реши номер 5 под буквой В, с объяснением
№ 5(в)
Цепочка:
\[
\mathrm{Na_2O \to NaOH \to NaHCO_3 \to Na_2CO_3 \to Na_2SO_4}
\]
Уравнения реакций
Получение щёлочи из оксида: \[ \mathrm{Na_2O + H_2O = 2NaOH} \] Ионная запись: \[ \mathrm{Na_2O + H_2O = 2Na^+ + 2OH^-} \]
Получение кислой соли. Важно: углекислый газ берём в избытке, иначе сразу получится средняя соль \(\mathrm{Na_2CO_3}\): \[ \mathrm{NaOH + CO_2 \to NaHCO_3} \] Полное ионное: \[ \mathrm{Na^+ + OH^- + CO_2 = Na^+ + HCO_3^-} \] Сокращённое: \[ \mathrm{OH^- + CO_2 = HCO_3^-} \]
Перевод кислой соли в среднюю действием щёлочи: \[ \mathrm{NaHCO_3 + NaOH = Na_2CO_3 + H_2O} \] Полное ионное: \[ \mathrm{Na^+ + HCO_3^- + Na^+ + OH^- = 2Na^+ + CO_3^{2-} + H_2O} \] Сокращённое: \[ \mathrm{HCO_3^- + OH^- = CO_3^{2-} + H_2O} \]
Получение сульфата натрия действием серной кислоты: \[ \mathrm{Na_2CO_3 + H_2SO_4 = Na_2SO_4 + CO_2\uparrow + H_2O} \] Полное ионное: \[ \mathrm{2Na^+ + CO_3^{2-} + 2H^+ + SO_4^{2-} = 2Na^+ + SO_4^{2-} + CO_2\uparrow + H_2O} \] Сокращённое: \[ \mathrm{CO_3^{2-} + 2H^+ = CO_2\uparrow + H_2O} \]
Как рассуждать
- \(\mathrm{Na_2O}\) — основный оксид, поэтому с водой даёт щёлочь \(\mathrm{NaOH}\).
- Чтобы из \(\mathrm{NaOH}\) получить именно \(\mathrm{NaHCO_3}\), нужен избыток \(\mathrm{CO_2}\).
- Кислую соль \(\mathrm{NaHCO_3}\) можно перевести в среднюю соль \(\mathrm{Na_2CO_3}\) щёлочью — это и показано на странице выше.
- Карбонат реагирует с сильной серной кислотой; угольная кислота \(\mathrm{H_2CO_3}\) неустойчива и распадается на \(\mathrm{CO_2}\) и \(\mathrm{H_2O}\).
Проверка: в сокращённых ионных уравнениях заряды слева и справа сходятся. Например, в последнем уравнении слева \(-2+2=0\), справа тоже \(0\).
Примечание: вместо третьего шага можно было бы нагреть гидрокарбонат: \[ \mathrm{2NaHCO_3 \xrightarrow{t^\circ} Na_2CO_3 + CO_2\uparrow + H_2O} \] но в данной цепочке удобнее реакция со щёлочью — она ионная.
