9. Взаимосвязь классов неорганических соединений

Схема превращений: 

              +Al        +H₂SO_4(разб.)
Fe₂O₃     →      X        →        Y

Этой схеме могут соответствовать следующие реакции:

1) Fe₂O₃ + 2Al → 2Fe + Al₂O₃

Алюмотермия. Реакция замещения. Более активный алюминий замещает собой железо из оксида, вытесняя его. Промышленная реакция.

2) H₂SO₄ + Fe → H₂ + FeSO₄

Разбавленная серная кислота не является "кислотой-окислителем", поэтому с железом реагирует типично. Происходит реакция замещения, железо замещает собой водород, вытесняя его. Получаются молекулярный водород и соль железа, при этом железо находится в степени окисления +2, что типично для реакций железа с простыми кислотами.

Следовательно, X - железо, Y - сульфат железа (II).

Переводим этот предварительный ответ в последовательность цифр, соответствующих нужным веществам.

Схема превращений: 

       _HCl
FeO → X → Y → Fe(OH)₃

Этой схеме могут соответствовать следующие реакции:

1) FeO + 2HCl → FeCl₂ + H₂O

Взаимодействие основного оксида с кислотой. Так как соляная кислота слабый окислитель, то не происходит окислительно-восстановительной реакции, железо не меняет свою степень окисления. Следовательно, получается соль с железом со степенью окисления +2, как и в изначальном оксиде. FeCl₂ подходит нам как X.

2) 2FeCl₂ + Cl₂ → 2FeCl₃

3NaOH + FeCl₃ → 3NaCl + Fe(OH)₃

Из хлорида железа (II) нужно получить такое вещество, из которого возможно получить гидроксид железа (III). Рассмотрим вещества из списка как предшественников нужному гидроксиду: из оксидов железа нельзя получить этот гидроксид железа, оксиды железа не реагируют с водой, при действии щелочей получаются соли, а не гидроксид. Из сульфида железа (II) не получить гидроксид, так как соль нерастворима и достаточно устойчива. Хлорид железа (II) уже участвовал в схеме. Из хлорида железа (III) возможно получить нужный гидроксид железа при взаимодействии с щелочью, также этот хлорид можно получить из прошлого хлорида при взаимодействии с хлором. FeCl₃ подходит нам как Y.

Следовательно, X - FeCl₂, Y - FeCl₃.

Переводим этот предварительный ответ в последовательность цифр, соответствующих нужным веществам.

Схема превращений: 
               _+Y
SO₃ → X → H₂S

Этой схеме могут соответствовать следующие реакции:

1) SO₃ + H₂O → H₂SO₄ 

Из серного ангидрида можно получить только серосодержащее вещество. Из списка это: серная кислота, сульфид цинка, сульфат калия. Но из серного ангидрида в одну стадию мы можем получить только кислоту и сульфат. Допустим, подходит сульфат. Тогда думаем, что из списка подойдет к нему для получения сульфида. Если подумать, что вторая реакция - окислительно-восстановительная (ОВР), то нет. Водород и медь не реагируют с сульфатом калия. При реакции сульфата с серной кислотой получится гидросульфат, что тоже не подходит. С сульфидом цинка тоже чуда не произойдет, во-первых ни у кого нет водорода из этой пары, во-вторых сульфат калия не реагирует с сульфидом цинка, т.к. сульфид цинка - нерастворим. Получается, что в таком случае к сульфату калия ничего не подходит, следовательно, подходит не он, а серная кислота.

2) H₂SO₄ + ZnS → H₂S + ZnSO₄

Ищем второй реагент для второй реакции. Про реакцию серной кислоты и сульфата калия описано выше. Она не подходит. С водородом серная кислота не реагирует. При реакции с медью возможна ОВР, но преимущественно будет выделяться SO₂, а не H₂S, поэтому не подходит. Остается сульфид цинка, и он нам подходит. При реакции сульфида цинка с разбавленной серной кислотой происходит реакция ионного обмена, представленная выше, а не ОВР. 

Следовательно, X - 3) H₂SO₄, Y - 4) ZnS.

Переводим этот предварительный ответ в последовательность цифр, соответствующих нужным веществам.

Схема превращений: 

                  _Y
ZnO → X → Zn(NO₃)₂

Этой схеме могут соответствовать следующие реакции:

1)  ZnO + 2HCl → ZnCl₂ + H₂O

В одну стадию неорганические реакции веществ с ионным строением могут идти чаще всего лишь по металлу или по остальной части. В данной ситуации нам из всего списка удовлетворяет лишь гидроксид цинка и хлорид цинка, остальное получить в одну стадию нельзя. Но в одну стадию получить гидроксид нельзя, оксид цинка - амфотерный, он не может реагировать с водой. 

Поэтому подходит хлорид цинка, наиболее эффективный способ получения - реакция его с соляной кислотой.

