Азотная кислота и её соли

Неметаллы · Тема 21 / 35

Азотная кислота и её соли

Этот урок проведём за один день в мастерской дяди-ювелира в Ичеришехере: утром «золотую» цепочку проверяют азотной кислотой на пробирном камне, днём кислотой отделяют серебро от золота, вечером в тигле прокаливают нитрат меди. Увидим в анимациях получение азотной кислоты, её реакции с металлами и неметаллами, разложение нитратов и решим задания ГЭЦ.

≈ 50 минутГлав: 5Заданий ГЭЦ: 11материал 9–11 классов

После урока ты сможешь

• объяснять строение азотной кислоты, её получение в лаборатории и промышленности;
• записывать уравнения её кислотных свойств и разложения на свету;
• определять продукты реакций концентрированной и разбавленной кислоты с металлами и неметаллами, понимать пассивацию;
• находить продукты разложения нитратов по активности металла, обнаруживать нитрат-ион;
• проводить расчёты по этим реакциям.

Перед началом вспомни

• Степень окисления, электронный баланс.
• Ряд активности металлов; общие свойства кислот.
• Аммиак и оксиды азота (предыдущий урок); количество вещества, молярный объём, массовая доля.

Содержание

1. ВведениеСитуация: пробирный камень ювелираистория и предположение
2. Глава 1Азотная кислота: строение, свойства, получениестроение, лаборатория, три стадии
3. Глава 2Кислотные свойства. Разложение на светуоксиды, основания, соли; тёмная склянка
4. Глава 3Реакции с металлами: концентрированная и разбавленная кислотаNO₂, NO, N₂O, NH₄NO₃; пассивация
5. Глава 4Реакции с неметалламиC, S, P → CO₂, H₂SO₄, H₃PO₄
6. Глава 5Нитраты. Термическое разложение. Обнаружение нитрат-ионаактивность и продукты, нитрат-ион
7. ПрактикумТренировка на экзаменационных заданияхзаданий ГЭЦ: 4, с ответом и официальным пояснением
8. ИтогиЗапомникраткий итог и типичные ошибки
9. ИтогиСамостоятельная работазаданий: 6, от простых к сложным

Введение

Ситуация: пробирный камень ювелира

История

В субботу ученик 11 класса приходит в мастерскую дяди-ювелира в Ичеришехере. Покупатель приносит «золотую» цепочку, купленную на рынке. Дядя проводит цепочкой по чёрному пробирному камню, рядом оставляет след своего золотого кольца и пипеткой капает на оба следа по капле концентрированной азотной кислоты.

След цепочки вспенивается, над ним поднимается бурый газ, пятно зеленеет; след золота не меняется. «Латунь — сплав меди», — говорит дядя. Ученик думает: как кислота «съедает» медь и что это за бурый газ? Если 6,4 г меди полностью растворить в концентрированной азотной кислоте, сколько литров (н. у.) бурого газа выделится?

Конц. HNO₃ растворяет след цепочки: поднимается бурый газ, след зеленеет; след золота не меняется.Сначала предположи

Как ты думаешь, сколько литров бурого газа даст 6,4 г меди? Ответ рассчитаем в 3-й главе.

Азотная кислота растворяет медь, серебро, даже уголь и серу, но не золото — ювелиры веками пользуются этим. Эта кислота — основное сырьё для удобрений, красителей, лекарств. В этом уроке узнаем, как её получают, почему она не выделяет водород, чем отличаются реакции концентрированной и разбавленной кислоты с металлами, как разлагаются нитраты при нагревании, и решим задания ГЭЦ.

Глава 1

Азотная кислота: строение, свойства, получение

Азотная кислота HNO₃ — одноосновная кислородсодержащая сильная кислота. В молекуле азот образует четыре связи: одну с кислородом группы OH, двойную — с одним кислородом и донорно-акцепторную — с другим. Валентность азота IV, а степень окисления высшая, +5 — поэтому азотная кислота сильный окислитель.

Молекула HNO₃: валентность азота IV, степень окисления +5.Азотная кислота

Азотная кислота — бесцветная «дымящая» жидкость с резким запахом; ρ = 1,51 г/см³, кипит при 83 °C, смешивается с водой в любых соотношениях. Концентрированная кислота обычно 60–68 %-ная. На коже оставляет жёлтые пятна (реакция с белками) — с ней работают только в очках и перчатках, в вытяжном шкафу.

В лаборатории азотную кислоту получают нагреванием твёрдого нитрата натрия с концентрированной серной кислотой (летучая кислота вытесняется нелетучей): NaNO₃ + H₂SO₄ t→ NaHSO₄ + HNO₃↑. В промышленности сырьё — аммиак, и производство идёт в три стадии.

