Страница 65 - гдз по химии 8 класс задачник Кузнецова, Левкин

5-112. Могут ли существовать соли «гидронитрат натрия» и «гидрохлорид калия»? Ответ обоснуйте.

Данные соли существовать не могут. Обоснуем это для каждого случая.

Гидронитрат натрия

Название «гидронитрат натрия» предполагает, что это кислая соль. Кислые соли являются продуктами неполного замещения атомов водорода в многоосновной кислоте на катионы металла. Они содержат в своем составе кислотный остаток с одним или несколькими атомами водорода (например, гидрокарбонат-ион $HCO_3^-$ или дигидрофосфат-ион $H_2PO_4^-$).
Однако, соль «гидронитрат натрия» должна быть образована от азотной кислоты ($HNO_3$). Азотная кислота является одноосновной, так как в её молекуле всего один атом водорода, способный к диссоциации и замещению. При реакции с основанием, например, с гидроксидом натрия ($NaOH$), этот единственный атом водорода замещается полностью, образуя среднюю (нормальную) соль — нитрат натрия ($NaNO_3$). Промежуточной стадии с образованием кислой соли быть не может.
$HNO_3 + NaOH \rightarrow NaNO_3 + H_2O$
Таким образом, образование кислой соли от одноосновной кислоты невозможно.

Ответ: Cоль «гидронитрат натрия» существовать не может, потому что азотная кислота ($HNO_3$) является одноосновной и не способна образовывать кислые соли.

Гидрохлорид калия

По аналогии с предыдущим случаем, название «гидрохлорид калия» указывает на кислую соль. Эта соль должна быть производной соляной (хлороводородной) кислоты ($HCl$).
Соляная кислота также является одноосновной. В ее молекуле содержится только один атом водорода. При нейтрализации, например, гидроксидом калия ($KOH$), происходит полное замещение этого атома водорода на ион калия с образованием средней соли — хлорида калия ($KCl$).
$HCl + KOH \rightarrow KCl + H_2O$
Следовательно, образование кислой соли «гидрохлорид калия» невозможно по той же причине, что и для гидронитрата натрия.
(Примечание: Если бы в названии имелась в виду основная соль «гидроксохлорид калия», она бы тоже не могла существовать, так как основные соли образуются от многокислотных оснований, а гидроксид калия, $KOH$, является однокислотным основанием).

Ответ: Cоль «гидрохлорид калия» существовать не может, так как соляная кислота ($HCl$) является одноосновной и не образует кислых солей.

5-113. Укажите, каким основаниям могут соответствовать следующие соли:

а) $KNO_3$, $Fe(OH)_2NO_3$, $(FeOH)_2SO_4$, $CrOHCl_2$;

б) $Na_2SO_4$, $CrOH(NO_3)_2$, $Cr(OH)_2Br$, $CrOHSO_4$.

Чтобы определить, какому основанию соответствует соль, необходимо проанализировать ее катионную часть. Основание представляет собой гидроксид металла (или иона аммония), который образует катион в составе соли.

• Для средних (нормальных) солей, состоящих только из катиона металла и аниона кислотного остатка (например, $KNO_3$), соответствующим основанием будет гидроксид этого металла ($KOH$).
• Для основных солей, в состав которых, помимо катиона металла и аниона кислотного остатка, входят одна или несколько гидроксогрупп ($-OH$), например, $Fe(OH)_2NO_3$, соответствующим основанием будет гидроксид металла с максимальным для данной степени окисления числом гидроксогрупп. Основные соли являются продуктами неполной нейтрализации многокислотных оснований. Так, для солей, содержащих железо в степени окисления +3 ($Fe^{3+}$), исходным основанием будет гидроксид железа(III) — $Fe(OH)_3$. Для солей хрома в степени окисления +3 ($Cr^{3+}$) — гидроксид хрома(III) — $Cr(OH)_3$.

а) - Соль $KNO_3$ (нитрат калия) — средняя соль. Катион — $K^+$. Соответствующее основание — гидроксид калия $KOH$.

- Соль $Fe(OH)_2NO_3$ (нитрат дигидроксожелеза(III)) — основная соль. Катионная часть $[Fe(OH)_2]^+$ образована из гидроксида железа(III) $Fe(OH)_3$.

- Соль $(FeOH)_2SO_4$ (сульфат гидроксожелеза(III)) — основная соль. Катионная часть $[FeOH]^{2+}$ образована из гидроксида железа(III) $Fe(OH)_3$.

- Соль $CrOHCl_2$ (хлорид гидроксохрома(III)) — основная соль. Катионная часть $[CrOH]^{2+}$ образована из гидроксида хрома(III) $Cr(OH)_3$.

Ответ: $KOH$, $Fe(OH)_3$, $Fe(OH)_3$, $Cr(OH)_3$.

б) - Соль $Na_2SO_4$ (сульфат натрия) — средняя соль. Катион — $Na^+$. Соответствующее основание — гидроксид натрия $NaOH$.

- Соль $CrOH(NO_3)_2$ (динитрат гидроксохрома(III)) — основная соль. Катионная часть $[CrOH]^{2+}$ образована из гидроксида хрома(III) $Cr(OH)_3$.

- Соль $Cr(OH)_2Br$ (бромид дигидроксохрома(III)) — основная соль. Катионная часть $[Cr(OH)_2]^+$ образована из гидроксида хрома(III) $Cr(OH)_3$.

- Соль $CrOHSO_4$ (сульфат гидроксохрома(III)) — основная соль. Катионная часть $[CrOH]^{2+}$ образована из гидроксида хрома(III) $Cr(OH)_3$.

Ответ: $NaOH$, $Cr(OH)_3$, $Cr(OH)_3$, $Cr(OH)_3$.

5-114. Какие вещества скрываются за бытовыми, техническими или историческими названиями?

a) питьевая сода
малахит
медный купорос
железный купорос

б) преципитат
аммофос
диаммофос
двойной суперфосфат

в) хлорное железо
соль Мора
хромокалиевые квасцы
алюмоаммонийные квасцы

Ответ можете поискать в литературе по химии.

а) питьевая сода — это тривиальное (бытовое) название гидрокарбоната натрия. Это кислая соль, которая широко применяется в пищевой промышленности (как разрыхлитель теста), в медицине и в быту.

Ответ: гидрокарбонат натрия, $NaHCO_3$.

малахит — это природный минерал, по химическому составу являющийся основным карбонатом меди(II). Он имеет характерный узорчатый рисунок и насыщенный зеленый цвет, благодаря чему ценится как поделочный камень. Также используется в качестве медной руды.

