Номер 826, страница 135 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

826. *При взаимодействии каких пар веществ можно получить пероксид водорода:

а) $H_2 + O_2 \to$;

б) $Na_2O_2 + H_2O \to$;

в) $BaO_2 + H_2SO_4 \to$;

г) $TiO_2 + HNO_3 \to$;

д) $SnO_2 + HCl \to$;

е) $H_2O + O_2 \to$?

Решение

Рассмотрим каждую из предложенных реакций на предмет возможности получения пероксида водорода ($H_2O_2$).

a) $H_2 + O_2 \rightarrow$

Прямой синтез пероксида водорода из водорода и кислорода возможен, хотя и требует специальных условий (например, использование катализаторов на основе палладия или платины, проведение реакции в кислой среде для стабилизации продукта) во избежание образования воды как основного продукта. Этот метод имеет промышленное значение. Уравнение реакции: $H_2 + O_2 \rightarrow H_2O_2$.

Ответ: можно получить пероксид водорода.

б) $Na_2O_2 + H_2O \rightarrow$

Пероксид натрия ($Na_2O_2$) при реакции с водой подвергается гидролизу с образованием гидроксида натрия и пероксида водорода. Для того чтобы предотвратить разложение пероксида водорода из-за выделяющегося тепла, реакцию проводят при охлаждении (например, добавляя пероксид натрия к ледяной воде). Уравнение реакции: $Na_2O_2 + 2H_2O \rightarrow 2NaOH + H_2O_2$.

Ответ: можно получить пероксид водорода.

в) $BaO_2 + H_2SO_4 \rightarrow$

Взаимодействие пероксида бария ($BaO_2$) с охлажденной разбавленной серной кислотой является классическим лабораторным методом получения пероксида водорода. В ходе реакции обмена образуется малорастворимый сульфат бария, который выпадает в осадок, и водный раствор пероксида водорода. Уравнение реакции: $BaO_2 + H_2SO_4 \rightarrow BaSO_4\downarrow + H_2O_2$.

Ответ: можно получить пероксид водорода.

г) $TiO_2 + HNO_3 \rightarrow$

Диоксид титана ($TiO_2$) является оксидом, в котором кислород имеет степень окисления -2, а не пероксидом (где степень окисления кислорода -1). При реакции с азотной кислотой пероксид водорода не образуется. Продуктами реакции будут соль и вода: $TiO_2 + 4HNO_3 \rightarrow Ti(NO_3)_4 + 2H_2O$.

Ответ: нельзя получить пероксид водорода.

д) $SnO_2 + HCl \rightarrow$

Аналогично диоксиду титана, диоксид олова ($SnO_2$) — это оксид, а не пероксид. Он реагирует с соляной кислотой с образованием соли и воды, но не пероксида водорода. Уравнение реакции: $SnO_2 + 4HCl \rightarrow SnCl_4 + 2H_2O$.

Ответ: нельзя получить пероксид водорода.

е) $H_2O + O_2 \rightarrow ?$

Эта реакция является обратной к реакции разложения пероксида водорода ($2H_2O_2 \rightarrow 2H_2O + O_2$). В обычных условиях она самопроизвольно не протекает, так как термодинамически невыгодна. Получение $H_2O_2$ из воды и кислорода требует специальных условий (например, действие ионизирующего излучения или электрохимические методы) и не является стандартным способом.

Ответ: нельзя получить пероксид водорода в обычных условиях.