1. Дайте развернутые ответы. Составьте схему строения атома, электронную формулу, возможные валентности и степени окисления, высший оксид, летучее водородное соединение,…

1. Химические свойства элемента с порядковым номером 15 (Фосфор, P)

Схема строения атома:

• Фосфор имеет 15 протонов (в ядре) и 15 электронов (в электронной оболочке).
• Его электронная конфигурация: \(1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^3\).

Электронная формула:

• \( \text{P}: 1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^3 \)

Валентности и степени окисления:

• Основная валентность фосфора — 3 (может образовывать три ковалентные связи).
• Возможные степени окисления: -3, +1, +3, +5.

Высший оксид:

• Высший оксид фосфора - \( \text{P}_2\text{O}_5 \) (пентаоксид фосфора).

Летучее водородное соединение:

• Летучее соединение фосфора с водородом — \( \text{PH}_3 \) (фосфин).

Физические свойства:

• Фосфор существует в нескольких аллотропных формах (белый, красный, черный и фосфор с фиолетовым оттенком).
• Белый фосфор — это восковидное вещество, красный фосфор — твердое и не токсичное, черный фосфор имеет слоистую структуру и является самым стабильным.

Аллотропные модификации:

• Белый фосфор: реагирует с кислородом, высокоактивен.
• Красный фосфор: менее реакционноспособен, используется в производстве безопасных спичек.
• Черный фосфор: используется в электронике и в качестве полупроводника.

---

2. Цепочка превращений:

NH3 → NO → NO2 → HNO3 → Cu(NO3)2 → CuO

1. NH3 + O2 → NO + H2O (замещение, окисление)
2. 2NO + O2 → 2NO2 (окисление)
3. 3NO2 + H2O → 2HNO3 (водный раствор)
4. Cu + 2HNO3 → Cu(NO3)2 + H2 (реакция металла с кислотой)
5. Cu(NO3)2 → CuO + 2NO2 + O2 (разложение)

---

3. Окислительно-восстановительная реакция для второго превращения:

Реакция:
2NO + O2 → 2NO2

Анализ:

• Азот в \( \text{NO} \) имеет степень окисления +2.
• В \( \text{NO2} \) степень окисления азота увеличивается до +4, что означает, что NO окисляется.
• Кислород (O) из \( O_2 \) имеет степень окисления 0 и окисляется до -2 в \( NO2 \).
• NO является восстановителем, а O2 - окислителем.

---

4. Четвертое превращение с уравнениями реакции:

Реакция:
Cu + 2HNO3 → Cu(NO3)2 + H2

Молекулярное уравнение:

• \( \text{Cu} + 2\text{HNO}_3 \rightarrow \text{Cu(NO}_3\text{)}_2 + \text{H}_2 \)

Ионное уравнение:

• \( \text{Cu} + 2\text{H}^+ + 2\text{NO}_3^- \rightarrow \text{Cu}^{2+} + 2\text{NO}_3^- + \text{H}_2 \)

Признак реакции:

• Выделение газа (водорода), изменение цвета раствора (синий цвет при образовании медного(II) раствора).

---

5. Объем выделившегося газа при реакции магния с соляной кислотой:

Данные:

• Масса магния = 60 г.
• Примеси = 40%, значит, чистого магния = 60 г × 0.6 = 36 г.

Реакция: \[ \text{Mg} + 2\text{HCl} \rightarrow \text{MgCl}_2 + \text{H}_2 \]

Mолярная масса Mg = 24 г/моль.

Молей магния: \[ n_{Mg} = \frac{36 \, \text{г}}{24 \, \text{г/моль}} = 1.5 \, \text{моль} \]

По уравнению реакции, 1 моль Mg дает 1 моль H2: \[ n_{H2} = n_{Mg} = 1.5 \, \text{моль} \]

Объем газа при н.у. (нормальных условиях) — 22.4 л/моль: \[ V = n_{H2} \times 22.4 \, \text{л/моль} = 1.5 \, \text{моль} \times 22.4 \, \text{л/моль} \]

\[ V = 33.6 \, \text{л} \]

Таким образом, объем выделившегося газа составляет 33.6 литров.