Цепочки превращений неорганических веществ.
Здесь будут представлены образцы заданий, которые называются "цепочки превращений". В таких заданиях надо из предыдущего вещества получить последующее, все вещества разных классов объединены общим элементом. Разберëм задания разные по степени сложности. Эта шпаргалка поможет вам вот в чëм:
1) Подготовиться к выполнению заданий в текущих контрольных работах
2) Выполнить правильно домашние задания
3) Подготовиться к ГИА (экзамену в 9 классе)
4) Подготовиться к выполнению заданий блока"А" в ЕГЭ (простые цепочки).
У таких заданий общее то, что они входят в программу средней непрофильной школы и пригодятся всем ученикам. Более сложные цепочки превращений ( задания "С-2" в ЕГЭ) , изучаемые в программе профильных школ, рассматриваются отдельно.
8 класс.
Превращения металлов.
Рассмотрим цепочки превращений металлов, образующих основные оксиды:
1)Mg®MgO®MgCl2®Mg(NO3)2®Mg(OH)2®MgO®Mg
превращение Mg®MgO
Из металла получим оксид взаимодействием с кислородом:
2Mg+O2=2MgO(оксид магния)
‚превращение MgO®MgCl2
Из основного оксида получим соль взаимодействием с соответствующей кислотой ( посмотрели , что эта соль – хлорид Mg Þ соответствующая кислота – соляная HCl):
MgO+2HCl=MgCl2+H2O
ƒпревращение MgCl2®Mg(NO3)2
Здесь из соли надо получить соль (из хлорида нитрат).Þ надо провести реакцию ионного обмена с другой солью. Какой? Подберëм по таблице растворимости соль такого металла, чтобы у нее был растворимый нитрат, но нерастворимый хлорид. Это нитрат серебра (проверьте).
MgCl2+2AgNO3=2AgCl¯+Mg(NO3)2
хлорид Mg нитрат Ag хлорид Ag нитрат Mg
Эта реакция ионного обмена идëт потому, что выполняется условие: выпадает осадокнерастворимой соли.
„превращение Mg(NO3)2®Mg(OH)2
Соль нитрат Mg растворима, а гидроксид Mg Mg(OH)2- нерастворимое основание Þ его получим взаимодействием со щëлочью:
Mg(NO3)2+2NaOH=2NaNO3+Mg(OH)2¯
нитрат Mg гидроксид Na нитрат Na гидроксид Mg
И эта реакция ионного обмена идëт потому, что выполняется условие: выпадает осадок нерастворимого основания.
…превращение Mg(OH)2®MgO
Надо помнить, что нерастворимые основания легко разлагаются на соответствующий основный оксид и воду (СТОК элементов не меняется!):
Mg(OH)2=MgO+Н2О(нагрев)
†превращение MgO®Mg
Магний- активный металл Þ чистый металл можно получить лишь электролизом расплава его оксида:
2MgO=2Mg+O2 (электролиз расплава)
2)Cu®CuO®Cu(NO3)2®Cu(OH)2®СuSO4®Cu
превращение Cu®CuO
Получим оксид меди (II) из простых веществ:
2Cu+О2=2CuO
‚превращение CuO®Cu(NO3)2
Из основного оксида получим соль кислородсодержащей кислоты 2-мя способами:
1 способ: взаимодействие с соответствующей кислотой ( соль нитрат Þ кислота азотная).
CuO+2HNO3=Cu(NO3)2+H2O
азотная к-та нитрат меди (II)
2 способ: взаимодействие основного оксида при спекании с кислотным ( раз соль нитрат Þ соответствующая кислота азотная Þ соответствующий кислотный оксид-ангидрид N2O5. Смотри в помощь шпаргалку "Ангидриды и кислоты").
CuO + N2O5 = Cu(NO3)2(нагрев)
оксид Cu(II) оксид азота (V) нитрат меди (II)
ƒпревращение Cu(NO3)2®Cu(OH)2
Соль нитрат меди (II) растворима, а гидроксид меди (II) Cu(OH)2- нерастворимое основание Þ его получим взаимодействием со щëлочью:
Cu(NO3)2+2KOH=2KNO3+Cu(OH)2¯
нитрат Cu(II) гидроксид K нитрат K гидроксид Cu(II)
И эта реакция ионного обмена идëт потому, что выполняется условие: выпадает осадок нерастворимого основания.
„превращение Cu(OH)2®СuSO4
Из нерастворимого основания получим соль в реакции нейтрализации с соответствующей кислотой ( соль сульфат Þ соответствующая кислота – серная H2SO4).