Анимация · азотная кислота в промышленности1) Аммиак в смеси с воздухом проходит через раскалённую платиновую сетку и окисляется до NO; 2) NO при охлаждении с кислородом даёт бурый NO₂; 3) NO₂ поглощается в башне водой и кислородом. Из одной молекулы NH₃ получается одна молекула HNO₃.Схема по азоту

Число атомов азота сохраняется на всех стадиях: NH₃ → NO → NO₂ → HNO₃, значит n(HNO₃) = n(NH₃); если начинать с азота, N₂ → 2NH₃ → 2HNO₃. В таких цепочках промежуточные продукты считать не нужно — достаточно схемы по азоту.

Так спрашивают на экзаменеГЭЦ · 13.07.2025

Сколько граммов 60%-ной азотной кислоты можно получить из 44,8 л (н. у.) азота? Mᵣ(HNO₃)=63

1. По сохранению атомов азота: N₂ → 2HNO₃. n(N₂) = 44,8 : 22,4 = 2 моль → n(HNO₃) = 4 моль.
2. m(HNO₃) = 4 · 63 = 252 г — это чистая кислота.Почему так?

   Реальная цепочка: N₂ → NH₃ → NO → NO₂ → HNO₃; на каждой стадии атом азота переходит из одной молекулы в другую, их число не меняется.

3. Масса раствора: m = 252 : 0,6 = 420 г.Почему так?

   В 60 %-ном растворе кислота составляет 0,6 массы: m(раствора) = m(кислоты) : ω.

4. Ответ: 420 г.

Официальное пояснение ГЭЦ (13.07.2025)

Если выразить получение азотной кислоты из азота простой схемой N₂ → 2HNO₃ из 22,4 литра (н. у.) N₂---------получается 126 г HNO₃ из 44,8 литра (н. у.) N₂ -----------x г HNO₃ x= 252 г 252-------------60% y ---------------100% y=420 гИсточник: пояснение ГЭЦ (перевод с азербайджанского) — 13.07.2025, I группа специальностей (PDF)

Пример 1

Сколько тонн 63 %-ной азотной кислоты можно получить из 1,7 т аммиака (без потерь)?

1. n(NH₃) = 1700 кг : 17 = 100 кмоль → n(HNO₃) = 100 кмоль.
2. m(HNO₃) = 100 · 63 = 6300 кг; m(раствора) = 6300 : 0,63 = 10 000 кг.
3. Ответ: 10 т.

Проверь себя

17 г NaNO₃ нагрели с избытком конц. H₂SO₄. Сколько граммов HNO₃ получится?

M(NaNO₃) = 85; n = 0,2 моль = n(HNO₃).

Глава 2

Кислотные свойства. Разложение на свету

В воде азотная кислота полностью диссоциирует: HNO₃ → H⁺ + NO₃⁻. Поэтому она проявляет общие свойства кислот: реагирует с основными оксидами, основаниями, солями слабых кислот — в этих реакциях степень окисления азота не меняется: 2HNO₃ + CaO → Ca(NO₃)₂ + H₂O, HNO₃ + NaOH → NaNO₃ + H₂O, 2HNO₃ + Na₂CO₃ → 2NaNO₃ + CO₂↑ + H₂O. Но в реакциях с металлами водород не выделяется — окислитель не H⁺, а N⁺⁵ (глава 3).

Азотная кислота неустойчива: разлагается на свету и при нагревании. Выделяющийся NO₂ растворяется в кислоте и окрашивает её в жёлтый цвет.

Анимация · азотная кислота желтеет на светуЭнергия света разлагает молекулы HNO₃: образуются бурый NO₂ и кислород. Поэтому азотную кислоту хранят в тёмных склянках в прохладном тёмном месте.

Чтобы узнать вещество «X» в схемах, попробуй дописать каждую: куда ушли атомы, какая степень окисления изменилась?

Так спрашивают на экзаменеГЭЦ · 07.06.2026

В какой схеме вещество X — азотная кислота?

A) X + CaO → Ca(NO₃)₂ + H₂OB) X + CO₂ → CO(NH₂)₂ + H₂OC) X + NH₃ → NO + H₂OD) X + Na₂CO₃ → NaNO₃ + NaNO₂ + CO₂E) X + KOH → KNO₃ + NH₃ + H₂O

1. A: 2HNO₃ + CaO → Ca(NO₃)₂ + H₂O — основный оксид с кислотой даёт соль и воду. X = HNO₃.Почему так?

   Группы NO₃⁻ в Ca(NO₃)₂ и вода могут прийти только из азотной кислоты; степень окисления азота (+5) не меняется — реакция обмена.

