Реакции, подтверждающие взаимосвязь различных классов неорганических веществ.

(группа заданий С2)

Задания этого типа предназначены для проверки знаний химических свойств основных классов неорганических соединений и их названий, общих закономерностей протекания химических реакций, знаний генетической взаимосвязи неорганических веществ, а также понимания терминологии, используемой для описания опытов. Условия этого задания включают описание конкретного химического эксперимента, ход которого отражается посредством уравнений соответствующих реакций. Это приводит к усилению практической направленности задан

Щелочные металлы и их соединения.

1. Щелочные металлы.

Щелочные металлы легко реагируют с неметаллами:

2K + I₂ = 2KI

2Na + H₂ = 2NaH

6Li + N₂ = 2Li₃N (реакция идет уже при комнатной температуре)

3K + P = K₃P

2Na + S = Na₂S

2Na + 2C = Na₂C₂

В реакциях с кислородом каждый щелочной металл проявляет свою индивидуальность: при горении на воздухе литий образует оксид, натрий – пероксид, калий – надпероксид.

4Li + O₂ = 2Li₂O

2Na + O₂ = Na₂O₂

K + O₂ = KO₂

Получение оксида натрия:

10Na + 2NaNO₃ = 6Na₂O + N₂ ↑

2Na + Na₂O₂ = 2Na₂O

2Na + 2NaOН = 2Na₂O + Н₂↑

Взаимодействие с водой приводит к образованию щелочи и водорода.

2Na + 2H₂O = 2NaOH + H₂↑

Взаимодействие с кислотами:

2Na + 2HCl = 2NaCl + H₂↑

8Na + 5H₂SO_4(конц.) = 4Na₂SO₄ + H₂S + 4H₂O

2Li + 3H₂SO_4(конц.) = 2LiHSO₄ + SO₂ + 2H₂O

8Na + 10HNO₃ = 8NaNO₃ + NH₄NO₃ + 3H₂O

При взаимодействии с аммиаком образуются амиды и водород:

2Li + 2NH₃ = 2LiNH₂ + H₂ ↑

Взаимодействие с органическими соединениями:

Н ─ C ≡ С ─ Н + 2Na → Na ─ C≡C ─ Na + H₂

2CH₃Cl + 2Na → C₂H₆ + 2NaCl

2C₆H₅OH + 2Na → 2C₆H₅ONa + H₂↑

2СН₃ОН + 2Na → 2 CH₃ONa + H₂↑

2СH₃COOH + 2Na → 2CH₃COOONa + H₂↑

Качественной реакцией на щелочные металлы является окрашивание пламени их катионами. Ион Li⁺ окрашивает пламя в кармино-красный цвет, ион Na⁺ – в желтый, К⁺ – в фиолетовый

2. Соединения щелочных металлов

1. Оксиды.

Оксиды щелочных металлов типичные основные оксиды. Вступают в реакции с кислотными и амфотерными оксидами, кислотами, водой.

3Na₂O + P₂O₅ = 2Na₃PO₄

Na₂O + Al₂O₃ = 2NaAlO₂

Na₂O + 2HCl = 2NaCl + H₂O

Na₂O + 2H⁺ = 2Na⁺ + H₂O

Na₂O + H₂O = 2NaOH

2. Пероксиды.

