Номер 295, страница 57 - гдз по химии 8 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

295. Приведите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

а) $C \to CO_2 \to H_2CO_3 \to CaCO_3 \to CO_2;$

б) $SO_3 \to H_2SO_4 \to Na_2SO_4 \to BaSO_4;$

в) $Na_2O \to NaOH \to Na_2CO_3 \to NaCl \to NaNO_3;$

г) $K_2SO_4 \to KOH \to K_2CO_3 \to K_3PO_4 \to K_2SO_4.$

Решение

а) $C \rightarrow CO_2 \rightarrow H_2CO_3 \rightarrow CaCO_3 \rightarrow CO_2$

Для осуществления данной цепочки превращений можно использовать следующие реакции:

1. Получение оксида углерода(IV) (углекислого газа) путем сжигания углерода в избытке кислорода:
$C + O_2 \xrightarrow{t} CO_2$

2. Образование угольной кислоты при растворении углекислого газа в воде. Это обратимая реакция, так как угольная кислота является слабой и неустойчивой:
$CO_2 + H_2O \rightleftharpoons H_2CO_3$

3. Получение нерастворимого карбоната кальция (мела) путем реакции угольной кислоты с гидроксидом кальция (гашеной известью):
$H_2CO_3 + Ca(OH)_2 \rightarrow CaCO_3\downarrow + 2H_2O$

4. Получение углекислого газа из карбоната кальция путем его термического разложения (прокаливания):
$CaCO_3 \xrightarrow{t} CaO + CO_2\uparrow$

Ответ:
$C + O_2 \xrightarrow{t} CO_2$
$CO_2 + H_2O \rightleftharpoons H_2CO_3$
$H_2CO_3 + Ca(OH)_2 \rightarrow CaCO_3\downarrow + 2H_2O$
$CaCO_3 \xrightarrow{t} CaO + CO_2\uparrow$

б) $SO_3 \rightarrow H_2SO_4 \rightarrow Na_2SO_4 \rightarrow BaSO_4$

Для осуществления данной цепочки превращений можно использовать следующие реакции:

1. Получение серной кислоты путем реакции оксида серы(VI) с водой. Оксид серы(VI) является кислотным оксидом:
$SO_3 + H_2O \rightarrow H_2SO_4$

2. Получение сульфата натрия путем реакции нейтрализации серной кислоты гидроксидом натрия:
$H_2SO_4 + 2NaOH \rightarrow Na_2SO_4 + 2H_2O$

3. Получение нерастворимого сульфата бария (белый осадок) путем реакции обмена между сульфатом натрия и растворимой солью бария, например, хлоридом бария. Эта реакция является качественной на сульфат-ион:
$Na_2SO_4 + BaCl_2 \rightarrow BaSO_4\downarrow + 2NaCl$

Ответ:
$SO_3 + H_2O \rightarrow H_2SO_4$
$H_2SO_4 + 2NaOH \rightarrow Na_2SO_4 + 2H_2O$
$Na_2SO_4 + BaCl_2 \rightarrow BaSO_4\downarrow + 2NaCl$

в) $Na_2O \rightarrow NaOH \rightarrow Na_2CO_3 \rightarrow NaCl \rightarrow NaNO_3$

Для осуществления данной цепочки превращений можно использовать следующие реакции:

1. Получение гидроксида натрия (щелочи) при реакции основного оксида натрия с водой:
$Na_2O + H_2O \rightarrow 2NaOH$

2. Получение карбоната натрия (соды) путем реакции гидроксида натрия с оксидом углерода(IV):
$2NaOH + CO_2 \rightarrow Na_2CO_3 + H_2O$

3. Получение хлорида натрия (поваренной соли) при реакции карбоната натрия с соляной кислотой. Более сильная кислота вытесняет более слабую из ее соли:
$Na_2CO_3 + 2HCl \rightarrow 2NaCl + H_2O + CO_2\uparrow$

4. Получение нитрата натрия путем реакции обмена между хлоридом натрия и нитратом серебра. Реакция идет до конца из-за образования нерастворимого осадка хлорида серебра:
$NaCl + AgNO_3 \rightarrow NaNO_3 + AgCl\downarrow$

Ответ:
$Na_2O + H_2O \rightarrow 2NaOH$
$2NaOH + CO_2 \rightarrow Na_2CO_3 + H_2O$
$Na_2CO_3 + 2HCl \rightarrow 2NaCl + H_2O + CO_2\uparrow$
$NaCl + AgNO_3 \rightarrow NaNO_3 + AgCl\downarrow$

г) $K_2SO_4 \rightarrow KOH \rightarrow K_2CO_3 \rightarrow K_3PO_4 \rightarrow K_2SO_4$

Для осуществления данной цепочки превращений можно использовать следующие реакции:

1. Получение гидроксида калия из сульфата калия путем реакции обмена с гидроксидом бария. Реакция протекает, так как образуется нерастворимый сульфат бария:
$K_2SO_4 + Ba(OH)_2 \rightarrow 2KOH + BaSO_4\downarrow$

2. Получение карбоната калия (поташа) путем реакции гидроксида калия с оксидом углерода(IV):
$2KOH + CO_2 \rightarrow K_2CO_3 + H_2O$

3. Получение фосфата калия путем реакции карбоната калия с ортофосфорной кислотой. Более сильная кислота (ортофосфорная) вытесняет более слабую (угольную) из ее соли:
$3K_2CO_3 + 2H_3PO_4 \rightarrow 2K_3PO_4 + 3H_2O + 3CO_2\uparrow$

4. Получение сульфата калия из фосфата калия путем реакции с серной кислотой. Еще более сильная кислота (серная) вытесняет более слабую (ортофосфорную) из ее соли:
$2K_3PO_4 + 3H_2SO_4 \rightarrow 3K_2SO_4 + 2H_3PO_4$

Ответ:
$K_2SO_4 + Ba(OH)_2 \rightarrow 2KOH + BaSO_4\downarrow$
$2KOH + CO_2 \rightarrow K_2CO_3 + H_2O$
$3K_2CO_3 + 2H_3PO_4 \rightarrow 2K_3PO_4 + 3H_2O + 3CO_2\uparrow$
$2K_3PO_4 + 3H_2SO_4 \rightarrow 3K_2SO_4 + 2H_3PO_4$