Задания 32 (C2) (2016). Реакции, подтверждающие взаимосвязь различных классов неорганических веществ.

1) При разложении нитратов щелочных металлов образуется нитрит щелочного металла и выделяется кислород:

2NaNO₃  →  2NaNO₂ + O₂↑ (нагрев)

2) При нагревании нитритов с аммонийными солями образуется неустойчивый нитрит аммония, который разлагается до азота и воды:

NaNO₂ + NH₄I   → NaI + N₂↑ + 2H₂O (нагрев)

3) При взаимодействии иодидов с пероксидом водорода в сернокислой среде выделяется молекулярный йод:

2NaI + H₂O₂ + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + I₂↓ + 2H₂O

4) При взаимодействии йода с горячим раствором щелочи протекает реакция диспропорционирования, в результате которой молекулярный йод окисляется до I⁺⁵ и восстанавливается до I^-1:

3I₂ + 6NaOH_(р−р) → NaIO₃ + 5NaI + 3H₂O

1) При пропускании аммиака через раствор сульфата железа (II) протекает реакция обмена с образованием гидроксида железа (II):

FeSO₄ + 2NH₃ + 2H₂O → Fe(OH)₂↓ + (NH₄)₂SO₄

2) При действии концентрированной азотной кислоты на гидроксид железа (II) железо окисляется с образованием нитрата железа (III) и выделением бурого газа - диоксида азота:

Fe(OH)₂ + 4HNO_3(конц.) → Fe(NO₃)₃ + NO₂↑ + 3H₂O

3) При добавлении к раствору нитрата железа (III) карбоната натрия в осадок выпадает гидроксид железа (III) и выделяется углекислый газ:

2Fe(NO₃)₃ + 3K₂CO₃ + 3H₂O → 2Fe(OH)₃↓ + 6KNO₃ + 3CO₂↑

4) При пропускании диоксида азота через раствор щелочи N⁺⁵ диспропорционирует с образованием нитрата и нитрита кальция:

2Ca(OH)₂ + 4NO₂ → Ca(NO₃)₂ + Ca(NO₂)₂ + 2H₂O

1) Калий является более активным металлом по сравнению с алюминием, поэтому способен вытеснять его из соли:

3K + AlCl₃ → Al + 3KCl (нагревание без доступа воздуха)

2) Алюминий – амфотерный металл, поэтому взаимодействует с растворами щелочей с образованием комплексных солей:

2Al + 2KOH + 6H₂O → 2K[Al(OH)₄] + 3H₂↑

3) При пропускании углекислого газа через раствор комплексной соли выпадает белый осадок гидроксида алюминия и образуется гидрокарбонат калия:

K[Al(OH)₄] + CO₂ → Al(OH)₃↓ + KHCO₃

4) При добавлении к гидрокарбонату калия сульфата железа (III) протекает реакция обмена с образованием гидроксида железа (III) и выделением углекислого газа:

6KHCO₃ + Fe₂(SO₄)₃ → 2Fe(OH)₃↓ + 3K₂SO₄ + 6CO₂↑

1) Пероксид водорода проявляет восстановительные свойства в реакции с оксидом серебра, при этом выделяется кислород и образуется металлическое серебро:

H₂O₂ + Ag₂O → 2Ag↓ + O₂↑ + H₂O (нагрев)

2) Выделившийся кислород участвует в окислительно-восстановительной реакции с сульфидом серы, окисляя ее до диоксида:

2ZnS + 3O₂ → 2ZnO + 2SO₂↑ (нагрев)

3) Оксид цинка проявляет амфотерные свойства, реагируя с кислотами и щелочами. При растворении оксида цинка в концентрированном растворе щелочи образуются комплексные соли – тетрагидроксоцинкаты:

ZnO + 2NaOH + H₂O → Na₂[Zn(OH)₄]

4) При прокаливании тетрагидроксоцинкаты, теряя воду, превращаются в цинкаты:

Na₂[Zn(OH)₄] → Na₂ZnO₂ + 2H₂O (нагрев)

1) При высоких температурах хром окисляется галогенами. При пропускании над ним избытка хлора, брома или йода образуется галогенид хрома (III):

2Cr + 3Cl₂ → 2CrCl₃ (нагревание)

2) Хлорид хрома (III), как и другие его соединения, окисляется до соединений хрома (VI) преимущественно в щелочной среде. В данной реакции за желтую окраску раствора отвечает образующийся хромат натрия:

