28. Взаємоз’язок між класами неорганічних речовин (§ 32)

• Назад до змісту

28.1. Розташуйте запропоновані речовини за порядком, що характеризує генетичний зв’язок між класами речовин. (Урахуйте можливість перебігу перетворень лише в одну стадію.) Запишіть відповідні рівняння реакцій.

Порядок речовин: Цинк $\rightarrow$ цинк оксид $\rightarrow$ цинк нітрат $\rightarrow$ цинк гідроксид.

Рівняння реакцій:

1. $2\text{Zn} + \text{O}_2 \xrightarrow{t^\circ} 2\text{ZnO}$
2. $\text{ZnO} + 2\text{HNO}_3 \rightarrow \text{Zn(NO}_3)_2 + \text{H}_2\text{O}$
3. $\text{Zn(NO}_3)_2 + 2\text{NaOH} \rightarrow \text{Zn(OH)}_2\downarrow + 2\text{NaNO}_3$

28.2. Запишіть рівняння реакцій, за якими можна здійснити перетворення. За потреби зазначте умови їх проведення.

1. $\text{K}_2\text{S} + \text{FeCl}_2 \rightarrow \text{FeS}\downarrow + 2\text{KCl}$
2. $\text{H}_2\text{SO}_3 + 2\text{LiOH} \rightarrow \text{Li}_2\text{SO}_3 + 2\text{H}_2\text{O}$
3. $\text{Na}_2\text{SO}_4 + \text{BaCl}_2 \rightarrow \text{BaSO}_4\downarrow + 2\text{NaCl}$
4. $\text{H}_2\text{S} + 2\text{KOH} \rightarrow \text{K}_2\text{S} + 2\text{H}_2\text{O}$
5. $\text{SO}_2 + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{H}_2\text{SO}_3$
6. $\text{SO}_3 + 2\text{NaOH} \rightarrow \text{Na}_2\text{SO}_4 + \text{H}_2\text{O}$
7. $2\text{H}_2\text{S} + 3\text{O}_2 \xrightarrow{t^\circ} 2\text{SO}_2 + 2\text{H}_2\text{O}$
8. $2\text{SO}_2 + \text{O}_2 \xrightarrow{t^\circ, \text{V}_2\text{O}_5} 2\text{SO}_3$
9. $\text{S} + \text{H}_2 \xrightarrow{t^\circ} \text{H}_2\text{S}$
10. $\text{S} + \text{O}_2 \xrightarrow{t^\circ} \text{SO}_2$
11. $2\text{S} + 3\text{O}_2 \xrightarrow{t^\circ, \text{V}_2\text{O}_5} 2\text{SO}_3$

28.3. Запишіть рівняння реакцій, за якими можна здійснити запропоновані перетворення. Зверніть увагу, що всі додаткові реактанти мають використовуватися лише один раз. Яке (які) перетворення виявилося заскладним? Чому?

Рівняння реакцій із унікальними додатковими реактантами:

1. $3\text{Li}_2\text{O} + 2\text{H}_3\text{PO}_4 \rightarrow 2\text{Li}_3\text{PO}_4\downarrow + 3\text{H}_2\text{O}$
2. $\text{Li}_3\text{PO}_4 + 3\text{HNO}_3 \rightarrow 3\text{LiNO}_3 + \text{H}_3\text{PO}_4$
3. $\text{Li}_2\text{SO}_4 + \text{Ba(NO}_3)_2 \rightarrow 2\text{LiNO}_3 + \text{BaSO}_4\downarrow$
4. $\text{Li}_2\text{O} + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{Li}_2\text{SO}_4 + \text{H}_2\text{O}$
5. $4\text{Li} + \text{O}_2 \xrightarrow{t^\circ} 2\text{Li}_2\text{O}$
6. $\text{Li}_3\text{PO}_4 + 3\text{HBr} \rightarrow 3\text{LiBr} + \text{H}_3\text{PO}_4$
7. $\text{LiCl} + \text{AgNO}_3 \rightarrow \text{LiNO}_3 + \text{AgCl}\downarrow$
8. $2\text{LiBr} + \text{Ag}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{Li}_2\text{SO}_4 + 2\text{AgBr}\downarrow$
9. $2\text{Li} + \text{Br}_2 \rightarrow 2\text{LiBr}$
10. $2\text{LiBr} + \text{Cl}_2 \rightarrow 2\text{LiCl} + \text{Br}_2$
11. $\text{LiOH} + \text{HCl} \rightarrow \text{LiCl} + \text{H}_2\text{O}$
12. $2\text{Li} + 2\text{H}_2\text{O} \rightarrow 2\text{LiOH} + \text{H}_2\uparrow$

Перетворення 2 ($\text{Li}_3\text{PO}_4 \rightarrow \text{LiNO}_3$) та 6 ($\text{Li}_3\text{PO}_4 \rightarrow \text{LiBr}$) є заскладними, оскільки нерозчинна сіль $\text{Li}_3\text{PO}_4$ розчиняється в сильних кислотах ($\text{HNO}_3$, $\text{HBr}$) з утворенням слабкої розчинної ортофосфатної кислоти $\text{H}_3\text{PO}_4$. У результаті реакції обидва продукти залишаються у розчині, тому виділити чисті солі $\text{LiNO}_3$ чи $\text{LiBr}$ практично неможливо без додаткових розділювальних стадій.

28.4. Сіро-сріблястий метал, що притягується магнітом, прореагував із надлишком газоподібного хлору. Утворилася сполука, у якій метал виявляє ступінь окиснення +3. Її розчинили у воді й додали надлишок розчину лугу. Утворений осад відфільтрували і прожарили. Твердий залишок червоно-коричневого кольору обробили воднем за нагрівання й отримали початковий метал. Складіть ланцюжок перетворень і запишіть відповідні рівняння реакцій. Чи можна здійснити перетворення у зворотному напрямку? Поясніть свою думку.

Ланцюжок перетворень:
$\text{Fe} \rightarrow \text{FeCl}_3 \rightarrow \text{Fe(OH)}_3 \rightarrow \text{Fe}_2\text{O}_3 \rightarrow \text{Fe}$

Рівняння реакцій:

1. $2\text{Fe} + 3\text{Cl}_2 \xrightarrow{t^\circ} 2\text{FeCl}_3$
2. $\text{FeCl}_3 + 3\text{NaOH} \rightarrow \text{Fe(OH)}_3\downarrow + 3\text{NaCl}$
3. $2\text{Fe(OH)}_3 \xrightarrow{t^\circ} \text{Fe}_2\text{O}_3 + 3\text{H}_2\text{O}$
4. $\text{Fe}_2\text{O}_3 + 3\text{H}_2 \xrightarrow{t^\circ} 2\text{Fe} + 3\text{H}_2\text{O}$

Здійснити перетворення у зворотному напрямку за прямою послідовністю класів речовин неможливо, оскільки добути нерозчинну основу $\text{Fe(OH)}_3$ безпосередньо з нерозчинного оксиду $\text{Fe}_2\text{O}_3$ шляхом взаємодії з водою неможливо ($\text{Fe}_2\text{O}_3 + \text{H}_2\text{O} \neq \text{Fe(OH)}_3$).