Цепочка превращений — 4 уравнения реакций: все 40 вопросов с ответами
Пройдите тест выше с проверкой и таймером или разберите вопросы здесь: ответ и решение — под каждым вопросом.
Вопрос 1
Медь нагрели с иодом. Полученное соединение обработали при нагревании концентрированной серной кислотой, при этом выделились газ с резким запахом и простое вещество. Образовавшийся сульфат меди(II) растворили в воде и добавили раствор гидроксида калия. Выпавший голубой осадок отделили и прокалили.
Напишите уравнения четырёх описанных реакций.
Решение
1) $2Cu + I_2 = 2CuI$
Медь с иодом даёт йодид меди(I) — Cu окисляется только до +1, т.к. $I_2$ — слабый окислитель.
2) $2CuI + 4H_2SO_4(конц.) \xrightarrow{t°} 2CuSO_4 + 2SO_2↑ + I_2 + 4H_2O$
Конц. $H_2SO_4$ — окислитель, окисляет $Cu^{+1}→Cu^{+2}$ и восстанавливается до $SO_2$. Иод тоже окисляется.
3) $CuSO_4 + 2KOH = Cu(OH)_2↓ + K_2SO_4$
Реакция обмена → голубой осадок гидроксида меди(II).
4) $Cu(OH)_2 \xrightarrow{t°} CuO + H_2O$
Разложение нерастворимого основания при нагревании → чёрный CuO.
Вопрос 2
Цинк растворили в растворе гидроксида калия. Через полученный раствор пропускали сернистый газ до выпадения белого осадка. Осадок отделили и прокалили, а твёрдый остаток растворили в серной кислоте.
Напишите уравнения четырёх описанных реакций.
Решение
1) $Zn + 2KOH + 2H_2O = K_2[Zn(OH)_4] + H_2↑$
Амфотерный металл + раствор щёлочи → комплексная соль + водород.
2) $K_2[Zn(OH)_4] + 2SO_2 = 2KHSO_3 + Zn(OH)_2↓$
Кислотный оксид разрушает комплексную соль → осадок.
3) $Zn(OH)_2 \xrightarrow{t°} ZnO + H_2O$
Разложение нерастворимого основания при нагревании.
4) $ZnO + H_2SO_4 = ZnSO_4 + H_2O$
Амфотерный оксид + кислота → соль + вода.
Вопрос 3
К раствору сульфата железа(II) добавили раствор аммиака. Выпавший осадок отделили и растворили в концентрированной азотной кислоте, при этом выделился бурый газ. К полученному раствору соли железа(III) добавили раствор карбоната калия. Бурый газ, выделившийся при растворении осадка, поглотили суспензией гидроксида кальция.
Напишите уравнения четырёх описанных реакций.
Решение
1) $FeSO_4 + 2NH_3·H_2O = Fe(OH)_2↓ + (NH_4)_2SO_4$
Осаждение гидроксида железа(II) слабым основанием.
2) $Fe(OH)_2 + 4HNO_3(конц.) = Fe(NO_3)_3 + NO_2↑ + 3H_2O$
Конц. $HNO_3$ — окислитель: $Fe^{2+} → Fe^{3+}$, выделяется $NO_2$.
3) $3K_2CO_3 + 2Fe(NO_3)_3 + 3H_2O = 2Fe(OH)_3↓ + 6KNO_3 + 3CO_2↑$
Двойной гидролиз: $Fe^{3+}$ + $CO_3^{2-}$ → осадок + газ.
4) $4NO_2 + 2Ca(OH)_2 = Ca(NO_3)_2 + Ca(NO_2)_2 + 2H_2O$
$NO_2$ с основанием → смесь нитрата и нитрита (диспропорционирование).
Вопрос 4
Железо сожгли в хлоре. Полученную соль растворили в воде и добавили раствор карбоната натрия: выпал бурый осадок и выделился газ. Часть осадка растворили в иодоводородной кислоте, а другую часть прокалили.
Напишите уравнения четырёх описанных реакций.
Решение
1) $2Fe + 3Cl_2 \xrightarrow{t°} 2FeCl_3$
$Cl_2$ — сильный окислитель → $Fe^{3+}$.
2) $2FeCl_3 + 3Na_2CO_3 + 3H_2O = 2Fe(OH)_3↓ + 6NaCl + 3CO_2↑$
Двойной гидролиз: $Fe^{3+}$ + $CO_3^{2-}$.
3) $2Fe(OH)_3 + 6HI = 2FeI_2 + I_2 + 6H_2O$
$HI$ — восстановитель: $Fe^{3+} → Fe^{2+}$, $I^{-} → I_2$. Не может быть $FeI_3$!
4) $Fe(OH)_3 \xrightarrow{t°} Fe_2O_3 + 3H_2O$
Разложение нерастворимого основания при нагревании.
Вопрос 5
Натрий растворили в воде. Через полученный раствор пропустили сернистый газ до образования средней соли. Раствор этой соли добавили к подкисленному серной кислотой раствору дихромата натрия — раствор стал зелёным. К полученному раствору добавили раствор карбоната натрия, при этом выпал серо-зелёный осадок и выделился газ.
Напишите уравнения четырёх описанных реакций.
