Номер 1483, страница 232 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

1483. *Приведите молекулярные уравнения химических реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

а) $Mn \to MnO \to Mn \to MnSO_4 \to Mn(OH)_2 \to MnOOH \to K_2MnO_4$;

б) $NaMnO_4 \to MnCl_2 \to Mn(OH)_2 \to MnO_2 \to K_3MnO_4 \to Mn(NO_3)_2$;

в) $MnO_2 \to Mn \to MnCl_2 \to Mn(OH)_2 \to K_2MnO_4 \to MnCl_2$;

г) $KMnO_4 \to K_2MnO_4 \to MnSO_4 \to MnCO_3 \to MnOOH \to Mn_2O_3$;

д) $MnO_2 \to MnCl_2 \to Mn \to MnSO_4 \to MnO \to K_3MnO_4$;

е) $MnO_2 \to K_2MnO_4 \to MnSO_4 \to Mn(OH)_2 \to MnO_2 \to Mn$.

Решение:

1. Окисление марганца кислородом при нагревании:

$2Mn + O_2 \xrightarrow{t} 2MnO$

2. Восстановление марганца из оксида водородом при нагревании:

$MnO + H_2 \xrightarrow{t} Mn + H_2O$

3. Взаимодействие марганца с разбавленной серной кислотой:

$Mn + H_2SO_4(\text{разб.}) \rightarrow MnSO_4 + H_2\uparrow$

4. Осаждение гидроксида марганца(II) действием щелочи:

$MnSO_4 + 2NaOH \rightarrow Mn(OH)_2\downarrow + Na_2SO_4$

5. Окисление гидроксида марганца(II) кислородом воздуха:

$4Mn(OH)_2 + O_2 \rightarrow 4MnOOH + 2H_2O$

6. Сплавление оксогидроксида марганца(III) с гидроксидом калия и окислителем (нитратом калия):

$2MnOOH + 3KNO_3 + 4KOH \xrightarrow{\text{сплавление}} 2K_2MnO_4 + 3KNO_2 + 3H_2O$

Ответ:

$2Mn + O_2 \xrightarrow{t} 2MnO$

$MnO + H_2 \xrightarrow{t} Mn + H_2O$

$Mn + H_2SO_4(\text{разб.}) \rightarrow MnSO_4 + H_2\uparrow$

$MnSO_4 + 2NaOH \rightarrow Mn(OH)_2\downarrow + Na_2SO_4$

$4Mn(OH)_2 + O_2 \rightarrow 4MnOOH + 2H_2O$

$2MnOOH + 3KNO_3 + 4KOH \xrightarrow{\text{сплавление}} 2K_2MnO_4 + 3KNO_2 + 3H_2O$

Решение:

1. Восстановление перманганата натрия концентрированной соляной кислотой:

$2NaMnO_4 + 16HCl(\text{конц.}) \rightarrow 2MnCl_2 + 2NaCl + 5Cl_2\uparrow + 8H_2O$

2. Получение гидроксида марганца(II) реакцией обмена:

$MnCl_2 + 2KOH \rightarrow Mn(OH)_2\downarrow + 2KCl$

3. Окисление гидроксида марганца(II) пероксидом водорода:

$Mn(OH)_2 + H_2O_2 \rightarrow MnO_2\downarrow + 2H_2O$

4. Получение гипоманганата калия (K₃MnO₄) при сплавлении оксида марганца(IV) с гидроксидом калия:

$2MnO_2 + 6KOH \xrightarrow{\text{сплавление}} 2K_3MnO_4 + H_2\uparrow + 2H_2O$

5. Восстановление гипоманганата калия нитритом натрия в кислой среде:

$2K_3MnO_4 + 3NaNO_2 + 10HNO_3 \rightarrow 2Mn(NO_3)_2 + 3NaNO_3 + 6KNO_3 + 5H_2O$

Ответ:

$2NaMnO_4 + 16HCl(\text{конц.}) \rightarrow 2MnCl_2 + 2NaCl + 5Cl_2\uparrow + 8H_2O$

$MnCl_2 + 2KOH \rightarrow Mn(OH)_2\downarrow + 2KCl$

$Mn(OH)_2 + H_2O_2 \rightarrow MnO_2\downarrow + 2H_2O$

$2MnO_2 + 6KOH \xrightarrow{\text{сплавление}} 2K_3MnO_4 + H_2\uparrow + 2H_2O$

$2K_3MnO_4 + 3NaNO_2 + 10HNO_3 \rightarrow 2Mn(NO_3)_2 + 3NaNO_3 + 6KNO_3 + 5H_2O$

Решение:

1. Восстановление марганца из оксида алюминием (алюмотермия):

$3MnO_2 + 4Al \xrightarrow{t} 3Mn + 2Al_2O_3$

2. Реакция марганца с соляной кислотой:

$Mn + 2HCl \rightarrow MnCl_2 + H_2\uparrow$

3. Осаждение гидроксида марганца(II):

$MnCl_2 + 2NaOH \rightarrow Mn(OH)_2\downarrow + 2NaCl$

4. Окисление гидроксида марганца(II) при сплавлении со щелочью и нитратом калия:

$Mn(OH)_2 + 2KNO_3 + 2KOH \xrightarrow{\text{сплавление}} K_2MnO_4 + 2KNO_2 + 2H_2O$

5. Восстановление манганата калия концентрированной соляной кислотой:

$K_2MnO_4 + 8HCl(\text{конц.}) \rightarrow MnCl_2 + 2KCl + 2Cl_2\uparrow + 4H_2O$

Ответ:

