Методическая разработка «Алгоритм решения превращений по химии»
Методические рекомендации решения «цепочек» превращения по химии.
В заданиях ля школьников по химии на любом этапе обучения и для любой параллели всегда имеются задания со схемами последовательных превращений одних веществ в другие, которые характеризуют связь между основными классами органических и неорганических веществ. Многостадийную схему превращения одних веществ в другие в определенной последовательности часто называют «цепочкой». Для выполнения этих заданий необходимо знать основные классы неорганических и органических соединений, номенклатуру, химические свойства, в том числе продукты термического разложения веществ, механизмы реакций.
«Цепочки» – это оптимальный способ проверить большой объем знаний (практически по всем разделам общей, неорганической и органической химии) в одной задаче.
Для того, чтобы успешно решать цепочки химических превращений из одного вещества в другое, необходимо изучить свойства веществ, их взаимодействия и особенности каждого класса соединений. Среди качественных задач решение цепочек веществ встречаются чаще всего.
Алгоритм решения «цепочки»:
1.Внимательно прочитайте условие задачи. Если необходимо, можете сделать это не один раз.
Напишите уравнения, с помощью которых можно получить следующие превращения:
Al → → Al2O3 → Al(OH)3 → K[AL(OH)4] → AlCl3 → Al(NO3)3 → AlPO4.
Для каждого превращения составьте уравнения реакций. Если переход в одну стадия невозможен, составьте два и более уравнений реакций.
2.Выпишите цепочку отдельно, из условия задачи. Вы можете пронумеровать количество реакций и ли веществ для удобства. Помните, что каждое следующее вещество является исходным для последующего. Определите к какому классу веществ относиться каждый член цепочки. Под первым номером стоит металл алюминий. исходным продуктом реакции должна стать соль. По свойствам металла, соль получается при взаимодействии с кислотой. В данном случае с азотной кислотой. Проанализируйте возможна ли эта реакция. Составьте схему уравнения, расставьте коэффициенты. Первое превращение готова. Далее следуйте шаг за шагом, постепенно продвигаясь к последнему веществу, фосфату алюминия.
3.Проверьте себя еще раз. Пробегитесь взглядом по уравнениям реакций, проверьте везде ли стоят нужные коэффициенты. Не забудьте правильно оформить уравнения реакций.
Решение
1.Al + 6HNO3(конц.) => Al(NO3)3 + 3NO2 + 3h3O
2.4Al(NO3)3 => 2AL2O3 + 12NO2 + 3O2
3.Al2O3 + 3h3SO4 => Al2(SO4)3 + 3h3O
Al2(SO4)3 + 6NaOH => 2Al(OH)3 + 3Na2SO4
4.Al(OH)3 +KOH => K[Al(OH)4]
5.K[Al(OH)4] + 4HCl => KCl + AlCl3 + 4h3O
6.AlCl3 + 3AgNO3 => Al(NO3)3 + 3AgCl
7.Al(NO3)3 + K3PO4 => AlPO4 + 3KNO3
Решите «цепочки» самостоятельно:
Ca → CaO → Ca(OH)2 →CaCl2
NaOH
Na2O Na2CO3
NaNO3
Mg→MgO→Mg(OH)2→MgCl2
K2O→ KOH→K2SO4
KNO3
S →SO2 → H2SO3
Na2SO3
Cu→CuO→CuCl2→Cu(OH)2→CuO
Ba Ba(NO3)2 Ba(OH)2 BaO
Zn ZnO Zn(OH)2 ZnSO4
Cu CuO Cu(OH)2 CuO
Fe FeCl2 Fe (OH)2 FeO
Ca CaSO4 Ca(OH)2 CaO
Si SiO2 H2SiO3 K2SiO3
N2 N2O5 HNO3 NaNO3
O2 H2O H2 HCl
H2 H2O Ca(OH)2 CaO
Fe FeO Fe(OH)2 FeCl2
Ca CaO Ca(OH)2 Ca(NO3)2
K K2O KOH K2SO4
Na Na2O NaOH Na2СО3
P P2O5 H3PO4 Na3PO4
Mg MgO Mg(OH)2 MgSO4
Ba BaO Ba(OH)2 BaCl2
Ca → CaO → Ca(OH)2 →Ca(NO3)2
Cu(OH)2 → CuO → CuCl2→ Cu(OH)2
S → SO2 → H2SO3 → CaSO3
Fe(OH)3 → Fe2O3 → Fe2(SO4)3 → Fe(OH)3
P → P2O5 → H3PO4 → Na3PO4
H2O → O2 → CO
Fe(OH)2 → FeO → Fe → FeCl2
C → CO2 → Na2CO3 → H2CO3
Органические цепочки из ЕГЭ с решениями (50 цепочек).