Решение
1) $2Na + 2H_2O = 2NaOH + H_2↑$
Щелочной металл + вода → щёлочь + водород.
2) $SO_2 + 2NaOH = Na_2SO_3 + H_2O$
Кислотный оксид + избыток щёлочи → средняя соль.
3) $3Na_2SO_3 + Na_2Cr_2O_7 + 4H_2SO_4 = 4Na_2SO_4 + Cr_2(SO_4)_3 + 4H_2O$
Сульфит — восстановитель, $Cr^{6+} → Cr^{3+}$ (оранжевый → зелёный).
4) $Cr_2(SO_4)_3 + 3Na_2CO_3 + 3H_2O = 2Cr(OH)_3↓ + 3CO_2↑ + 3Na_2SO_4$
Двойной гидролиз: $Cr^{3+}$ + $CO_3^{2-}$.
Вопрос 6
К раствору сульфата железа(II) добавили раствор гидроксида натрия. Выпавший осадок обработали раствором пероксида водорода, осадок побурел. Бурый осадок растворили в иодоводородной кислоте. Выделившееся простое вещество отделили и нагрели с концентрированным раствором гидроксида калия.
Напишите уравнения четырёх описанных реакций.
Решение
1) $FeSO_4 + 2NaOH = Fe(OH)_2↓ + Na_2SO_4$
Реакция обмена → белый/зеленоватый осадок.
2) $2Fe(OH)_2 + H_2O_2 = 2Fe(OH)_3$
Пероксид — окислитель: $Fe^{2+} → Fe^{3+}$ (зелёный → бурый осадок).
3) $2Fe(OH)_3 + 6HI = 2FeI_2 + I_2 + 6H_2O$
$Fe^{3+}$ окисляет $I^-$: $Fe^{3+} → Fe^{2+}$, иод выделяется.
4) $3I_2 + 6KOH \xrightarrow{t°} KIO_3 + 5KI + 3H_2O$
Горячая щёлочь → диспропорционирование $I_2$: $I^{+5}$ и $I^{-1}$.
Вопрос 7
Растворы хлорида бария и сульфата натрия смешали. Осадок отфильтровали, фильтрат выпарили, а сухой остаток обработали концентрированной серной кислотой. Выделившийся газ растворили в воде, и в полученной кислоте (взятой в избытке) растворили железную окалину Fe₃O₄. К полученному раствору добавили раствор перманганата калия.
Напишите уравнения четырёх описанных реакций.
Решение
1) $BaCl_2 + Na_2SO_4 = BaSO_4↓ + 2NaCl$
Качественная реакция на $SO_4^{2-}$.
2) $NaCl + H_2SO_4(конц.) = NaHSO_4 + HCl↑$
Конц. $H_2SO_4$ вытесняет $HCl$ из соли.
3) $8HCl + Fe_3O_4 = 2FeCl_3 + FeCl_2 + 4H_2O$
$Fe_3O_4$ содержит $Fe^{2+}$ и $Fe^{3+}$ → смесь хлоридов.
4) $5FeCl_2 + KMnO_4 + 8HCl = 5FeCl_3 + KCl + MnCl_2 + 4H_2O$
$Mn^{7+} → Mn^{2+}$, $Fe^{2+} → Fe^{3+}$ (в кислой среде).
Вопрос 8
Железо нагрели с серой. Продукт обработали соляной кислотой; выделившийся газ с запахом тухлых яиц сожгли в избытке кислорода. Образовавшийся газ пропустили через раствор сульфата железа(III).
Напишите уравнения четырёх описанных реакций.
Решение
1) $Fe + S \xrightarrow{t°} FeS$
Простые вещества → сульфид железа(II).
2) $FeS + 2HCl = FeCl_2 + H_2S↑$
Сильная кислота вытесняет слабую $H_2S$.
3) $2H_2S + 3O_2 \xrightarrow{t°} 2SO_2↑ + 2H_2O$
Полное сгорание сероводорода.
4) $Fe_2(SO_4)_3 + SO_2 + 2H_2O = 2FeSO_4 + 2H_2SO_4$
$SO_2$ — восстановитель: $Fe^{3+} → Fe^{2+}$, $S^{+4} → S^{+6}$.
Вопрос 9
Сульфид цинка разделили на две части. Одну часть обработали разбавленной серной кислотой, другую обожгли на воздухе. Выделившиеся газы смешали — образовалось жёлтое твёрдое вещество. Это вещество растворили в концентрированной азотной кислоте.
Напишите уравнения четырёх описанных реакций.
Решение
1) $ZnS + H_2SO_4 = ZnSO_4 + H_2S↑$
Сильная кислота вытесняет слабую $H_2S$.
2) $2ZnS + 3O_2 \xrightarrow{t°} 2ZnO + 2SO_2↑$
Обжиг сульфида цинка → оксид + $SO_2$.
3) $2H_2S + SO_2 = 3S↓ + 2H_2O$
Среднее значение $S$: $S^{-2}$ и $S^{+4}$ → $S^0$.
4) $S + 6HNO_3(конц.) = H_2SO_4 + 6NO_2↑ + 2H_2O$
Конц. $HNO_3$ окисляет серу до $H_2SO_4$.