2. B: 2NH₃ + CO₂ → CO(NH₂)₂ + H₂O — X = NH₃. C: 4NH₃ + 5O₂ → 4NO + 6H₂O — X = O₂.
3. D: 2NO₂ + Na₂CO₃ → NaNO₃ + NaNO₂ + CO₂ — X = NO₂ (две соли: N⁺⁴ → N⁺⁵ и N⁺³). E: NH₄NO₃ + KOH → KNO₃ + NH₃ + H₂O — X = NH₄NO₃.Почему так?

   NO₂ — «смешанный» кислотный оксид: в щёлочи даёт нитрат и нитрит (диспропорционирование).

4. Ответ: X + CaO → Ca(NO₃)₂ + H₂O (вариант A).

Официальное пояснение ГЭЦ (07.06.2026)

HNO₃ + CaO → Ca(NO₃)₂ + H₂O NH₃+ CO₂ → CO(NH₂)₂ + H₂O O₂ + NH₃ → NO + H₂O NO₂ + Na₂CO₃ → NaNO₃ + NaNO₂ + CO₂ NH₄NO₃ + KOH → KNO₃ + NH₃ + H₂OИсточник: пояснение ГЭЦ (перевод с азербайджанского) — 07.06.2026, I группа специальностей (PDF)

Пример 2

К раствору, содержащему 12,6 г HNO₃, добавили избыток соды (Na₂CO₃). Сколько литров (н. у.) газа выделится?

1. n(HNO₃) = 12,6 : 63 = 0,2 моль.
2. 2HNO₃ + Na₂CO₃ → 2NaNO₃ + CO₂↑ + H₂O: n(CO₂) = 0,1 моль, V = 2,24 л.Почему так?

   Здесь азотная кислота ведёт себя как обычная кислота: сильная кислота вытесняет слабую угольную.

3. Ответ: 2,24 л CO₂.

Проверь себя

0,4 моль HNO₃ полностью разложились на свету. Сколько всего моль газов (NO₂ + O₂) выделилось?

4HNO₃ → 4NO₂ + O₂ + 2H₂O.

Глава 3

Реакции с металлами: концентрированная и разбавленная кислота

История

После обеда дядя отделяет серебро от золота в обрезках старых украшений. Он кладёт обрезки в стакан с разбавленной азотной кислотой под вытяжным зонтом. Серебро медленно растворяется, а золото остаётся на дне жёлтыми крупинками. Пузырьки бесцветные, но у края стакана газ буреет.

В обрезках было 32,4 г серебра. Сколько литров (н. у.) газа выделится? Почему газ буреет у края и почему золото не растворяется?

В разбавленной HNO₃ серебро растворяется, бесцветный NO у края превращается в бурый NO₂, золото остаётся на дне.

Азотная кислота (любой концентрации) с металлами не выделяет водород: электроны принимает N⁺⁵ в ионе NO₃⁻. Она растворяет и металлы, стоящие после водорода (Cu, Ag, Hg), не действует только на Au и Pt. Продукт зависит от концентрации кислоты и активности металла: чем разбавленнее кислота и активнее металл, тем «глубже» восстанавливается азот.

Кислота	Тяжёлые металлы (Cu, Ag, Hg, Pb…)	Активные металлы (Mg, Zn, Al…)
конц.	NO₂	NO₂ (Fe, Al, Cr на холоде пассивируются)
разб.	NO	N₂O, N₂
очень разб.	NO	NH₄NO₃

Анимация · медь в концентрированной и разбавленной кислотеВ концентрированной кислоте каждый N⁺⁵ принимает один электрон (NO₂), в разбавленной — три (NO). Бесцветный NO на воздухе сразу окисляется: 2NO + O₂ → 2NO₂ — поэтому у отверстия газ буреет.Пассивация

Концентрированная азотная кислота на холоде пассивирует железо, алюминий и хром: на поверхности образуется тонкая прочная оксидная плёнка, и реакция прекращается. Поэтому конц. HNO₃ перевозят в алюминиевых цистернах. Золото и платина в азотной кислоте не растворяются; их растворяет «царская водка» — смесь 1 объёма конц. HNO₃ и 3 объёмов конц. HCl.

История

Вопрос пробирного камня. Cu + 4HNO₃(конц.) → Cu(NO₃)₂ + 2NO₂↑ + 2H₂O: n(Cu) = 6,4 : 64 = 0,1 моль, n(NO₂) = 0,2 моль, V = 4,48 л. Зелёный цвет даёт NO₂, растворённый в растворе Cu(NO₃)₂. А на золото кислота не действует — его след на камне не меняется.

Вопрос стакана под вытяжкой. Разбавленная кислота: 3Ag + 4HNO₃ → 3AgNO₃ + NO↑ + 2H₂O. n(Ag) = 32,4 : 108 = 0,3 моль, n(NO) = 0,1 моль, V = 2,24 л. У края стакана NO с кислородом воздуха превращается в бурый NO₂. Золото не растворяется — серебро переходит в раствор, а золото отделяют фильтрованием.