Задание №1
Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
При написании уравнений реакций используйте структурные формулы органических веществ.
Решение1) 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:
Задание №2
Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
При написании уравнений реакций используйте структурные формулы органических веществ.
Решение1) При нагревании одноатомных спиртов с концентрированной серной кислотой выше 140 оС 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):
Задание №3
Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
При написании уравнений реакций используйте структурные формулы органических веществ.
Решение1) 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:
Задание №4
Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
При написании уравнений реакций используйте структурные формулы органических веществ.
Решениеv1) 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):
Задание №5
Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
При написании уравнений реакций используйте структурные формулы органических веществ.
Решение
Задание №6
Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
При написании уравнений реакций используйте структурные формулы органических веществ.
Решение
Задание №7
Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
При написании уравнений реакций используйте структурные формулы органических веществ.
Решение
Задание №8
Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
При написании уравнений реакций используйте структурные формулы органических веществ.
Решение
Задание №9
Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
При написании уравнений реакций используйте структурные формулы органических веществ.
Решение
Задание №10
Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
При написании уравнений реакций используйте структурные формулы органических веществ.
РешениеОтвет:
Задание №11
Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
При написании уравнений реакций используйте структурные формулы органических веществ.
РешениеОтвет:
Задание №12
Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
При написании уравнений реакций используйте структурные формулы органических веществ.
РешениеОтвет:
Задание №13
Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
При написании уравнений реакций используйте структурные формулы органических веществ.
РешениеОтвет:
Задание №14
Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
При написании уравнений реакций используйте структурные формулы органических веществ.
РешениеОтвет:
Задание №15
Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
При написании уравнений реакций используйте структурные формулы органических веществ.
РешениеОтвет:
Задание №16
Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
При написании уравнений реакций используйте структурные формулы органических веществ.
РешениеОтвет:
Задание №17
Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
При написании уравнений реакций используйте структурные формулы органических веществ.
РешениеОтвет:
Задание №18
Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
При написании уравнений реакций используйте структурные формулы органических веществ.
РешениеОтвет:
Задание №19
Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
При написании уравнений реакций используйте структурные формулы органических веществ.
РешениеОтвет:
Задание №20
Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
При написании уравнений реакций используйте структурные формулы органических веществ.
РешениеОтвет:
Задание №21
Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
При написании уравнений реакций используйте структурные формулы органических веществ.
РешениеОтвет:
Задание №22
Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
При написании уравнений реакций используйте структурные формулы органических веществ.
РешениеОтвет:
Задание №23
Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
При написании уравнений реакций используйте структурные формулы органических веществ.
РешениеОтвет:
Задание №24
Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
При написании уравнений реакций используйте структурные формулы органических веществ.
РешениеОтвет:
Задание №25
Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
При написании уравнений реакций используйте структурные формулы органических веществ.
РешениеОтвет:
Задание №26
Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
При написании уравнений реакций используйте структурные формулы органических веществ.
РешениеОтвет:
Задание №27
Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
При написании уравнений реакций используйте структурные формулы органических веществ.
РешениеОтвет:
Задание №28
Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
При написании уравнений реакций используйте структурные формулы органических веществ.
РешениеОтвет:
Задание №29
Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
При написании уравнений реакций используйте структурные формулы органических веществ.
РешениеОтвет:
Задание №30
Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
При написании уравнений реакций используйте структурные формулы органических веществ.
РешениеОтвет:
Задание №31
Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
При написании уравнений реакций используйте структурные формулы органических веществ. Решение Ответ: 
Задание №32
Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
При написании уравнений реакций используйте структурные формулы органических веществ.
РешениеОтвет:
Задание №33
Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
При написании уравнений реакций используйте структурные формулы органических веществ.
РешениеОтвет:
Задание №34
Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
При написании уравнений реакций используйте структурные формулы органических веществ.
РешениеОтвет:
Задание №35
Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
При написании уравнений реакций используйте структурные формулы органических веществ.
РешениеОтвет:
Задание №36
Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
При написании уравнений реакций используйте структурные формулы органических веществ.
РешениеОтвет:
Задание №37
Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
При написании уравнений реакций используйте структурные формулы органических веществ.
РешениеОтвет:
Задание №38
Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
При написании уравнений реакций используйте структурные формулы органических веществ.