2)  ZnCl₂ + 2AgNO₃ → Zn(NO₃)₂ + 2AgCl

Цинк может получить нитрат- анион лишь после реакции с нитрат-содержащим веществом. Из списка это нитрат калия и нитрат серебра. При смешивании хлорида цинка и нитрата калия реакции не будет, так как не выполняются условия реакции соли с солью (ионного обмена): не образуется газа, воды или осадка. А с хлоридом серебра реакция будет, ведь получится осадок хлорида серебра. При этом получается нитрат серебра. Поэтому он подходит.

Следовательно, X - ZnCl₂, Y - AgNO₃.

Переводим этот предварительный ответ в последовательность цифр, соответствующих нужным веществам.

Схема превращений:
                _KOH
CuO → X → Y

Этой схеме могут соответствовать следующие реакции:

1) CuO + 2HCl → H₂O + CuCl₂

Мы не сможем получить ничего, кроме хлорида меди (II) в 1 реакции, наиболее эффективный способ получения - нейтрализация соляной кислотой.

2) CuCl₂ + 2KOH → Cu(OH)₂ + 2KCl

При взаимодействии соли и основания получается новое основание и новая соль (ионный обмен), так как это не окислительно-восстановительная реакция, то получаем гидроксид меди той же ее степени окисления.

Следовательно, X - CuCl₂, Y - Cu(OH)₂

Переводим этот предварительный ответ в последовательность цифр, соответствующих нужным веществам.

Cu → X →(KOH) Y → CuO 1. Cu → X:Рассмотрим предложенные варианты: CuCl₂, CuS, Cu(OH)₂, Cu₂S, Cu₃(PO₄)₂. Все они могут быть получены из меди в соответствующих реакциях. 2. X →(KOH) Y: Ключевой момент здесь — реакция с гидроксидом калия (KOH). Это подсказывает, что X должен реагировать со щелочью. Из предложенных вариантов подходит только CuCl₂ (1), образуя Cu(OH)₂: CuCl₂ + 2KOH → Cu(OH)₂↓ + 2KCl 3. Y → CuO: Вещество Y должно легко разлагаться до оксида меди(II) (CuO). Гидроксид меди(II) (Cu(OH)₂) как раз обладает таким свойством: Cu(OH)₂ →(t) CuO + H₂O Таким образом, X - это CuCl₂ (1), а Y - это Cu(OH)₂ (3).

Ответ: 13

Правильный ответ - 4) Al и H2SO4 (разб.) Вот почему: 

Fe₂O₃→ Fe: Алюминий (Al) является достаточно сильным восстановителем, чтобы восстановить оксид железа(III) (Fe₂O₃) до металлического железа (Fe): Fe₂O₃ + 2Al → Al₂O₃ + 2Fe

Fe → FeSO₄: Разбавленная серная кислота (H₂SO₄) реагирует с железом (Fe) с образованием сульфата железа(II) (FeSO₄) и водорода (H₂): Fe + H₂SO₄(разб.) → FeSO₄ + H₂↑ Остальные варианты не подходят, так как:

1. Концентрированная H₂SO₄ пассивирует железо, образуя на его поверхности оксидную пленку, препятствующую дальнейшей реакции. Водород (H₂) может восстановить Fe₂O₃, но концентрированная серная кислота не даст нужный продукт.

2. Углерод (С) может восстановить Fe₂O₃ при высокой температуре, но сульфат натрия (Na₂SO₄) не будет реагировать с железом с образованием FeSO₄.

3. Медь (Cu) менее активна, чем железо, и не может вытеснить его из соединений. Поэтому медь не сможет восстановить Fe₂O₃.

СaCO₃ + 2HCl = CaCl₂ + H₂O + CO₂

CaCl₂ + Na₂CO₃ = CaCO₃ + 2NaCl

Ответ: 1

FeCl₂ + 2NaOH = Fe(OH)₂ + 2NaCl

4Fe(OH)₂ + O₂ + 2H₂O = 4Fe(OH)₃ 

2Fe(OH)₃ -(t^o)> Fe₂O₃ + 3H₂O

Ответ: 25

Схема превращений: 

ZnO → X₁ → X₂ → Zn(OH)₂

Этой схеме могут соответствовать следующие реакции:

1) ZnO + 2HCl → ZnCl₂ + H₂O

Из оксида цинка нужно получить какое-то вещество, из которого можно сделать другое вещество, и из этого другого вещества нужно будет получить гидроксид цинка.

Из оксида цинка нельзя получить в одну реакцию гидроксид цинка. Оксид цинка не реагирует с водой, при сплавлении с щелочью даст соль и воду, а при добавлении водного раствора щелочи даст комплексную соль. 

Зато из оксида цинка можно получить соль - хлорид цинка, например, при реакции оксида с соляной кислотой. Следовательно, вещество Х₁ - ZnCl₂.

2) ZnCl₂ + 2AgNO₃ → Zn(NO₃)₂ + 2AgCl

Zn(NO₃)₂ + 2NaOH → Zn(OH)₂ + 2NaNO₃

Так как вещество Х₁ - ZnCl₂, то как Х₂ возможны только оксид цинка и нитрат цинка. Если мы получим оксид цинка, то не сможем в дальнейшем получить гидроксид цинка в одну реакцию, как мы выяснили ранее.