Вопрос 10
Углерод сожгли в недостатке кислорода. Полученный газ пропустили над нагретым оксидом железа(III). Образовавшийся металл растворили в горячей концентрированной серной кислоте. В полученный раствор соли опустили медную пластинку.
Напишите уравнения четырёх описанных реакций.
Решение
1) $2C + O_2 \xrightarrow{t°} 2CO$
При недостатке $O_2$ → угарный газ.
2) $Fe_2O_3 + 3CO \xrightarrow{t°} 2Fe + 3CO_2$
Восстановление железа (доменный процесс).
3) $2Fe + 6H_2SO_4(конц.) \xrightarrow{t°} Fe_2(SO_4)_3 + 3SO_2↑ + 6H_2O$
Горячая конц. $H_2SO_4$ окисляет Fe до $Fe^{3+}$.
4) $Fe_2(SO_4)_3 + Cu = 2FeSO_4 + CuSO_4$
$Fe^{3+}$ окисляет медь: $Cu → Cu^{2+}$, $Fe^{3+} → Fe^{2+}$.
Вопрос 11
Алюминий нагрели с иодом. Продукт растворили в воде и добавляли раствор гидроксида натрия до прекращения выпадения осадка. Осадок отделили и растворили в соляной кислоте. К полученному раствору добавили раствор карбоната натрия.
Напишите уравнения четырёх описанных реакций.
Решение
1) $2Al + 3I_2 = 2AlI_3$
Реакция идёт в присутствии воды (катализатор).
2) $AlI_3 + 3NaOH = Al(OH)_3↓ + 3NaI$
Реакция обмена → белый осадок.
3) $Al(OH)_3 + 3HCl = AlCl_3 + 3H_2O$
Амфотерный гидроксид + кислота → хлорид.
4) $2AlCl_3 + 3Na_2CO_3 + 3H_2O = 2Al(OH)_3↓ + 3CO_2↑ + 6NaCl$
Двойной гидролиз: $Al^{3+}$ + $CO_3^{2-}$.
Вопрос 12
Сернистый газ пропустили через бромную воду. К полученному раствору добавили раствор хлорида бария. Выпавший осадок отделили, высушили и прокалили с избытком угля. Выделившийся при этом газ пропустили над нагретым оксидом меди(II).
Напишите уравнения четырёх описанных реакций.
Решение
1) $SO_2 + Br_2 + 2H_2O = H_2SO_4 + 2HBr$
$Br_2$ окисляет $SO_2$: $S^{+4} → S^{+6}$.
2) $H_2SO_4 + BaCl_2 = BaSO_4↓ + 2HCl$
Качественная реакция на $SO_4^{2-}$.
3) $BaSO_4 + 4C \xrightarrow{t°} BaS + 4CO↑$
Восстановление сульфата углём при высокой $t°$.
4) $CO + CuO \xrightarrow{t°} Cu + CO_2$
Восстановление оксида меди угарным газом.
Вопрос 13
Фосфор сожгли в избытке кислорода. Продукт растворили в воде. Полученную кислоту нейтрализовали гидроксидом кальция. Выпавший осадок обработали серной кислотой.
Напишите уравнения четырёх описанных реакций.
Решение
1) $4P + 5O_2 \xrightarrow{t°} 2P_2O_5$
Горение фосфора → $P_2O_5$.
2) $P_2O_5 + 3H_2O = 2H_3PO_4$
Кислотный оксид + вода → ортофосфорная кислота.
3) $2H_3PO_4 + 3Ca(OH)_2 = Ca_3(PO_4)_2↓ + 6H_2O$
Фосфат кальция — нерастворимая соль.
4) $Ca_3(PO_4)_2 + 3H_2SO_4 = 3CaSO_4 + 2H_3PO_4$
Получение фосфорной кислоты из фосфорита (промышленность).
Вопрос 14
К раствору хлорида бериллия добавили немного раствора гидроксида калия. Выпавший осадок растворили в избытке щёлочи. К полученному раствору по каплям добавили соляную кислоту — снова выпал осадок. Этот осадок растворили в серной кислоте.
Напишите уравнения четырёх описанных реакций.
Решение
1) $BeCl_2 + 2KOH = Be(OH)_2↓ + 2KCl$
Осаждение амфотерного $Be(OH)_2$.
2) $Be(OH)_2 + 2KOH = K_2[Be(OH)_4]$
Избыток щёлочи растворяет осадок → комплексная соль.
3) $K_2[Be(OH)_4] + 2HCl = Be(OH)_2↓ + 2KCl + 2H_2O$
Кислота разрушает комплексную соль → осадок.
4) $Be(OH)_2 + H_2SO_4 = BeSO_4 + 2H_2O$
Амфотерный гидроксид + кислота → соль.
Вопрос 15
Через раствор гидроксида калия пропустили немного углекислого газа, затем — избыток углекислого газа. К полученному раствору добавили азотную кислоту. Раствор выпарили, а сухой остаток прокалили.
Напишите уравнения четырёх описанных реакций.
Решение
1) $CO_2 + 2KOH = K_2CO_3 + H_2O$
Избыток щёлочи → средняя соль (карбонат).
2) $K_2CO_3 + CO_2 + H_2O = 2KHCO_3$
Средняя соль → кислая соль (гидрокарбонат).
