Номер 748, страница 133 - гдз по химии 9 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

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

а) $CuO \rightarrow Cu \rightarrow CuCl_2 \rightarrow Cu(OH)_2 \rightarrow CuO \rightarrow Cu \rightarrow CuO;$

б) $Fe \rightarrow Fe_2O_3 \rightarrow Fe(NO_3)_3 \rightarrow Fe(OH)_3 \rightarrow Fe_2O_3 \rightarrow Fe;$

в) $Zn \rightarrow ZnSO_4 \rightarrow Zn(OH)_2 \rightarrow BaZnO_2 \rightarrow ZnCl_2 \rightarrow Zn(NO_3)_2;$

г) $K \rightarrow KOH \rightarrow K_2SO_4 \rightarrow KOH \rightarrow K_3PO_4;$

д) $Ba \rightarrow BaO \rightarrow Ba(OH)_2 \rightarrow BaCl_2 \rightarrow BaCO_3 \rightarrow BaO \rightarrow Ba(OH)_2 \rightarrow BaI_2.$

а) Решение:

1. Для получения меди из оксида меди(II) проведем реакцию восстановления с помощью водорода при нагревании:

$CuO + H_2 \xrightarrow{t} Cu + H_2O$

2. Медь реагирует с хлором при нагревании, образуя хлорид меди(II):

$Cu + Cl_2 \xrightarrow{t} CuCl_2$

3. Для получения гидроксида меди(II) к раствору хлорида меди(II) добавим щелочь, например, гидроксид натрия. Выпадет голубой осадок:

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

4. Гидроксид меди(II) при нагревании разлагается на оксид меди(II) и воду:

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

5. Повторно получим медь из ее оксида, на этот раз используя в качестве восстановителя углерод:

$2CuO + C \xrightarrow{t} 2Cu + CO_2 \uparrow$

6. Окисление меди кислородом при нагревании снова приводит к образованию оксида меди(II):

$2Cu + O_2 \xrightarrow{t} 2CuO$

Ответ:

$CuO + H_2 \xrightarrow{t} Cu + H_2O$

$Cu + Cl_2 \xrightarrow{t} CuCl_2$

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

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

$2CuO + C \xrightarrow{t} 2Cu + CO_2 \uparrow$

$2Cu + O_2 \xrightarrow{t} 2CuO$

б) Решение:

1. Железо сгорает в кислороде с образованием оксида железа(III):

$4Fe + 3O_2 \xrightarrow{t} 2Fe_2O_3$

2. Оксид железа(III) как основной оксид реагирует с кислотами, например с азотной кислотой, образуя соль и воду:

$Fe_2O_3 + 6HNO_3 \rightarrow 2Fe(NO_3)_3 + 3H_2O$

3. Для получения гидроксида железа(III) к раствору нитрата железа(III) добавим щелочь. Выпадет бурый осадок:

$Fe(NO_3)_3 + 3KOH \rightarrow Fe(OH)_3 \downarrow + 3KNO_3$

4. При нагревании гидроксид железа(III) разлагается:

$2Fe(OH)_3 \xrightarrow{t} Fe_2O_3 + 3H_2O$

5. Восстановление железа из оксида железа(III) можно провести угарным газом (процесс, аналогичный доменному):

$Fe_2O_3 + 3CO \xrightarrow{t} 2Fe + 3CO_2 \uparrow$

Ответ:

$4Fe + 3O_2 \xrightarrow{t} 2Fe_2O_3$

$Fe_2O_3 + 6HNO_3 \rightarrow 2Fe(NO_3)_3 + 3H_2O$

$Fe(NO_3)_3 + 3KOH \rightarrow Fe(OH)_3 \downarrow + 3KNO_3$

$2Fe(OH)_3 \xrightarrow{t} Fe_2O_3 + 3H_2O$

$Fe_2O_3 + 3CO \xrightarrow{t} 2Fe + 3CO_2 \uparrow$

в) Решение:

1. Цинк, как активный металл, стоящий до водорода в ряду напряжений, реагирует с разбавленной серной кислотой:

$Zn + H_2SO_4 \rightarrow ZnSO_4 + H_2 \uparrow$

2. При добавлении щелочи к раствору сульфата цинка выпадает осадок гидроксида цинка(II):

$ZnSO_4 + 2NaOH \rightarrow Zn(OH)_2 \downarrow + Na_2SO_4$

3. Гидроксид цинка амфотерен и при сплавлении с гидроксидом бария образует цинкат бария:

