Переходы между классами. Цепочки превращений

Одни переходы между классами идут в одну стадию, другие требуют обходного пути. Разберём самые важные из них, а затем составим алгоритм, по которому решается любая цепочка превращений.

Важные переходы

• Превращение оксид → гидроксид. Напрямую его проводят, только если оксид реагирует с водой: так из оксидов щелочных и щёлочноземельных металлов получают щёлочи (\(\ce{CaO + H2O -> Ca(OH)2}\)), а из большинства кислотных оксидов — кислоты (\(\ce{SO3 + H2O -> H2SO4}\)). Если оксид с водой не реагирует, путь лежит через соль: \(\ce{CuO -> CuCl2 -> Cu(OH)2}\), \(\ce{SiO2 -> Na2SiO3 -> H2SiO3}\).
• Превращение гидроксид → оксид. Нерастворимые основания, амфотерные гидроксиды и кремниевая кислота при нагревании разлагаются на оксид и воду: \(\ce{Cu(OH)2 ->[t^\circ] CuO + H2O}\), \(\ce{2Al(OH)3 ->[t^\circ] Al2O3 + 3H2O}\), \(\ce{H2SiO3 ->[t^\circ] SiO2 + H2O}\). Щёлочи натрия и калия при нагревании не разлагаются.
• Превращение соль → основание. Растворимую соль обрабатывают щёлочью, и нерастворимое основание выпадает в осадок: \(\ce{FeCl3 + 3NaOH -> Fe(OH)3 v + 3NaCl}\). Щёлочь из соли получают, если второй продукт выпадает в осадок: \(\ce{Na2CO3 + Ca(OH)2 -> CaCO3 v + 2NaOH}\).
• Превращение соль → кислота. На соль действуют более сильной или нелетучей кислотой (тема 4.8): \(\ce{Na2SiO3 + 2HCl -> 2NaCl + H2SiO3 v}\), \(\ce{BaCl2 + H2SO4 -> BaSO4 v + 2HCl}\).
• Превращение соль → металл. Металл вытесняют из раствора его соли более активным металлом (\(\ce{CuSO4 + Fe -> FeSO4 + Cu}\)), получают электролизом или разложением соли малоактивного металла (\(\ce{2AgNO3 ->[t^\circ] 2Ag + 2NO2 ^ + O2 ^}\)).
• Превращение средняя соль → кислая. Через раствор средней соли пропускают избыток кислотного оксида или добавляют ту же кислоту: \(\ce{Na2CO3 + CO2 + H2O -> 2NaHCO3}\), \(\ce{Na2SO4 + H2SO4 -> 2NaHSO4}\).
• Превращение кислая соль → средняя. На кислую соль действуют щёлочью того же металла или нагревают её: \(\ce{NaHCO3 + NaOH -> Na2CO3 + H2O}\), \(\ce{2NaHCO3 ->[t^\circ] Na2CO3 + H2O + CO2 ^}\).

Алгоритм решения цепочки превращений

Задание 21 оценивается в 3 балла: по баллу за каждое правильное уравнение. Чтобы не ошибиться, полезно действовать по порядку. Вот алгоритм решения цепочки превращений:

1. подпишите под каждой формулой класс вещества: металл, оксид (основный, кислотный, амфотерный), основание, кислота, соль;
2. для каждой стрелки определите, меняется ли степень окисления элемента, который переходит по цепочке; если меняется, нужен окислитель (кислород, хлор) или восстановитель (водород, углерод, угарный газ, металл);
3. подберите второй реагент по свойствам классов: к основному оксиду — кислоту, к соли — щёлочь, кислоту или соль, к нерастворимому основанию — нагревание;
4. проверьте по таблице растворимости и ряду напряжений, что реакция идёт: выпадает осадок, выделяется газ или вода, металл активнее вытесняемого;
5. запишите продукты, расставьте коэффициенты и укажите условия (нагревание, катализатор).