Химия как решать цепочки превращений

29.01.202204.02.2022 admin 0 Комментариев

Взаимосвязь различных классов неорганических веществ

Рассмотрим её на нескольких примерах.

Пример 1. Взаимосвязь соединений железа.

Переход из железа в бромид железа (II) возможен при реакции железа с бромоводородной кислотой:

Получить из бромида железа (II) чистое железо можно при электролизе расплава:

При добавлении к бромиду железа (II) щёлочи образуется гидроксид железа (II):

Обратный переход возможен при взаимодействии гидроксида железа (II) с бромоводородной кислотой:

Окисление гидроксида железа (II) приводит к гидроксиду железа (III):

При нагревании гидроксид железа (II) теряет воду, превращаясь в оксид железа (II):

Восстановление оксида железа (II) приводит к железу:

Пример 2. Взаимосвязь соединений железа.

Реакция железа с бромом приводит к бромиду железа (III):

Получить из этого соединения железо можно электролизом расплава:

Переход из бромида железа (III) в гидроксид железа (III) возможен под действием щёлочи:

При нагревании гидроксид железа (III) теряет воду, превращаясь в оксид железа (III):

Восстановлением оксида железа (III) можно получить железо:

Железо в степени окисления +6 можно получить из гидроксида железа (III) по реакции:

Гидроксид железа (III) под действием соляной кислоты переходит в хлорид железа (III):

Из хлорида железа (III) электролизом можно получить железо:

Пример 3. Взаимосвязь соединений серы.

Сера окисляется кислородом воздуха до оксида серы (IV):

Взаимодействие серы с водородом приводит к сероводороду:

Оксид серы (IV) может вступить в окислительно-восстановительную реакцию с образованием серной кислоты или в обменную реакцию с образованием сульфита калия:

Под действием сильных кислот сульфит калия разлагается до SO₂:

Каталитическое окисление SO₂ приводит к оксиду серы (VI):

Из оксида серы (VI) можно получить как серную кислоту, так и сульфат бария:

Из сульфата бария восстановлением углём можно получить сульфид бария:

Восстановление SO₂ приводит к сере:

Пример 4. Осуществить следующую цепочку превращений: N₂ → NH₃ → (NH₄)₂SO₄ → NH₄Cl.

Азот взаимодействует с водородом при повышенной температуре в присутствии катализатора с образованием аммиака:

Реакция газообразного аммиака с серной кислотой приводит к сульфату аммония:

При взаимодействии водных растворов сульфата аммония и хлорида бария образуется нерастворимый сульфат бария, эта реакция идёт до конца. После отделения осадка и упаривания водного раствора можно выделить чистый хлорид аммония:

Пример 5. Осуществить следующую цепочку превращений: NO₂ → HNO₃ → NH₄NO₃ → N₂O.

Оксид азота (IV) при взаимодействии с кислородом и водой даёт азотную кислоту:

При реакции азотной кислоты с аммиаком образуется нитрат аммония:

Контролируемое разложение нитрата аммония приводит к образованию оксида азота (I) и воды:

Пример 6. Осуществить следующую цепочку превращений: NaBr → NaCl → Cl₂ → KClO.

Хлор способен вытеснять бром из бромидов:

Электролиз расплава хлорида натрия приводит к образованию молекулярного хлора:

Гипохлорид калия образуется при взаимодействии газообразного хлора с водным раствором гидроксида калия при охлаждении:

Особенностью заданий, в которых требуется определить неизвестное вещество Х как промежуточный продукт в цепочке химических превращений, является принципиальная возможность наличия нескольких правильных ответов. Вам нужно обосновать свой выбор.

Пример 7. Предложите формулы неизвестных веществ в приведённых ниже последовательностях химических превращений и обоснуйте этот выбор. Приведите уравнения химических реакций, с помощью которых эти превращения можно осуществить:

Каким же может быть вещество X₁? Возможны несколько вариантов. Предположим, что марганец в этом соединении имеет степень окисления +2, тогда этим веществом будет, например, сульфат марганца (II). Почему? Из него удобно получит хлорид марганца (II) с помощью обменной реакции:

Данная реакция пойдёт до конца, потому что сульфат бария выпадет в осадок.