3) $KHCO_3 + HNO_3 = KNO_3 + CO_2↑ + H_2O$
Гидрокарбонат + сильная кислота → газ.
4) $2KNO_3 \xrightarrow{t°} 2KNO_2 + O_2↑$
Разложение нитрата активного металла → нитрит + кислород.
Вопрос 16
Раствор гидрокарбоната натрия смешали с раствором гидроксида натрия. Полученный раствор добавили к раствору бромида хрома(III) — выпал осадок и выделился газ. Осадок отделили и нагрели с раствором пероксида водорода в присутствии гидроксида натрия. К полученному жёлтому раствору добавили азотную кислоту — раствор стал оранжевым.
Напишите уравнения четырёх описанных реакций.
Решение
1) $NaHCO_3 + NaOH = Na_2CO_3 + H_2O$
Кислая соль + щёлочь → средняя соль.
2) $2CrBr_3 + 3Na_2CO_3 + 3H_2O = 2Cr(OH)_3↓ + 3CO_2↑ + 6NaBr$
Двойной гидролиз: $Cr^{3+}$ + $CO_3^{2-}$.
3) $2Cr(OH)_3 + 3H_2O_2 + 4NaOH \xrightarrow{t°} 2Na_2CrO_4 + 8H_2O$
Окисление $Cr^{3+} → Cr^{6+}$ пероксидом в щелочной среде → жёлтый хромат.
4) $2Na_2CrO_4 + 2HNO_3 = Na_2Cr_2O_7 + 2NaNO_3 + H_2O$
Хромат → дихромат (жёлтый → оранжевый) в кислой среде.
Вопрос 17
Растворы нитрата серебра и хлорида натрия смешали. Осадок отфильтровали, фильтрат выпарили, а сухой остаток сплавили со свинцом. Полученную соль натрия растворили в воде и добавили раствор перманганата калия — выпал бурый осадок. Осадок отделили и обработали концентрированной соляной кислотой.
Напишите уравнения четырёх описанных реакций.
Решение
1) $AgNO_3 + NaCl = AgCl↓ + NaNO_3$
Качественная реакция на $Cl^-$: белый творожистый осадок.
2) $NaNO_3 + Pb \xrightarrow{t°} NaNO_2 + PbO$
Свинец восстанавливает нитрат → нитрит.
3) $3NaNO_2 + 2KMnO_4 + H_2O = 3NaNO_3 + 2MnO_2↓ + 2KOH$
В нейтральной среде: $Mn^{7+} → Mn^{4+}$ ($MnO_2$).
4) $MnO_2 + 4HCl = MnCl_2 + Cl_2↑ + 2H_2O$
Лабораторное получение хлора.
Вопрос 18
Фосфид алюминия обработали соляной кислотой. Выделившийся газ пропустили через горячий раствор гидроксида натрия, содержащий бром. К полученному раствору добавили гидроксид кальция. Выпавший осадок отделили и нагрели с избытком фосфорной кислоты.
Напишите уравнения четырёх описанных реакций.
Решение
1) $AlP + 3HCl = AlCl_3 + PH_3↑$
Фосфид + кислота → фосфин (крайне ядовит!).
2) $PH_3 + 4Br_2 + 11NaOH = Na_3PO_4 + 7H_2O + 8NaBr$
Бром полностью окисляет фосфин: $P^{-3} → P^{+5}$.
3) $2Na_3PO_4 + 3Ca(OH)_2 = Ca_3(PO_4)_2↓ + 6NaOH$
Обмен → нерастворимый фосфат кальция.
4) $Ca_3(PO_4)_2 + 4H_3PO_4 \xrightarrow{t°} 3Ca(H_2PO_4)_2$
Получение суперфосфата (двойного).
Вопрос 19
Карбид алюминия обработали бромоводородной кислотой. К полученному раствору добавили раствор сульфита калия: выпал белый осадок и выделился газ с резким запахом. Газ пропустили через подкисленный серной кислотой раствор дихромата калия. К полученному зелёному раствору добавили раствор нитрата бария.
Напишите уравнения четырёх описанных реакций.
Решение
1) $Al_4C_3 + 12HBr = 4AlBr_3 + 3CH_4↑$
Карбид алюминия + кислота → метан (содержит $C^{4-}$).
2) $2AlBr_3 + 3K_2SO_3 + 3H_2O = 2Al(OH)_3↓ + 3SO_2↑ + 6KBr$
Двойной гидролиз: $Al^{3+}$ + $SO_3^{2-}$.
3) $3SO_2 + K_2Cr_2O_7 + H_2SO_4 = Cr_2(SO_4)_3 + K_2SO_4 + H_2O$
$SO_2$ — восстановитель, $Cr^{6+} → Cr^{3+}$ (оранж. → зелён.).
4) $Cr_2(SO_4)_3 + 3Ba(NO_3)_2 = 3BaSO_4↓ + 2Cr(NO_3)_3$
Обмен → нерастворимый $BaSO_4$.
Вопрос 20
Сульфат натрия прокалили с углём. Продукт растворили в воде и добавили к подкисленному серной кислотой раствору перманганата натрия — выпал жёлтый осадок. Осадок отделили и сплавили с карбонатом натрия. Образовавшийся сульфит натрия выделили и прокалили.