Ответ: основной карбонат меди(II), $(CuOH)_2CO_3$ или $Cu_2(CO_3)(OH)_2$.

медный купорос — техническое название для кристаллогидрата сульфата меди(II) — пентагидрата. Представляет собой синие кристаллы, хорошо растворимые в воде. Применяется в сельском хозяйстве для борьбы с вредителями, для протравливания семян, а также в промышленности.

Ответ: пентагидрат сульфата меди(II), $CuSO_4 \cdot 5H_2O$.

железный купорос — техническое название для кристаллогидрата сульфата железа(II) — гептагидрата. Это кристаллы зеленоватого цвета, используемые для борьбы с вредителями растений, в производстве чернил и в крашении тканей.

Ответ: гептагидрат сульфата железа(II), $FeSO_4 \cdot 7H_2O$.

б) преципитат — это фосфорное удобрение, основным компонентом которого является дигидрат гидрофосфата кальция. Его получают при нейтрализации фосфорной кислоты гидроксидом кальция (известковым молоком).

Ответ: дигидрат гидрофосфата кальция, $CaHPO_4 \cdot 2H_2O$.

аммофос — это комплексное концентрированное азотно-фосфорное удобрение. Состоит в основном из смеси дигидрофосфата аммония и гидрофосфата аммония.

Ответ: смесь дигидрофосфата аммония ($NH_4H_2PO_4$) и гидрофосфата аммония ($(NH_4)_2HPO_4$).

диаммофос — это высококонцентрированное азотно-фосфорное удобрение, основным действующим веществом которого является гидрофосфат аммония.

Ответ: гидрофосфат аммония, $(NH_4)_2HPO_4$.

двойной суперфосфат — это концентрированное фосфорное удобрение, которое, в отличие от простого суперфосфата, почти не содержит балластного вещества (гипса). Основным компонентом является дигидрофосфат кальция.

Ответ: дигидрофосфат кальция, $Ca(H_2PO_4)_2$ (часто в виде моногидрата $Ca(H_2PO_4)_2 \cdot H_2O$).

в) хлорное железо — техническое название для хлорида железа(III). Это соль, которая используется для очистки воды (коагулянт), в качестве протравы при крашении тканей и в электронике для травления печатных плат.

Ответ: хлорид железа(III), $FeCl_3$.

соль Мора — тривиальное название для гексагидрата сульфата аммония-железа(II). Это двойная соль, которая в аналитической химии используется для приготовления титрованных растворов, так как она более устойчива к окислению кислородом воздуха, чем сульфат железа(II).

Ответ: гексагидрат сульфата аммония-железа(II), $(NH_4)_2Fe(SO_4)_2 \cdot 6H_2O$.

хромокалиевые квасцы — это кристаллогидрат двойного сульфата калия и хрома(III). Квасцы — это общее название для кристаллогидратов двойных сульфатов, содержащих однозарядный и трехзарядный катионы. Хромокалиевые квасцы имеют темно-фиолетовый цвет и применяются в кожевенной промышленности как дубитель.

Ответ: додекагидрат сульфата калия-хрома(III), $KCr(SO_4)_2 \cdot 12H_2O$.

алюмоаммонийные квасцы — это кристаллогидрат двойного сульфата алюминия и аммония. Представляют собой бесцветные кристаллы, используются в качестве протравы при крашении, для дубления кож, очистки воды и в медицине.

Ответ: додекагидрат сульфата аммония-алюминия, $NH_4Al(SO_4)_2 \cdot 12H_2O$.

5-115. В каком соединении массовая доля водорода больше:

а) в гидрокарбонате кальция или карбонате гидроксомеди(II);

б) в гидросульфате железа(II) или сульфате гидроксожелеза(II)?

Дано:
Соединения: гидрокарбонат кальция ($Ca(HCO_3)_2$) и карбонат гидроксомеди(II) ($(CuOH)_2CO_3$).
Относительные атомные массы: $Ar(H) = 1$, $Ar(C) = 12$, $Ar(O) = 16$, $Ar(Ca) = 40$, $Ar(Cu) = 64$.

Найти:

В каком из соединений массовая доля водорода ($ω(H)$) больше.

Решение:

Массовая доля элемента в соединении ($ω$) определяется по формуле: $ω(Э) = \frac{n \cdot Ar(Э)}{Mr(соед.)}$.
В обоих соединениях, $Ca(HCO_3)_2$ и $(CuOH)_2CO_3$, число атомов водорода ($n$) в формульной единице одинаково и равно 2. Следовательно, масса водорода в одной формульной единице для обоих веществ одинакова.
Поэтому, массовая доля водорода будет больше в том соединении, у которого относительная молекулярная масса ($Mr$) меньше.

1. Рассчитаем относительную молекулярную массу гидрокарбоната кальция ($Ca(HCO_3)_2$).
В состав формульной единицы входят: 1 атом Ca, 2 атома H, 2 атома C, 6 атомов O.
$Mr(Ca(HCO_3)_2) = 1 \cdot Ar(Ca) + 2 \cdot Ar(H) + 2 \cdot Ar(C) + 6 \cdot Ar(O) = 1 \cdot 40 + 2 \cdot 1 + 2 \cdot 12 + 6 \cdot 16 = 40 + 2 + 24 + 96 = 162$.

2. Рассчитаем относительную молекулярную массу карбоната гидроксомеди(II) ($(CuOH)_2CO_3$).
В состав формульной единицы входят: 2 атома Cu, 2 атома H, 1 атом C, 5 атомов O.
$Mr((CuOH)_2CO_3) = 2 \cdot Ar(Cu) + 2 \cdot Ar(H) + 1 \cdot Ar(C) + 5 \cdot Ar(O) = 2 \cdot 64 + 2 \cdot 1 + 12 + 5 \cdot 16 = 128 + 2 + 12 + 80 = 222$.

3. Сравним полученные молекулярные массы:
$Mr(Ca(HCO_3)_2) = 162$
$Mr((CuOH)_2CO_3) = 222$
Поскольку $162 < 222$, массовая доля водорода будет больше в гидрокарбонате кальция.

Для проверки можно рассчитать точные значения массовых долей:
$ω(H)_{Ca(HCO_3)_2} = \frac{2 \cdot 1}{162} \approx 0.0123$ или $1.23\%$.
$ω(H)_{(CuOH)_2CO_3} = \frac{2 \cdot 1}{222} \approx 0.0090$ или $0.90\%$.
Действительно, $1.23\% > 0.90\%$.