2Na₂O₂ + CO₂ = 2Na₂CO₃ + O₂↑

Na₂O₂ + CO = Na₂CO₃

Na₂O₂ + SO₂ = Na₂SO₄

2Na₂O + O₂ = 2Na₂O₂

Na₂O + NO + NO₂ = 2NaNO₂

2Na₂O₂ = 2Na₂O + O₂↑

Na₂O₂ + 2H₂O (хол.) = 2NaOH + H₂O₂

2Na₂O₂ + 2H₂O (гор.) = 4NaOH + O₂↑

Na₂O₂ + 2HCl = 2NaCl + H₂O₂

2Na₂O₂ + 2H₂SO_{4 (разб.гор.)} = 2Na₂SO₄ + 2H₂O + O₂↑

2Na₂O₂ + S = Na₂SO₃ + Na₂O

5Na₂O₂ + 8H₂SO₄ + 2KMnO₄ = 5O₂ + 2MnSO₄ + 8H₂O + 5Na₂SO₄ + K₂SO₄

Na₂O₂ + 2H₂SO₄ + 2NaI = I₂ + 2Na₂SO₄ + 2H₂O

Na₂O₂ + 2H₂SO₄ + 2FeSO₄ = Fe₂(SO₄)₃ + Na₂SO₄ + 2H₂O

3Na₂O₂ + 2Na₃[Cr(OH)₆] = 2Na₂CrO₄ + 8NaOH + 2H₂O

3. Основания (щелочи).

2NaOH_{(избыток)} + CO₂ = Na₂CO₃ + H₂O

NaOH + CO_{2 (избыток)} = NaHCO₃

SO₂ + 2NaOH _{(избыток)} = Na₂SO₃ + H₂O

SiO₂ + 2NaOH Na₂SiO₃ + H₂O

2NaOH + Al₂O₃ 2NaAlO₂ + H₂O

2NaOH + Al₂O₃ + 3H₂O = 2Na[Al(OH)₄]

NaOH + Al(OH)₃ = Na[Al(OH)₄]

2NaOH + 2Al + 6Н₂О = 2Na[Al(OH)₄] + 3Н₂

2NO₂ + 2NaOH = NaNO₃ + NaNO₂ + H₂O

P₂O₅ + 4NaOH = 2Na₂HPO₄ + H₂O

2KOH + 2NO₂ + O₂ = 2KNO₃ + H₂O

KOH + KHCO₃ = K₂CO₃ + H₂O

2NaOH + Si + H₂O = Na₂SiO₃ + H₂

3KOH + P₄ + 3H₂O = 3KH₂PO₂ + PH₃↑

2KOH_{(холодный)} + Cl₂ = KClO + KCl + H₂O

6KOH_{(горячий)} + 3Cl₂ = KClO₃ + 5KCl + 3H₂O

6NaOH + 3S = 2Na₂S + Na₂SO₃ + 3H₂O

4. Соли.

2NaNO₃ 2NaNO₂ + O₂

Na₂CO₃ + 2NH₄Cl = 2NaCl + CO₂ + 2NH₃ + Н₂О

NaHCO₃ + HNO₃ = NaNO₃ + CO₂ + H₂O

5NaNO₂ + 2KMnO₄ + 3H₂SO₄ = 5NaNO₃ + 2MnSO₄ + K₂SO₄ + 3H₂O

NaNO₃ + 4Zn + 7NaOH + 6H₂O = 4Na₂[Zn(OH)₄] + NH₃↑

NaI → Na⁺ + I^–

на катоде: 2Н₂О + 2e → H₂ + 2OH^– 1

на аноде : 2I^– – 2e → I₂ 1

2Н₂О + 2I^– H₂ + 2OH^– + I₂

2H₂O + 2NaI H₂ + 2NaOH + I₂

8KI + 5H₂SO_4(конц.) = 4K₂SO₄ + H₂S + 4I₂ + 4H₂O

2NaCl 2Na + Cl₂

на катоде на аноде

Na₂SO₄ + Ba(OH)₂ = BaSO₄↓ + 2NaOH

2Na₂HPO₄ Na₄P₂O₇ + H₂O

KNO₃ + 4Mg + 6H₂O = NH₃ + 4Mg(OH)₂ + KOH

4KClO₃ KCl + 3KClO₄

2KClO₃ 2KCl + 3O₂

KClO₃ + 6HCl = KCl + 3Cl₂↑ + 3H₂O

Na₂SO₃ + S = Na₂S₂O₃

Na₂S₂O₃ + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + S↓ + SO₂↑ + H₂O

2NaI + Br₂ = 2NaBr + I₂

2NaBr + Cl₂ = 2NaCl + Br₂

I a группа.