Напишите уравнения четырёх описанных реакций.
Решение
1) $Na_2SO_4 + 4C \xrightarrow{t°} Na_2S + 4CO↑$
Восстановление сульфата углём при высокой $t°$.
2) $5Na_2S + 2NaMnO_4 + 8H_2SO_4 = 5S↓ + 2MnSO_4 + 6Na_2SO_4 + 8H_2O$
$Mn^{7+} → Mn^{2+}$, $S^{2-} → S^0$ (элементарная сера).
3) $3S + 3Na_2CO_3 \xrightarrow{t°} 2Na_2S + Na_2SO_3 + 3CO_2↑$
Диспропорционирование серы: $S^0 → S^{-2}$ и $S^{+4}$.
4) $4Na_2SO_3 \xrightarrow{t°} Na_2S + 3Na_2SO_4$
Диспропорционирование сульфита при $t°$.
Вопрос 21
Бромоводородную кислоту нейтрализовали карбонатом калия. Раствор полученной соли подвергли электролизу. Выделившийся на катоде газ пропустили над нагретым оксидом меди(II). Полученный металл растворили в концентрированной азотной кислоте.
Напишите уравнения четырёх описанных реакций.
Решение
1) $2HBr + K_2CO_3 = 2KBr + H_2O + CO_2↑$
Сильная кислота + карбонат → газ.
2) $2KBr + 2H_2O \xrightarrow{электролиз} 2KOH + H_2↑ + Br_2$
Электролиз раствора бромида калия.
3) $CuO + H_2 \xrightarrow{t°} Cu + H_2O$
Восстановление оксида меди водородом.
4) $Cu + 4HNO_3(конц.) = Cu(NO_3)_2 + 2NO_2↑ + 2H_2O$
Конц. $HNO_3$ + малоактивный металл → бурый $NO_2$.
Вопрос 22
Алюминий нагрели с серой. Продукт обработали водой: выпал белый осадок и выделился газ. Осадок растворили в растворе гидроксида калия. Полученный раствор выпарили, а сухой остаток прокалили.
Напишите уравнения четырёх описанных реакций.
Решение
1) $2Al + 3S \xrightarrow{t°} Al_2S_3$
Сульфид алюминия образуется при сплавлении.
2) $Al_2S_3 + 6H_2O = 2Al(OH)_3↓ + 3H_2S↑$
Полный необратимый гидролиз.
3) $Al(OH)_3 + KOH = K[Al(OH)_4]$
Амфотерный гидроксид + щёлочь → комплексная соль.
4) $K[Al(OH)_4] \xrightarrow{t°} KAlO_2 + 2H_2O$
Прокаливание комплексной соли → алюминат.
Вопрос 23
Перманганат калия прокалили. Твёрдый остаток — смесь двух веществ — обработали концентрированной соляной кислотой (запишите уравнения реакций с каждым компонентом). Выделившийся газ пропустили через раствор, содержащий сульфит натрия и гидроксид натрия.
Напишите уравнения четырёх описанных реакций.
Решение
1) $2KMnO_4 \xrightarrow{t°} K_2MnO_4 + MnO_2 + O_2↑$
Термическое разложение перманганата.
2) $K_2MnO_4 + 8HCl = MnCl_2 + 2Cl_2↑ + 2KCl + 4H_2O$
Манганат + конц. HCl → хлор.
3) $MnO_2 + 4HCl = MnCl_2 + Cl_2↑ + 2H_2O$
Лабораторное получение хлора.
4) $Cl_2 + Na_2SO_3 + 2NaOH = Na_2SO_4 + 2NaCl + H_2O$
Хлор окисляет сульфит (в щелочной среде).
Вопрос 24
Железо нагрели с бромом. Продукт растворили в воде и добавили раствор гидрокарбоната натрия. Выпавший бурый осадок растворили в иодоводородной кислоте. Полученную соль железа обработали горячей концентрированной азотной кислотой.
Напишите уравнения четырёх описанных реакций.
Решение
1) $2Fe + 3Br_2 = 2FeBr_3$
$Br_2$ — сильный окислитель → $Fe^{3+}$.
2) $FeBr_3 + 3NaHCO_3 = Fe(OH)_3↓ + 3CO_2↑ + 3NaBr$
Двойной гидролиз $Fe^{3+}$ + $HCO_3^-$.
3) $2Fe(OH)_3 + 6HI = 2FeI_2 + I_2 + 6H_2O$
$Fe^{3+}$ окисляет $I^-$: не может быть $FeI_3$!
4) $FeI_2 + 6HNO_3(конц.) \xrightarrow{t°} Fe(NO_3)_3 + I_2 + 3NO_2↑ + 3H_2O$
Конц. $HNO_3$ окисляет и $Fe^{2+}→Fe^{3+}$, и $I^-→I_2$.
Вопрос 25
Хром растворили в разбавленной серной кислоте без доступа воздуха. Полученный раствор оставили на воздухе — он изменил цвет. К этому раствору добавили раствор карбоната калия: выпал осадок и выделился газ. Осадок отделили и обработали пероксидом водорода в растворе гидроксида калия.
Напишите уравнения четырёх описанных реакций.
Решение
1) $Cr + H_2SO_4(разб.) = CrSO_4 + H_2↑$
Хром + разб. кислота → $Cr^{2+}$ + водород.
