упр 2
Сверь числа и знаки с фото.
2 Запишите уравнения реакций для следующих превращений:
[Схема: Бериллий —1→ Оксид бериллия; Оксид бериллия —2→ Сульфат бериллия; Оксид бериллия —3→ Бериллат калия; Оксид бериллия —4→ Нитрат бериллия; Сульфат бериллия —5→ Гидроксид бериллия; Гидроксид бериллия —6→ Бериллат калия; Нитрат бериллия —7→ Гидроксид бериллия.]
Первую реакцию рассмотрите с позиций окисления-восстановления.
Ответ: в цепочке 7 реакций. Оксид и гидроксид бериллия проявляют амфотерные свойства.
- \(2\mathrm{Be}+\mathrm{O_2}\to 2\mathrm{BeO}\) — при нагревании
- \(\mathrm{BeO}+\mathrm{H_2SO_4}\to \mathrm{BeSO_4}+\mathrm{H_2O}\)
- \(\mathrm{BeO}+2\mathrm{KOH}\to \mathrm{K_2BeO_2}+\mathrm{H_2O}\) — сплавление
- \(\mathrm{BeO}+2\mathrm{HNO_3}\to \mathrm{Be(NO_3)_2}+\mathrm{H_2O}\)
- \(\mathrm{BeSO_4}+2\mathrm{KOH}\to \mathrm{Be(OH)_2}\downarrow+\mathrm{K_2SO_4}\)
- \(\mathrm{Be(OH)_2}+2\mathrm{KOH}\to \mathrm{K_2BeO_2}+2\mathrm{H_2O}\) — в избытке щёлочи
- \(\mathrm{Be(NO_3)_2}+2\mathrm{KOH}\to \mathrm{Be(OH)_2}\downarrow+2\mathrm{KNO_3}\)
Для первой реакции — окислительно-восстановительная:
\[ 2\mathrm{Be}^{0}+\mathrm{O_2}^{0}\to 2\mathrm{Be}^{+2}\mathrm{O}^{-2} \]
\[ \mathrm{Be}^{0}-2e^{-}\to \mathrm{Be}^{+2}\quad |\,2 \]
\[ \mathrm{O_2}^{0}+4e^{-}\to 2\mathrm{O}^{-2}\quad |\,1 \]
Бериллий — восстановитель, он окисляется. Кислород — окислитель, он восстанавливается.
Как понять принцип:
- \(\mathrm{BeO}\) и \(\mathrm{Be(OH)_2}\) амфотерны: с кислотами ведут себя как основания, со щёлочами — как кислоты.
- Поэтому оксид с кислотой даёт соль бериллия и воду, а со щёлочью — бериллат и воду.
- Растворимые соли бериллия с небольшим количеством щёлочи дают осадок \(\mathrm{Be(OH)_2}\).
- Если щёлочь в избытке, осадок растворяется — образуется бериллат. Поэтому в реакциях 5 и 7 щёлочь нельзя брать в избытке, иначе осадок исчезнет.
Проверка: в реакции 1 атомы уравнены; в 5 и 7 видно выпадение осадка \(\mathrm{Be(OH)_2}\), а в 6 — его растворение в избытке щёлочи.
Обсуждение
10 сообщенийБериллий—>оксид бериллия—>
Понял: цепочка начинается так:
\[ \mathrm{Be}\to \mathrm{BeO} \]
Первая реакция:
\[ 2\mathrm{Be}+\mathrm{O_2}\xrightarrow{t^\circ}2\mathrm{BeO} \]
Пришли остальные звенья цепочки или фото задания — допишу все реакции и объясню, как их составлять.
Сульфат бериллий
Следующее звено цепочки:
\[ \mathrm{Be}\to \mathrm{BeO}\to \mathrm{BeSO_4} \]
Сульфат бериллия имеет формулу \(\mathrm{BeSO_4}\). Его получают действием серной кислоты на оксид бериллия:
\[ \mathrm{BeO}+\mathrm{H_2SO_4}\to \mathrm{BeSO_4}+\mathrm{H_2O} \]
Краткое ионное уравнение:
\[ \mathrm{BeO}+2\mathrm{H^+}\to \mathrm{Be^{2+}}+\mathrm{H_2O} \]
Здесь \(\mathrm{BeO}\) — амфотерный оксид, но с серной кислотой он реагирует как основный оксид, образуя соль бериллия и воду.
Если следующее звено цепочки — гидроксид бериллия, напиши, и я продолжу.
Бериллат калия
Следующее звено:
\[ \mathrm{Be}\to \mathrm{BeO}\to \mathrm{BeSO_4}\to \mathrm{Be(OH)_2}\to \mathrm{K_2BeO_2} \]
Бериллат калия имеет формулу \(\mathrm{K_2BeO_2}\).
