Номер 6, страница 114, часть 1 - гдз по химии 10 класс учебник Оспанова, Аухадиева

6. Осуществите превращения:

a) $Mg \to Mgo \to MgSO_4 \to Mg(OH)_2 \to Mgo \to Mg$

б) $Cl_2 \to ZnCl_2 \to Zn(NO_3)_2 \to Zn(OH)_2 \to Na_2ZnO_2 \to ZnBr_2$

в) $KClO_3 \to O_2 \to SO_2 \to SO_3 \to H_2SO_4 \to MnSO_4$

а) Mg → Mgo → MgSO₄ → Mg(OH)₂ → Mgo → Mg

Для осуществления данной цепочки превращений необходимо выполнить следующие реакции:

1. Получение оксида магния из магния. Это реакция горения магния в кислороде:

$2Mg + O_2 \rightarrow 2MgO$

2. Получение сульфата магния из оксида магния. Оксид магния $MgO$ является основным оксидом и реагирует с кислотами, например, с серной кислотой $H_2SO_4$:

$Mgo + H_2SO_4 \rightarrow MgSO_4 + H_2O$

3. Получение гидроксида магния из сульфата магния. Это реакция ионного обмена между растворимой солью магния и щелочью. Гидроксид магния $Mg(OH)_2$ выпадает в осадок:

$MgSO_4 + 2NaOH \rightarrow Mg(OH)_2 \downarrow + Na_2SO_4$

4. Получение оксида магния из гидроксида магния. Гидроксид магния является нерастворимым основанием и при нагревании разлагается на оксид и воду:

$Mg(OH)_2 \xrightarrow{t^\circ} Mgo + H_2O$

5. Получение магния из его оксида. Это реакция восстановления, которая требует высоких температур. Можно использовать углерод в качестве восстановителя (углетермия):

$Mgo + C \xrightarrow{t^\circ} Mg + CO$

Ответ:

1. $2Mg + O_2 \rightarrow 2MgO$

2. $Mgo + H_2SO_4 \rightarrow MgSO_4 + H_2O$

3. $MgSO_4 + 2NaOH \rightarrow Mg(OH)_2 \downarrow + Na_2SO_4$

4. $Mg(OH)_2 \xrightarrow{t^\circ} Mgo + H_2O$

5. $Mgo + C \xrightarrow{t^\circ} Mg + CO$

б) Cl₂ → ZnCl₂ → Zn(NO₃)₂ → Zn(OH)₂ → Na₂ZnO₂ → ZnBr₂

Для осуществления данной цепочки превращений необходимо выполнить следующие реакции:

1. Получение хлорида цинка из хлора. Хлор является сильным окислителем и напрямую реагирует с цинком:

$Zn + Cl_2 \rightarrow ZnCl_2$

2. Получение нитрата цинка из хлорида цинка. Это реакция обмена с растворимой солью-нитратом, катион которой образует нерастворимый хлорид. Подойдет нитрат серебра $AgNO_3$:

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

3. Получение гидроксида цинка из нитрата цинка. Реакция обмена с щелочью, в результате которой выпадает осадок амфотерного гидроксида цинка $Zn(OH)_2$:

$Zn(NO_3)_2 + 2NaOH \rightarrow Zn(OH)_2 \downarrow + 2NaNO_3$

4. Получение цинката натрия из гидроксида цинка. Гидроксид цинка $Zn(OH)_2$ проявляет амфотерные свойства и реагирует с концентрированными растворами щелочей или при сплавлении. Формула $Na_2ZnO_2$ указывает на продукт сплавления:

$Zn(OH)_2 + 2NaOH \xrightarrow{сплавление} Na_2ZnO_2 + 2H_2O$

5. Получение бромида цинка из цинката натрия. Необходимо подействовать сильной кислотой, например, бромоводородной кислотой $HBr$. Кислота разрушит цинкат-анион и образует соответствующую соль:

$Na_2ZnO_2 + 4HBr \rightarrow ZnBr_2 + 2NaBr + 2H_2O$

Ответ:

1. $Zn + Cl_2 \rightarrow ZnCl_2$

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

3. $Zn(NO_3)_2 + 2NaOH \rightarrow Zn(OH)_2 \downarrow + 2NaNO_3$

4. $Zn(OH)_2 + 2NaOH \xrightarrow{сплавление} Na_2ZnO_2 + 2H_2O$

5. $Na_2ZnO_2 + 4HBr \rightarrow ZnBr_2 + 2NaBr + 2H_2O$

в) KClO₃ → O₂ → SO₂ → SO₃ → H₂SO₄ → MnSO₄

Для осуществления данной цепочки превращений необходимо выполнить следующие реакции:

1. Получение кислорода из хлората калия. Кислород $O_2$ можно получить каталитическим разложением хлората калия (бертолетовой соли) $KClO_3$ при нагревании. Катализатором служит оксид марганца(IV) $MnO_2$:

$2KClO_3 \xrightarrow{MnO_2, t^\circ} 2KCl + 3O_2 \uparrow$

2. Получение оксида серы(IV) из кислорода. Для этого необходимо сжечь серу в полученном кислороде:

$S + O_2 \xrightarrow{t^\circ} SO_2$

3. Получение оксида серы(VI) из оксида серы(IV). Это процесс каталитического окисления $SO_2$ кислородом воздуха (или чистым кислородом). Реакция обратима и является ключевой стадией в производстве серной кислоты:

$2SO_2 + O_2 \xrightarrow{V_2O_5, t^\circ} 2SO_3$

4. Получение серной кислоты из оксида серы(VI). Оксид серы(VI) $SO_3$ является ангидридом серной кислоты и бурно реагирует с водой:

$SO_3 + H_2o \rightarrow H_2SO_4$

5. Получение сульфата марганца из серной кислоты. Серная кислота реагирует с оксидами металлов. Можно использовать оксид марганца(II) $MnO$:

$H_2SO_4 + Mno \rightarrow MnSO_4 + H_2O$

Ответ:

1. $2KClO_3 \xrightarrow{MnO_2, t^\circ} 2KCl + 3O_2 \uparrow$

2. $S + O_2 \xrightarrow{t^\circ} SO_2$

3. $2SO_2 + O_2 \xrightarrow{V_2O_5, t^\circ} 2SO_3$

4. $SO_3 + H_2o \rightarrow H_2SO_4$

5. $H_2SO_4 + Mno \rightarrow MnSO_4 + H_2O$