Номер 4, страница 167, часть 1 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

4. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

1) углерод → метан → угарный газ → углекислый газ → карбонат кальция → гидрокарбонат кальция → углекислый газ → угарный газ;

2) кремний → диоксид кремния → кремний → силикат натрия → кремниевая кислота → диоксид кремния → карбид кремния.

1) Решение:

Для осуществления данной цепи превращений (углерод → метан → угарный газ → углекислый газ → карбонат кальция → гидрокарбонат кальция → углекислый газ → угарный газ) можно записать следующие уравнения реакций:

1. Получение метана из углерода. Реакция прямого синтеза из углерода и водорода при нагревании в присутствии катализатора, например, никеля.

$C + 2H_2 \xrightarrow{t, \text{Ni}} CH_4$

2. Получение угарного газа из метана. Это можно осуществить путем неполного сгорания метана в недостатке кислорода.

$2CH_4 + 3O_2 \rightarrow 2Co + 4H_2O$

3. Получение углекислого газа из угарного газа. Происходит при окислении (сжигании) угарного газа в кислороде.

$2Co + O_2 \xrightarrow{t} 2CO_2$

4. Получение карбоната кальция из углекислого газа. Углекислый газ пропускают через раствор гидроксида кальция (известковую воду), при этом выпадает белый осадок карбоната кальция.

$CO_2 + Ca(OH)_2 \rightarrow CaCO_3 \downarrow + H_2O$

5. Получение гидрокарбоната кальция из карбоната кальция. При дальнейшем пропускании углекислого газа через суспензию карбоната кальция в воде осадок растворяется, образуя растворимый гидрокарбонат кальция.

$CaCO_3 + CO_2 + H_2o \rightarrow Ca(HCO_3)_2$

6. Получение углекислого газа из гидрокарбоната кальция. Гидрокарбонат кальция неустойчив и при нагревании раствора разлагается с образованием карбоната кальция, воды и углекислого газа.

$Ca(HCO_3)_2 \xrightarrow{t} CaCO_3 \downarrow + H_2o + CO_2 \uparrow$

7. Получение угарного газа из углекислого газа. Восстановление углекислого газа раскаленным углем (коксом) при высокой температуре (реакция Будуара).

$CO_2 + C \xrightarrow{t} 2CO$

Ответ:

$C + 2H_2 \xrightarrow{t, \text{Ni}} CH_4$

$2CH_4 + 3O_2 \rightarrow 2Co + 4H_2O$

$2Co + O_2 \xrightarrow{t} 2CO_2$

$CO_2 + Ca(OH)_2 \rightarrow CaCO_3 \downarrow + H_2O$

$CaCO_3 + CO_2 + H_2o \rightarrow Ca(HCO_3)_2$

$Ca(HCO_3)_2 \xrightarrow{t} CaCO_3 \downarrow + H_2o + CO_2 \uparrow$

$CO_2 + C \xrightarrow{t} 2CO$

2) Решение:

Для осуществления данной цепи превращений (кремний → диоксид кремния → кремний → силикат натрия → кремниевая кислота → диоксид кремния → карбид кремния) можно записать следующие уравнения реакций:

1. Получение диоксида кремния из кремния. Кремний сгорает в кислороде при нагревании с образованием диоксида кремния.

$Si + O_2 \xrightarrow{t} SiO_2$

2. Получение кремния из диоксида кремния. Восстановление кремния из его оксида можно провести с помощью более активного металла, например, магния, при высокой температуре (магнийтермия).

$SiO_2 + 2Mg \xrightarrow{t} Si + 2MgO$

3. Получение силиката натрия из кремния. Кремний, в отличие от углерода, реагирует с водными растворами щелочей при нагревании с образованием силиката и выделением водорода.

$Si + 2NaOH + H_2o \rightarrow Na_2SiO_3 + 2H_2 \uparrow$

4. Получение кремниевой кислоты из силиката натрия. При действии на раствор силиката натрия более сильной кислоты (например, соляной) в осадок выпадает гелеобразная кремниевая кислота.

$Na_2SiO_3 + 2HCl \rightarrow H_2SiO_3 \downarrow + 2NaCl$

5. Получение диоксида кремния из кремниевой кислоты. Кремниевая кислота неустойчива и при нагревании легко разлагается на диоксид кремния и воду.

$H_2SiO_3 \xrightarrow{t} SiO_2 + H_2O$

6. Получение карбида кремния из диоксида кремния. Карбид кремния (карборунд) получают в промышленности прокаливанием смеси диоксида кремния с углем в электрических печах при очень высокой температуре.

$SiO_2 + 3C \xrightarrow{\text{высокая } t} SiC + 2Co \uparrow$

Ответ:

$Si + O_2 \xrightarrow{t} SiO_2$

$SiO_2 + 2Mg \xrightarrow{t} Si + 2MgO$

$Si + 2NaOH + H_2o \rightarrow Na_2SiO_3 + 2H_2 \uparrow$

$Na_2SiO_3 + 2HCl \rightarrow H_2SiO_3 \downarrow + 2NaCl$

$H_2SiO_3 \xrightarrow{t} SiO_2 + H_2O$

$SiO_2 + 3C \xrightarrow{\text{высокая } t} SiC + 2Co \uparrow$