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

превращение 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)

превращение 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

 

превращение 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).

превращение 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

превращение 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

превращение 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:

3РО4+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.