тут могут быть три варианта развития событий:
Если это активный металл, находящийся в ряду активности левее магния, например, барий или кальций, то нитрат его разлагается с образованием нитрита и кислорода, например:
Ba(NO3)2 = Ba(NO2)2 + O2
Если металл находится правее магния, например, кобальт или олово (а также, и сам магний и, что важно, литий), то образуются оксид металла, оксид азота и кислород:
2Со(NO3)2 = 2СоO + 2 NO2 + O2
Если это малоактивный металл, находящийся правее меди, то металл восстанавливается до простого вещества:
2AgNO3 = 2Ag + 2NO2 + O2
Вот запоминательная картинка:
Закономерность ясна, но есть три исключения:
1. Литий. Нитрат лития ведёт себя как нитрат магния. Тут нам поможет факт диагонального сходства этих металлов:
4 LiNO3 = 2 Li2O + 4 NO2 + O2
2. Если мы разлагаем нитрат железа (II), то железо окисляется до степени окисления +3, хотя продукты реакции получаются согласно закономерности:
4 Fe(NO3)2 = 2 Fe2O3 + 8 NO2 + O2
3. Похоже ведёт себя и нитрат марганца (II), окисляясь до состояния +4, однако здесь исключение посерьёзнее, процесс идёт без выделения кислорода:
Mn(NO3)2 = MnO2 + 2 NO2
Разберём интересную олимпиадную задачу из недавнего прошлого:
Одной из самых узнаваемых картин Леонардо да Винчи, конечно же, является «Мона Лиза». Интересно, что до сих пор не известен точный химический состав красок, которые использовал великий художник. В первую очередь, это связано с тем, что никакие механические манипуляции не могут быть применены к картине. Однако, французские учёные при помощи рентгенофлуоресцентного анализа установили, что для написания Джоконды Леонардо да Винчи использовал краски с необычайно большим количеством соединений металла Х. И это неудивительно, так как добавление оксида металла Х в пигмент придаёт ему характерный коричневый оттенок. При полном разложении нитрата металла Х, в котором содержание последнего равна 30,73 % по массе, потеря массы составляет 51,40 %. Определите металл Х, в ответ запишите его порядковый номер. Рассчитайте объём газа (л, н. у.), который образуется при разложении 44,75 г нитрата металла Х. В ответ запишите число, округлив его до десятых.
Рассуждаем. Судя по довольно большой относительной величине потери массы, имеет место второй или третий вариант разложения нитрата и предварительную схему процесса можно записать так:
Me(NO3)n = Me или MeO + газ или смесь газов.
Возьмём для удобства расчётов 100 г исходного нитрата. Тогда в нём 30,73 г приходится на металл, который весь перешёл в продукт разложения. Если масса газа или газов равна 51,40 г, то на твёрдый продукт остаётся 100-51,40 = 48,6г. И в этих 48,6 г только 30,73 приходится на металл, очевидно остальное 48,6 - 30,73 = 17,87г - кислород. Это соответствует 17,87 / 16 = 1,12 моль атомов кислорода.
Запишем несколько вариантов формулы оксида металла, которые имеют химический смысл в данном случае, то есть понимая, какие металлы могут разлагаться с образованием оксида: МеО; Ме2О3; МеО2. Теперь применяем метод перебора, исходя из массы металла 30,73г и количества вещества атомов кислорода 1,12 моль. Перебираем возможные количества вещества атомов металла, каждый раз выходя на атомную массу металла. В конце концов логично получаем атомную массу марганца и можем записать уравнение процесса разложения нитрата марганца:
Mn(NO3)2 = MnO2 + 2 NO2
Главное в этой задаче - помнить о том, что у марганца вообще есть такой оксид - MnO2.
Думаю, на второй вопрос задачи вы сможете ответить самостоятельно. Ведь так?
