Алгоритм задания 31

За задание 31 дают четыре балла — по одному за каждое верное уравнение с правильными формулами и коэффициентами. Ошибка в одном уравнении не отменяет остальных, но ошибка в продукте первой реакции может «утянуть» за собой всю цепочку. Поэтому решать нужно аккуратно и по шагам — это алгоритм задания 31.

Порядок действий

1. Прочитайте описание целиком и подчеркните признаки: цвет, запах, осадок, газ, слова «избыток», «концентрированная», «при нагревании».
2. Для каждого предложения определите исходные вещества и тип реакции: обмен, ОВР, разложение, комплексообразование.
3. Запишите уравнение и сразу выпишите все продукты — включая попутные (соль, вода, щёлочь), которые могут участвовать дальше.
4. Проверьте здравый смысл: сильная кислота вытесняет слабую; окислитель окисляет восстановитель до устойчивого продукта (\(\ce{HNO3}\) переводит \(\ce{FeO}\) в соль железа(III)); металл после водорода не выделяет водород из кислот.
5. Расставьте коэффициенты, в ОВР — электронным балансом, и проверьте по кислороду.

Разбор задания

Железо сожгли в хлоре. Полученное вещество растворили в воде и добавили избыток раствора сульфида натрия. Образовавшийся осадок отделили и обработали концентрированной азотной кислотой. Выделившийся бурый газ пропустили через раствор гидроксида бария.

Решение. Хлор — сильный окислитель, железо даёт хлорид железа(III). Ион \(\ce{Fe^{3+}}\) с сульфидом вступает в ОВР: образуются сульфид железа(II) и сера. Концентрированная азотная кислота окисляет сульфид железа до нитрата железа(III) и серной кислоты, выделяя \(\ce{NO2}\). Бурый газ в щёлочи диспропорционирует:

\[ \ce{2Fe + 3Cl2 ->[t^\circ] 2FeCl3}; \qquad \ce{2FeCl3 + 3Na2S -> 2FeS v + S v + 6NaCl} \]

\[ \ce{FeS + 12HNO3(\text{конц.}) -> Fe(NO3)3 + H2SO4 + 9NO2 ^ + 5H2O} \]

\[ \ce{4NO2 + 2Ba(OH)2 -> Ba(NO2)2 + Ba(NO3)2 + 2H2O} \]

Второй пример

Алюминий растворили в растворе гидроксида натрия. Через полученный раствор пропустили избыток углекислого газа. Выпавший осадок прокалили, а продукт сплавили с карбонатом натрия.

\[ \ce{2Al + 2NaOH + 6H2O -> 2Na[Al(OH)4] + 3H2 ^}; \qquad \ce{Na[Al(OH)4] + CO2 -> Al(OH)3 v + NaHCO3} \]

\[ \ce{2Al(OH)3 ->[t^\circ] Al2O3 + 3H2O}; \qquad \ce{Al2O3 + Na2CO3 ->[t^\circ] 2NaAlO2 + CO2 ^} \]