Ответ: массовая доля водорода больше в гидрокарбонате кальция.

Дано:
Соединения: гидросульфат железа(II) ($Fe(HSO_4)_2$) и сульфат гидроксожелеза(II) ($(FeOH)_2SO_4$).
Относительные атомные массы: $Ar(H) = 1$, $Ar(O) = 16$, $Ar(Fe) = 56$, $Ar(S) = 32$.

Найти:

В каком из соединений массовая доля водорода ($ω(H)$) больше.

Решение:

Аналогично пункту а), в обеих формульных единицах, $Fe(HSO_4)_2$ и $(FeOH)_2SO_4$, содержится по 2 атома водорода. Значит, большей массовой долей водорода будет обладать соединение с меньшей относительной молекулярной массой ($Mr$).

1. Рассчитаем $Mr$ гидросульфата железа(II) ($Fe(HSO_4)_2$).
В состав формульной единицы входят: 1 атом Fe, 2 атома H, 2 атома S, 8 атомов O.
$Mr(Fe(HSO_4)_2) = 1 \cdot Ar(Fe) + 2 \cdot Ar(H) + 2 \cdot Ar(S) + 8 \cdot Ar(O) = 56 + 2 \cdot 1 + 2 \cdot 32 + 8 \cdot 16 = 56 + 2 + 64 + 128 = 250$.

2. Рассчитаем $Mr$ сульфата гидроксожелеза(II) ($(FeOH)_2SO_4$).
В состав формульной единицы входят: 2 атома Fe, 2 атома H, 1 атом S, 6 атомов O.
$Mr((FeOH)_2SO_4) = 2 \cdot Ar(Fe) + 2 \cdot Ar(H) + 1 \cdot Ar(S) + 6 \cdot Ar(O) = 2 \cdot 56 + 2 \cdot 1 + 32 + 6 \cdot 16 = 112 + 2 + 32 + 96 = 242$.

3. Сравним полученные молекулярные массы:
$Mr(Fe(HSO_4)_2) = 250$
$Mr((FeOH)_2SO_4) = 242$
Поскольку $242 < 250$, массовая доля водорода будет больше в сульфате гидроксожелеза(II).

Для проверки можно рассчитать точные значения массовых долей:
$ω(H)_{Fe(HSO_4)_2} = \frac{2 \cdot 1}{250} = 0.0080$ или $0.80\%$.
$ω(H)_{(FeOH)_2SO_4} = \frac{2 \cdot 1}{242} \approx 0.00826$ или $0.826\%$.
Действительно, $0.826\% > 0.80\%$.

Ответ: массовая доля водорода больше в сульфате гидроксожелеза(II).

5-116. С растворами каких из перечисленных солей будет реагировать цинк: сульфат калия, нитрат меди(II), хлорид магния, нитрат серебра, хлорид ртути(II)? Запишите уравнения возможных реакций.

Решение

Взаимодействие цинка с растворами солей является реакцией замещения. Возможность протекания таких реакций определяется положением металлов в электрохимическом ряду активности металлов (ряду напряжений). Металл, стоящий в этом ряду левее, является более активным и способен вытеснять металлы, стоящие правее, из растворов их солей.

Рассмотрим положение цинка ($Zn$) относительно металлов в предложенных солях:
... $K$ ... $Mg$ ... $Zn$ ... $Cu$ ... $Hg$ ... $Ag$ ...

С раствором сульфата калия
Химическая формула сульфата калия — $K_2SO_4$. Калий ($K$) стоит в ряду активности значительно левее цинка ($Zn$), следовательно, калий является более активным металлом. Цинк не может вытеснить калий из раствора его соли.

Ответ: реакция не протекает.

С раствором нитрата меди(II)
Химическая формула нитрата меди(II) — $Cu(NO_3)_2$. Цинк ($Zn$) стоит в ряду активности левее меди ($Cu$), следовательно, цинк является более активным металлом и будет вытеснять медь из раствора её соли. В результате реакции образуются нитрат цинка и металлическая медь.
Уравнение реакции:
$Zn + Cu(NO_3)_2 \rightarrow Zn(NO_3)_2 + Cu\downarrow$

Ответ: реакция протекает. Уравнение реакции: $Zn + Cu(NO_3)_2 \rightarrow Zn(NO_3)_2 + Cu$.

С раствором хлорида магния
Химическая формула хлорида магния — $MgCl_2$. Магний ($Mg$) стоит в ряду активности левее цинка ($Zn$), следовательно, магний является более активным металлом. Цинк не может вытеснить магний из раствора его соли.

Ответ: реакция не протекает.

С раствором нитрата серебра
Химическая формула нитрата серебра — $AgNO_3$. Цинк ($Zn$) стоит в ряду активности левее серебра ($Ag$), следовательно, цинк является более активным металлом и будет вытеснять серебро из раствора его соли. В результате реакции образуются нитрат цинка и металлическое серебро.
Уравнение реакции:
$Zn + 2AgNO_3 \rightarrow Zn(NO_3)_2 + 2Ag\downarrow$

Ответ: реакция протекает. Уравнение реакции: $Zn + 2AgNO_3 \rightarrow Zn(NO_3)_2 + 2Ag$.

С раствором хлорида ртути(II)
Химическая формула хлорида ртути(II) — $HgCl_2$. Цинк ($Zn$) стоит в ряду активности левее ртути ($Hg$), следовательно, цинк является более активным металлом и будет вытеснять ртуть из раствора её соли. В результате реакции образуются хлорид цинка и металлическая ртуть.
Уравнение реакции:
$Zn + HgCl_2 \rightarrow ZnCl_2 + Hg\downarrow$

Ответ: реакция протекает. Уравнение реакции: $Zn + HgCl_2 \rightarrow ZnCl_2 + Hg$.

5-117. С растворами каких из перечисленных солей будет реагировать алюминий: $PbCl_2$, $FeSO_4$, $KNO_3$, $Fe(NO_3)_3$, $BaI_2$? Запишите уравнения возможных реакций.

Чтобы определить, с какими из перечисленных солей будет реагировать алюминий, необходимо обратиться к электрохимическому ряду активности металлов. Металл может вытеснить другой металл из раствора его соли, если он стоит в ряду активности левее, то есть является более активным.

Фрагмент ряда активности металлов: ... K, Ba, ... Mg, Al, ... Zn, Fe, Pb, H, ...

