Номер 730, страница 131 - гдз по химии 9 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

730. С помощью каких химических реакций можно осуществить следующие превращения:

a) $Cu \rightarrow CuCl_2 \rightarrow Cu(OH)_2 \rightarrow CuO \rightarrow CuSO_4 \rightarrow Cu$;

б) $Fe_2O_3 \rightarrow Fe_3O_4 \rightarrow Fe \rightarrow FeCl_2 \rightarrow FeCl_3 \rightarrow Fe(NO_3)_3$?

Решение

а) Cu → CuCl₂ → Cu(OH)₂ → CuO → CuSO₄ → Cu;

1. Для получения хлорида меди(II) из меди можно провести реакцию меди с газообразным хлором при нагревании. Медь, как металл, стоящий в ряду активности после водорода, не реагирует с соляной кислотой.$Cu + Cl_2 \xrightarrow{t} CuCl_2$

2. Гидроксид меди(II) можно получить в результате реакции ионного обмена между растворимой солью меди(II), в данном случае $CuCl_2$, и щелочью (например, гидроксидом натрия). В результате реакции выпадает характерный голубой осадок.$CuCl_2 + 2NaOH \rightarrow Cu(OH)_2 \downarrow + 2NaCl$

3. Оксид меди(II) образуется при термическом разложении нерастворимого гидроксида меди(II). При нагревании голубой осадок превращается в вещество черного цвета.$Cu(OH)_2 \xrightarrow{t} CuO + H_2O$

4. Для получения сульфата меди(II) из основного оксида меди(II) необходимо провести реакцию с кислотой, в данном случае с серной кислотой.$CuO + H_2SO_4 \rightarrow CuSO_4 + H_2O$

5. Металлическую медь можно восстановить из раствора ее соли, добавив более активный металл (стоящий левее меди в ряду активности металлов), например, железо или цинк.$CuSO_4 + Fe \rightarrow FeSO_4 + Cu \downarrow$

Ответ:

1. $Cu + Cl_2 \xrightarrow{t} CuCl_2$

2. $CuCl_2 + 2NaOH \rightarrow Cu(OH)_2 \downarrow + 2NaCl$

3. $Cu(OH)_2 \xrightarrow{t} CuO + H_2O$

4. $CuO + H_2SO_4 \rightarrow CuSO_4 + H_2O$

5. $CuSO_4 + Fe \rightarrow FeSO_4 + Cu$

б) Fe₂O₃ → Fe₃O₄ → Fe → FeCl₂ → FeCl₃ → Fe(NO₃)₃?

1. Оксид железа(III) ($Fe_2O_3$) можно перевести в смешанный оксид железа(II,III) или железную окалину ($Fe_3O_4$), проведя частичное восстановление. Это можно сделать, например, нагревая $Fe_2O_3$ с железом или угарным газом.$3Fe_2O_3 + CO \xrightarrow{400-500^{\circ}C} 2Fe_3O_4 + CO_2$

2. Металлическое железо из железной окалины получают в промышленности путем восстановления в доменных печах с помощью угарного газа, кокса или водорода при высокой температуре.$Fe_3O_4 + 4CO \xrightarrow{t} 3Fe + 4CO_2$

3. Хлорид железа(II) образуется при взаимодействии железа с соляной кислотой. При реакции металла с кислотами-неокислителями образуется соль, в которой металл проявляет низшую степень окисления, и выделяется водород.$Fe + 2HCl \rightarrow FeCl_2 + H_2 \uparrow$

4. Для окисления железа со степени окисления +2 до +3 необходимо использовать сильный окислитель. Хлорид железа(II) можно окислить до хлорида железа(III) газообразным хлором.$2FeCl_2 + Cl_2 \rightarrow 2FeCl_3$

5. Чтобы получить нитрат железа(III) из хлорида железа(III), можно использовать реакцию ионного обмена с растворимой солью азотной кислоты, которая образует нерастворимое соединение с хлорид-ионом. Таким реагентом является нитрат серебра.$FeCl_3 + 3AgNO_3 \rightarrow Fe(NO_3)_3 + 3AgCl \downarrow$

Ответ:

1. $3Fe_2O_3 + CO \xrightarrow{t} 2Fe_3O_4 + CO_2$

2. $Fe_3O_4 + 4CO \xrightarrow{t} 3Fe + 4CO_2$

3. $Fe + 2HCl \rightarrow FeCl_2 + H_2 \uparrow$

4. $2FeCl_2 + Cl_2 \rightarrow 2FeCl_3$

5. $FeCl_3 + 3AgNO_3 \rightarrow Fe(NO_3)_3 + 3AgCl \downarrow$