$3MnO_2 + 4Al \xrightarrow{t} 3Mn + 2Al_2O_3$

$Mn + 2HCl \rightarrow MnCl_2 + H_2\uparrow$

$MnCl_2 + 2NaOH \rightarrow Mn(OH)_2\downarrow + 2NaCl$

$Mn(OH)_2 + 2KNO_3 + 2KOH \xrightarrow{\text{сплавление}} K_2MnO_4 + 2KNO_2 + 2H_2O$

$K_2MnO_4 + 8HCl(\text{конц.}) \rightarrow MnCl_2 + 2KCl + 2Cl_2\uparrow + 4H_2O$

Решение:

1. Восстановление перманганата калия концентрированным раствором щелочи при нагревании:

$4KMnO_4 + 4KOH(\text{конц.}) \xrightarrow{t} 4K_2MnO_4 + O_2\uparrow + 2H_2O$

2. Восстановление манганата калия сероводородом в кислой среде:

$K_2MnO_4 + 2H_2S + 2H_2SO_4 \rightarrow MnSO_4 + K_2SO_4 + 2S\downarrow + 4H_2O$

3. Осаждение карбоната марганца(II) из раствора соли:

$MnSO_4 + Na_2CO_3 \rightarrow MnCO_3\downarrow + Na_2SO_4$

4. Окисление карбоната марганца(II) при нагревании в присутствии паров воды:

$4MnCO_3 + O_2 + 2H_2O \xrightarrow{t} 4MnOOH + 4CO_2\uparrow$

5. Термическое разложение оксогидроксида марганца(III):

$2MnOOH \xrightarrow{t} Mn_2O_3 + H_2O$

Ответ:

$4KMnO_4 + 4KOH(\text{конц.}) \xrightarrow{t} 4K_2MnO_4 + O_2\uparrow + 2H_2O$

$K_2MnO_4 + 2H_2S + 2H_2SO_4 \rightarrow MnSO_4 + K_2SO_4 + 2S\downarrow + 4H_2O$

$MnSO_4 + Na_2CO_3 \rightarrow MnCO_3\downarrow + Na_2SO_4$

$4MnCO_3 + O_2 + 2H_2O \xrightarrow{t} 4MnOOH + 4CO_2\uparrow$

$2MnOOH \xrightarrow{t} Mn_2O_3 + H_2O$

Решение:

1. Взаимодействие оксида марганца(IV) с концентрированной соляной кислотой:

$MnO_2 + 4HCl(\text{конц.}) \rightarrow MnCl_2 + Cl_2\uparrow + 2H_2O$

2. Восстановление марганца из хлорида натрием (металлотермия):

$MnCl_2 + 2Na \xrightarrow{t} Mn + 2NaCl$

3. Растворение марганца в разбавленной серной кислоте:

$Mn + H_2SO_4(\text{разб.}) \rightarrow MnSO_4 + H_2\uparrow$

4. Получение оксида марганца(II) в две стадии: сначала осаждение карбоната, затем его прокаливание в инертной атмосфере:

$MnSO_4 + Na_2CO_3 \rightarrow MnCO_3\downarrow + Na_2SO_4$

$MnCO_3 \xrightarrow{t, \text{без O}_2} MnO + CO_2\uparrow$

5. Окисление оксида марганца(II) при сплавлении с гидроксидом калия и нитратом калия:

$2MnO + 3KNO_3 + 6KOH \xrightarrow{\text{сплавление}} 2K_3MnO_4 + 3KNO_2 + 3H_2O$

Ответ:

$MnO_2 + 4HCl(\text{конц.}) \rightarrow MnCl_2 + Cl_2\uparrow + 2H_2O$

$MnCl_2 + 2Na \xrightarrow{t} Mn + 2NaCl$

$Mn + H_2SO_4(\text{разб.}) \rightarrow MnSO_4 + H_2\uparrow$

$MnSO_4 + Na_2CO_3 \rightarrow MnCO_3\downarrow + Na_2SO_4; \quad MnCO_3 \xrightarrow{t, \text{без O}_2} MnO + CO_2\uparrow$

$2MnO + 3KNO_3 + 6KOH \xrightarrow{\text{сплавление}} 2K_3MnO_4 + 3KNO_2 + 3H_2O$

Решение:

1. Сплавление оксида марганца(IV) с гидроксидом калия в присутствии кислорода:

$2MnO_2 + 4KOH + O_2 \xrightarrow{\text{сплавление}} 2K_2MnO_4 + 2H_2O$

2. Восстановление манганата калия сульфатом железа(II) в кислой среде:

$K_2MnO_4 + 4FeSO_4 + 4H_2SO_4 \rightarrow MnSO_4 + 2Fe_2(SO_4)_3 + K_2SO_4 + 4H_2O$

3. Получение гидроксида марганца(II) из раствора соли:

$MnSO_4 + 2KOH \rightarrow Mn(OH)_2\downarrow + K_2SO_4$

4. Окисление гидроксида марганца(II) пероксидом водорода:

$Mn(OH)_2 + H_2O_2 \rightarrow MnO_2\downarrow + 2H_2O$

5. Восстановление марганца из оксида алюминием (алюмотермия):

$3MnO_2 + 4Al \xrightarrow{t} 3Mn + 2Al_2O_3$

Ответ:

$2MnO_2 + 4KOH + O_2 \xrightarrow{\text{сплавление}} 2K_2MnO_4 + 2H_2O$

$K_2MnO_4 + 4FeSO_4 + 4H_2SO_4 \rightarrow MnSO_4 + 2Fe_2(SO_4)_3 + K_2SO_4 + 4H_2O$

$MnSO_4 + 2KOH \rightarrow Mn(OH)_2\downarrow + K_2SO_4$

$Mn(OH)_2 + H_2O_2 \rightarrow MnO_2\downarrow + 2H_2O$

$3MnO_2 + 4Al \xrightarrow{t} 3Mn + 2Al_2O_3$