Следует также учесть, что поверхность алюминия ($Al$) обычно покрыта прочной и химически инертной оксидной пленкой ($Al_2O_3$), которая препятствует реакции. Для протекания реакции эту пленку необходимо разрушить. В рамках данной задачи мы исходим из того, что условия для реакции созданы.

хлорид свинца(II)

Алюминий ($Al$) расположен в ряду активности левее свинца ($Pb$), что указывает на его большую химическую активность. Следовательно, алюминий способен вытеснять свинец из раствора его соли с образованием хлорида алюминия и металлического свинца.
Уравнение реакции: $2Al + 3PbCl_2 \rightarrow 2AlCl_3 + 3Pb\downarrow$

Ответ: алюминий будет реагировать с раствором хлорида свинца(II).

сульфат железа(II)

Алюминий ($Al$) находится в ряду активности левее железа ($Fe$), а значит, является более активным металлом. Поэтому алюминий вытесняет железо из раствора сульфата железа(II), образуя сульфат алюминия и металлическое железо.
Уравнение реакции: $2Al + 3FeSO_4 \rightarrow Al_2(SO_4)_3 + 3Fe\downarrow$

Ответ: алюминий будет реагировать с раствором сульфата железа(II).

нитрат калия

Калий ($K$) — щелочной металл, стоящий в самом начале ряда активности. Он значительно активнее алюминия. Поэтому алюминий не может вытеснить калий из раствора его соли.

Ответ: алюминий не будет реагировать с раствором нитрата калия.

нитрат железа(III)

Аналогично случаю с сульфатом железа(II), алюминий ($Al$) более активен, чем железо ($Fe$), и будет вытеснять его из раствора соли с образованием нитрата алюминия и металлического железа.
Уравнение реакции: $Al + Fe(NO_3)_3 \rightarrow Al(NO_3)_3 + Fe\downarrow$

Ответ: алюминий будет реагировать с раствором нитрата железа(III).

иодид бария

Барий ($Ba$) — щелочноземельный металл, который в ряду активности расположен левее алюминия и является более активным. Следовательно, алюминий не способен вытеснить барий из раствора его соли.

Ответ: алюминий не будет реагировать с раствором иодида бария.

5-118. Что произойдет, если в раствор сульфата меди(II) бросить кусочек натрия? Запишите уравнения возможных реакций.

Если в водный раствор сульфата меди(II) ($CuSO_4$) бросить кусочек металлического натрия ($Na$), то прямого вытеснения меди натрием из соли не произойдет. Натрий является очень активным щелочным металлом и, попадая в водный раствор, он в первую очередь бурно реагирует с водой.

Решение

Процесс будет протекать в две стадии:

1. Взаимодействие натрия с водой. Реакция протекает очень энергично, с выделением большого количества тепла и газообразного водорода. В результате образуется щелочь — гидроксид натрия.
Уравнение реакции:
$2Na + 2H_2O \rightarrow 2NaOH + H_2 \uparrow$

2. Взаимодействие образовавшегося гидроксида натрия с сульфатом меди(II). Продуктом этой реакции ионного обмена является нерастворимый гидроксид меди(II), который выпадает в осадок голубого цвета, и сульфат натрия, который остается в растворе.
Уравнение реакции:
$CuSO_4 + 2NaOH \rightarrow Cu(OH)_2 \downarrow + Na_2SO_4$

Таким образом, при добавлении натрия в раствор сульфата меди(II) мы будем наблюдать бурное выделение газа и образование голубого студенистого осадка.

Ответ: При добавлении натрия в раствор сульфата меди(II) произойдут две последовательные реакции. Сначала натрий прореагирует с водой с выделением водорода и образованием гидроксида натрия. Затем полученный гидроксид натрия прореагирует с сульфатом меди(II) с образованием голубого осадка гидроксида меди(II). Уравнения реакций:
$2Na + 2H_2O \rightarrow 2NaOH + H_2 \uparrow$
$CuSO_4 + 2NaOH \rightarrow Cu(OH)_2 \downarrow + Na_2SO_4$

5-119. Напишите уравнения реакций, в результате которых можно получить

а) хлорид алюминия

б) сульфат магния.

Постарайтесь найти возможно большее число принципиально разных способов.

а)

Для получения хлорида алюминия ($AlCl_3$) можно использовать следующие принципиально различные типы реакций:

1. Прямой синтез из простых веществ (металл + неметалл). Реакция протекает при нагревании.
$2Al + 3Cl_2 \xrightarrow{t} 2AlCl_3$

2. Взаимодействие металла с кислотой. Алюминий, как активный металл, реагирует с соляной кислотой с выделением водорода.
$2Al + 6HCl \rightarrow 2AlCl_3 + 3H_2\uparrow$

3. Взаимодействие амфотерного оксида с кислотой. Оксид алюминия реагирует с сильными кислотами.
$Al_2O_3 + 6HCl \rightarrow 2AlCl_3 + 3H_2O$

4. Реакция нейтрализации (амфотерный гидроксид + кислота).
$Al(OH)_3 + 3HCl \rightarrow AlCl_3 + 3H_2O$

5. Реакция замещения. Более активный металл алюминий вытесняет менее активный металл (например, медь) из раствора его соли.
$2Al + 3CuCl_2 \rightarrow 2AlCl_3 + 3Cu\downarrow$

6. Реакция ионного обмена между двумя солями, если в результате образуется нерастворимое вещество (осадок).
$Al_2(SO_4)_3 + 3BaCl_2 \rightarrow 2AlCl_3 + 3BaSO_4\downarrow$

Ответ:
$2Al + 3Cl_2 \xrightarrow{t} 2AlCl_3$
$2Al + 6HCl \rightarrow 2AlCl_3 + 3H_2\uparrow$
$Al_2O_3 + 6HCl \rightarrow 2AlCl_3 + 3H_2O$
$Al(OH)_3 + 3HCl \rightarrow AlCl_3 + 3H_2O$
$2Al + 3CuCl_2 \rightarrow 2AlCl_3 + 3Cu\downarrow$
$Al_2(SO_4)_3 + 3BaCl_2 \rightarrow 2AlCl_3 + 3BaSO_4\downarrow$

б)

Для получения сульфата магния ($MgSO_4$) можно использовать следующие принципиально различные типы реакций:

1. Взаимодействие металла с кислотой. Магний, как активный металл, реагирует с разбавленной серной кислотой.
$Mg + H_2SO_4 (разб.) \rightarrow MgSO_4 + H_2\uparrow$