2) $4CrSO_4 + 2H_2SO_4 + O_2 = 2Cr_2(SO_4)_3 + 2H_2O$
$Cr^{2+} → Cr^{3+}$ на воздухе (легко окисляется).
3) $Cr_2(SO_4)_3 + 3K_2CO_3 + 3H_2O = 2Cr(OH)_3↓ + 3CO_2↑ + 3K_2SO_4$
Двойной гидролиз: $Cr^{3+}$ + $CO_3^{2-}$.
4) $2Cr(OH)_3 + 4KOH + 3H_2O_2 = 2K_2CrO_4 + 8H_2O$
Окисление Cr(III)→Cr(VI) пероксидом в щелочной среде → жёлтый хромат.
Вопрос 26
Оксид меди(I) растворили в водном аммиаке. Через полученный раствор пропустили ацетилен — выпал красно-коричневый осадок. Оксид меди(II) нагрели в токе аммиака. Ацетилен для опыта получили действием воды на карбид кальция.
Напишите уравнения четырёх описанных реакций.
Решение
1) $Cu_2O + 4NH_3·H_2O = 2[Cu(NH_3)_2]OH + 3H_2O$
Аммиачный раствор оксида меди(I) → реактив Толленса.
2) $C_2H_2 + 2[Cu(NH_3)_2]OH = Cu_2C_2↓ + 4NH_3 + 2H_2O$
Ацетиленид меди — красный осадок (качественная на тройную связь).
3) $3CuO + 2NH_3 \xrightarrow{t°} 3Cu + N_2↑ + 3H_2O$
$CuO$ — окислитель, $NH_3$ — восстановитель.
4) $CaC_2 + 2H_2O = Ca(OH)_2 + C_2H_2↑$
Лабораторное получение ацетилена из карбида.
Вопрос 27
Смесь фосфата кальция, песка и угля прокалили в электропечи. Полученное простое вещество — неметалл — растворили в концентрированной азотной кислоте. Песок прокалили с избытком угля. Ещё одну порцию фосфата кальция растворили в азотной кислоте.
Напишите уравнения четырёх описанных реакций.
Решение
1) $Ca_3(PO_4)_2 + 3SiO_2 + 5C \xrightarrow{t°} 3CaSiO_3 + 2P + 5CO↑$
Промышленное получение фосфора из апатита.
2) $P + 5HNO_3(конц.) = H_3PO_4 + 5NO_2↑ + H_2O$
Конц. $HNO_3$ окисляет фосфор: $P → P^{+5}$.
3) $SiO_2 + 2C \xrightarrow{t°} Si + 2CO↑$
Восстановление кремния углём.
4) $Ca_3(PO_4)_2 + 6HNO_3 = 3Ca(NO_3)_2 + 2H_3PO_4$
Получение фосфорной кислоты кислотным способом.
Вопрос 28
Растворы фосфата натрия и нитрата кальция смешали. Выпавший осадок отделили, высушили и прокалили с песком и углём. Образовавшееся простое вещество растворили в концентрированной азотной кислоте, а выделившийся бурый газ поглотили раствором гидроксида бария.
Напишите уравнения четырёх описанных реакций.
Решение
1) $2Na_3PO_4 + 3Ca(NO_3)_2 = Ca_3(PO_4)_2↓ + 6NaNO_3$
Обмен → нерастворимый фосфат кальция.
2) $Ca_3(PO_4)_2 + 5C + 3SiO_2 \xrightarrow{t°} 3CaSiO_3 + 2P + 5CO↑$
Получение фосфора (промышленный метод).
3) $P + 5HNO_3(конц.) = H_3PO_4 + 5NO_2↑ + H_2O$
$HNO_3$ окисляет фосфор до $H_3PO_4$.
4) $4NO_2 + 2Ba(OH)_2 = Ba(NO_3)_2 + Ba(NO_2)_2 + 2H_2O$
Диспропорционирование $NO_2$ → нитрат + нитрит.
Вопрос 29
Растворы сульфата меди(II) и нитрата стронция смешали. Серу сожгли в кислороде, а полученный газ пропустили через раствор перманганата калия, содержащий гидроксид калия. Осадок, образовавшийся при смешивании растворов солей, отфильтровали, фильтрат выпарили, сухой остаток прокалили.
Напишите уравнения четырёх описанных реакций.
Решение
1) $CuSO_4 + Sr(NO_3)_2 = Cu(NO_3)_2 + SrSO_4↓$
$SrSO_4$ — нерастворимый сульфат.
2) $S + O_2 \xrightarrow{t°} SO_2$
Горение серы → сернистый газ.
3) $3SO_2 + 2KMnO_4 + 4KOH = 3K_2SO_4 + 2MnO_2↓ + 2H_2O$
В нейтральной/слабощелочной среде: $Mn^{7+} → Mn^{4+}$ (бурый $MnO_2$).
4) $2Cu(NO_3)_2 \xrightarrow{t°} 2CuO + 4NO_2↑ + O_2↑$
Разложение нитрата меди (металл средней активности).
Вопрос 30
Оксид меди(II) нагрели в токе угарного газа. Полученный металл сожгли в хлоре. Продукт растворили в воде и добавили раствор иодида калия — выпал осадок и раствор окрасился. Через раствор иодида калия пропустили хлор.