Расмотрим нитрат цинка: его можно получить из хлорида цинка, например, при взаимодействии с другой нитратсодержащей солью. Из нитрата цинка возможно получить гидроксид цинка, например при взаимодействии с недостатком щелочи. Следовательно, вещество Х₂ - Zn(NO₃)₂.

Таким образом, X₁ - ZnCl₂, X₂ -  Zn(NO₃)₂.

Переводим этот предварительный ответ в цифру, соответствующую нужной паре веществ.

Для превращения Оксида Марганца(IV) в Хлор необходимо добавить соляную кислоту. Будет протекать ОВР с образованием хлорида и чистого хлора. Вещество Х получается под номером 1. Если провести реакцию с хлором - повторно в продуктах он не образуется, будет лишь хлорид. Далее проводим вторую реакцию: добавляем щелочь при нагревании. В результате данной реакции образуются две соли - Хлорид калия и Хлорат калия (Бертолетова соль). Среди представленных веществ выбираем вещество под номером 4.

NO₂ → N₂: Диоксид азота (NO₂) восстанавливается до азота (N₂). Из предложенных вариантов в качестве восстановителя может выступать аммиак (NH₃) (5): 8NH₃ + 6NO₂ = 7N₂ + 12H₂O (или другие варианты реакции в зависимости от условий)

N₂ → Y: Азот (N₂) окисляется кислородом (O₂) при высокой температуре. Продуктом этой реакции является оксид азота (NO) (3) или N₂O₃. В предложенных вариантах NO (3) присутствует. N₂ + O₂ = 2NO Таким образом, X - это NH₃ (5), а Y - это NO (3).

Ответ: 53

Для получения NO из NO₂ в данной задаче нам подойдет в-во X как HNO₃ и вещество Y как Cu.

2NO₂ + H₂O = HNO₃ + HNO₂

8HNO₃ + 3Cu = 3Cu(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O

Ответ: 52

Для того, чтобы найти подходящее под Х вещество, нам обязательно надо, чтобы в нем был NO₃^- анион для получения азотной кислоты в ходе РИО.

NaNO₃(тв.) + H₂SO₄(конц.) → HNO₃↑ + NaHSO₄

Для получения NO из азотной кислоты, нам нужен металл, чтобы в ходе ОВР нужный нам газ выделился.

3Cu + 8HNO₃ = 3Cu(NO₃)₂ + 2NO↑ + 4H₂O

Ответ: 52.

Чтобы из сульфида натрия получить серы можно подействовать на соль бромом, который вытеснит из соединения серу. Чтобы получить из серы серную кислоту, нужно окислить серу сильным окислителем- азотной кислотой.

Правильный ответ:34

1. Превращение Cr₂O₃ (X)→ Сr:
   Реакция алюминотермии (восстановление оксида хрома(III) алюминием):
   Cr₂O₃+2Al→ 2Cr+Al₂O₃
   X = Al (2).

2. Реакция Cr с HCl (конц.):
   Взаимодействие Cr с концентрированной HCl при нагревании приводит к образованию хлорида хрома(II):
   2Cr+4HCl (конц.)→2CrCl₂+2H₂↑
   Продукт Y = CrCl₂ (4).

Правильный ответ: 24

1. Проанализируем задание и запишем уравнения реакций:

Перед нами цепочка из 2 уравнений реакций (одна стрелочка = одно уравнение).

Х и Y – вещества, которые нужно прибавить, так как они рассположен над стрелкой.

По условиям в первой реакции необходимо из соли аммония получить аммиак, добавив вещество Х. Сделать это можно добавив к соли аммония щёлочь. При этом образуется гидроксид аммония, который является неустойчивым соединением и разлагается на аммиак и воду. Из предложенных веществ щёлочью является только гидроксид кальция:

(1) 2NH₄Cl + Ca(OH)₂ = CaCl₂ + 2NH₃↑ + 2H₂O

Во второй реакции из аммиака получают простое вещество - азот, действием вещества Y. Под Y подходит O₂, так как при сгорании аммиака в кислороде без участия катализатора образуется азот:

(2) 4NH₃ + 3O₂ = 2N₂ + 6H₂O

2. Запишем ответ.

NO можно получить окисляя вещества разб. азотной кислотой, например,  Fe 

Чтобы получить азотную кислоту из NO₂, следует растворить оксид в воде в кислородом(окислителем).

Правильный ответ: 41

Fe(OH)₃ → X: Гидроксид железа(III) может быть преобразован в оксид железа(III) (Fe₂O₃) или в другие соединения. Однако, наиболее логичным вариантом является превращение в оксид железа(III): 2Fe(OH)₃→Fe₂O₃+3H₂O

Таким образом, X = Fe₂O₃

X → (+HCl) Y: Оксид железа(III) (Fe₂O₃) реагирует с соляной кислотой (HCl), образуя хлорид железа(III) (FeCl₃):

Fe₂O₃+6HCl→2FeCl₃+3H₂O

Таким образом, Y = FeCl₃

Правильный ответ: 13