2. Взаимодействие основного оксида с кислотой.
$MgO + H_2SO_4 \rightarrow MgSO_4 + H_2O$

3. Реакция нейтрализации (основание + кислота).
$Mg(OH)_2 + H_2SO_4 \rightarrow MgSO_4 + 2H_2O$

4. Взаимодействие соли слабой кислоты (угольной) с сильной кислотой (серной) с выделением газа.
$MgCO_3 + H_2SO_4 \rightarrow MgSO_4 + H_2O + CO_2\uparrow$

5. Реакция замещения. Более активный металл магний вытесняет менее активный металл (например, медь) из раствора его соли.
$Mg + CuSO_4 \rightarrow MgSO_4 + Cu\downarrow$

6. Реакция ионного обмена между двумя солями с образованием осадка.
$MgCl_2 + Ag_2SO_4 \rightarrow MgSO_4 + 2AgCl\downarrow$

7. Взаимодействие основного оксида с кислотным оксидом.
$MgO + SO_3 \rightarrow MgSO_4$

Ответ:
$Mg + H_2SO_4 (разб.) \rightarrow MgSO_4 + H_2\uparrow$
$MgO + H_2SO_4 \rightarrow MgSO_4 + H_2O$
$Mg(OH)_2 + H_2SO_4 \rightarrow MgSO_4 + 2H_2O$
$MgCO_3 + H_2SO_4 \rightarrow MgSO_4 + H_2O + CO_2\uparrow$
$Mg + CuSO_4 \rightarrow MgSO_4 + Cu\downarrow$
$MgCl_2 + Ag_2SO_4 \rightarrow MgSO_4 + 2AgCl\downarrow$
$MgO + SO_3 \rightarrow MgSO_4$

5-120. Напишите уравнения реакций, в результате которых можно получить

а) нитрат цинка,

б) хлорид меди(II).

Постарайтесь найти возможно большее число принципиально разных способов.

а) Способы получения нитрата цинка $Zn(NO_3)_2$

Нитрат цинка, соль металла средней активности и сильной азотной кислоты, можно получить несколькими принципиально различными способами, которые основаны на разных типах химических реакций и исходных веществах.

1. Взаимодействие металла с кислотой. Цинк стоит в ряду активности металлов до водорода, поэтому он реагирует с кислотами. С азотной кислотой реакция носит окислительно-восстановительный характер, и её продукты зависят от концентрации кислоты. Например, реакция с концентрированной азотной кислотой:

$Zn + 4HNO_3(\text{конц.}) \rightarrow Zn(NO_3)_2 + 2NO_2\uparrow + 2H_2O$

2. Взаимодействие амфотерного оксида с кислотой. Оксид цинка ($ZnO$) проявляет амфотерные свойства и реагирует с сильными кислотами с образованием соли и воды:

$ZnO + 2HNO_3 \rightarrow Zn(NO_3)_2 + H_2O$

3. Взаимодействие амфотерного гидроксида с кислотой. Гидроксид цинка ($Zn(OH)_2$), как и оксид, является амфотерным и вступает в реакцию нейтрализации с азотной кислотой:

$Zn(OH)_2 + 2HNO_3 \rightarrow Zn(NO_3)_2 + 2H_2O$

4. Взаимодействие соли цинка солеобразующей более слабой кислоты с азотной кислотой. Например, карбонат цинка реагирует с азотной кислотой, так как образуется слабая и неустойчивая угольная кислота, которая разлагается на воду и углекислый газ:

$ZnCO_3 + 2HNO_3 \rightarrow Zn(NO_3)_2 + H_2O + CO_2\uparrow$

5. Реакция обмена между двумя растворимыми солями. Эта реакция возможна, если один из продуктов реакции является нерастворимым веществом (выпадает в осадок). Нитрат цинка хорошо растворим в воде, поэтому нужно подобрать реагенты так, чтобы второй продукт был осадком. Например, реакция сульфата цинка с нитратом бария:

$ZnSO_4 + Ba(NO_3)_2 \rightarrow Zn(NO_3)_2 + BaSO_4\downarrow$

6. Вытеснение менее активного металла из его соли более активным. Цинк является более активным металлом, чем, например, медь, поэтому он может вытеснить её из раствора соли:

$Zn + Cu(NO_3)_2 \rightarrow Zn(NO_3)_2 + Cu\downarrow$

Ответ:

$Zn + 4HNO_3(\text{конц.}) \rightarrow Zn(NO_3)_2 + 2NO_2\uparrow + 2H_2O$

$ZnO + 2HNO_3 \rightarrow Zn(NO_3)_2 + H_2O$

$Zn(OH)_2 + 2HNO_3 \rightarrow Zn(NO_3)_2 + 2H_2O$

$ZnCO_3 + 2HNO_3 \rightarrow Zn(NO_3)_2 + H_2O + CO_2\uparrow$

$ZnSO_4 + Ba(NO_3)_2 \rightarrow Zn(NO_3)_2 + BaSO_4\downarrow$

$Zn + Cu(NO_3)_2 \rightarrow Zn(NO_3)_2 + Cu\downarrow$

б) Способы получения хлорида меди(II) $CuCl_2$

Хлорид меди(II), соль малоактивного металла и сильной соляной кислоты, можно получить следующими способами:

1. Прямой синтез из простых веществ. Медь реагирует с газообразным хлором при нагревании, образуя хлорид меди(II):

$Cu + Cl_2 \xrightarrow{t} CuCl_2$

2. Взаимодействие основного оксида с кислотой. Оксид меди(II) ($CuO$) является основным оксидом и легко растворяется в сильных кислотах, таких как соляная:

$CuO + 2HCl \rightarrow CuCl_2 + H_2O$

3. Взаимодействие нерастворимого основания с кислотой. Гидроксид меди(II) ($Cu(OH)_2$) — нерастворимое основание, которое вступает в реакцию нейтрализации с соляной кислотой:

$Cu(OH)_2 + 2HCl \rightarrow CuCl_2 + 2H_2O$

4. Взаимодействие соли меди солеобразующей более слабой кислоты с соляной кислотой. Карбонат меди(II) реагирует с соляной кислотой с выделением углекислого газа:

$CuCO_3 + 2HCl \rightarrow CuCl_2 + H_2O + CO_2\uparrow$

5. Реакция обмена между солями. По аналогии с получением нитрата цинка, можно провести реакцию между растворимой солью меди и растворимым хлоридом, если в результате образуется нерастворимая соль:

$CuSO_4 + BaCl_2 \rightarrow CuCl_2 + BaSO_4\downarrow$

6. Взаимодействие металла с кислотой в присутствии окислителя. Медь стоит в ряду активности после водорода и не вытесняет его из кислот-неокислителей. Однако в присутствии сильного окислителя, например, кислорода воздуха, реакция становится возможной:

$2Cu + 4HCl + O_2 \rightarrow 2CuCl_2 + 2H_2O$

Ответ:

$Cu + Cl_2 \xrightarrow{t} CuCl_2$

$CuO + 2HCl \rightarrow CuCl_2 + H_2O$

$Cu(OH)_2 + 2HCl \rightarrow CuCl_2 + 2H_2O$

$CuCO_3 + 2HCl \rightarrow CuCl_2 + H_2O + CO_2\uparrow$

$CuSO_4 + BaCl_2 \rightarrow CuCl_2 + BaSO_4\downarrow$

$2Cu + 4HCl + O_2 \rightarrow 2CuCl_2 + 2H_2O$

5-121. Напишите уравнения реакций, в результате которых можно получить

а) карбонат кальция,

б) хлорид натрия.

Постарайтесь найти максимальное число принципиально разных способов.

а) карбонат кальция

Карбонат кальция ($CaCO_3$) — это нерастворимая в воде соль. Существует несколько принципиально различных способов её получения, основанных на разных типах химических реакций.

1. Взаимодействие основного оксида с кислотным оксидом. Оксид кальция реагирует с диоксидом углерода:

   $CaO + CO_2 \rightarrow CaCO_3$

2. Взаимодействие основания с кислотным оксидом. Гидроксид кальция (известковая вода) реагирует с диоксидом углерода с образованием белого осадка. Эта реакция является качественной на углекислый газ:

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

3. Реакция ионного обмена между двумя растворимыми солями, в результате которой образуется нерастворимый карбонат кальция:

   $CaCl_2 + Na_2CO_3 \rightarrow CaCO_3 \downarrow + 2NaCl$

4. Термическое разложение гидрокарбоната кальция. При нагревании раствора гидрокарбоната кальция он разлагается с образованием осадка карбоната кальция (этот процесс обуславливает образование накипи):

   $Ca(HCO_3)_2 \xrightarrow{t} CaCO_3 \downarrow + H_2O + CO_2 \uparrow$

5. Вытеснение более слабой кислоты из её соли более сильной. Угольная кислота (образующаяся из $CO_2$ и $H_2O$) сильнее кремниевой, поэтому вытесняет её из силиката кальция:

   $CaSiO_3 + H_2O + CO_2 \rightarrow CaCO_3 \downarrow + H_2SiO_3 \downarrow$

6. Взаимодействие активного металла с кислотой. Металлический кальций реагирует с угольной кислотой:

   $Ca + H_2CO_3 \rightarrow CaCO_3 \downarrow + H_2 \uparrow$

Ответ:

$CaO + CO_2 \rightarrow CaCO_3$

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

$CaCl_2 + Na_2CO_3 \rightarrow CaCO_3 \downarrow + 2NaCl$

$Ca(HCO_3)_2 \xrightarrow{t} CaCO_3 \downarrow + H_2O + CO_2 \uparrow$

$CaSiO_3 + H_2O + CO_2 \rightarrow CaCO_3 \downarrow + H_2SiO_3 \downarrow$

$Ca + H_2CO_3 \rightarrow CaCO_3 \downarrow + H_2 \uparrow$

б) хлорид натрия

Хлорид натрия ($NaCl$) — это хорошо растворимая в воде соль. Рассмотрим различные способы её получения.

1. Прямой синтез из простых веществ — взаимодействие металлического натрия и газообразного хлора:

   $2Na + Cl_2 \rightarrow 2NaCl$

2. Реакция нейтрализации — взаимодействие щёлочи (гидроксида натрия) и кислоты (соляной кислоты):

   $NaOH + HCl \rightarrow NaCl + H_2O$

3. Взаимодействие основного оксида с кислотой:

   $Na_2O + 2HCl \rightarrow 2NaCl + H_2O$

4. Взаимодействие активного металла с кислотой:

   $2Na + 2HCl \rightarrow 2NaCl + H_2 \uparrow$

5. Реакция обмена между солью и кислотой, если в результате образуется газ. Например, соляная кислота вытесняет слабую и неустойчивую угольную кислоту из карбоната натрия:

   $Na_2CO_3 + 2HCl \rightarrow 2NaCl + H_2O + CO_2 \uparrow$

6. Реакция обмена между двумя солями, если один из продуктов реакции выпадает в осадок:

   $Na_2SO_4 + BaCl_2 \rightarrow 2NaCl + BaSO_4 \downarrow$

7. Реакция обмена между солью и основанием, если образуется газ или осадок. Взаимодействие соли аммония со щёлочью приводит к выделению газообразного аммиака:

   $NH_4Cl + NaOH \rightarrow NaCl + NH_3 \uparrow + H_2O$

8. Вытеснение менее активного галогена из его соли более активным. Хлор как более активный галоген вытесняет бром из бромида натрия:

   $2NaBr + Cl_2 \rightarrow 2NaCl + Br_2$

Ответ:

$2Na + Cl_2 \rightarrow 2NaCl$

$NaOH + HCl \rightarrow NaCl + H_2O$

$Na_2O + 2HCl \rightarrow 2NaCl + H_2O$

$2Na + 2HCl \rightarrow 2NaCl + H_2 \uparrow$

$Na_2CO_3 + 2HCl \rightarrow 2NaCl + H_2O + CO_2 \uparrow$

$Na_2SO_4 + BaCl_2 \rightarrow 2NaCl + BaSO_4 \downarrow$

$NH_4Cl + NaOH \rightarrow NaCl + NH_3 \uparrow + H_2O$

$2NaBr + Cl_2 \rightarrow 2NaCl + Br_2$

5-122. Напишите уравнения реакций, в результате которых образуется

а) хлорид алюминия,

б) сульфат магния.

Постарайтесь найти возможно большее число принципиально разных способов.