Так спрашивают на экзаменеГЭЦ · 12.07.2026

Выделившийся в сосуде газ X (н. у.) при полной реакции с кислородом и водой дал 12,6 г HNO₃. Определите вещество X и вычислите его количество. Mᵣ(HNO₃)=63

В вариантах столбцы: X | количество вещества.

Рисунок меняется вместе с шагами.A) NO | 0,2B) NO | 0,1C) NO₂ | 0,3D) NO | 0,3E) NO₂ | 0,2

1. Серебро с конц. кислотой даёт NO₂: Ag + 2HNO₃(конц.) → AgNO₃ + NO₂↑ + H₂O. X = NO₂.Почему так?

   Тяжёлые металлы с конц. кислотой дают NO₂; NO характерен для разбавленной.

2. 4NO₂ + O₂ + 2H₂O → 4HNO₃: NO₂ и HNO₃ 1 : 1.
3. n(HNO₃) = 12,6 : 63 = 0,2 моль → n(NO₂) = 0,2 моль.
4. Ответ: NO₂ | 0,2 (вариант E).

Официальное пояснение ГЭЦ (12.07.2026)

Ag + 2HNO₃ ₍конц.₎ → AgNO₃ + NO₂↑ + H₂O (газ X — NO₂) a моль ------------------ 12,6 г 4NO₂ + O₂ + 2H₂O → 4HNO₃ a = 0,2 моль 4 моль -------------------- 4 · 63Источник: пояснение ГЭЦ (перевод с азербайджанского) — 12.07.2026, IV группа специальностей (PDF)

Пример 3

9,6 г меди растворяются в разбавленной азотной кислоте. Сколько литров (н. у.) газа выделится и сколько моль HNO₃ израсходуется?

1. 3Cu + 8HNO₃ → 3Cu(NO₃)₂ + 2NO↑ + 4H₂O; n(Cu) = 9,6 : 64 = 0,15 моль.
2. n(NO) = 0,15 · 2/3 = 0,1 моль, V = 2,24 л; n(HNO₃) = 0,15 · 8/3 = 0,4 моль.Почему так?

   Из 0,4 моль кислоты окислитель только 0,1 моль (переходит в NO), 0,3 моль остаются в соли как NO₃⁻.

3. Ответ: 2,24 л NO; 0,4 моль HNO₃.

В лаборатории выбери металл и меняй концентрацию кислоты: смотри, какой продукт получается и до какой ступени восстанавливается азот.

Лаборатория · металл + азотная кислотамассовая доля HNO₃60 %Проверь себя

1 моль меди растворяется в конц. HNO₃. Сколько моль HNO₃ расходуется?

Cu + 4HNO₃ → Cu(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O.

Глава 4

Реакции с неметаллами

Концентрированная азотная кислота при нагревании окисляет неметаллы до кислот (или оксидов) высшей степени окисления, а сама восстанавливается до NO₂: C + 4HNO₃ t→ CO₂↑ + 4NO₂↑ + 2H₂O, S + 6HNO₃ t→ H₂SO₄ + 6NO₂↑ + 2H₂O, P + 5HNO₃ t→ H₃PO₄ + 5NO₂↑ + H₂O. Тлеющий уголь ярко горит в парах конц. азотной кислоты. Разбавленная кислота окисляет фосфор с выделением NO: 3P + 5HNO₃ + 2H₂O → 3H₃PO₄ + 5NO↑.

Анимация · сера отдаёт шесть электроновS⁰ → S⁺⁶: сера отдаёт 6 электронов; каждый N⁺⁵ принимает один электрон и становится N⁺⁴ (NO₂) — поэтому нужно 6 HNO₃. Сера превращается в серную кислоту.Так спрашивают на экзаменеГЭЦ · 13.07.2025

Определите X, Y и Z (таблица).

В вариантах столбцы: X | Y | Z.

Рисунок меняется вместе с шагами.A) S | Cu | CB) Cu | C | SC) C | Cu | SD) C | S | CuE) S | C | Cu

1. Посмотри на формулы продуктов: XO₂ — диоксид неметалла; H₂YO₄ — двухосновная кислота; Z(NO₃)₂ — нитрат двухвалентного металла.Почему так?

   Неметалл с азотной кислотой соли не даёт — даёт кислоту или оксид; металл даёт нитрат.

2. X = C: C + 4HNO₃ → CO₂ + 4NO₂ + 2H₂O. Y = S: S + 6HNO₃ → H₂SO₄ + 6NO₂ + 2H₂O.
3. Z = Cu: Cu + 4HNO₃ → Cu(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O.
4. Ответ: C | S | Cu (вариант D).

