Условие задачи
Составьте уравнения реакций, протекающих в опытах 2-5 из раздела «Занимательные опыты».
Решение
Ниже приведён один из вариантов подробного решения задачи. Заметим, что в условии не даны подробные описания опытов 2–5 из раздела «Занимательные опыты», поэтому для ответа целесообразно привести классические реакции, которые часто демонстрируют на занятиях по химии и могут быть отнесены к этим опытам. Обычно в подобных разделах показывают, например, реакции разложения веществ с выделением газа, нейтрализации, осадочные процессы и «вулканический» опыт. Предлагаем следующий вариант:
──────────────────────────────
1. ОПЫТ №2. Разложение перекиси водорода
Часто для демонстрации разложения вещества с выделением кислорода используют перекись водорода (H₂O₂) с каталитическим действием оксида марганца (MnO₂). При разложении перекиси водорода выделяется кислород, а образуется вода. Правильное уравнение реакции с учётом стехиометрии выглядит так:
2 H₂O₂ → 2 H₂O + O₂
Здесь два моль перекиси водорода распадаются на два моль воды и один моль кислорода. Катализатор MnO₂ здесь не включается в записываемое уравнение, так как он не расходуется в реакции.
──────────────────────────────
2. ОПЫТ №3. Взаимодействие металла с кислотой
Нередко демонстрируют явление выделения водорода при реакции активного металла с кислотой. Например, цинк (Zn) при воздействии разбавленной соляной кислоты (HCl) даёт растворимую соль – хлорид цинка (ZnCl₂) и выделяется водород (H₂). Уравнение выглядит следующим образом:
Zn + 2 HCl → ZnCl₂ + H₂
Здесь один атом цинка реагирует с двумя молекулами HCl.
──────────────────────────────
3. ОПЫТ №4. Осадочная реакция
Частой демонстрационной реакцией является обмен между растворами солей, приводящий к образованию малорастворимого осадка. Например, при смешивании растворов хлорида бария (BaCl₂) и сульфата натрия (Na₂SO₄) образуется нерастворимый сульфат бария (BaSO₄), который выпадает в осадок, и растворимая соль – хлорид натрия (NaCl):
BaCl₂ + Na₂SO₄ → BaSO₄↓ + 2 NaCl
В данном уравнении BaSO₄ обозначен знаком «↓», указывающим на осаждение.
──────────────────────────────
4. ОПЫТ №5. «Вулканический» опыт – термический разложение аммоний дихромата
Известен опыт, где небольшое количество оранжевого порошка (аммоний дихромат, (NH₄)₂Cr₂O₇) при нагревании разлагается с ярким эффектом, похожим на извержение вулкана, при этом образуется зеленоватый оксид хрома (Cr₂O₃), выделяются вода и азот:
(NH₄)₂Cr₂O₇ → Cr₂O₃ + N₂ + 4 H₂O
Это уравнение демонстрирует красочное протекание реакции: изначальный оранжевый реактив превращается в «лавовый» зеленый оксид с выделением газов.
──────────────────────────────
КОНСЛЮЗИЯ
При отсутствии подробного описания опытов в условии, приведённый вариант представляет собой один из классических наборов реакций, демонстрирующих разнообразные химические процессы:
• Разложение (опыт 2),
• Реакции активного металла с кислотой (опыт 3),
• Осадочные реакции (опыт 4),
• Экзотермическое разложение с эффектом «вулканического извержения» (опыт 5).
Каждое из этих уравнений записано с соблюдением правил стехиометрии, с указанием выделяемых газов или осадков, что соответствует требованиям химической дисциплины при составлении реакционных уравнений.