6-13
Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить цепочки превращений веществ:
а) Уголь ⟶ Карбид алюминия ⟶ Метан ⟶ Оксид углерода (IV) ⟶ Карбонат натрия ⟶ Карбонат кальция ⟶ Оксид углерода (IV);
б) Уголь ⟶ Карбид кальция ⟶ Ацетилен ⟶ Оксид углерода (IV) ⟶ Гидрокарбонат калия ⟶ Карбонат калия ⟶ Карбонат бария;
в) Уголь ⟶ Оксид углерода (IV) ⟶ Оксид углерода (II) ⟶ Формиат натрия ⟶ Муравьиная кислота ⟶ Оксид углерода (II) ⟶ Оксид углерода (IV);
г) Уголь ⟶ Оксид углерода (IV) ⟶ Карбонат кальция ⟶ Гидрокарбонат кальция ⟶ Карбонат кальция ⟶ Оксид углерода (IV) ⟶ Углерод (сажа);
д) Метан ⟶ Оксид углерода (IV) ⟶ Карбонат натрия ⟶ Карбонат гидроксомеди (II) ⟶ Оксид углерода (IV) ⟶ Гидрокарбонат бария ⟶ Карбонат бария;
е) Углерод (сажа) ⟶ Карбид бериллия ⟶ Метан ⟶ Ацетилен ⟶ Этан ⟶ Углерод (сажа);
ж) Уголь ⟶ Сероуглерод ⟶ Углекислый газ ⟶ Карбонат аммония ⟶ Углекислый газ ⟶ Метан ⟶ Тетрахлорметан.
Для реакций, протекающих в растворе с участием ионов, составьте ионные уравнения. К уравнениям всех окислительно-восстановительных реакций составьте схему электронного баланса или покажите переход электронов стрелкой.
а)
| 4Al + 3C = Al4C3 | ||||
| Al0 - 3ē ⟶ Al+3 | 3 | 12 | 4 | восстановитель (окисление) |
| C0 + 4ē ⟶ C-4 | 4 | 3 | окислитель (восстановление) | |
Al4C3 + 12H2O = 4Al(OH)3 + 3CH4↑
| CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O | ||||
| C-4 - 8ē ⟶ C+4 | 8 | 8 | 1 | восстановитель (окисление) |
| O20 + 4ē ⟶ 2O-2 | 4 | 2 | окислитель (восстановление) | |
2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O
2Na+ + 2OH- + CO2 = 2Na+ + CO32- + H2O
2OH- + CO2 = CO32- + H2O
Na2CO3 + CaCl2 = 2NaCl + CaCO3↓
2Na+ + CO32- + Ca2+ + 2Cl- = 2Na+ + 2Cl- + CaCO3↓
Ca2+ + CO32- = CaCO3↓
CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2↑
CaCO3 + 2H+ + 2Cl- = Ca2+ + 2Cl- + H2O + CO2↑
CaCO3 + 2H+ = Ca2+ + H2O + CO2↑
б)
| Ca + 2C = CaC2 | ||||
| Ca0 - 2ē ⟶ Ca+2 | 2 | 2 | 1 | восстановитель (окисление) |
| C0 + 1ē ⟶ C- | 1 | 2 | окислитель (восстановление) | |
CaC2 + 2H2O = Ca(OH)2 + C2H2↑
| 2C2H2 + 5O2 = 4CO2 + 2H2O | ||||
| C- - 5ē ⟶ C+4 | 5 | 20 | 4 | восстановитель (окисление) |
| O20 + 4ē ⟶ 2O-2 | 4 | 5 | окислитель (восстановление) | |
CO2 + KOH = KHCO3
CO2 + K+ + OH- = K+ + HCO3-
CO2 + OH- = HCO3-
2KHCO3 = K2CO3 + H2O + CO2↑
K2CO3 + BaCl2 = 2KCl + BaCO3↓
2K+ + CO32- + Ba2+ + 2Cl- = 2K+ + 2Cl- + BaCO3↓
Ba2+ + CO32- = BaCO3↓
в)
| C + O2 = CO2 | ||||
| C0 - 4ē ⟶ C+4 | 4 | 4 | 1 | восстановитель (окисление) |
| O20 + 4ē ⟶ 2O-2 | 4 | 1 | окислитель (восстановление) | |
| C + CO2 = 2CO | ||||
| C0 - 2ē ⟶ C+2 | 2 | 2 | 1 | восстановитель (окисление) |
| C+4 + 2ē ⟶ C+2 | 2 | 1 | окислитель (восстановление) | |
NaOH + CO = HCOONa
HCOONa + HCl = HCOOH + NaCl
HCOO- + Na+ + H+ + Cl- = HCOOH + Na+ + Cl-
HCOO- + H+ = HCOOH
HCOOH overset(t,P_2O_5)(=) H2O + CO↑
| 2CO + O2 = 2CO2 | ||||
| C+2 - 2ē ⟶ C+4 | 2 | 4 | 2 | восстановитель (окисление) |