Перманганат калия — сильный окислитель, который при реакции с восстановителем в кислой среде может понизить свою степень окисления до +2. Чтобы получить сульфат марганца (II) из перманганата калия, можно использовать окислительно-восстановительную реакцию:

Другой вариант ответа:

Из хлорида марганца (II) можно получить нитрат марганца (II) с помощью обменной реакции с нитратом серебра. Эта реакция идёт до конца благодаря образованию нерастворимого хлорида серебра:

Термическое разложение нитрата марганца (II) — обычный способ получения оксида марганца (IV):

Пример 8. Предложите формулы неизвестных веществ в приведённых ниже последовательностях химических превращений и обоснуйте этот выбор. Приведите уравнения химических реакций, с помощью которых эти превращения можно осуществить:

Наиболее рациональным вариантом будет следующий. Вначале железо под действием хлора окисляется до хлорида железа (III) (вещество X₁), из которого по обменной реакции получают гидроксид железа (III):

Веществом (X₂) может быть любая растворимая соль железа (III), например сульфат, нитрат и т. д.:

Под действием расчётного количества щёлочи в осадок выпадает гидроксид железа (III):

Тренировочные задания

Общее задание 1. Составьте уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие цепочки превращений:

12. Cl₂ → NaCl → HCl → AlCl₃.

13. KCl → Cl₂ → NaClO → NaClO₃.

14. HBr → NaBr → Br₂ → HBr.

15. KBr → Br₂ → HBr → NaBr.

16. NaCl → HCl → Cl₂ → KClO₃.

Общее задание 2. Предложите формулы неизвестных веществ в приведённых ниже последовательностях химических превращений и обоснуйте ваш выбор. Приведите уравнения химических реакций, с помощью которых эти превращения можно осуществить:

4. SiO₂ → Si → X → BaSiO₃.

Источник

Органические цепочки из ЕГЭ с решениями.

Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

При написании уравнений реакций используйте структурные формулы органических веществ.

1) Уравнение спиртового брожения глюкозы под действием дрожжей:

2) Этиловый спирт сернокислым раствором перманганата калия может быть окислен до уксусной кислоты:

3) Уравнение нейтрализации уксусной кислоты гидроксидом натрия:

4) Взаимодействие солей карбоновых кислот со щелочами при сплавлении приводит к образованию углеводорода с меньшим числом атомов углерода

5) Алканы вступают в реакцию нитрования с разбавленной азотной кислотой при сильном нагревании:

Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

При написании уравнений реакций используйте структурные формулы органических веществ.

1) При нагревании одноатомных спиртов с концентрированной серной кислотой выше 140 о С протекает внутримолекулярная дегидратация с образованием алкена:

2) Алкены вступают в реакцию соединения с бромом. При этом атомы брома присоединяются по месту двойной связи, сами двойная связь превращается в одинарную:

3) Вицинальные дигалогенпроизоводные углеводородов при нагревании с некоторыми металлами, например, цинком или магнием, образуют алкены:

4) Гидратация несимметричных алкенов протекает в соответствии с правилом Марковникова:

5) Вторичные спирты в ЕГЭ окисляем до соответствующих кетонов (углеродный скелет не рвем):

Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

При написании уравнений реакций используйте структурные формулы органических веществ.

1) При бромировании бутана на свету образуется преимущественно 2-бромбутан:

2) При действии на галогенпроизводные алканов спиртового раствора щелочи при нагревании образуется алкен. Реакция протекает для 2-бромбутана в соответствии с правилом Зайцева:

3) Бутен-2, реагируя с бромом, образует 2,3-дибромбутан:

4) 2,3-дибромбутан при реакции с избытком спиртового раствора щелочи образует бутин-2:

5) Гидратация алкинов с числом углеродных атомов в молекуле больше 2-х приводит к образованию кетонов:

Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

При написании уравнений реакций используйте структурные формулы органических веществ.

v1) Реакция алкенов с нейтральным холодным раствором перманганата калия приводит к образованию соответствующих вицинальных диолов:

2) Взаимодействие этиленгликоля с избытком бромоводорода приводит к образованию 1,2-дибромэтана:

3) Дегидрогалогенирование вицинальных дигалогеналканов действием спиртового раствора щелочи приводит к образованию соответствующих алкинов:

4) В результате гидратации ацетилена в присутствии солей ртути образуется ацетальдегид:

5) Совместное нагревание ацетальдегида с гидроксидом меди (II) приводит к его окислению до уксусной кислоты. Гидроксид меди (II) при этом восстанавливается до оксида меди (I) (кирпично-красный осадок):