Официальное пояснение ГЭЦ (13.07.2025)

C + HNO₃(конц.) t→ CO₂ + NO₂ + H₂O S + HNO₃(конц.) t→ H₂SO₄ + NO₂+ H₂O Cu + HNO₃(конц.) → Cu(NO₃)₂ + NO₂ + H₂O Из уравнений реакций ясно, что X =C, Y=S, Z=Cu.Источник: пояснение ГЭЦ (перевод с азербайджанского) — 13.07.2025, IV группа специальностей (PDF)

Так спрашивают на экзаменеГЭЦ · 12.07.2026

S + HNO₃ ₍конц.₎ —t→ NO₂ + X + Y Если ω₂ > ω₁, какие реакции не идут? Aᵣ(S)=32, Aᵣ(H)=1, Aᵣ(O)=161. X + CuO →2. Y + CuO →3. X + Au →4. Y + Cu →5. X + K₂CO₃ →

Рисунок меняется вместе с шагами.A) 1, 4, 5B) 2, 3, 5C) 1, 2, 5D) 1, 2, 3E) 2, 3, 4

1. S + 6HNO₃(конц.) → H₂SO₄ + 6NO₂↑ + 2H₂O: кроме NO₂, продукты — H₂SO₄ и H₂O.
2. Массовая доля водорода: в H₂SO₄ 2/98 ≈ 2,04 %, в H₂O 2/18 ≈ 11,1 %. ω₂ > ω₁ → X = H₂SO₄, Y = H₂O.Почему так?

   Тяжёлый сульфатный остаток увеличивает массу молекулы, доля водорода уменьшается.

3. 1: H₂SO₄ + CuO → CuSO₄ + H₂O идёт; 5: H₂SO₄ + K₂CO₃ → K₂SO₄ + CO₂ + H₂O идёт.Почему так?

   Кислота реагирует с основным оксидом и с солью слабой кислоты.

4. Не идут: 2 (CuO не растворим и не реагирует с водой), 3 (золото не реагирует с кислотами), 4 (медь не реагирует с водой).
5. Ответ: 2, 3, 4 (вариант E).

Официальное пояснение ГЭЦ (12.07.2026)

S + HNO₃ ₍конц.₎ —t→ NO₂ + H₂SO₄ + H₂O По значениям массовых долей (%) водорода в H₂O и H₂SO₄ ясно, что вещество X — H₂SO₄, а Y — H₂O. 1. H₂SO₄ + CuO → CuSO₄ +H₂O 2. H₂O + CuO → не идёт 3. H₂SO₄ + Au → не идёт 4. H₂O + Cu → не идёт 5. H₂SO₄ + K₂CO₃ → K₂SO₄ + CO₂ + H₂OИсточник: пояснение ГЭЦ (перевод с азербайджанского) — 12.07.2026, IV группа специальностей (PDF)

Пример 4

Расставьте коэффициенты методом электронного баланса: P + HNO₃(конц.) → H₃PO₄ + NO₂ + H₂O.

1. P⁰ − 5e⁻ → P⁺⁵ |×1; N⁺⁵ + 1e⁻ → N⁺⁴ |×5.Почему так?

   Отданные электроны равны принятым: 5 = 5 · 1.

2. P + 5HNO₃ → H₃PO₄ + 5NO₂ + H₂O: H 5 = 3 + 2; O 15 = 4 + 10 + 1.
3. Ответ: P + 5HNO₃ → H₃PO₄ + 5NO₂ + H₂O.

Проверь себя

3,2 г серы полностью окислили конц. HNO₃. Сколько литров (н. у.) NO₂ выделилось?

n(S) = 0,1 моль; S + 6HNO₃ → H₂SO₄ + 6NO₂ + 2H₂O.

Глава 5

Нитраты. Термическое разложение. Обнаружение нитрат-иона

История

Вечером дядя упаривает голубой раствор, оставшийся от утреннего образца латуни, и получает кристаллы нитрата меди(II). Затем под вытяжкой прокаливает их в фарфоровом тигле: голубые кристаллы плавятся и чернеют, из тигля поднимается бурый газ.

В тигле было 18,8 г Cu(NO₃)₂. Сколько граммов чёрного порошка останется и какова мольная доля кислорода в выделившейся газовой смеси?

Голубой нитрат меди при прокаливании чернеет, из тигля поднимается бурый NO₂.

Нитраты — соли азотной кислоты; все они растворимы в воде. Нитраты калия, натрия, аммония и кальция называют селитрами и используют как азотные удобрения. В твёрдом виде при нагревании нитраты разлагаются; продукты зависят от активности металла.

