Номер 3, страница 365 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Глава 8. Металлы. Параграф 50. Щелочные металлы - номер 3, страница 365.

Условие.

3. Назовите промышленные и лабораторные способы получения щелочей. Напишите уравнения соответствующих реакций.

Решение.

Решение 2.

Промышленные способы получения щелочей

В промышленности щелочи, такие как гидроксид натрия ($NaOH$), гидроксид калия ($KOH$) и гидроксид кальция ($Ca(OH)_2$), получают в больших масштабах следующими методами:

1. Электролиз водных растворов хлоридов щелочных металлов. Это основной современный способ получения $NaOH$ и $KOH$. При пропускании электрического тока через раствор соли на катоде образуется щелочь и водород, а на аноде — хлор.

Уравнение реакции для получения гидроксида натрия:

$2NaCl + 2H_2O \xrightarrow{электролиз} 2NaOH + H_2 \uparrow + Cl_2 \uparrow$

Уравнение реакции для получения гидроксида калия:

$2KCl + 2H_2O \xrightarrow{электролиз} 2KOH + H_2 \uparrow + Cl_2 \uparrow$

2. Гашение извести. Гидроксид кальция (гашеную известь) получают взаимодействием оксида кальция (негашеной извести) с водой. Это экзотермическая реакция.

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

3. Известковый способ (каустификация). Этот более старый метод основан на реакции обмена между карбонатом натрия (содой) и гидроксидом кальция (известковым молоком). Образующийся карбонат кальция выпадает в осадок.

$Na_2CO_3 + Ca(OH)_2 \rightarrow 2NaOH + CaCO_3 \downarrow$

Ответ: Основные промышленные способы получения щелочей — это электролиз водных растворов хлоридов ($2NaCl + 2H_2O \xrightarrow{электролиз} 2NaOH + H_2\uparrow + Cl_2\uparrow$) и гашение извести ($CaO + H_2O \rightarrow Ca(OH)_2$).

Лабораторные способы получения щелочей

В лабораторных условиях для получения небольших количеств щелочей используют следующие реакции:

1. Взаимодействие щелочных и щелочноземельных металлов с водой. Реакции протекают очень бурно, с выделением тепла и водорода.

Примеры:

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

$Ca + 2H_2O \rightarrow Ca(OH)_2 + H_2 \uparrow$

2. Взаимодействие оксидов щелочных и щелочноземельных металлов с водой.

Примеры:

$Na_2O + H_2O \rightarrow 2NaOH$

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

3. Реакции обмена, в ходе которых один из продуктов выпадает в осадок, а в растворе остается искомая щелочь.

Пример получения гидроксида натрия:

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

Пример получения гидроксида калия:

$K_2CO_3 + Ca(OH)_2 \rightarrow 2KOH + CaCO_3 \downarrow$

Ответ: В лаборатории щелочи получают взаимодействием активных металлов с водой ($2Na + 2H_2O \rightarrow 2NaOH + H_2 \uparrow$), их оксидов с водой ($Na_2O + H_2O \rightarrow 2NaOH$), а также реакциями обмена, в результате которых образуется нерастворимый продукт ($Na_2SO_4 + Ba(OH)_2 \rightarrow 2NaOH + BaSO_4 \downarrow$).