Номер 6, страница 188 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Глава 5. Химические реакции в водных растворах. Параграф 27. Неорганические и органические основания в свете теории электролитической диссоциации и протолитической теории - номер 6, страница 188.

Условие.

6. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить пре-вращения:

а) хлорид натрия $\to$ натрий $\to$ гидроксид натрия $\to$ карбонат натрия $\to$ сульфат натрия $\to$ гидроксид натрия;

б) карбонат кальция $\to$ оксид кальция $\to$ гидроксид кальция $\to$ гидрокарбонат кальция $\to$ нитрат кальция $\to$ нитрит кальция;

в) хлорметан $\to$ метиламин $\to$ диметиламин $\to$ гидрохлорид диметиламина.

Решение.

Решение 2.

а) хлорид натрия → натрий → гидроксид натрия → карбонат натрия → сульфат натрия → гидроксид натрия;

Решение

1. Получение натрия из хлорида натрия осуществляется электролизом расплава соли:

$2NaCl \xrightarrow{электролиз\ расплава} 2Na + Cl_2 \uparrow$

2. Натрий, как активный щелочной металл, бурно реагирует с водой, образуя гидроксид натрия и водород:

$2Na + 2H_2O \rightarrow 2NaOH + H_2 \uparrow$

3. Гидроксид натрия (щелочь) реагирует с кислотным оксидом углерода(IV), образуя соль карбонат натрия и воду:

$2NaOH + CO_2 \rightarrow Na_2CO_3 + H_2O$

4. Для получения сульфата натрия из карбоната натрия можно использовать реакцию с серной кислотой. Более сильная серная кислота вытесняет слабую угольную кислоту, которая разлагается на воду и углекислый газ:

$Na_2CO_3 + H_2SO_4 \rightarrow Na_2SO_4 + H_2O + CO_2 \uparrow$

5. Чтобы снова получить гидроксид натрия из сульфата натрия, можно провести реакцию ионного обмена с гидроксидом бария. В результате реакции образуется нерастворимый сульфат бария, который выпадает в осадок:

$Na_2SO_4 + Ba(OH)_2 \rightarrow 2NaOH + BaSO_4 \downarrow$

Ответ:

$2NaCl \xrightarrow{электролиз\ расплава} 2Na + Cl_2 \uparrow$

$2Na + 2H_2O \rightarrow 2NaOH + H_2 \uparrow$

$2NaOH + CO_2 \rightarrow Na_2CO_3 + H_2O$

$Na_2CO_3 + H_2SO_4 \rightarrow Na_2SO_4 + H_2O + CO_2 \uparrow$

$Na_2SO_4 + Ba(OH)_2 \rightarrow 2NaOH + BaSO_4 \downarrow$

б) карбонат кальция → оксид кальция → гидроксид кальция → гидрокарбонат кальция → нитрат кальция → нитрит кальция;

Решение

1. Оксид кальция получают термическим разложением карбоната кальция (обжиг известняка):

$CaCO_3 \xrightarrow{t} CaO + CO_2 \uparrow$

2. Оксид кальция (негашеная известь) реагирует с водой с образованием гидроксида кальция (гашеной извести):

$CaO + H_2O \rightarrow Ca(OH)_2$

3. При пропускании избытка углекислого газа через раствор гидроксида кальция (известковую воду) образуется растворимая кислая соль — гидрокарбонат кальция:

$Ca(OH)_2 + 2CO_2(\text{изб.}) \rightarrow Ca(HCO_3)_2$

4. Гидрокарбонат кальция реагирует с азотной кислотой, в результате чего образуется нитрат кальция, вода и выделяется углекислый газ:

$Ca(HCO_3)_2 + 2HNO_3 \rightarrow Ca(NO_3)_2 + 2H_2O + 2CO_2 \uparrow$

5. Для получения нитрита кальция из нитрата кальция можно использовать реакцию восстановления свинцом при нагревании:

$Ca(NO_3)_2 + Pb \xrightarrow{t} Ca(NO_2)_2 + PbO$

Ответ:

$CaCO_3 \xrightarrow{t} CaO + CO_2 \uparrow$

$CaO + H_2O \rightarrow Ca(OH)_2$

$Ca(OH)_2 + 2CO_2(\text{изб.}) \rightarrow Ca(HCO_3)_2$

$Ca(HCO_3)_2 + 2HNO_3 \rightarrow Ca(NO_3)_2 + 2H_2O + 2CO_2 \uparrow$

$Ca(NO_3)_2 + Pb \xrightarrow{t} Ca(NO_2)_2 + PbO$

в) хлорметан → метиламин → диметиламин → гидрохлорид диметиламина.

Решение

1. Метиламин получают в результате реакции нуклеофильного замещения хлорметана с избытком аммиака:

$CH_3Cl + 2NH_3(\text{изб.}) \rightarrow CH_3NH_2 + NH_4Cl$

2. Диметиламин образуется при дальнейшем алкилировании метиламина хлорметаном. В этой реакции метиламин выступает и как нуклеофил, и как основание для связывания образующегося хлороводорода:

$2CH_3NH_2 + CH_3Cl \rightarrow (CH_3)_2NH + [CH_3NH_3]^+Cl^-$

3. Диметиламин, являясь органическим основанием, реагирует с соляной кислотой, образуя соль — гидрохлорид диметиламина (хлорид диметиламмония):

$(CH_3)_2NH + HCl \rightarrow [(CH_3)_2NH_2]^+Cl^-$

Ответ:

$CH_3Cl + 2NH_3(\text{изб.}) \rightarrow CH_3NH_2 + NH_4Cl$

$2CH_3NH_2 + CH_3Cl \rightarrow (CH_3)_2NH + [CH_3NH_3]^+Cl^-$

$(CH_3)_2NH + HCl \rightarrow [(CH_3)_2NH_2]^+Cl^-$