Термическое разложение нитратов

Левее Mg (K, Na, Ca): нитрит + O₂ — 2KNO₃ t→ 2KNO₂ + O₂↑. От Mg до Cu: оксид металла + NO₂ + O₂ — 2Cu(NO₃)₂ t→ 2CuO + 4NO₂↑ + O₂↑. Правее Cu (Hg, Ag, Au): металл + NO₂ + O₂ — 2AgNO₃ t→ 2Ag + 2NO₂↑ + O₂↑. Нитрат аммония кислорода не даёт: NH₄NO₃ t→ N₂O + 2H₂O.

Анимация · нагреваем нитраты трёх группКатион активного металла «удерживает» нитрат-ион: отщепляется лишь один атом кислорода. Нитраты металлов средней активности разлагаются до оксида, малоактивных — сразу до металла: их оксиды при нагревании тоже неустойчивы.История

Вопрос тигля. 2Cu(NO₃)₂ → 2CuO + 4NO₂ + O₂: n = 18,8 : 188 = 0,1 моль, m(CuO) = 0,1 · 80 = 8 г. Газы: 0,2 моль NO₂ и 0,05 моль O₂, всего 0,25 моль; χ(O₂) = 0,05 : 0,25 = 20 %. Чёрный порошок — оксид меди(II); потом дядя восстановит его до меди водородом или углём.

Так спрашивают на экзаменеГЭЦ · 13.07.2025

Вычислите мольную долю (в %) самого лёгкого газа в газовой смеси, образовавшейся при полном разложении 2 моль нитрата меди (II). Aᵣ(N)=14, Aᵣ(O)=16

A) 25B) 40C) 50D) 20E) 75

1. 2Cu(NO₃)₂ t→ 2CuO + 4NO₂ + O₂ — медь между Mg и Cu: оксид + NO₂ + O₂.
2. Из 2 моль соли — 4 моль NO₂ и 1 моль O₂, всего 5 моль газа. M(NO₂) = 46, M(O₂) = 32: самый лёгкий — O₂.Почему так?

   CuO — твёрдое вещество, в газовую смесь не входит.

3. χ(O₂) = 1 : 5 = 20 %.
4. Ответ: 20 (вариант D).

Официальное пояснение ГЭЦ (13.07.2025)

2Cu(NO₃)₂ t→ 2CuO + 4NO₂ +O₂ Образующиеся в реакции газы — NO₂ и O₂. При полном разложении 2 моль нитрата меди (II) получается 4 моль NO₂ и 1 моль O₂. В полученных 5 моль газовой смеси один моль O₂. В этой смеси самый лёгкий газ — O₂. Мольная доля кислорода вычисляется выражением 1/5 ·100% = 20%.Источник: пояснение ГЭЦ (перевод с азербайджанского) — 13.07.2025, I группа специальностей (PDF)

Так спрашивают на экзаменеГЭЦ · 01.06.2025

По реакциям сравните металлы X, Y и Z по химической активности.2XNO₃ t→ 2XNO₂ + O₂Y(NO₃)₂ t→ Y + 2NO₂ + O₂4Z(NO₃)₃ t→ 2Z₂O₃ + 12NO₂ + 3O₂

A) Y>X>ZB) X>Y>ZC) Y>Z>XD) Z>Y>XE) X>Z>Y

1. X: 2XNO₃ → 2XNO₂ + O₂ — нитрит и кислород: X — активный металл левее Mg (Na, K).
2. Z: 4Z(NO₃)₃ → 2Z₂O₃ + 12NO₂ + 3O₂ — оксид: Z — металл средней активности. Y: Y(NO₃)₂ → Y + 2NO₂ + O₂ — металл: Y малоактивный (Hg).
3. Активность: X > Z > Y. Внимание: в пояснении ГЭЦ для Z в примерах указаны Mg, Zn, но Z трёхвалентен (Z(NO₃)₃, Z₂O₃) — подходят Al, Fe(III), Cr; на ответ это не влияет.Почему так?

   «Глубина» разложения обратна активности: чем менее активен металл, тем глубже разлагается нитрат.

4. Ответ: X > Z > Y (вариант E).

Официальное пояснение ГЭЦ (01.06.2025)

По реакциям разложения нитратов X — активный (Na, K и др.), Y — пассивный (Hg, Ag и др.), Z — металл средней активности … поэтому по химической активности верно сравнение X> Z > Y.Источник: пояснение ГЭЦ (перевод с азербайджанского) — 01.06.2025, IV группа специальностей (PDF)

Обнаружение нитрат-иона. К раствору нитрата (или твёрдой соли) добавляют медные стружки и конц. серную кислоту и нагревают: выделяется бурый газ, раствор синеет — 3Cu + 2NaNO₃ + 4H₂SO₄ → 3CuSO₄ + Na₂SO₄ + 2NO↑ + 4H₂O, NO на воздухе становится бурым NO₂. Конц. H₂SO₄ даёт из нитрата HNO₃, а она окисляет медь.