Cu(OH)2+H2SO4=СuSO4+H2O
серная к-та сульфат меди (II)
Условие реакции обмена – образование слабого электролита воды.
…превращение СuSO4®Cu
Медь – малоактивный металл, он Î III группе в ряду Бекетова Þ его можно вытеснить в растворе более активным металлом (этот металл будет Î II группе в ряду Бекетова):
СuSO4+Fe®Cu+FeSO4
сульфат меди (II) сульфат железа (II)
3)Ba®BaO®Ba(OH)2®BaOHCl®BaCl2®BaSO4
превращение Ba®BaO
Тут без особенностей:
2Ba+О2=2BaO
оксид бария
‚превращение BaO®Ba(OH)2
Гидроксид бария является щëлочью Þ получается взаимодействием основного оксида с водой:
BaO+Н2О=Ba(OH)2
гидроксид бария
ƒпревращение Ba(OH)2®BaOHCl
Посмотрите внимательно: продуктом будет оснòвная соль, а Ва(ОН)2 – это многокислотное основание Þ такая соль получится при взаимодействии избытка щëлочи Ва(ОН)2 и недостатка одноосновной кислоты HCl:
Ba(OH)2+HCl=BaOHCl+H2O
1 моль 1 моль хлорид гидроксобария
„превращение BaOHCl®BaCl2
В этом переходе из оснòвной соли получается средняя соль Þ надо провести реакцию с соответствующей кислотой ( раз анион кислоты – хлорид-анион, то соответствующая кислота – соляная HCl):
BaOHCl+ HCl = BaCl2+H2O
хлорид гидроксобария хлорид Ва
…превращение BaCl2®BaSO4
Хлорид бария – растворимая соль, а сульфат бария – нерастворимая соль Þ можно провести реакции ионного обмена 2-мя способами:
1 способ: взаимодействие с соответствующей кислотой ( соль сульфат Þ кислота серная).
BaCl2 + H2SO4 = BaSO4 ¯+ 2HCl
хлорид Ва серная к-та сульфат Ва соляная к-та
Условие реакции – выпадение осадка сульфата бария.
2 способ: взаимодействие с солью – растворимым сульфатом ( найдете по таблице растворимости другие примеры солей):
BaCl2 + Na2SO4 = BaSO4 ¯+ 2NaCl
хлорид Ва сульфат Na сульфат Ва хлорид Na
Условие реакции – выпадение осадка сульфата бария.
Превращения неметаллов.
Рассмотрим здесь типичнейшие реакции неметаллов, образующих кислотные оксиды и гидроксиды.
1) S®SO2®SO3®Na2SO4®NaHSO4®Na2SO4®CaSO4
превращение S®SO2
Оксид серы (IV) (сернистый газ) получим из простых веществ:
S+О2=SO2
‚превращение SO2®SO3
Оксид серы (VI) (серный ангидрид) получим каталитическим окислением сернистого газа:
2SO2+O2=2SO3(селективные катализаторы – Pt, V2O5, Fe).
ƒпревращение SO3®Na2SO4
Из кислотного оксида получим соль сульфат Na 2-мя способами:
1 способ: взаимодействие кислотного оксида с соответствующей щëлочью ( соль сульфат Na Þ соответствующая щëлочь – гидроксид натрия).
SO3+2NaOH=Na2SO4+H2O
2 способ: взаимодействие основного оксида при спекании с кислотным ( раз соль сульфат Na Þ соответствующий оснòвный оксид - Na2O).
SO3+Na2O=Na2SO4(нагрев)
„превращение Na2SO4®NaHSO4
В этой реакции надо из средней соли сульфата Na получить кислую соль – гидросульфат Na Þ проведем реакцию с избытком серной кислоты:
Na2SO4+H2SO4=2NaHSO4
сульфат Na гидросульфат Na
…превращение NaHSO4®Na2SO4
Чтобы из кислой соли вновь получить среднюю соль, надо провести реакцию с соответствующим основанием ( раз катион металла это катион натрия , то основание – NaOH):
NaHSO4+NaOH®Na2SO4+H2O
гидросульфат Na сульфат Na
†превращение Na2SO4®CaSO4
Из соли получим соль в реакциях обмена также 2-мя способами:
1 способ: взаимодействие с соответствующей щëлочью ( соль сульфат кальция Þ щелочь гидроксид Са).
Примечание гидроксид кальция малорастворим в воде Þ щëлочью мы назовëм разбавленный раствор Ca(OH)2 – известковую воду.
