Условие задачи
Допишите уравнения возможных химических реакций.
а) Fe2O3 + H2O →
б) KOH(изб) + P2O5 →
в) BaO + HNO3 →
г) CaO + SiO2 →
д) Na2O + N2O5 →
е) N2O + NaOH →
Если реакция не протекает, укажите причину
Решение
Ниже приводится разбор каждой реакции с подробным решением, с использованием химических законов (например, закона сохранения массы) и правил записи реакций неорганической химии. Формулы и коэффициенты записаны с использованием обычных символов Unicode.
──────────────────────────────
а) Fe₂O₃ + H₂O →
Аксид железа(III) (Fe₂O₃) при взаимодействии с водой может давать соответствующий гидроксид. При соблюдении закона сохранения массы получаем:
Fe₂O₃ + 3 H₂O → 2 Fe(OH)₃
Проверка:
– Fe: с левой стороны 2, с правой – 2
– O: в Fe₂O₃ 3 и в 3 H₂O 3·1 = 3, суммарно 6; в 2·Fe(OH)₃: 2·3 = 6
– H: 3·2 = 6 на левой стороне, в правой: 2·3 = 6
Таким образом, уравнение составлено правильно.
──────────────────────────────
б) KOH (избыток) + P₂O₅ →
Фосфор(V) оксид (P₂O₅) является сильно кислотным оксидом, который реагирует с основанием. При избытке щелочи (KOH) образуется фосфат – соль, в данном случае калий фосфат (K₃PO₄). Для составления уравнения необходимо учесть, что кроме соли образуется и вода. Подберем коэффициенты, требующиеся для соблюдения закона сохранения массы.
Пробуем уравнение:
P₂O₅ + 6 KOH → 2 K₃PO₄ + 3 H₂O
Проверка:
– P: слева 2, справа 2×1 = 2
– K: слева 6, справа 2×3 = 6
– O: слева в P₂O₅ 5, в 6 KOH 6; суммарно 11; справа, в 2 K₃PO₄: 2×4 = 8, в 3 H₂O: 3; 8 + 3 = 11
– H: слева 6, справа 3×2 = 6
Таким образом, уравнение сбалансировано.
──────────────────────────────
в) BaO + HNO₃ →
Базовый оксид BaO реагирует с кислотой HNO₃ с образованием соответствующей соли – нитрата бария – и воды. Соответствующее уравнение записи реакции:
BaO + 2 HNO₃ → Ba(NO₃)₂ + H₂O
Проверка:
– Ba: 1 с обеих сторон
– N: с левой стороны 2, справа в Ba(NO₃)₂ – 2
– O: слева в BaO – 1, в 2 HNO₃ – 2×3 = 6; суммарно 7; справа в Ba(NO₃)₂: 2×3 = 6, в H₂O: 1; итого 7
– H: 2 слева, 2 справа
──────────────────────────────
г) CaO + SiO₂ →
Оксид кальция (CaO) и оксид кремния (SiO₂) реагируют с образованием силикатной соли – кальцийсиликата. Обычно записывают реакцию как образование монокальцийсиликата:
CaO + SiO₂ → CaSiO₃
Проверка:
– Ca: 1 и 1
– Si: 1 и 1
– O: слева – в CaO 1 и в SiO₂ 2, итого 3; справа в CaSiO₃ 3
──────────────────────────────
д) Na₂O + N₂O₅ →
Оба вещества – оксиды, причем Na₂O – щелочной, а N₂O₅ – кислотный оксид. При их взаимодействии происходит образование соль – нитрата натрия. Подберем коэффициенты так, чтобы каждый атом был учтён:
Na₂O + N₂O₅ → 2 NaNO₃
Проверка:
– Na: слева 2, справа 2×1 = 2
– N: слева 2, справа 2×1 = 2
– O: слева – в Na₂O 1, в N₂O₅ 5; итого 6; справа – в 2 NaNO₃: 2×3 = 6
──────────────────────────────
е) N₂O + NaOH →
N₂O – это оксид, который, в отличие от многих других оксидов, не является выраженно кислотным и не проявляет амфотерных свойств. Он не реагирует с раствором гидроксида натрия, поскольку не способен реагировать с основанием (то есть не вступает в реакцию с водой в данном случае, не образуя соответствующего аниона). Таким образом, эта реакция не протекает.
Причина: оксид N₂O не является кислотным, а для протекания реакции между оксидом и основанием необходимо, чтобы оксид имел выраженные кислотные свойства (был амфотерным или кислотным). Здесь же N₂O – инертен по отношению к NaOH.
──────────────────────────────
Вывод:
а) Fe₂O₃ + 3 H₂O → 2 Fe(OH)₃
б) P₂O₅ + 6 KOH → 2 K₃PO₄ + 3 H₂O
в) BaO + 2 HNO₃ → Ba(NO₃)₂ + H₂O
г) CaO + SiO₂ → CaSiO₃
д) Na₂O + N₂O₅ → 2 NaNO₃
е) Реакция не протекает, поскольку оксид N₂O не обладает кислотными свойствами и не вступает в реакцию с основанием.
Таким образом, каждое уравнение записано с соблюдением закона сохранения массы и правил записи реакций в неорганической химии.