2CrCl₃ + 3H₂O₂ + 10NaOH → 2Na₂CrO₄ + 6NaCl + 8H₂O

3) Образующийся хромат натрия в растворах кислот переходит в бихромат натрия – соль ярко-оранжевого цвета:

2Na₂CrO₄ + H₂SO_4(разб.) → Na₂Cr₂O₇ + Na₂SO₄ + H₂O

4) Действием окислителей оксид меди (I) переводится в раствор с образованием солей двухвалентной меди:

3Cu₂O + Na₂Cr₂O₇ + 10H₂SO₄ → 6CuSO₄ + Cr₂(SO₄)₃ + Na₂SO₄ + 10H₂O

1) Хлорид кальция вступает в обменную реакцию с раствором серной кислоты, в результате чего образуется малорастворимая соль - сульфат кальция:

CaCl₂ + H₂SO₄ → CaSO₄↓ + 2HCl↑

2) Дихромат калия способен восстанавливаться до соединений хрома (III) преимущественно в кислой среде:

K₂Cr₂O_7(тв.) + 14HCl_(конц.) → 2CrCl₃ + 2KCl + 3Cl₂↑ + 7H₂O

3) Хлорид железа (II) способен окисляться до хлорида железа (III) при действии хлора:

2FeCl₂ + Cl₂ → 2FeCl₃

4) Железо (III) не образует солей карбонат-анионом, поэтому при взаимодействии с карбонатом натрия выпадает гидроксид трехвалентного железа:

2FeCl₃ + 3Na₂CO₃ + 3H₂O → 2Fe(OH)₃↓ + 6NaCl + 3CO₂↑

1) Оксид меди (II) можно восстановить до металлической меди действием различных восстановителей (H₂, CO, C, Al, NH₃):

CuO + H₂ → Cu + H₂O (нагревание)

2) Медь расположена в ряду стандартных электродных потенциалов правее водорода и не вытесняет его из разбавленных растворов кислот. Медь взаимодействует только с кислотами-окислителями (HNO₃, H₂SO_4(конц.) и т.д.):

Cu + 2H₂SO_4(конц.) → CuSO₄ + SO₂↑ + 2H₂O

3) При пропускании через раствор сульфата меди (II) раствора иодида калия образуется иодид одновалентной меди и выделяется молекулярный йод:

2CuSO₄ + 4KI → 2CuI + I₂↓ + 2K₂SO₄

4) При взаимодействии молекулярных йода и хлора в растворе щелочи хлор выступает окислителем, восстанавливаясь до Cl^-1, йод – восстановителем, окисляясь до I⁺⁵:

5Cl₂ + I₂ + 12NaOH → 2NaIO₃ + 10NaCl + 6H₂O

1) Более сильная бромоводородная кислота способна вытеснить более слабую угольную из ее соли, в результате чего выделяется диоксид углерода:

KHCO₃ + HBr → KBr + CO₂↑ + H₂O

2) Действием восстановителей соединения хрома (VI) восстанавливаются до соединений хрома (III) преимущественно в кислой среде:

K₂Cr₂O₇ + 6KBr + 7H₂SO₄ → Cr₂(SO₄)₃ + 3Br₂ + 4K₂SO₄ + 7H₂O

3) Галогены (F₂, Cl₂, Br₂) способны окислить алюминий до галогенида алюминия:

2Al + 3Br₂ → 2AlBr₃

4) Хлорид алюминия вступает в обменную реакцию с сульфидом натрия, при этом образующийся сульфид алюминия сразу же гидролизуется с образованием гидроксида алюминия и сероводорода (реакция совместного гидролиза хлорида алюминия и сульфида натрия):

2AlBr₃ + 3Na₂S + 6H₂O → 2Al(OH)₃↓ + 6NaBr + 3H₂S↑

1) Между растворами нитрата кальция и фосфата натрия протекает обменная реакция, в результате которой в осадок выпадает фосфат кальция:

3Ca(NO₃)₂ + 2Na₃PO₄ → Ca₃(PO₄)₂↓ + 6NaNO₃

2) Окислительная способность фосфата кальция проявляется только при значительном нагревании в присутствии сильных восстановителей. Сплавление фосфата кальция с коксом и кремнеземом при температуре около 1600^oC является реакцией получения фосфора:

2Ca₃(PO₄)₂ + 6SiO₂ + 10C → 4P + 6CaSiO₃ + 10CO↑

3) Фосфор окисляется всеми галогенами, кислородом, серой, а также некоторыми сложными веществами. В концентрированной азотной кислоте фосфор превращается в ортофосфорную кислоту, при этом выделяется диоксид азота:

P + 5HNO_3(конц.) → H₃PO₄ + 5NO₂↑ + H₂O

4) Бурый газ – диоксид азота при пропускании через раствор щелочи диспропорционирует, окисляясь до N⁺⁵ и восстанавливаясь до N⁺³:

2Ba(OH)₂ + 4NO₂ → Ba(NO₃)₂ + Ba(NO₂)₂ + 2H₂O

1) При проведении электролиза раствора нитрата меди (II) с использованием инертного анода (графита, платины) на электродах протекают конкурирующие процессы с участием воды. Поскольку медь находится в ряду стандартных электродных потенциалов правее водорода, поэтому на катоде преимущественно происходит восстановление катиона меди, обладающего большей окислительной активностью. На аноде в первую очередь будут окисляться анионы OH⁻, обладающие большей по сравнению с NO₃^2- восстановительной активностью:

2Cu(NO₃)₂ + 2H₂O → 2Cu + O₂↑ + 4HNO₃ (электролиз)

2) При сжигании натрия в кислороде или на воздухе образуется пероксид натрия:

2Na + O₂ → Na₂O₂

3) Пероксид натрия энергично реагирует с водой с выделением тепла (образуются щелочь и пероксид водорода):

Na₂O₂ + 2H₂O → 2NaOH + H₂O₂

4) Сульфат хрома (III) способен окислиться до хромата действием окислителей в щелочной среде:

Cr₂(SO₄)₃ + 3H₂O₂ + 10NaOH → 2Na₂CrO₄ + 3Na₂SO₄ + 8H₂O

1) Нитрат серебра вступил в обменную реакцию с хлоридом натрия, в результате чего выделился белый творожистый осадок – хлорид серебра:

AgNO₃ + NaCl → AgCl↓ + NaNO₃

2) Нитраты щелочных металлов при нагревании разлагаются с образованием нитритов и выделением кислорода:

2NaNO₃ → 2NaNO₂ + O₂↑ (нагревание)

3) Нитрит натрия за счет N⁺³ является восстановителем и под действием сильного окислителя - перманганата калия окисляется до N⁺⁵, превращаясь в нитрат:

3NaNO₂ + 2KMnO₄ + H₂O → 2MnO₂↓ + 2KOH + 3NaNO₃

4) При обычных условиях диоксид марганца относительно инертное вещество. По при нагревании с кислотами проявляет окислительные свойства, например, способен окислить концентрированную соляную кислоту до хлора:

MnO₂ + 4HCl_(конц.) → MnCl₂ + Cl₂↑ + 2H₂O (нагревание)

1) При пропускании через раствор щелочи кислотного оксида – углекислого газа образуется кислая соль – гидрокарбонат натрия:

NaOH + CO₂ → NaHCO₃

2) При прокаливании гидрокарбоната натрия образуется средняя соль – карбонат натрия и выделяется углекислый газ:

2NaHCO₃ → Na₂CO₃ + CO₂↑ + H₂O (нагревание)

3) При взаимодействии карбоната натрия с бромидом железа (III) в водном растворе в осадок выпадает гидроксид железа (III) и выделяется углекислый газ (карбонат железа (III) не существует):

2FeBr₃ + 3Na₂CO₃ + 3H₂O → 6NaBr + 2Fe(OH)₃↓ + 3CO₂↑

4) С иодоводородной кислотой гидроксид железа (III) вступает в окислительно-восстановительную реакцию, в результате которой Fe⁺³ восстанавливается до Fe⁺² и выделяется молекулярный йод:

2Fe(OH)₃ + 6HI → 2FeI₂ + I₂↓ + 6H₂O

1) При взаимодействии кислой соли – гидрокарбоната натрия с гидроксидом натрия образуется средняя соль – карбонат натрия:

NaHCO₃ + NaOH → Na₂CO₃ + H₂O

2) В результате взаимодействия карбоната натрия с бромидом хрома (III) в растворе выпадает осадок гидроксид хрома (III) и выделяется углекислый газ:

