Номер 7, страница 277 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Глава 7. Неметаллы. Параграф 38. Кислород и озон. Пероксид водорода - номер 7, страница 277.

Условие.

7. Дана схема превращений: $\text{KMnO}_4 \longrightarrow \text{X} \longrightarrow \text{Y} \longrightarrow \text{O}_3$. Определите вещества X и Y:

1) $\text{MnO}$;

2) $\text{MnO}_2$;

3) $\text{O}_2$;

4) $\text{H}_2\text{O}$;

5) $\text{H}_2\text{O}_2$.

Запишите номера выбранных веществ.

Решение.

Решение 2.

Решение

Рассмотрим данную схему превращений: $KMnO_4 \rightarrow X \rightarrow Y \rightarrow O_3$. Для определения веществ X и Y проанализируем цепочку реакций последовательно, начиная с конца.

Последний этап превращения: $Y \rightarrow O_3$. Озон ($O_3$) является аллотропной модификацией кислорода и в лабораторных или промышленных условиях его получают из кислорода ($O_2$) под действием электрического разряда или ультрафиолетового излучения. Уравнение реакции: $3O_2 \rightleftharpoons 2O_3$. Следовательно, вещество Y — это кислород. В предложенном списке $O_2$ соответствует номеру 3.

Теперь схема превращений выглядит следующим образом: $KMnO_4 \rightarrow X \rightarrow O_2$. Это означает, что вещество X должно быть получено из перманганата калия, и из него, в свою очередь, должен получаться кислород.

Рассмотрим второй этап: $X \rightarrow O_2$. Проверим, какие из предложенных веществ могут служить источником кислорода:

1) MnO - нет

2) $MnO_2$ - да, при сильном нагревании ($4MnO_2 \xrightarrow{t} 2Mn_2O_3 + O_2$)

3) $O_2$ - нет, так как превращение $O_2 \rightarrow O_2$ не имеет смысла в цепи превращений

4) $H_2O$ - да, при электролизе ($2H_2O \xrightarrow{электролиз} 2H_2 + O_2$)

5) $H_2O_2$ - да, при разложении ($2H_2O_2 \rightarrow 2H_2O + O_2$)

Таким образом, X может быть $MnO_2$, $H_2O$ или $H_2O_2$.

Теперь рассмотрим первый этап: $KMnO_4 \rightarrow X$. Вещество X должно быть продуктом реакции с участием перманганата калия. Проверим оставшихся кандидатов:

- Может ли X быть $H_2O$ или $H_2O_2$? Нет, так как исходное вещество $KMnO_4$ не содержит атомов водорода.

- Может ли X быть $MnO_2$? Да, оксид марганца(IV) является одним из продуктов термического разложения перманганата калия: $2KMnO_4 \xrightarrow{t} K_2MnO_4 + MnO_2 + O_2$.

Следовательно, единственным веществом, удовлетворяющим обоим условиям, является оксид марганца(IV). В списке он находится под номером 2.

Итак, вещество X — это $MnO_2$ (2), а вещество Y — это $O_2$ (3).

Ответ: 23