РешениеОтвет:
Задание №39
Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
При написании уравнений реакций используйте структурные формулы органических веществ.
РешениеОтвет:
Задание №40
Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
При написании уравнений реакций используйте структурные формулы органических веществ.
РешениеОтвет:
Задание №41
Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
При написании уравнений реакций используйте структурные формулы органических веществ.
РешениеОтвет:
Задание №42
Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
При написании уравнений реакций используйте структурные формулы органических веществ.
РешениеОтвет:
Задание №43
Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
При написании уравнений реакций используйте структурные формулы органических веществ.
РешениеОтвет:
Задание №44
Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
При написании уравнений реакций используйте структурные формулы органических веществ.
РешениеОтвет:
Задание №45
Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
При написании уравнений реакций используйте структурные формулы органических веществ.
РешениеОтвет:
Задание №46
Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
При написании уравнений реакций используйте структурные формулы органических веществ.
РешениеОтвет:
Задание №47
Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
При написании уравнений реакций используйте структурные формулы органических веществ.
РешениеОтвет:
Задание №48
Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
При написании уравнений реакций используйте структурные формулы органических веществ.
РешениеОтвет:
Задание №49
Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
При написании уравнений реакций используйте структурные формулы органических веществ.
РешениеОтвет:
Задание №50
Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
При написании уравнений реакций используйте структурные формулы органических веществ.
РешениеОтвет:
Химические цепочки превращений: примеры и способы решения
Химические цепочки превращений — это один из наиболее часто встречающихся в школьных учебниках, а также на самостоятельных, проверочных и контрольных типов задач по химии. Чтобы успешно их решать, нужно понимать, как именно они устроены и каким образом стоит подходить к ним. Рассмотрим, как решать цепочки превращений в общем и на конкретных примерах.
Общие принципы решения химических цепочек превращений
Для начала нужно внимательно прочитать условие задачи и изучить цепочку. Четко поняв, что требуется в задаче, можно переходить непосредственно к ее решению.
- Выписав отдельно цепочку химических превращений, пронумеруйте количество необходимых реакций (они обозначены стрелочками от одного вещества к другому).
- Определите, к какому классу веществ относится каждый член цепочки и, если необходимо, выпишите на черновике отдельно в столбик каждое вещество из цепочки и его класс. В случае когда имеются неназванные вещества и их класс неизвестен, проанализируйте, какие вещества могут быть получены из исходного и какого класса вещество должно выступить исходным для следующего после неназванного вещества элемента цепочки.
- Проанализируйте, каким образом можно получить вещество этого класса из исходного для каждого элемента цепочки. В случае если прямая реакция невозможна, подумайте, какие классы веществ можно получить из исходного вещества и из каких получаемых веществ можно позже синтезировать конечное требуемое вещество.
- Составьте схему уравнения первой из необходимых реакций. Не забудьте расставить коэффициенты в уравнении.
- Последовательно осуществите цепочку химических превращений, рассматривая каждую реакцию в отдельности. Проверьте себя, уделяя внимание оформлению реакций.
Пример решения цепочки превращений
Допустим, в задаче имеется химическая цепочка превращений следующего вида:
Необходимо найти вещества, обозначенные как Х1, Х2 и Х3, и осуществить указанные реакции. Рассмотрим, какие реакции необходимо выполнить для решения этой цепочки после того, как вы пронумеруете стрелки и определите классы веществ.
- Для того чтобы из 1,2-дибромэтана получить ацетилен, нужно воздействовать на него спиртовым раствором щелочи при нагревании. В ходе этой реакции от одной из молекул 1,2-дибромэтана отщепятся две молекулы бромоводорода. Эти молекулы будут нейтрализованы щелочью.
- Далее, исходя из условий протекания реакции, вы делаете вывод, что это реакция М. Г. Кучерова. Она приводит к образованию ацетальдегида.
- Ацетальдегид, реагируя в присутствии серной кислоты с дихроматом калия, дает уксусную кислоту.
- Гидрокарбонат вступает в реакцию обмена с раствором кислоты.
- Полученный ацетат щелочноземельного металла при нагревании разлагается, образуя карбонат металла и кетон.
Таким образом, записанное поэтапно решение данной химической цепочки превращений будет выглядеть так:
Полезные советы
Решая цепочки химических уравнений, важно помнить, что конечный результат зависит от каждой последовательно верно решенной реакции в этой цепочке. Следовательно, проверяя себя на последнем этапе, нужно перепроверить возможность каждой реакции и правильность составления и решения уравнения.
