Условие задачи
Напишите молекулярные уравнения реакций, идущих по схеме
MgCO3 → С02 → MgCO3 → Mg(HCO3)2 → MgCl2.
Решение
Ниже приведён подробный разбор задачи по неорганической химии. Задача просит выписать молекулярные уравнения последовательных превращений, схематично изображённых как
MgCO₃ → CO₂ → MgCO₃ → Mg(HCO₃)₂ → MgCl₂
Из схемы видно, что исходное магнезиальное соединение – карбонат магния – при определённых условиях (например, при нагревании) отдаёт углекислый газ, а затем, в присутствии CO₂ и воды, подвергается перекарбонированию с образованием, сначала (в зависимости от режимов) вновь нерастворимого карбоната, а при избытке углекислого газа – растворимого бикарбоната. Затем, при обработке хлористой кислотой (или хлорид-солями) происходит переход в магний хлорид. Один из вариантов последовательности превращений можно записать так.
Мы можем выделить следующие этапы:
1. Тепловое разложение карбоната магния с образованием оксида магния и выделением CO₂. Это классическая реакция декарбонизации минералов:
MgCO₃(s) → MgO(s) + CO₂(g)
2. При контакте полученного MgO с углекислым газом и водой происходит его перекарбонирование. Если условия способствуют выпадению осадочного карбоната (при умеренном содержании CO₂), то реакция выглядит как:
MgO(s) + CO₂(g) + H₂O(l) → MgCO₃(s)
Таким образом, вновь образуется карбонат магния (на схеме он идёт после стрелки CO₂).
3. При избытке углекислого газа (в избытке CO₂, если процесс проводится при высоком давлении CO₂ в воде) нерастворимый карбонат переходит в растворимый бикарбонат. Из магнезита (MgCO₃) в присутствии избыточного CO₂ и воды образуется бикарбонат магния согласно уравнению
MgCO₃(s) + CO₂(g) + H₂O(l) → Mg(HCO₃)₂(aq)
4. Наконец, реакция бикарбоната с хлористой кислотой приводит к образованию магния хлорида, при этом выделяется углекислый газ и образуется вода. Молекулярное уравнение этой реакции выглядит так:
Mg(HCO₃)₂(aq) + 2 HCl(aq) → MgCl₂(aq) + 2 CO₂(g) + 2 H₂O(l)
Таким образом, используя правила неорганической химии по написанию уравнений реакций, получаем цепочку превращений согласно заданной схеме.
Важно отметить, что в технологии получения магнийхлоридов могут использоваться подобные этапы: сначала карбонат магния подвергают термическому разложению, затем проводят перекарбонирование оксида (или исходного карбоната) в растворимый бикарбонат, который в свою очередь реагирует с кислотой с образованием хлорида, что даёт возможность выделить CO₂ и отделить неблагазообразные примеси.
Ответ:
1) MgCO₃(s) → MgO(s) + CO₂(g)
2) MgO(s) + CO₂(g) + H₂O(l) → MgCO₃(s)
3) MgCO₃(s) + CO₂(g) + H₂O(l) → Mg(HCO₃)₂(aq)
4) Mg(HCO₃)₂(aq) + 2 HCl(aq) → MgCl₂(aq) + 2 CO₂(g) + 2 H₂O(l)
Эти четыре уравнения отражают схему превращений, указанную в задаче.