1. Над поверхностью налитого в колбу раствора едкого натра пропускали электрические разряды, при этом воздух в колбе окрашивался в бурый цвет, который исчезает через некоторое время. Полученный раствор осторожно выпарили и установили, что твердый остаток представляет собой смесь двух солей. При нагревании этой смеси выделяется газ и остается единственное вещество. Напишите уравнения описанных реакций.

2. Вещество, выделяющееся на катоде при электролизе расплава хлорида натрия, сожгли в кислороде. Полученный продукт поместили в газометр, наполненный углекислым газом. Образовавшееся вещество добавили в раствор хлорида аммония и раствор нагрели. Напишите уравнения описанных реакций.

3) Азотную кислоту нейтрализовали пищевой содой, нейтральный раствор осторожно выпарили и остаток прокалили. Образовавшееся вещество внесли в подкисленный серной кислотой раствор перманганата калия, при этом раствор обесцветился. Азотсодержащий продукт реакции поместили в раствор едкого натра и добавили цинковую пыль, при этом выделился газ с резким запахом. Напишите уравнения описанных реакций.

4) Вещество, полученное на аноде при электролизе раствора иодида натрия с инертными электродами, внесли в реакцию с калием. Продукт реакции нагрели с концентрированной серной кислотой, и выделившийся газ пропустили через горячий раствор хромата калия. Напишите уравнения описанных реакций

5) Вещество, полученное на катоде при электролизе расплава хлорида натрия, сожгли в кислороде. Поученный продукт последовательно обработали сернистым газом и раствором гидроксида бария. Напишите уравнения описанных реакций

6) Белый фосфор растворяется в растворе едкого кали с выделением газа с чесночным запахом, который самовоспламеняется на воздухе. Твердый продукт реакции горения прореагировал с едким натром в таком соотношении, что в образовавшемся веществе белого цвета содержится один атом водорода; при прокаливании последнего вещества образуется пирофосфат натрия. Напишите уравнения описанных реакций

7) Неизвестный металл сожгли в кислороде. Продукт реакции, взаимодействует с углекислым газом, образует два вещества: твердое, которое взаимодействует с раствором соляной кислоты с выделением углекислого газа, и газообразное простое вещество, поддерживающее горение. Напишите уравнения описанных реакций.

8) Через избыток раствора едкого кали пропустили бурый газ в присутствии большого избытка воздуха. В образовавшийся раствор добавили магниевую стружку и нагрели, выделившимся газом нейтрализовали азотную кислоту. Полученный раствор осторожно выпарили, твердый продукт реакции прокалили. Напишите уравнения описанных реакций.

9) При термическом разложении соли А в присутствии диоксида марганца образовались бинарная соль Б и газ, поддерживающий горение и входящий в состав воздуха; при нагревании этой соли без катализатора образуются соль Б и соль высшей кислородсодержащей кислоты. При взаимодействии соли А с соляной кислотой выделяется желто-зеленый газ (простое вещество) и образуется соль Б. Соль Б окрашивает пламя в фиолетовый цвет, при ее взаимодействии с раствором нитрата серебра выпадает осадок белого цвета. Напишите уравнения описанных реакций.

10) К нагретой концентрированной серной кислотой добавили медную стружку и выделившийся газ пропустили через раствор едкого натра (избыток). Продукт реакции выделили, растворили в воде и нагрели с серой, которая в результате проведения реакции растворилась. В полученный раствор добавили разбавленную серную кислоту. Напишите уравнения описанных реакций.

11) Поваренную соль обработали концентрированной серной кислотой. Полученную соль обработали гидроксидом натрия. Полученный продукт прокалили с избытком угля. Выделившийся при этом газ прореагировал в присутствии катализатора с хлором. Напишите уравнения описанных реакций.

12) Натрий прореагировал с водородом. Продукт реакции растворили в воде, при этом образовался газ, реагирующий с хлором, а полученный раствор при нагревании прореагировал с хлором с образованием смеси двух солей. Напишите уравнения описанных реакций.