3Na₂CO₃ + 2CrBr₃ + 3H₂O → 2Cr(OH)₃↓ + 6NaBr + 3CO₂↑

3) Гидроксид хрома (III) в щелочной среде под действием окислителей окисляется до соединений хрома (VI), в данном случае до хромата калия:

2Cr(OH)₃ + 4KOH + 3H₂O₂ → 2K₂CrO₄ + 8H₂O (нагревание)

4) Хроматы неустойчивы в щелочном растворе, поэтому при добавлении к ним раствора серной кислоты образуются дихроматы:

2K₂CrO₄ + H₂SO₄ → K₂Cr₂O₇ + K₂SO₄ + H₂O

1) При разложении кислой соли – гидрокарбоната натрия образуется средняя соль – карбонат натрия и выделяется углекислый газ:

2NaHCO₃ → Na₂CO₃ + CO₂↑ + H₂O (нагревание)

2) При взаимодействии карбоната натрия с раствором бромида алюминия в осадок выпадает гидроксид алюминия (III) и выделяется углекислый газ:

3Na₂CO₃ + 2AlBr₃ + 3H₂O → 2Al(OH)₃↓ + 6NaBr + 3CO₂↑

3) Нерастворимое вещество с амфотерными свойствами – гидроксид алюминия хорошо растворяется в растворах как в кислотах, так и в основаниях:

Al(OH)₃ + 3HNO₃ → Al(NO₃)₃ + 3H₂O

4) При пропускании избытка углекислого газа через раствор силиката калия в осадок выпадает более слабая нерастворимая кремниевая кислота и образуется гидрокарбонат калия:

K₂SiO₃ + 2H₂O + 2CO₂ → Н₂SiO₃↓ + 2KНCO₃

1) При проведении электролиза раствора нитрата меди (II) с использованием инертного анода (графита, платины) на электродах протекают конкурирующие процессы с участием воды. Поскольку медь находится в ряду стандартных электродных потенциалов правее водорода, поэтому на катоде преимущественно происходит восстановление катиона меди, обладающего большей окислительной активностью. На аноде в первую очередь будут окисляться анионы OH⁻, обладающие большей по сравнению с NO₃^- восстановительной активностью:

2Cu(NO₃)₂ + 2H₂O → 2Cu + O₂↑ + 4HNO₃ (электролиз)

2) Медь расположена в ряду стандартных электродных потенциалов правее водорода и не вытесняет его из разбавленных растворов кислот. Медь взаимодействует только с кислотами-окислителями (HNO₃, H₂SO_4(конц.) и т.д.):

Cu + 2H₂SO_4(конц.) → CuSO₄ + SO₂↑ + 2H₂O

3) При взаимодействии диоксида серы с сероводородом протекает реакция сопропорционирования, в результате которой S⁺⁴ восстанавливается, а S^-2 окисляется до молекулярной серы:

SO₂ + 2H₂S → 3S↓ + 2H₂O

4) Сера, диспропорционируя, взаимодействует с расплавленными щелочами аналогично галогенам, в результате чего образуются сульфиты (S⁺⁴) и сульфиды (S^-2):

3S + 6KOH → K₂SO₃ + 2K₂S + 3H₂O

1) При разложении кислой соли – гидрокарбоната натрия образуется средняя соль – карбонат натрия и выделяется углекислый газ:

2NaHCO₃ → Na₂CO₃ + CO₂↑ + H₂O (нагревание)

2) Алюминий, бериллий и цинк - единственные три металла, способные реагировать с щелочами:

2Al + 2KOH + 6H₂O → 2K[Al(OH)₄] + 3H₂↑

3) При пропускании кислотного оксида – углекислого газа через раствор комплексной соли – тетрагидроксоалюмината натрия комплекс разрушается, в результате чего образуется гидрокарбонат натрия и в осадок выпадает гидроксид алюминия:

K[Al(OH)₄] + CO₂ → Al(OH)₃↓ + KHCO₃

4) При взаимодействии щелочи – гидроксида бария и кислой соли – гидрокарбоната натрия образуются средние соли – карбонаты натрия и бария, выпадающего в осадок:

Ba(OH)₂ + 2NaHCO₃ → Na₂CO₃ + BaCO₃↓ + 2H₂O

1) При сливании растворов хлорида бария и фосфата натрия протекает обменная реакция, в результате чего в осадок выпадает фосфат бария и образуется хлорид натрия:

3BaCl₂ + 2Na₃PO₄ → Ba₃(PO₄)₂↓ + 6NaCl

2) При проведении электролиза раствора хлорида натрия с использованием инертного анода (графита, платины), на электродах протекают конкурирующие процессы с участием воды. Поскольку натрий расположен в ряду стандартных электродных потенциалов левее водорода, то на катоде преимущественно происходит восстановление катиона водорода, обладающего большей окислительной активностью. На аноде в первую очередь будут окисляться анионы Cl^-, обладающие большей по сравнению с OH^- восстановительной активностью:

2NaCl + 2H₂O → 2NaOH + Cl₂↑ + H₂↑ (электролиз)

3) При пропускании хлора через горячий раствор гидроксида калия протекает окислительно-восстановительная реакция, в результате которой молекулярный хлор диспропорционирует на Cl⁺⁵ и Cl-:

6KOH + 3Cl₂ → KClO₃ + 5KCl + 3H₂O

4) Оксид хрома (III) – это амфотерный оксид, в щелочном растворе в присутствии окислителя окисляется до хромата (с хлоридом калия реакция не протекает):

Cr₂O₃ + KClO₃ + 4KOH → 2K₂CrO₄ + KCl + 2H₂O

1) На реакции взаимодействия аммиака с кислородом при высоких давлении и температуре в присутствии катализатора основан промышленный способ получения моноксида азота:

4NH₃ + 5O₂ → 4NO + 6H₂O (кат. Pt, Cr₂O₃, t, p)

2) Образующийся моноксид азота окисляется кислородом при комнатной температуре и атмосферном давлении до диоксида азота:

2NO + O₂ → 2NO₂

3) При пропускании бурого газа – диоксида азота через раствор гидроксида натрия протекает окислительно-восстановительная реакция, в результате которой N⁺⁴ диспропорционирует на N⁺⁵ и N⁺³:

2NaOH + 2NO₂ → NaNO₃ + NaNO₂ + H₂O

4) Перманганат калия способен окислить нитрит натрия до нитрата, при этом сам в условиях щелочной среды превращается до манганата:

NaNO₂ + 2KMnO₄ + 2KOH → 2K₂MnO₄ + NaNO₃ + H₂O

1) При взаимодействии кислотного оксида – оксида серы (VI) с водой образуется серная кислота:

SO₃ + H₂O → H₂SO₄

2) При действии на порошок иодида калия концентрированной серной кислоты протекает окислительно-восстановительная реакция, в результате которой образуются кристаллы простого вещества – йода и выделяется сероводород (реакция твердого KI с концентрированной серной кислотой протекает с образованием сероводорода и кислой соли - гидросульфата калия):

8KI_(тв.) + 9H₂SO_4(конц.) → 8KHSO₄ + 4I₂↓ + H₂S↑ + 4H₂O

3) Алюминий легко реагирует с галогенами, в данном случае образуется иодид алюминия:

2Al + 3I₂ → 2AlI₃

4) При взаимодействии иодида алюминия с водным раствором карбонатом натрия в осадок выпадает гидроксид алюминия и выделяется углекислый газ (соли карбоната алюминия не существует):

2AlI₃ + 3Na₂CO₃ + 3H₂O → 2Al(OH)₃↓ + 6NaI + 3CO₂↑

1) Кальций является щелочноземельным металлом, поэтому активно взаимодействует с неметаллами. Реакция кальция с фосфором протекает при нагревании, в результате чего образуется красновато-коричневое вещество - фосфид кальция:

3Ca + 2P → Ca₃P₂  (нагревание)

2) Фосфид кальция легко гидролизуется с образованием щелочи – гидроксида кальция и выделением бесцветного ядовитого газа с запахом гнилой рыбы - фосфина:

Ca₃P₂ + 6H₂O → 3Ca(OH)₂ + 2PH₃

3) Гидроксид кальция вступает в обменную реакцию с сульфитом натрия, в результате которой в осадок выпадает сульфид кальция:

Ca(OH)₂ + Na₂SO3 → CaSO₃↓ + 2NaOH

4) Перманганат натрия способен окислить фосфин в присутствии щелочи до фосфата, при этом сам превращается в манганат:

PH₃ + 8NaMnO₄ + 11NaOH → Na₃PO₄ + 8Na₂MnO₄ + 7H₂O