Na2SO4+Ca(OH)2=CaSO4¯+2NaOH
известковая вода сульфат Са
Условие – выпадение осадка соли CaSO4
2 способ: взаимодействие с растворимой солью кальция ( найдете по таблице растворимости другие примеры солей):
Na2SO4+Ca(NO3)2=CaSO4¯+2NaNO3
сульфат Na нитрат Са сульфат Са нитрат Na
Условие – выпадение осадка соли CaSO4
S®H2S®Na2S®FeS®H2S®CuS
превращение S®H2S
Сероводород получим из простых веществ:
S+Н2=H2S
‚превращение H2S®Na2S
Из сероводородной кислоты получим соль сульфид Na лишь взаимодействием со щелочью, так как Na – активный металл, Î I группе в ряду Бекетова и не реагирует с разбавленными кислотами.
H2S+2NaOH=Na2S+2H2O
сульфид Na
ƒпревращение Na2S®FeS
Из растворимого сульфида Na получим нерастворимый сульфид железа (II) реакцией обмена. Подберем растворимую соль железа:
Na2S + Fe(NO3)2 = FeS¯ + 2NaNO3
сульфид Na нитрат Fe(II) сульфид Fe(II) нитрат Na
Условие – выпадение осадка соли FeS
„превращение FeS®H2S
Газообразный сероводород получим из твëрдого сульфида железа (II) 2-мя способами (не забывайте их!):
1 способ: взаимодействие с водой (гидролиз):
FeS+2H2O®H2S+Fe(OH)2¯
сероводород гидроксид железа (II)
2способ: взаимодействие с концентрированной сильной кислотой твëрдого сульфида железа (II):
FeS+2HCl®H2S+FeCl2
сероводород хлорид железа (II)
…превращение H2S®CuS
Медь – малоактивный металл, Î III группе в ряду Бекетова Þ нельзя провести реакцию между медью и сероводородной кислотой. Сульфид меди (II) тоже получим 2-мя способами:
1 способ: взаимодействие с гидроксидом Cu(II) – реакция нейтрализации
H2S+Cu(OH)2=CuS+H2O
2 способ: взаимодействие с растворимой солью меди (II):
H2S+ CuSO4 = CuS¯ + H2SO4
сульфат меди (II) сульфид меди (II) серная к-та
Условие – выпадение осадка соли CuS.
3) Р®Р2О5®Н3РО4®NaH2PO4®Na3PO4®
Ca3(PO4)2
превращение Р®Р2О5
Оксид фосфора (V) (фосфорный ангидрид) получим из простых веществ:
4Р+5О2=2Р2О5
‚превращение Р2О5®Н3РО4
Фосфорный ангидрид легко реагирует с водой и образуется соответствующий гидроксид – фосфорная кислота:
Р2О5+3Н2О=2Н3РО4
ƒпревращение Н3РО4®NaH2PO4
1 способ: Здесь будьте внимательны: надо из многоосновной кислоты получить кислую соль, где только один атом водорода замещëн на атом натрия Þ надо провести реакцию с 1 молем NaOH(щëлочь в недостатке):
Н3РО4+NaOH ® NaH2PO4 + H2O
фосфорная кислота кислая соль дигидрофосфат Na
2 способ: в специальной литературе для подготовки к ЕГЭ я увидела такую специфическую реакцию-исключение, поэтому упомяну еë здесь:
2Н3РО4+2Na ®2NaH2PO4 +H2
кислая соль дигидрофосфат Na
„превращение NaH2PO4®Na3PO4
Из кислой соли получим среднюю соль взаимодействием с соответствующей щелочью ( раз в соли катион татрия, то и щелочь – NaOH).
NaH2PO4+2NaOH=Na3PO4+2H2O
фосфат Na
…превращение Na3PO4®Ca3(PO4)2
Из растворимой соли фосфата Na получим нерастворимый фосфат Са 2-мя способами реакций обмена:
1 способ: взаимодействие с соответствующей щëлочью ( соль сульфат кальция Þ щелочь гидроксид Са).
2Na3PO4+3Ca(OH)2=Ca3(PO4)2+6NaOH
известковая вода фосфат Са гидроксид Na
2 способ: взаимодействие с растворимой солью кальция.
2Na3PO4+3CaCl2=Ca3(PO4)2+6NaCl
фосфат Na хлорид Са фосфат Са хлорид Na
9 класс.
Задания уровня 9 класса отличаются тем, что большее внимание уделяется окислительно-восстановительным реакциям и специфическим свойствам соединений конкретного химического элемента. Ниже приводятся цепочки соединений элементов, проходимых в курсе 9 класса.