$Zn(OH)_2 + Ba(OH)_2 \xrightarrow{t} BaZnO_2 + 2H_2O$

4. Цинкат бария реагирует с соляной кислотой с образованием двух солей - хлорида бария и хлорида цинка:

$BaZnO_2 + 4HCl \rightarrow BaCl_2 + ZnCl_2 + 2H_2O$

5. Чтобы получить нитрат цинка из хлорида цинка, можно использовать реакцию обмена с нитратом серебра. Хлорид серебра выпадет в осадок:

$ZnCl_2 + 2AgNO_3 \rightarrow Zn(NO_3)_2 + 2AgCl \downarrow$

Ответ:

$Zn + H_2SO_4 \rightarrow ZnSO_4 + H_2 \uparrow$

$ZnSO_4 + 2NaOH \rightarrow Zn(OH)_2 \downarrow + Na_2SO_4$

$Zn(OH)_2 + Ba(OH)_2 \xrightarrow{t} BaZnO_2 + 2H_2O$

$BaZnO_2 + 4HCl \rightarrow BaCl_2 + ZnCl_2 + 2H_2O$

$ZnCl_2 + 2AgNO_3 \rightarrow Zn(NO_3)_2 + 2AgCl \downarrow$

г) Решение:

1. Калий - щелочной металл, бурно реагирует с водой с образованием гидроксида калия:

$2K + 2H_2O \rightarrow 2KOH + H_2 \uparrow$

2. Реакция нейтрализации между гидроксидом калия и серной кислотой приводит к образованию сульфата калия:

$2KOH + H_2SO_4 \rightarrow K_2SO_4 + 2H_2O$

3. Для получения гидроксида калия из его сульфата проведем реакцию обмена с гидроксидом бария. Сульфат бария выпадет в осадок, а в растворе останется гидроксид калия:

$K_2SO_4 + Ba(OH)_2 \rightarrow 2KOH + BaSO_4 \downarrow$

4. Нейтрализация полученного гидроксида калия ортофосфорной кислотой дает среднюю соль - ортофосфат калия:

$3KOH + H_3PO_4 \rightarrow K_3PO_4 + 3H_2O$

Ответ:

$2K + 2H_2O \rightarrow 2KOH + H_2 \uparrow$

$2KOH + H_2SO_4 \rightarrow K_2SO_4 + 2H_2O$

$K_2SO_4 + Ba(OH)_2 \rightarrow 2KOH + BaSO_4 \downarrow$

$3KOH + H_3PO_4 \rightarrow K_3PO_4 + 3H_2O$

д) Решение:

1. Барий, щелочноземельный металл, при нагревании на воздухе окисляется до оксида бария:

$2Ba + O_2 \xrightarrow{t} 2BaO$

2. Оксид бария активно реагирует с водой, образуя сильное основание - гидроксид бария:

$BaO + H_2O \rightarrow Ba(OH)_2$

3. В результате реакции нейтрализации гидроксида бария соляной кислотой образуется хлорид бария:

$Ba(OH)_2 + 2HCl \rightarrow BaCl_2 + 2H_2O$

4. Добавление к раствору хлорида бария раствора карбоната натрия приводит к выпадению белого осадка карбоната бария:

$BaCl_2 + Na_2CO_3 \rightarrow BaCO_3 \downarrow + 2NaCl$

5. Карбонат бария при сильном прокаливании разлагается на оксид бария и углекислый газ:

$BaCO_3 \xrightarrow{t} BaO + CO_2 \uparrow$

6. Повторно получаем гидроксид бария из оксида:

$BaO + H_2O \rightarrow Ba(OH)_2$

7. Для получения иодида бария проведем реакцию нейтрализации гидроксида бария иодоводородной кислотой:

$Ba(OH)_2 + 2HI \rightarrow BaI_2 + 2H_2O$

Ответ:

$2Ba + O_2 \xrightarrow{t} 2BaO$

$BaO + H_2O \rightarrow Ba(OH)_2$

$Ba(OH)_2 + 2HCl \rightarrow BaCl_2 + 2H_2O$

$BaCl_2 + Na_2CO_3 \rightarrow BaCO_3 \downarrow + 2NaCl$

$BaCO_3 \xrightarrow{t} BaO + CO_2 \uparrow$

$BaO + H_2O \rightarrow Ba(OH)_2$

$Ba(OH)_2 + 2HI \rightarrow BaI_2 + 2H_2O$