Кроме того, если вы сомневаетесь, верно ли вывели ту или иную формулу вещества, вы можете заглянуть на этапе обучения в справочник химических веществ. Важно при этом помнить, что надо не просто сверяться с ним, а запоминать формулы и стараться в дальнейшем самостоятельно воспроизводить их.
Задания. Цепочки химических превращений
Напишите уравнения реакций, соответствующие схеме превращений. Где необходимо составьте сокращенные ионные уравнения.
C → CO2 → CaCO3 → CaCl2 → Ca(NO3)2 → Ca3(PO4)2
Напишите уравнения реакций, соответствующие схеме превращений. Где необходимо составьте сокращенные ионные уравнения.
S → SO2 → H2SO3 → SO2 → CaSO3 → CaSO4
Напишите уравнения реакций, соответствующие схеме превращений. Где необходимо составьте сокращенные ионные уравнения.
Na → NaOH → Na2CO3 → CO2 → CaCO3 → CO2
Напишите уравнения реакций, соответствующие схеме превращений. Где необходимо составьте сокращенные ионные уравнения.
Mg → MgO → MgCO3 → MgO → Mg(OH)2 → MgCl2
Напишите уравнения реакций, соответствующие схеме превращений. Где необходимо составьте сокращенные ионные уравнения.
Al → Al2O3 → AlCl3 → Al(OH)3 → Al2(SO4)3 → Al(OH)3
Напишите уравнения реакций, соответствующие схеме превращений. Где необходимо составьте сокращенные ионные уравнения.
P → P2O5 → H3PO4 → H2O → NaOH → Na
Напишите уравнения реакций, соответствующие схеме превращений. Где необходимо составьте сокращенные ионные уравнения.
Si → SiO2 → Na2SiO3 → H2SiO3 → SiO2 → Li2SiO3
Напишите уравнения реакций, соответствующие схеме превращений. Где необходимо составьте сокращенные ионные уравнения.
Ca → CaO → CaCO3 → CaCl2 → Ca(OH)2 → CaCO3
Напишите уравнения реакций, соответствующие схеме превращений. Где необходимо составьте сокращенные ионные уравнения.
N2O5 → HNO3 → Ca(NO3)2 → CaCO3 → Ca(NO3)2 → Ca(OH)2
Напишите уравнения реакций, соответствующие схеме превращений. Где необходимо составьте сокращенные ионные уравнения.
Mg(OH)2 → MgO → MgCO3 → MgCl2 → Mg(NO3)2 → Mg3(PO4)2
Напишите уравнения реакций, соответствующие схеме превращений. Где необходимо составьте сокращенные ионные уравнения.
C → CO2 → CaCO3 → CaCl2 → Ca(NO3)2 → Ca3(PO4)2
Напишите уравнения реакций, соответствующие схеме превращений. Где необходимо составьте сокращенные ионные уравнения.
Al → Al2O3 → AlCl3 → Al(OH)3 → Al2(SO4)3 → Al(OH)3
Напишите уравнения реакций, соответствующие схеме превращений. Где необходимо составьте сокращенные ионные уравнения.
P → P2O5 → H3PO4 → H2O → NaOH → Na3PO4
Ответы@Mail.Ru: Как решать химические цепочки?
Во-первых, представить цепочку в норамльном химическом виде: KMnO4 -> O2 -> CuO -> CuCl2 -> CuSO4 -> Cu(OH)2 Дальше всё просто. Такие задания требуют для выполнения только знаний практически всего курса химии. Если их нет, советовать трудно. но некоторые реакции можно найти в учебнике. Например, первый переход — лабораторный способ получения кислорода, вторая реакция наверняка есть в химических свойствах кислорода, третья — в химических свойствах кислот или конкретно соляной кислоты и т. д. Проблемным здесь является четвертое превращение (если оно написано верно): здесь по-хорошему без промежуточного продукта не обойтись: CuCl2 + 2NaOH = Cu(OH)2 + 2NaCl Cu(OH)2 + h3SO4 = CuSO4 + 2h3O Кстати, если в первой реакции заменить хлорид на сульфат, то получится последний переход.
это значит, что перманганат калия нужно разложить так, чтобы получился кислород, затем к кислороду нужно что-то добавить, чтобы получить оксида меди и т. д.