| O20 + 4ē ⟶ 2O-2 | 4 | 1 | окислитель (восстановление) | |
г)
| C + O2 = CO2 | ||||
| C0 - 4ē ⟶ C+4 | 4 | 4 | 1 | восстановитель (окисление) |
| O20 + 4ē ⟶ 2O-2 | 4 | 1 | окислитель (восстановление) | |
Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3↓ + H2O
Ca2+ + 2OH- + CO2 = CaCO3↓ + H2O
CaCO3 + H2O + CO2 = Ca(HCO3)2
CaCO3 + H2O + CO2 = Ca2+ + 2HCO3-
Ca(HCO3)2 `overset(t)(=)` CaCO3↓ + H2O + CO2↑
CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2↑
CaCO3 + 2H+ + 2Cl- = Ca2+ + 2Cl- + H2O + CO2↑
CaCO3 + 2H+ = Ca2+ + H2O + CO2↑
| CO2 + 2Mg = C + 2MgO | ||||
| Mg0 - 2ē ⟶ Mg+2 | 2 | 4 | 2 | восстановитель (окисление) |
| C+4 + 4ē ⟶ C0 | 4 | 1 | окислитель (восстановление) | |
д)
| CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O | ||||
| C-4 - 8ē ⟶ C+4 | 8 | 8 | 1 | восстановитель (окисление) |
| O20 + 4ē ⟶ 2O-2 | 4 | 2 | окислитель (восстановление) | |
2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O
2Na+ + 2OH- + CO2 = 2Na+ + CO32- + H2O
2OH- + CO2 = CO32- + H2O
2CuSO4 + 2Na2CO3 + H2O = (CuOH)2CO3 + 2Na2SO4 + CO2↑
2Cu2+ + 2SO42- + 4Na+ + 2CO32- + H2O = (CuOH)2CO3 + 4Na+ + 2SO42- + CO2↑
2Cu2+ + 2CO32- + H2O = (CuOH)2CO3 + CO2↑
(CuOH)2CO3 + 4HCl = 2CuCl2 + 3H2O + CO2↑
(CuOH)2CO3 + 4H+ + 4Cl- = 2Cu2+ + 4Cl- + 3H2O + CO2↑
(CuOH)2CO3 + 4H+ = 2Cu2+ + 3H2O + CO2↑
Ba(OH)2 + 2CO2 = Ba(HCO3)2
Ba2+ + 2OH- + 2CO2 = Ba2+ + 2HCO3-
OH- + CO2 = HCO3-
Ba(HCO3)2 `overset(t)(=)` BaCO3↓ + H2O + CO2↑
е)
| 2Be + C `overset(t)(=)` Be2C | ||||
| Be0 - 2ē ⟶ Be+2 | 2 | 4 | 2 | восстановитель (окисление) |
| C0 + 4ē ⟶ C-4 | 4 | 1 | окислитель (восстановление) | |
Be2C + 4HCl = 2BeCl2 + CH4↑
| 2CH4 = C2H2 + 3H2 | ||||
| C-4 - 3ē ⟶ C-1 | 3 | 6 | 2 | восстановитель (окисление) |
| 2H+ + 2ē ⟶ H20 | 2 | 3 | окислитель (восстановление) | |
| C2H2 + 2H2 `overset(t,"кат.")(=)` C2H6 | ||||
| H20 - 2ē ⟶ 2H+ | 2 | 2 | 1 | восстановитель (окисление) |
| C-1 + 2ē ⟶ C-3 | 2 | 1 | окислитель (восстановление) | |
| C2H6 `overset(t)(=)` 2C + 3H2 | ||||
| C-3 - 3ē ⟶ C0 | 3 | 6 | 2 | восстановитель (окисление) |
| 2H+ + 2ē ⟶ H20 | 2 | 3 | окислитель (восстановление) | |
ж)
| C + S `overset(t)(=)` CS2 | ||||
| C0 - 4ē ⟶ C+4 | 4 | 4 | 1 | восстановитель (окисление) |
| S0 + 2ē ⟶ S-2 | 2 | 2 | окислитель (восстановление) | |
| CS2 + 3O2 = CO2 + 2SO2 | ||||
| S-2 - 6ē ⟶ S+4 | 6 | 12 | 2 | восстановитель (окисление) |
| O20 + 4ē ⟶ 2O-2 | 4 | 3 | окислитель (восстановление) | |
2NH3 + H2O + CO2 = (NH4)2CO3
(NH4)2CO3 + 2HCl = 2NH4Cl + H2O + CO2↑
(NH4)2CO3 + 2H+ + 2Cl- = 2NH4+ + 2Cl- + H2O + CO2↑
(NH4)2CO3 + 2H+ = 2NH4+ + H2O + CO2↑
| 4H2 + CO2 `overset(t,"кат.")(=)` CH4 + 2H2O | ||||
| H20 - 2ē ⟶ 2H+ | 2 | 8 | 4 | восстановитель (окисление) |
| C+4 + 8ē ⟶ C-4 | 8 | 1 | окислитель (восстановление) | |
| CH4 + 4Cl2 `overset("свет")(=)` CCl4 + 4HCl | ||||
| C-4 - 8ē ⟶ C+4 | 8 | 8 | 1 | восстановитель (окисление) |
| Cl20 + 2ē ⟶ 2Cl- | 2 | 4 | окислитель (восстановление) | |