Готовимся к олимпиадам, страница 135 - гдз по химии 8 класс учебник Шиманович, Красицкий

Готовимся к олимпиадам

1. Дополните схему и составьте уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения согласно приведенной схеме:

В центре представленной схемы превращений находится неизвестное вещество, обозначенное вопросительным знаком. Анализ схемы показывает, что это вещество является промежуточным продуктом в цепочке превращений соединений кальция.

1. Вещество "?" образуется из металлического кальция ($Ca$).

2. Из вещества "?" можно получить гидроксид кальция ($Ca(OH)_2$).

Классическим переходом является получение оксида из металла и последующее получение гидроксида из оксида. Таким образом, наиболее вероятным веществом "?" является оксид кальция ($CaO$).

$Ca \xrightarrow{+O_2} CaO \xrightarrow{+H_2O} Ca(OH)_2$

Оксид кальция, как основной оксид, также реагирует с кислотами, образуя соли, что соответствует стрелкам, ведущим к $CaCl_2$ и $CaSO_4$.

Таким образом, неизвестное вещество (?) — это оксид кальция, $CaO$.

Ниже приведены уравнения реакций для каждого превращения на схеме.

Превращение $Ca \rightarrow CaO$

Оксид кальция получают путем сжигания металлического кальция в атмосфере кислорода.

Ответ: $2Ca + O_2 \xrightarrow{t} 2CaO$

Превращение $CaO \rightarrow Ca(OH)_2$

Оксид кальция (негашеная известь) активно реагирует с водой с образованием гидроксида кальция (гашеной извести). Реакция является экзотермической.

Ответ: $CaO + H_2O \rightarrow Ca(OH)_2$

Превращение $Ca \rightarrow CaCl_2$

Металлический кальций, как активный металл, реагирует с соляной кислотой, вытесняя из нее водород.

Ответ: $Ca + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + H_2\uparrow$

Превращение $CaO \rightarrow CaCl_2$

Основный оксид кальция реагирует с соляной кислотой в реакции нейтрализации с образованием соли и воды.

Ответ: $CaO + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + H_2O$

Превращение $Ca(OH)_2 \rightarrow CaCl_2$

Гидроксид кальция (основание) нейтрализуется соляной кислотой с образованием хлорида кальция и воды.

Ответ: $Ca(OH)_2 + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + 2H_2O$

Превращение $Ca \rightarrow CaSO_4$

Кальций взаимодействует с разбавленной серной кислотой с образованием малорастворимого сульфата кальция и выделением водорода.

Ответ: $Ca + H_2SO_4 \rightarrow CaSO_4\downarrow + H_2\uparrow$

Превращение $CaO \rightarrow CaSO_4$

Оксид кальция реагирует с серной кислотой, образуя сульфат кальция и воду.

Ответ: $CaO + H_2SO_4 \rightarrow CaSO_4 + H_2O$

Превращение $Ca(OH)_2 \rightarrow CaSO_4$

Реакция нейтрализации между гидроксидом кальция и серной кислотой приводит к образованию осадка сульфата кальция и воды.

Ответ: $Ca(OH)_2 + H_2SO_4 \rightarrow CaSO_4\downarrow + 2H_2O$

Превращение $CaCl_2 \rightarrow Ca$

Металлический кальций в промышленности получают путем электролиза расплава хлорида кальция.

Ответ: $CaCl_2 \xrightarrow{электролиз \ расплава} Ca + Cl_2\uparrow$

Превращение $CaSO_4 \rightarrow Ca$

Получение кальция из сульфата — сложный процесс. В олимпиадных задачах для таких превращений может подразумеваться либо многостадийный синтез (например, алюминотермия оксида, полученного из сульфата), либо теоретически возможная реакция, например, электролиз расплава.

Ответ: $2CaSO_4 \xrightarrow{электролиз \ расплава} 2Ca + 2SO_2\uparrow + O_2\uparrow$