Готовимся к олимпиадам, страница 167 - 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:

$HNO_3 \rightarrow ? \rightarrow CaCO_3 \rightarrow ? \rightarrow HCl \rightarrow AlCl_3$.

Данную схему превращений можно дополнить следующими промежуточными веществами: нитратом кальция ($Ca(NO_3)_2$) и хлоридом кальция ($CaCl_2$).

Полная схема превращений выглядит так:

$HNO_3 \rightarrow Ca(NO_3)_2 \rightarrow CaCO_3 \rightarrow CaCl_2 \rightarrow HCl \rightarrow AlCl_3$

Ниже приведены уравнения реакций для осуществления этой цепи превращений.

1. Превращение $HNO_3 \rightarrow Ca(NO_3)_2$

Для получения нитрата кальция из азотной кислоты необходимо провести реакцию нейтрализации с основанием или основным оксидом, содержащим кальций. Например, с оксидом кальция:

$2HNO_3 + CaO \rightarrow Ca(NO_3)_2 + H_2O$

Также возможна реакция с гидроксидом кальция:

$2HNO_3 + Ca(OH)_2 \rightarrow Ca(NO_3)_2 + 2H_2O$

Ответ: $2HNO_3 + CaO \rightarrow Ca(NO_3)_2 + H_2O$

2. Превращение $Ca(NO_3)_2 \rightarrow CaCO_3$

Карбонат кальция является нерастворимой солью, поэтому его можно получить реакцией ионного обмена, добавив к раствору нитрата кальция раствор растворимого карбоната, например, карбоната натрия ($Na_2CO_3$) или карбоната калия ($K_2CO_3$). В результате реакции выпадает белый осадок карбоната кальция.

$Ca(NO_3)_2 + Na_2CO_3 \rightarrow CaCO_3 \downarrow + 2NaNO_3$

Ответ: $Ca(NO_3)_2 + Na_2CO_3 \rightarrow CaCO_3 \downarrow + 2NaNO_3$

3. Превращение $CaCO_3 \rightarrow CaCl_2$

Чтобы получить хлорид кальция из карбоната кальция, нужно подействовать на него сильной кислотой, содержащей хлорид-ион, например, соляной кислотой. При этом будет выделяться углекислый газ.

$CaCO_3 + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + H_2O + CO_2 \uparrow$

Ответ: $CaCO_3 + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + H_2O + CO_2 \uparrow$

4. Превращение $CaCl_2 \rightarrow HCl$

Соляную кислоту (а точнее, газообразный хлороводород) в лабораторных условиях получают, действуя на твердый хлорид (в данном случае, хлорид кальция) концентрированной нелетучей серной кислотой при нагревании.

$CaCl_2 (тв.) + H_2SO_4 (конц.) \xrightarrow{t} CaSO_4 + 2HCl \uparrow$

Ответ: $CaCl_2 + H_2SO_4 \rightarrow CaSO_4 + 2HCl$

5. Превращение $HCl \rightarrow AlCl_3$

Хлорид алюминия можно получить, растворяя в соляной кислоте металлический алюминий. Алюминий стоит в ряду активности металлов до водорода, поэтому он вытесняет водород из кислоты.

$2Al + 6HCl \rightarrow 2AlCl_3 + 3H_2 \uparrow$

Альтернативными способами являются реакции соляной кислоты с оксидом алюминия или гидроксидом алюминия:

$Al_2O_3 + 6HCl \rightarrow 2AlCl_3 + 3H_2O$

$Al(OH)_3 + 3HCl \rightarrow AlCl_3 + 3H_2O$

Ответ: $2Al + 6HCl \rightarrow 2AlCl_3 + 3H_2 \uparrow$