Номер 796, страница 142 - гдз по химии 8 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

796. Предложите формулы веществ $A$ и $Б$ и приведите уравнения (в молекулярной форме) химических реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения в лабораторных условиях:

$K \to K_2O \to A \to KClO_3 \to Б \to KCl \to K \to KNO_3 \to K_2CO_3 \to K$.

Для каждого превращения укажите условия его осуществления.

Вещество А – это гидроксид калия ($KOH$), вещество Б – это перхлорат калия ($KClO_4$).

Ниже приведены уравнения реакций для осуществления указанных превращений и условия их проведения.

K → K₂O

Окисление металлического калия кислородом при слабом нагревании и в условиях недостатка кислорода приводит к образованию оксида калия. Реакция в избытке кислорода ведет к образованию в основном надпероксида ($KO_2$).

Уравнение реакции: $4K + O_2 \xrightarrow{t} 2K_2O$.

Ответ: Уравнение: $4K + O_2 \xrightarrow{t} 2K_2O$. Условия: нагревание в недостатке кислорода.

K₂O → A (KOH)

Оксид калия является основным оксидом и бурно реагирует с водой с образованием соответствующей щелочи – гидроксида калия (вещество А).

Уравнение реакции: $K_2O + H_2O \rightarrow 2KOH$.

Ответ: Уравнение: $K_2O + H_2O \rightarrow 2KOH$. Условия: реакция протекает при комнатной температуре, без дополнительных условий.

A (KOH) → KClO₃

Хлорат калия (бертолетова соль) получают при пропускании газообразного хлора через горячий концентрированный раствор гидроксида калия. В ходе реакции хлор диспропорционирует.

Уравнение реакции: $6KOH + 3Cl_2 \xrightarrow{t} KClO_3 \downarrow + 5KCl + 3H_2O$.

Ответ: Уравнение: $6KOH + 3Cl_2 \xrightarrow{t} KClO_3 \downarrow + 5KCl + 3H_2O$. Условия: пропускание хлора через горячий концентрированный раствор $KOH$.

KClO₃ → Б (KClO₄)

При нагревании хлората калия примерно до 400°C без катализатора происходит реакция диспропорционирования с образованием перхлората калия (вещество Б) и хлорида калия. Перхлорат калия можно отделить от хлорида калия благодаря разной растворимости.

Уравнение реакции: $4KClO_3 \xrightarrow{400^{\circ}C} 3KClO_4 + KCl$.

Ответ: Уравнение: $4KClO_3 \xrightarrow{400^{\circ}C} 3KClO_4 + KCl$. Условия: нагревание до ~400°C без катализатора.

Б (KClO₄) → KCl

Перхлорат калия при более сильном нагревании (выше 400°C) разлагается с образованием хлорида калия и выделением кислорода.

Уравнение реакции: $KClO_4 \xrightarrow{t > 400^{\circ}C} KCl + 2O_2 \uparrow$.

Ответ: Уравнение: $KClO_4 \xrightarrow{t > 400^{\circ}C} KCl + 2O_2 \uparrow$. Условия: сильное нагревание (выше 400°C).

KCl → K

Металлический калий, как и другие щелочные металлы, получают в промышленности электролизом расплавов их солей, в данном случае – хлорида калия.

Уравнение реакции: $2KCl \xrightarrow{электролиз} 2K + Cl_2 \uparrow$.

Ответ: Уравнение: $2KCl \xrightarrow{электролиз} 2K + Cl_2 \uparrow$. Условия: электролиз расплава.

K → KNO₃

Калий, как очень активный металл, бурно реагирует с азотной кислотой любой концентрации. Продукты восстановления азота зависят от концентрации кислоты, но во всех случаях образуется нитрат калия. Упрощенно реакцию с разбавленной кислотой можно записать так:

Уравнение реакции: $2K + 2HNO_3 (разб.) \rightarrow 2KNO_3 + H_2 \uparrow$.

Ответ: Уравнение: $2K + 2HNO_3 (разб.) \rightarrow 2KNO_3 + H_2 \uparrow$. Условия: реакция с разбавленной азотной кислотой.

KNO₃ → K₂CO₃

Карбонат калия (поташ) можно получить путем прокаливания нитрата калия (калийной селитры) с углем. Эта реакция является основой горения черного пороха.

Уравнение реакции: $4KNO_3 + 5C \xrightarrow{t} 2K_2CO_3 + 3CO_2 \uparrow + 2N_2 \uparrow$.

Ответ: Уравнение: $4KNO_3 + 5C \xrightarrow{t} 2K_2CO_3 + 3CO_2 \uparrow + 2N_2 \uparrow$. Условия: сильное нагревание смеси нитрата калия и угля.

K₂CO₃ → K

Калий из его карбоната, как и из других солей, можно получить электролизом расплава. На катоде восстанавливается калий, на аноде окисляется карбонат-ион.

Уравнение реакции: $2K_2CO_3 \xrightarrow{электролиз} 4K + 2CO_2 \uparrow + O_2 \uparrow$.

Ответ: Уравнение: $2K_2CO_3 \xrightarrow{электролиз} 4K + 2CO_2 \uparrow + O_2 \uparrow$. Условия: электролиз расплава.