Хлорид алюминия ($AlCl_3$) можно получить несколькими принципиально разными способами, основанными на различных типах химических реакций:

• Взаимодействие простых веществ (прямой синтез) — реакция металлического алюминия с газообразным хлором при нагревании:
  $2Al + 3Cl_2 \xrightarrow{t} 2AlCl_3$
• Взаимодействие металла с кислотой — реакция алюминия с соляной кислотой с образованием соли и выделением водорода:
  $2Al + 6HCl \rightarrow 2AlCl_3 + 3H_2\uparrow$
• Взаимодействие амфотерного оксида с кислотой — реакция оксида алюминия с соляной кислотой с образованием соли и воды:
  $Al_2O_3 + 6HCl \rightarrow 2AlCl_3 + 3H_2O$
• Взаимодействие амфотерного гидроксида с кислотой (реакция нейтрализации):
  $Al(OH)_3 + 3HCl \rightarrow AlCl_3 + 3H_2O$
• Реакция обмена между двумя солями, если один из продуктов выпадает в осадок:
  $Al_2(SO_4)_3 + 3BaCl_2 \rightarrow 2AlCl_3 + 3BaSO_4\downarrow$
• Вытеснение менее активного металла из его соли более активным металлом:
  $Al + FeCl_3 \rightarrow AlCl_3 + Fe$
• Взаимодействие соли, образованной слабой кислотой, с сильной кислотой:
  $Al_2S_3 + 6HCl \rightarrow 2AlCl_3 + 3H_2S\uparrow$

Ответ: Хлорид алюминия можно получить реакциями: прямого синтеза из простых веществ (алюминия и хлора); взаимодействия алюминия, его оксида или гидроксида с соляной кислотой; реакции обмена между солью алюминия и другой солью (хлоридом) с образованием нерастворимого продукта; вытеснения алюминием менее активного металла из раствора его соли (хлорида); взаимодействия соли алюминия и слабой кислоты (например, сульфида) с сильной кислотой (соляной).

Сульфат магния ($MgSO_4$) также можно получить целым рядом различных способов:

• Взаимодействие металла с кислотой — реакция магния с разбавленной серной кислотой:
  $Mg + H_2SO_4(\text{разб.}) \rightarrow MgSO_4 + H_2\uparrow$
• Взаимодействие основного оксида с кислотой — реакция оксида магния с серной кислотой:
  $MgO + H_2SO_4 \rightarrow MgSO_4 + H_2O$
• Взаимодействие основания с кислотой (реакция нейтрализации):
  $Mg(OH)_2 + H_2SO_4 \rightarrow MgSO_4 + 2H_2O$
• Взаимодействие соли, образованной слабой кислотой, с сильной кислотой (с выделением газа):
  $MgCO_3 + H_2SO_4 \rightarrow MgSO_4 + H_2O + CO_2\uparrow$
• Вытеснение менее активного металла из его соли более активным металлом:
  $Mg + CuSO_4 \rightarrow MgSO_4 + Cu$
• Взаимодействие основного оксида с кислотным оксидом:
  $MgO + SO_3 \xrightarrow{t} MgSO_4$

Ответ: Сульфат магния можно получить реакциями: взаимодействия магния, его оксида или гидроксида с серной кислотой; взаимодействия соли магния и слабой кислоты (например, карбоната) с серной кислотой; вытеснения магнием менее активного металла из раствора его сульфата; прямого соединения основного оксида (оксида магния) с кислотным оксидом (оксидом серы VI).

5-123. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения веществ:

а) Калий $ \rightarrow $ Гидроксид калия $ \rightarrow $ Карбонат калия $ \rightarrow $ Нитрат калия $ \rightarrow $ Сульфат калия;

б) Цинк $ \rightarrow $ Хлорид цинка $ \rightarrow $ Гидроксид цинка $ \rightarrow $ Оксид цинка $ \rightarrow $ Нитрат цинка;

в) Медь $ \rightarrow $ Оксид меди(II) $ \rightarrow $ Сульфат меди(II) $ \rightarrow $ Гидроксид меди(II) $ \rightarrow $ Оксид меди(II) $ \rightarrow $ Хлорид меди(II);

г) Углерод $ \rightarrow $ Углекислый газ $ \rightarrow $ Карбонат натрия $ \rightarrow $ Карбонат кальция $ \rightarrow $ Углекислый газ;

д) Водород $ \rightarrow $ Вода $ \rightarrow $ Гидроксид натрия $ \rightarrow $ Карбонат натрия $ \rightarrow $ Нитрат натрия;

е) Сера $ \rightarrow $ Сероводород $ \rightarrow $ Сульфид натрия $ \rightarrow $ Сульфид железа(II) $ \rightarrow $ Сероводород.

а) Калий → Гидроксид калия → Карбонат калия → Нитрат калия → Сульфат калия

Решение:

1. Для получения гидроксида калия из калия необходимо провести реакцию калия с водой. Калий является активным щелочным металлом и бурно реагирует с водой, образуя щелочь (гидроксид калия) и выделяя водород.
$2K + 2H_2O \rightarrow 2KOH + H_2\uparrow$

2. Чтобы получить карбонат калия из гидроксида калия, нужно провести реакцию щелочи с кислотным оксидом, в данном случае с углекислым газом ($CO_2$).
$2KOH + CO_2 \rightarrow K_2CO_3 + H_2O$

3. Для превращения карбоната калия в нитрат калия можно использовать реакцию обмена с азотной кислотой ($HNO_3$). Так как угольная кислота слабее азотной, она вытесняется из соли, разлагаясь на воду и углекислый газ.
$K_2CO_3 + 2HNO_3 \rightarrow 2KNO_3 + H_2O + CO_2\uparrow$

4. Получение сульфата калия из нитрата калия возможно при реакции с концентрированной серной кислотой при нагревании. Серная кислота, как менее летучая, вытесняет более летучую азотную кислоту из её соли.
$2KNO_3 + H_2SO_4(конц.) \xrightarrow{t} K_2SO_4 + 2HNO_3\uparrow$

Ответ:
$2K + 2H_2O \rightarrow 2KOH + H_2\uparrow$
$2KOH + CO_2 \rightarrow K_2CO_3 + H_2O$
$K_2CO_3 + 2HNO_3 \rightarrow 2KNO_3 + H_2O + CO_2\uparrow$
$2KNO_3 + H_2SO_4(конц.) \xrightarrow{t} K_2SO_4 + 2HNO_3\uparrow$

б) Цинк → Хлорид цинка → Гидроксид цинка → Оксид цинка → Нитрат цинка

Решение:

1. Хлорид цинка можно получить, проведя реакцию металлического цинка с соляной кислотой. Цинк стоит в ряду активности металлов до водорода, поэтому он вытесняет водород из кислоты.
$Zn + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 + H_2\uparrow$

2. Для получения гидроксида цинка из его хлорида необходимо провести реакцию обмена с щелочью (например, с гидроксидом натрия). Гидроксид цинка является нерастворимым основанием и выпадает в осадок.
$ZnCl_2 + 2NaOH \rightarrow Zn(OH)_2\downarrow + 2NaCl$