Пример 5

20,2 г KNO₃ полностью разложили. Сколько литров (н. у.) кислорода выделится? Mr(KNO₃) = 101.

1. Калий — активный металл: 2KNO₃ → 2KNO₂ + O₂.Почему так?

   Нитраты металлов левее Mg разлагаются до нитрита, NO₂ не выделяется.

2. n(KNO₃) = 20,2 : 101 = 0,2 моль, n(O₂) = 0,1 моль, V = 2,24 л.
3. Ответ: 2,24 л O₂.

Проверь себя

34 г AgNO₃ полностью разложили. Сколько граммов серебра останется? Mr(AgNO₃) = 170.

n = 0,2 моль; 2AgNO₃ → 2Ag + 2NO₂ + O₂.

Практикум

Тренировка на экзаменационных заданиях

Эти задания взяты из экзаменов ГЭЦ. Сначала реши сам, затем открой «Ответ и пояснение ГЭЦ».

ГЭЦ · 07.06.2026

Определите X, Y и Z.

В вариантах столбцы: X | Y | Z.

A) Fe | S | CB) Cu | C | SC) Cu | P | SD) Cu | S | PE) Fe | C | PОтвет и пояснение ГЭЦ

Ответ: Cu | C | S (вариант B). Внимание: уравнение Fe + HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + NO + H₂O в первой строке пояснения ГЭЦ для концентрированной кислоты неточно: конц. HNO₃ на холоде пассивирует железо, а при нагревании выделяется NO₂; на ответ не влияет, так как Fe(NO₃)₃ не подходит под X(NO₃)₂.

… Cu+ HNO₃ → Cu(NO₃)₂ + NO₂ + H₂O (соответствует веществу X) C + HNO₃ → CO₂ + NO₂ + H₂O (соответствует веществу Y) P + HNO₃ → H₃PO₄ + NO₂ + H₂O S + HNO₃ → H₂SO₄ + NO₂ + H₂O (соответствует веществу Z)Источник: пояснение ГЭЦ (перевод с азербайджанского) — 07.06.2026, IV группа специальностей (PDF)

ГЭЦ · 01.06.2025

При разложении какой соли кислород не образуется?

A) Pb(NO₃)₂B) Al(NO₃)₃C) Hg(NO₃)₂D) KNO₃E) NH₄NO₃Ответ и пояснение ГЭЦ

Ответ: NH₄NO₃ (вариант E).

NH₄NO₃ t→ N₂O + 2H₂O 2KNO₃ t→ 2KNO₂ + O₂ 4Al(NO₃)₃ t→ 2Al₂O₃ + 12NO₂ + 3O₂ Hg(NO₃)₂ t→ Hg + 2NO₂ + O₂ 2Pb(NO₃)₂ t→ 2PbO + 4NO₂ + O₂Источник: пояснение ГЭЦ (перевод с азербайджанского) — 01.06.2025, I группа специальностей (PDF)

ГЭЦ · 12.07.2026

NaNO₃ t→ AgNO₃ t→ Какие вещества относятся к продуктам данных реакций?1. Ag₂O2. O₂3. NaNO₂4. Ag5. Na₂O

A) 2, 3, 5B) 1, 2, 4C) 1, 3, 5D) 2, 4, 5E) 2, 3, 4Ответ и пояснение ГЭЦ

Ответ: 2, 3, 4 (вариант E).

Нужно дописать уравнения данных реакций 2NaNO₃ t→ 2NaNO₂ + O₂ 2AgNO₃ t→ 2Ag + 2NO₂ + O₂Источник: пояснение ГЭЦ (перевод с азербайджанского) — 12.07.2026, I группа специальностей (PDF)

ГЭЦ · 12.07.2026

При термическом разложении какой соли образуются и основный, и кислотный оксид?

A) Cu(NO₃)₂B) NaNO₃C) AgNO₃D) NH₄NO₃E) KNO₃Ответ и пояснение ГЭЦ

Ответ: Cu(NO₃)₂ (вариант A).