помогите решить Fe-Fe203-Fe(OH)3-Fe203-FeCl3
Взаимосвязь различных классов неорганических веществ – HIMI4KA
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:
1. Al → AlCl3 → Al(OH)3 → KAlO2 → K[Al(OH)4] → Al(OH)3.
2. Ca3(PO4)2 → P → P2O5 → → Ca(H2PO4)2 → CaHPO4 → Ca3(PO4)2.
3. FeS → H2S → S → SO2 → NaHSO3 → BaSO3 → BaSO4.
4. Cl2 → CaOCl2 → CaCO3 → CaO → → CaC2 → Ca(OH)2 → Ca(HSO3)2.
5. Ca3(PO4)2 → P → P2O5 → H3PO4.
6. NH4NO2 → N2 → NH3 → NH4NO3.
7. P → Ca3P2 → PH3 → H3PO4.
8. NH3 → N2 → Mg3N2 → NH3.
9. KNO2 → NO → NO2 → HNO3.
10. H2SO4 → SO2 → SO3 → H2SO4.
11. HCl → Cl2 → KClO3 → Cl2.
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.
17. Mg → Mg3N2 → NH3 → Al(OH)3.
18. Ba(NO3)2 → Fe(NO3)2 → Fe2O3 → Fe.
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:
1. Cu(NO3)2 → X1 → CuCl2 → X2 → Cu(OH)2.
2. FeS → X1 → Fe2O3 → X2 → FeS.
3. H3PO4 → X1 → P → X2 → H3PO4.
4. SiO2 → Si → X → BaSiO3.
5. MgSO4 → X1 → MgI2 → X2 → Mg(OH)2.
6. KNO2 → X1 → NO2 → X2 → Ba(NO3)2.
Ответы
Цепочки химеческих превращений. Задачи 4
- Подробности
- Категория: Общая химия
Цепочка химических превращений
Задача 4.
С помощью каких химических реакций можно осуществить следующие цепочки превращений (напишите уравнения реакций, укажите условия их протекания и название продуктов): СаС2 → С2Н2 → С6Н6 → С6Н5-СН3 → С6Н5-СООН.
Решение:
1. СаС2 + 2Н2О = Са(ОН)2 + С2Н2↑
Карбид кальция очень энергично взаимодействует с водой с образованием газообразного ацетилена (С2Н2) и гидроксида кальция (Са(ОН)2).
2. 3С2Н2 = С6Н6
При температуре красного каления ацетилен превращается в бензол.
3. С6Н6 + СН3Сl = С6Н5-СН3 + HCl
В присутствии катализаторов — галогенидов алюминия ( AlCl3, AlBr3 и т.д.) из бензола и хлорметила можно получить гомолог бензола — метилбензол или толуол (С6Н5-СН3) и хлороводород HCl. Это реакция алкилирования.
4. С6Н5-СН3 + [O] ⇔ C6H5-COOH
При окислении метилбензола (толуола) получается бензойная кислота (C6H5-COOH). Реакция окисления характерная для алкилбензолов и не характерная для самого бензола. В качестве окислителя применяется раствор перманганата калия.
Типы химических реакций
Задача 5.
Напишите уравнения химических реакции согласно приведенной схемы:
Са → СаО → Са (ОН)2 → КОН → КС1 → НС1 → ВаСl2→ АgС1
↓
Са(Н2РО4)2 → СаНРО4 → Са3(РО4)2
Уровняйте и укажите тип каждой реакции.
Решение:
1. 2Са + О2 = 2СаО — реакция соединения;
2. СаО + Н2О = Са(ОН)2 — реакция соединения;
3. Са(ОН)2 + K2SO4 = CaSO4 + 2KOH — реакция обмена;
4. 2НСl + 2KOH = 2KCl + 2H2O — реакция нейтрализации;
5. KCl + H2SO4 = KHSO4 + 2HCl — реакция обмена;
6. Ba(OH)2 + 2HCl = BaCl2 + 2H2O — реакция нейтрализации;
7. BaCl2 + 2AgNO3 = 2AgCl↓ + Ba(NO3)2 — реакция обмена;
8. Са + 2Н3РО4 = Са(Н2РО4)2 + Н2↑ — реакция обмена
9.Ca(H2PO4)2 + Ca(OH)2 = 2CaHPO4↓ + 2H2O — реакция нейтрализации
10. 2СаНРО4 + Са(ОН)2 = Са3(РО4)2 + 2Н2О — реакция нейтрализации.
или
2CaHPO4 + CaO = Ca3(PO4)2 + H2O (спекание).