1. Получение гидроксида бериллия:
\[ \mathrm{BeSO_4}+2\mathrm{KOH}\to \mathrm{Be(OH)_2}\downarrow+\mathrm{K_2SO_4} \]
Осадок \(\mathrm{Be(OH)_2}\) выпадает при небольшом количестве щёлочи.
2. Растворение осадка в избытке щёлочи:
При сплавлении:
\[ \mathrm{Be(OH)_2}+2\mathrm{KOH}\xrightarrow{t^\circ}\mathrm{K_2BeO_2}+2\mathrm{H_2O} \]
В водном растворе удобнее записывать образование тетрагидроксобериллата:
\[ \mathrm{Be(OH)_2}+2\mathrm{KOH}\to \mathrm{K_2[Be(OH)_4]} \]
Суммарно из сульфата бериллия:
\[ \mathrm{BeSO_4}+4\mathrm{KOH}\to \mathrm{K_2[Be(OH)_4]}+\mathrm{K_2SO_4} \]
Почему так происходит: \(\mathrm{Be(OH)_2}\) — амфотерный гидроксид. С кислотой он ведёт себя как основание, а с щёлочью — как кислота, поэтому и растворяется в избытке \(\mathrm{KOH}\).
Если цепочка продолжается, пришли следующее вещество.
Бериллат
Бериллат — это соль бериллиевой кислоты \(\mathrm{H_2BeO_2}\). Общая формула бериллатов:
\[ \mathrm{Me_2BeO_2} \]
где \(\mathrm{Me}\) — щелочной металл. Например:
\[ \mathrm{K_2BeO_2},\qquad \mathrm{Na_2BeO_2} \]
В водном растворе бериллий чаще находится в виде тетрагидроксобериллат-иона:
\[ \mathrm{[Be(OH)_4]^{2-}} \]
Например:
\[ \mathrm{K_2[Be(OH)_4]} \]
Ты имеешь в виду бериллат калия \(\mathrm{K_2BeO_2}\) как следующее звено цепочки или нужно объяснить свойства бериллатов?
Бериллий—>оксид бериллия—>сульфат бериллия—>бериллат калия—>нитрат бериллия—>гидроксид бериллия
Вот полная цепочка с уравнениями реакций:
\[ \mathrm{Be}\to \mathrm{BeO}\to \mathrm{BeSO_4}\to \mathrm{K_2BeO_2}\to \mathrm{Be(NO_3)_2}\to \mathrm{Be(OH)_2} \]
1. Бериллий → оксид бериллия
\[ 2\mathrm{Be}+\mathrm{O_2}\xrightarrow{t^\circ}2\mathrm{BeO} \]
2. Оксид бериллия → сульфат бериллия
\[ \mathrm{BeO}+\mathrm{H_2SO_4}\to \mathrm{BeSO_4}+\mathrm{H_2O} \]
3. Сульфат бериллия → бериллат калия
Сначала при добавлении щёлочи выпадает осадок:
\[ \mathrm{BeSO_4}+2\mathrm{KOH}\to \mathrm{Be(OH)_2}\downarrow+\mathrm{K_2SO_4} \]
Затем в избытке щёлочи осадок растворяется. В растворе образуется тетрагидроксобериллат калия:
\[ \mathrm{Be(OH)_2}+2\mathrm{KOH}\to \mathrm{K_2[Be(OH)_4]} \]
Суммарно:
\[ \mathrm{BeSO_4}+4\mathrm{KOH}\to \mathrm{K_2[Be(OH)_4]}+\mathrm{K_2SO_4} \]
При сплавлении записывают бериллат калия \(\mathrm{K_2BeO_2}\):
\[ \mathrm{BeSO_4}+4\mathrm{KOH}\xrightarrow{t^\circ}\mathrm{K_2BeO_2}+\mathrm{K_2SO_4}+2\mathrm{H_2O} \]
4. Бериллат калия → нитрат бериллия
При действии избытка азотной кислоты бериллат разрушается:
\[ \mathrm{K_2BeO_2}+4\mathrm{HNO_3}\to \mathrm{Be(NO_3)_2}+2\mathrm{KNO_3}+2\mathrm{H_2O} \]
Если записывать через тетрагидроксобериллат:
\[ \mathrm{K_2[Be(OH)_4]}+4\mathrm{HNO_3}\to \mathrm{Be(NO_3)_2}+2\mathrm{KNO_3}+4\mathrm{H_2O} \]
5. Нитрат бериллия → гидроксид бериллия
\[ \mathrm{Be(NO_3)_2}+2\mathrm{KOH}\to \mathrm{Be(OH)_2}\downarrow+2\mathrm{KNO_3} \]
Здесь щёлочь берут в недостатке, иначе амфотерный осадок \(\mathrm{Be(OH)_2}\) растворится.
Ключевая идея цепочки: \(\mathrm{BeO}\) и \(\mathrm{Be(OH)_2}\) амфотерны. С кислотой они дают соли бериллия, а со щёлочью — бериллаты. Поэтому цепочка легко переключается между «кислотной» и «щелочной» ветвями.