13) Натрий сожгли в избытке кислорода, полученное кристаллическое вещество поместили в стеклянную трубку и пропустили через неё углекислый газ. Газ, выходящий из трубки, собрали и сожгли в его атмосфере фосфор. Полученное вещество нейтрализовали избытком раствора гидроксида натрия. Напишите уравнения описанных реакций.

14) К раствору, полученному в результате взаимодействия пероксида натрия с водой при нагревании, добавили раствор соляной кислоты до окончания реакции. Раствор образовавшейся соли подвергли электролизу с инертными электродами. Газ, образовавшийся в результате электролиза на аноде, пропустили через суспензию гидроксида кальция. Напишите уравнения описанных реакций.

15) Через раствор гидроксида натрия пропустили сернистый газ до образования средней соли. К полученному раствору прилили водный раствор перманганата калия. Образовавшийся осадок отделили и подействовали на него соляной кислотой. Выделившийся газ пропустили через холодный раствор гидроксида калия. Напишите уравнения описанных реакций.

16) Смесь оксида кремния (IV) и металлического магния прокалили. Полученное в результате реакции простое вещество обработали концентрированным раствором гидроксида натрия. Выделившийся газ пропустили над нагретым натрием. Образовавшееся вещество поместили в воду. Напишите уравнения описанных реакций.

17) Продукт взаимодействия лития с азотом обработали водой. Полученный газ пропустили через раствор серной кислоты до прекращения химических реакций. Полученный раствор обработали раствором хлорида бария. Раствор профильтровали, а фильтрат смешали с раствором нитрата натрия и нагрели. Напишите уравнения описанных реакций.

18) Натрий нагрели в атмосфере водорода. При добавлении к полученному веществу воды наблюдали выделение газа и образование прозрачного раствора. Через этот раствор пропустили бурый газ, который был получен в результате взаимодействия меди с концентрированным раствором азотной кислоты. Напишите уравнения описанных реакций.

19) Гидрокарбонат натрия прокалили. Полученную соль растворили в воде и смешали с раствором алюминия, в результате образовался осадок и выделился бесцветный газ. Осадок обработали избытком раствора азотной кислоты, а газ пропустили через раствор силиката калия. Напишите уравнения описанных реакций.

20) Натрий сплавили с серой. Образовавшееся соединение обработали соляной кислотой, выделившийся газ нацело прореагировал с оксидом серы (IV). Образовавшееся вещество обработали концентрированной азотной кислотой. Напишите уравнения описанных реакций.

21) Натрий сожгли в избытке кислорода. Образовавшееся вещество обработали водой. Полученную смесь прокипятили, после чего в горячий раствор добавили хлор. Напишите уравнения описанных реакций.

22) Калий нагрели в атмосфере азота. Полученное вещество обработали избытком соляной кислоты, после чего к образовавшейся смеси солей добавили суспензию гидроксида кальция и нагрели. Полученный газ пропустили рад раскаленным оксидом меди (II).Напишите уравнения описанных реакций.

23) Калий сожгли в атмосфере хлора, образовавшуюся соль обработали избытком водного раствора нитрата серебра. Выпавший осадок отфильтровали, фильтрат выпарили т осторожно нагрели. Образовавшуюся соль обработали водным раствором брома. Напишите уравнения описанных реакций.

24) Литий прореагировал с водородом. Продукт реакции растворили в воде, при этом образовался газ, реагирующий с бромом, а полученный раствор при нагревании прореагировал с хлором с образованием смеси двух солей. Напишите уравнения описанных реакций.

25) Натрий сожгли на воздухе. Образовавшееся при этом твердое вещество поглощает углекислый газ с выделением кислорода и соли. Последнюю соль растворили в соляной кислоте, а к полученному при этом раствору добавили раствор нитрата серебра. При этом выпал белый осадок. Напишите уравнения описанных реакций.

26) Кислород подвергли воздействию электроразряда в озонаторе. Полученный газ пропустили через водный раствор йодида калия, при этом выделился новый газ без цвета и запаха, поддерживающий горение и дыхание. В атмосфере последнего газа сожгли натрий, а полученное при этом твердое вещество прореагировало с углекислым газом. Напишите уравнения описанных реакций.