Напишите уравнения четырёх описанных реакций.
Решение
1) $CuO + CO \xrightarrow{t°} Cu + CO_2$
Восстановление оксида меди угарным газом.
2) $Cu + Cl_2 = CuCl_2$
Медь + хлор → хлорид меди(II).
3) $2CuCl_2 + 4KI = 2CuI↓ + I_2 + 4KCl$
$Cu^{2+}$ окисляет $I^-$: $Cu^{2+} → Cu^{+}$, $I^- → I_2$.
4) $Cl_2 + 2KI = 2KCl + I_2$
Хлор вытесняет иод из его соли (более сильный окислитель).
Вопрос 31
Нитрат калия прокалили. Оксид хрома(III) нагрели с концентрированной серной кислотой. Другую порцию оксида хрома(III) сплавили с гидроксидом натрия. Продукт сплавления растворили в воде и обработали пероксидом водорода в присутствии гидроксида натрия.
Напишите уравнения четырёх описанных реакций.
Решение
1) $2KNO_3 \xrightarrow{t°} 2KNO_2 + O_2↑$
Разложение нитрата активного металла.
2) $Cr_2O_3 + 3H_2SO_4(конц.) \xrightarrow{t°} Cr_2(SO_4)_3 + 3H_2O$
Амфотерный оксид + кислота → сульфат хрома(III).
3) $Cr_2O_3 + 2NaOH \xrightarrow{сплавл.} 2NaCrO_2 + H_2O$
Амфотерный оксид + щёлочь (сплавление) → хромит.
4) $2NaCrO_2 + 3H_2O_2 + 2NaOH = 2Na_2CrO_4 + 4H_2O$
Окисление $Cr^{3+} → Cr^{6+}$ пероксидом в щелочной среде.
Вопрос 32
Магний нагрели в атмосфере азота. Продукт обработали водой. Выпавший осадок растворили в соляной кислоте. Другую порцию магния растворили в соляной кислоте.
Напишите уравнения четырёх описанных реакций.
Решение
1) $3Mg + N_2 \xrightarrow{t°} Mg_3N_2$
Нитрид магния — Mg взаимодействует с азотом при нагревании.
2) $Mg_3N_2 + 6H_2O = 3Mg(OH)_2 + 2NH_3↑$
Полный гидролиз нитрида → аммиак + гидроксид.
3) $Mg(OH)_2 + 2HCl = MgCl_2 + 2H_2O$
Основание + кислота → соль + вода.
4) $Mg + 2HCl = MgCl_2 + H_2↑$
Активный металл + кислота → соль + водород.
Вопрос 33
Кремний растворили в растворе гидроксида натрия. К полученному раствору добавили соляную кислоту — выпал студенистый осадок. Осадок отделили и прокалили. Растворы хлорида бария и серной кислоты смешали.
Напишите уравнения четырёх описанных реакций.
Решение
1) $Si + 2NaOH + H_2O = Na_2SiO_3 + 2H_2↑$
Кремний растворяется в щёлочи.
2) $Na_2SiO_3 + 2HCl = 2NaCl + H_2SiO_3↓$
Нерастворимая кремниевая кислота.
3) $H_2SiO_3 \xrightarrow{t°} SiO_2 + H_2O$
Разложение кремниевой кислоты при нагревании.
4) $BaCl_2 + H_2SO_4 = BaSO_4↓ + 2HCl$
$BaSO_4$ — белый осадок, нерастворимый в кислотах.
Вопрос 34
К раствору хлорида железа(III) добавили раствор иодида калия. Ко второй порции раствора хлорида железа(III) добавили гидроксид калия. Через раствор хлорида железа(II), полученный в первой реакции, пропустили хлор. Хлор пропустили также через раствор иодида калия.
Напишите уравнения четырёх описанных реакций.
Решение
1) $2FeCl_3 + 2KI = 2FeCl_2 + 2KCl + I_2$
$Fe^{3+}$ окисляет $I^-$: $Fe^{3+} → Fe^{2+}$, $I^- → I_2$.
2) $FeCl_3 + 3KOH = Fe(OH)_3↓ + 3KCl$
Бурый осадок гидроксида железа(III).
3) $2FeCl_2 + Cl_2 = 2FeCl_3$
Хлор окисляет $Fe^{2+} → Fe^{3+}$.
4) $Cl_2 + 2KI = 2KCl + I_2$
$Cl_2$ вытесняет $I_2$ из KI.
Вопрос 35
Нитрат железа(III) прокалили. Твёрдый остаток растворили в соляной кислоте. Через полученный раствор пропустили сероводород — выпал жёлтый осадок. Образовавшийся хлорид железа(II) выделили и нагрели с концентрированной серной кислотой.
Напишите уравнения четырёх описанных реакций.
Решение
1) $4Fe(NO_3)_3 \xrightarrow{t°} 2Fe_2O_3 + 12NO_2↑ + 3O_2↑$
Нитраты металлов от Mg до Cu разлагаются до оксида металла, NO₂ и O₂.
2) $Fe_2O_3 + 6HCl = 2FeCl_3 + 3H_2O$
Основный оксид + кислота → соль + вода.
