Номер 103, страница 101 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

3.103. Газ А обладает резким неприятным запахом и хорошо растворим в воде. Если в пробирку с раствором А добавить аммиачный раствор оксида серебра и нагреть, то на стенках пробирки образуется блестящий осадок металлического серебра. В промышленности газ получают окислением органического вещества Б, представляющего собой при обычных условиях ядовитую жидкость, неограниченно растворимую в воде. Вещество Б в промышленности получают из неорганического вещества В. Определите неизвестные вещества А, Б, В и напишите уравнения упомянутых реакций.

Решение

1. Проанализируем свойства вещества А. Это газ с резким неприятным запахом, который хорошо растворяется в воде. Его водный раствор реагирует с аммиачным раствором оксида серебра (реактивом То́лленса) при нагревании, в результате чего образуется осадок металлического серебра. Эта реакция, известная как «реакция серебряного зеркала», является качественным тестом на альдегидную группу ($-CHO$). Самый простой альдегид, который при нормальных условиях является газом, — это формальдегид (метаналь). Таким образом, вещество А — это формальдегид, химическая формула $HCHO$.

2. Определим вещество Б. В промышленности газ А (формальдегид) получают окислением органического вещества Б, которое описано как ядовитая жидкость, неограниченно растворимая в воде. Альдегиды получают окислением первичных спиртов. Для получения формальдегида ($HCHO$) необходимо окислить метанол ($CH_3OH$). Метанол (метиловый спирт) действительно является ядовитой жидкостью, которая смешивается с водой в любых соотношениях, что полностью соответствует описанию. Следовательно, вещество Б — это метанол.

3. Определим вещество В. Вещество Б (метанол) в промышленности получают из неорганического вещества В. Основной промышленный способ синтеза метанола — это каталитическая реакция между оксидом углерода(II) ($CO$) и водородом ($H_2$). Оксид углерода(II) (угарный газ) является неорганическим веществом. Таким образом, вещество В — это оксид углерода(II).

Теперь запишем уравнения упомянутых в задаче реакций:

1) Реакция раствора вещества А (формальдегида) с аммиачным раствором оксида серебра:
$HCHO + 2[Ag(NH_3)_2]OH \xrightarrow{t} HCOONH_4 + 2Ag\downarrow + 3NH_3 \uparrow + H_2O$

2) Промышленное получение газа А (формальдегида) из вещества Б (метанола) путем каталитического окисления:
$2CH_3OH + O_2 \xrightarrow{\text{катализатор, t}} 2HCHO + 2H_2O$

3) Промышленное получение вещества Б (метанола) из вещества В (оксида углерода(II)):
$CO + 2H_2 \xrightarrow{\text{катализатор, p, t}} CH_3OH$

Ответ:
Неизвестные вещества:
А — формальдегид ($HCHO$);
Б — метанол ($CH_3OH$);
В — оксид углерода(II) ($CO$).
Уравнения реакций:
$HCHO + 2[Ag(NH_3)_2]OH \xrightarrow{t} HCOONH_4 + 2Ag\downarrow + 3NH_3 \uparrow + H_2O$
$2CH_3OH + O_2 \xrightarrow{\text{катализатор, t}} 2HCHO + 2H_2O$
$CO + 2H_2 \xrightarrow{\text{катализатор, p, t}} CH_3OH$