Задание 31: Взаимосвязь различных классов неорганических веществ: описание реакций

Типичная формулировка: «Дана схема превращений веществ. Напишите молекулярные уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить указанные превращения». Схема обычно представлена в виде цепочки: вещество А → вещество Б → вещество В → вещество Г → вещество Д, где над стрелками иногда указаны дополнительные реагенты или условия (например, $+O_2$, $t^\circ$, электролиз).

…

• Ряд активности металлов и его применение для определения возможности реакции металла с кислотой, водой, солью другого металла.
• Свойства оксидов: основные оксиды реагируют с кислотами, кислотные — с основаниями, амфотерные — и с кислотами, и со щелочами.
• Реакции получения кислот: $SO_3 + H_2O \rightarrow H_2SO_4$; $P_2O_5 + 3H_2O \rightarrow 2H_3PO_4$.
• Реакции получения оснований: активные металлы и их оксиды реагируют с водой, образуя щёлочи, например $2Na + 2H_2O \rightarrow 2NaOH + H_2\uparrow$.
• Реакции нейтрализации: кислота + основание → соль + вода.
• Реакции обмена в растворах, идущие с образованием осадка, газа или слабого электролита (правило Бертолле).
• Качественные реакции на катионы и анионы (например, $BaCl_2$ на сульфат-ион, $AgNO_3$ на хлорид-ион).
• Амфотерность гидроксидов алюминия, цинка, хрома(III): реакция и с кислотой, и со щёлочью, в том числе с образованием комплексных солей типа $Na[Al(OH)_4]$.
• Разложение нерастворимых оснований и некоторых солей при нагревании: $Cu(OH)_2 \xrightarrow{t} CuO + H_2O$.
• Взаимодействие металлов с неметаллами, кислотами (разбавленными и концентрированными — с разным продуктом восстановления), щелочами (для амфотерных металлов).
• Электронный баланс для подбора коэффициентов в окислительно-восстановительных реакциях: сумма отданных электронов равна сумме принятых.
• Формулы степени окисления: $\overset{+n}{X}$ определяется через сумму зарядов в соединении, равную нулю (или заряду иона).
• Реакции разложения солей кислородсодержащих кислот при нагревании (нитраты, карбонаты, гидрокарбонаты). …

1. Прочитать всю цепочку превращений целиком, отметить условия над стрелками (нагревание, избыток/недостаток реагента, электролиз, катализатор) — они часто указывают на конкретный продукт реакции.
2. Определить класс каждого известного вещества в цепочке: простое вещество, оксид, кислота, основание, соль.
3. Для каждого перехода определить тип реакции: соединение, разложение, замещение, обмен — и решить, какой реагент нужен для перехода от одного вещества к другому.
4. Если реакция окислительно-восстановительная, определить степени окисления элементов до и после реакции, составить электронный баланс, чтобы найти коэффициенты.
5. Проверить возможность реакции: для металлов — по ряду активности, для солей — по правилу образования осадка, газа или слабого электролита, для амфотерных соединений — по типу второго реагента. …