Cu(NO₃)₂ → CuO (основный оксид) + NO₂ (кислотный оксид) + O₂ NaNO₃ → NaNO₂ + O₂ AgNO₃ → Ag + NO₂ + O₂ NH₄NO₃ → N₂O + H₂O KNO₃ → KNO₂ + O₂Источник: пояснение ГЭЦ (перевод с азербайджанского) — 12.07.2026, IV группа специальностей (PDF)

Итоги

Запомни

• HNO₃ — сильная одноосновная кислота; валентность азота IV, степень окисления +5 — сильный окислитель; на свету разлагается: 4HNO₃ → 4NO₂ + O₂ + 2H₂O.
• Получение: в лаборатории NaNO₃ + H₂SO₄(конц.); в промышленности NH₃ → NO (Pt) → NO₂ → HNO₃; по азоту N₂ → 2HNO₃, NH₃ → HNO₃.
• С металлами H₂ не выделяется: конц. → NO₂; разб. → NO (тяжёлые металлы), N₂O, N₂ (активные); очень разб. + активный металл → NH₄NO₃.
• Конц. HNO₃ на холоде пассивирует Fe, Al, Cr; не действует на Au, Pt (их растворяет царская водка).
• Неметаллы: C → CO₂, S → H₂SO₄, P → H₃PO₄ (конц. кислота восстанавливается до NO₂).
• Разложение нитратов: левее Mg → нитрит + O₂; Mg…Cu → оксид + NO₂ + O₂; правее Cu → металл + NO₂ + O₂; NH₄NO₃ → N₂O + 2H₂O.
• Обнаружение NO₃⁻: нагревание с Cu и конц. H₂SO₄ → бурый газ и синий раствор.

Типичные ошибки

«Цинк вытесняет водород из азотной кислоты».

В азотной кислоте окислитель — N⁺⁵: с металлами образуются NO₂, NO, N₂O, N₂ или NH₄NO₃, а не водород.

«Конц. кислота сильнее разбавленной, поэтому быстрее растворит железо».

Конц. HNO₃ на холоде пассивирует железо; железо растворяется в разбавленной кислоте.

«Все нитраты при нагревании дают NO₂».

Нитраты активных металлов (K, Na) дают нитрит и O₂; NH₄NO₃ — N₂O и воду.

«В реакции 3Cu + 8HNO₃(разб.) все 8 HNO₃ — окислители».

Только 2 восстанавливаются до NO, 6 остаются в соли как NO₃⁻.

Итоги

Самостоятельная работа

Задания расположены от простых к сложным. Сначала реши сам, потом выбери вариант; пояснение откроется после ответа.

1 · Уровень 1

Какой металл пассивирует конц. азотная кислота на холоде?

На поверхности Fe, Al, Cr образуется прочная оксидная плёнка.

2 · Уровень 1

Валентность и степень окисления азота в HNO₃:

Азот образует 4 связи (одна донорно-акцепторная), условный заряд +5.

3 · Уровень 2

Какой нитрат при нагревании даёт оксид металла, NO₂ и O₂?

Цинк между Mg и Cu: 2Zn(NO₃)₂ → 2ZnO + 4NO₂ + O₂.

4 · Уровень 2

12,8 г меди растворяются в конц. HNO₃. Сколько литров (н. у.) NO₂ выделится?

n(Cu) = 0,2 моль → n(NO₂) = 0,4 моль → 8,96 л.

5 · Уровень ГЭЦ

0,3 моль Cu реагируют с разбавленной HNO₃. Сколько моль HNO₃ восстанавливается?

3Cu + 8HNO₃ → 3Cu(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O: на 3 моль Cu 2 моль HNO₃ переходят в NO.

6 · Уровень ГЭЦ

В какой реакции HNO₃ действует только как кислота (не окислитель)?

В CuO медь уже +2 — идёт обмен; а в FeO Fe⁺² окисляется до Fe⁺³.

Экзаменационные задания и официальные пояснения — ГЭЦ (PDF на азербайджанском языке, в уроке — в переводе):

1. 01.06.2025, I группа специальностей (PDF) — вариант A, 76; B-63, C-77, D-77
2. 01.06.2025, IV группа специальностей (PDF) — вариант A, 35; B-40, C-36, D-40
3. 13.07.2025, I группа специальностей (PDF) — вариант A, 86; B-84, C-83, D-86; вариант A, 75; B-70, C-82, D-62
4. 13.07.2025, IV группа специальностей (PDF) — вариант A, 45; B-44, C-35, D-37
5. 07.06.2026, I группа специальностей (PDF) — вариант A, 82; B-61, C-74, D-65
6. 07.06.2026, IV группа специальностей (PDF) — вариант A, 46; B-51, C-38, D-31
7. 12.07.2026, I группа специальностей (PDF) — вариант A, 71; B-71, C-74, D-66
8. 12.07.2026, IV группа специальностей (PDF) — вариант A, 40; B-45, C-48, D-47; вариант A, 36; B-34, C-52, D-37; вариант A, 50; B-43, C-41, D-42

История, сцены, примеры, задания «Проверь себя» и «Самостоятельная работа» — наши, не из материалов ГЭЦ. Задания и пояснения ГЭЦ даны в переводе с азербайджанского; знак «…» обозначает пропущенную часть.