3) $2FeCl_3 + H_2S = 2FeCl_2 + S↓ + 2HCl$
$Fe^{3+}$ окисляет $S^{2-} → S^0$ (сера выпадает).
4) $2FeCl_2 + 4H_2SO_4(конц.) \xrightarrow{t°} Fe_2(SO_4)_3 + SO_2↑ + 4HCl + 2H_2O$
Конц. $H_2SO_4$ окисляет $Fe^{2+} → Fe^{3+}$.
Вопрос 36
Пероксид натрия растворили в воде. Другую порцию пероксида натрия обработали углекислым газом. Гидрид натрия растворили в воде, а через полученный раствор пропустили углекислый газ.
Напишите уравнения четырёх описанных реакций.
Решение
1) $2Na_2O_2 + 2H_2O = 4NaOH + O_2↑$
Дисмутация $O^{-1}$: кислород + щёлочь.
2) $2Na_2O_2 + 2CO_2 = 2Na_2CO_3 + O_2↑$
Регенерация $O_2$ на подводных лодках.
3) $NaH + H_2O = NaOH + H_2↑$
Гидрид + вода → щёлочь + водород.
4) $2NaOH + CO_2 = Na_2CO_3 + H_2O$
Щёлочь + кислотный оксид → карбонат.
Вопрос 37
К раствору хлорида алюминия добавили избыток раствора гидроксида калия. Через полученный раствор пропустили углекислый газ — выпал осадок. К другой порции раствора хлорида алюминия добавили раствор карбоната калия. Выпавший осадок растворили в серной кислоте.
Напишите уравнения четырёх описанных реакций.
Решение
1) $AlCl_3 + 4KOH = K[Al(OH)_4] + 3KCl$
Избыток щёлочи → тетрагидроксоалюминат.
2) $K[Al(OH)_4] + CO_2 = Al(OH)_3↓ + KHCO_3$
Слабая кислота разрушает комплекс.
3) $2AlCl_3 + 3K_2CO_3 + 3H_2O = 2Al(OH)_3↓ + 3CO_2↑ + 6KCl$
Двойной гидролиз: $Al^{3+}$ + $CO_3^{2-}$.
4) $2Al(OH)_3 + 3H_2SO_4 = Al_2(SO_4)_3 + 6H_2O$
Амфотерный гидроксид + кислота → сульфат.
Вопрос 38
Калий растворили в воде. Через полученный раствор на холоду пропустили хлор. Хлор пропустили также через раствор иодида калия. К другой порции раствора иодида калия добавили бромную воду.
Напишите уравнения четырёх описанных реакций.
Решение
1) $2K + 2H_2O = 2KOH + H_2↑$
Щелочной металл + вода → щёлочь + водород.
2) $Cl_2 + 2KOH = KCl + KClO + H_2O$
Хлор + холодная щёлочь → гипохлорит.
3) $Cl_2 + 2KI = 2KCl + I_2$
Хлор вытесняет иод.
4) $Br_2 + 2KI = 2KBr + I_2$
Бром вытесняет иод (менее активный галоген).
Вопрос 39
Гидроксид меди(II) прокалили. Медь растворили при нагревании в концентрированной серной кислоте. Другую порцию меди растворили в концентрированной азотной кислоте. Гидроксид меди(II) растворили в серной кислоте.
Напишите уравнения четырёх описанных реакций.
Решение
1) $Cu(OH)_2 \xrightarrow{t°} CuO + H_2O$
Разложение при нагревании → чёрный CuO.
2) $Cu + 2H_2SO_4(конц.) \xrightarrow{t°} CuSO_4 + SO_2↑ + 2H_2O$
Конц. $H_2SO_4$ — окислитель → $SO_2$.
3) $Cu + 4HNO_3(конц.) = Cu(NO_3)_2 + 2NO_2↑ + 2H_2O$
Конц. $HNO_3$ + малоактивный металл → $NO_2$.
4) $Cu(OH)_2 + H_2SO_4 = CuSO_4 + 2H_2O$
Основание + кислота → голубой раствор $CuSO_4$.
Вопрос 40
Смесь фосфата кальция, кремнезёма и угля прокалили. Полученное простое вещество нагрели с раствором гидроксида калия — выделился газ. Этот газ поглотили концентрированной азотной кислотой. Раствор образовавшегося гипофосфита калия обработали бромной водой.
Напишите уравнения четырёх описанных реакций.
Решение
1) $Ca_3(PO_4)_2 + 3SiO_2 + 5C \xrightarrow{t°} 3CaSiO_3 + 2P + 5CO↑$
Промышленное получение фосфора.
2) $4P + 3KOH + 3H_2O \xrightarrow{t°} PH_3↑ + 3KH_2PO_2$
Диспропорционирование фосфора в горячей щёлочи → фосфин + гипофосфит.
3) $PH_3 + 8HNO_3(конц.) = H_3PO_4 + 8NO_2↑ + 4H_2O$
Полное окисление фосфина: $P^{-3} → P^{+5}$.
4) $KH_2PO_2 + 2Br_2 + 2H_2O = H_3PO_4 + KBr + 3HBr$
Бром окисляет $P^{+1} → P^{+5}$: гипофосфит → фосфорная кислота.