3. Оксид цинка получают термическим разложением гидроксида цинка. При нагревании нерастворимые гидроксиды металлов разлагаются на соответствующий оксид и воду.
$Zn(OH)_2 \xrightarrow{t} ZnO + H_2O$

4. Оксид цинка, являясь амфотерным (в данном случае проявляя основные свойства), реагирует с кислотами. Для получения нитрата цинка нужно провести реакцию с азотной кислотой.
$ZnO + 2HNO_3 \rightarrow Zn(NO_3)_2 + H_2O$

Ответ:
$Zn + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 + H_2\uparrow$
$ZnCl_2 + 2NaOH \rightarrow Zn(OH)_2\downarrow + 2NaCl$
$Zn(OH)_2 \xrightarrow{t} ZnO + H_2O$
$ZnO + 2HNO_3 \rightarrow Zn(NO_3)_2 + H_2O$

в) Медь → Оксид меди(II) → Сульфат меди(II) → Гидроксид меди(II) → Оксид меди(II) → Хлорид меди(II)

Решение:

1. Оксид меди(II) получают путём окисления меди кислородом при нагревании.
$2Cu + O_2 \xrightarrow{t} 2CuO$

2. Оксид меди(II) является основным оксидом и реагирует с кислотами. Для получения сульфата меди(II) его нужно смешать с серной кислотой.
$CuO + H_2SO_4 \rightarrow CuSO_4 + H_2O$

3. Гидроксид меди(II) — нерастворимое основание. Его получают реакцией обмена между растворимой солью меди(II) (сульфатом меди(II)) и щелочью.
$CuSO_4 + 2NaOH \rightarrow Cu(OH)_2\downarrow + Na_2SO_4$

4. Гидроксид меди(II) при нагревании разлагается на оксид меди(II) и воду.
$Cu(OH)_2 \xrightarrow{t} CuO + H_2O$

5. Для получения хлорида меди(II) из оксида меди(II) снова используем реакцию основного оксида с кислотой, на этот раз с соляной.
$CuO + 2HCl \rightarrow CuCl_2 + H_2O$

Ответ:
$2Cu + O_2 \xrightarrow{t} 2CuO$
$CuO + H_2SO_4 \rightarrow CuSO_4 + H_2O$
$CuSO_4 + 2NaOH \rightarrow Cu(OH)_2\downarrow + Na_2SO_4$
$Cu(OH)_2 \xrightarrow{t} CuO + H_2O$
$CuO + 2HCl \rightarrow CuCl_2 + H_2O$

г) Углерод → Углекислый газ → Карбонат натрия → Карбонат кальция → Углекислый газ

Решение:

1. Углекислый газ ($CO_2$) образуется при сжигании углерода в избытке кислорода.
$C + O_2 \xrightarrow{t} CO_2$

2. Углекислый газ — кислотный оксид, который реагирует со щелочами. Для получения карбоната натрия его пропускают через раствор гидроксида натрия.
$CO_2 + 2NaOH \rightarrow Na_2CO_3 + H_2O$

3. Карбонат кальция — нерастворимая соль. Её можно получить по реакции обмена, смешав раствор карбоната натрия с раствором соли кальция, например, хлорида кальция.
$Na_2CO_3 + CaCl_2 \rightarrow CaCO_3\downarrow + 2NaCl$

4. Углекислый газ можно снова получить из карбоната кальция либо его разложением при сильном нагревании (прокаливание известняка), либо действием сильной кислоты.
$CaCO_3 \xrightarrow{t} CaO + CO_2\uparrow$

Ответ:
$C + O_2 \xrightarrow{t} CO_2$
$CO_2 + 2NaOH \rightarrow Na_2CO_3 + H_2O$
$Na_2CO_3 + CaCl_2 \rightarrow CaCO_3\downarrow + 2NaCl$
$CaCO_3 \xrightarrow{t} CaO + CO_2\uparrow$

д) Водород → Вода → Гидроксид натрия → Карбонат натрия → Нитрат натрия

Решение:

1. Вода образуется в результате реакции горения (окисления) водорода в кислороде.
$2H_2 + O_2 \xrightarrow{t} 2H_2O$

2. Гидроксид натрия (щелочь) можно получить реакцией активного металла натрия с водой.
$2Na + 2H_2O \rightarrow 2NaOH + H_2\uparrow$

3. Карбонат натрия образуется при реакции гидроксида натрия с углекислым газом.
$2NaOH + CO_2 \rightarrow Na_2CO_3 + H_2O$

4. Нитрат натрия получают, действуя на карбонат натрия азотной кислотой.
$Na_2CO_3 + 2HNO_3 \rightarrow 2NaNO_3 + H_2O + CO_2\uparrow$

Ответ:
$2H_2 + O_2 \xrightarrow{t} 2H_2O$
$2Na + 2H_2O \rightarrow 2NaOH + H_2\uparrow$
$2NaOH + CO_2 \rightarrow Na_2CO_3 + H_2O$
$Na_2CO_3 + 2HNO_3 \rightarrow 2NaNO_3 + H_2O + CO_2\uparrow$

е) Сера → Сероводород → Сульфид натрия → Сульфид железа(II) → Сероводород

Решение:

1. Сероводород ($H_2S$) получают прямым синтезом из простых веществ — серы и водорода — при нагревании.
$H_2 + S \xrightarrow{t} H_2S$

2. Сероводород проявляет свойства слабой кислоты и реагирует со щелочами, образуя соль (сульфид) и воду.
$H_2S + 2NaOH \rightarrow Na_2S + 2H_2O$

3. Сульфид железа(II) — нерастворимое соединение. Его можно получить реакцией обмена между раствором сульфида натрия и раствором соли железа(II), например, сульфата железа(II).
$Na_2S + FeSO_4 \rightarrow FeS\downarrow + Na_2SO_4$

4. Сероводород можно снова получить, подействовав на сульфид железа(II) сильной кислотой (например, соляной).
$FeS + 2HCl \rightarrow FeCl_2 + H_2S\uparrow$

Ответ:
$H_2 + S \xrightarrow{t} H_2S$
$H_2S + 2NaOH \rightarrow Na_2S + 2H_2O$
$Na_2S + FeSO_4 \rightarrow FeS\downarrow + Na_2SO_4$
$FeS + 2HCl \rightarrow FeCl_2 + H_2S\uparrow$