- Рассмотрим каждую из предложенных цепочек превращений.
а) Превращения для магния:
i. Mg -> MgO
Магний реагирует с кислородом, образуя оксид магния:
[
2Mg + O_2 \rightarrow 2MgO
]
ii. MgO -> MgCl2
Оксид магния реагирует с соляной кислотой, образуя хлорид магния и воду:
[
MgO + 2HCl \rightarrow MgCl_2 + H_2O
]
iii. MgCl2 -> Mg(OH)2
Хлорид магния взаимодействует с гидроксидом натрия (или другим щелочным гидроксидом), образуя гидроксид магния:
[
MgCl_2 + 2NaOH \rightarrow Mg(OH)_2 + 2NaCl
]
iv. Mg(OH)2 -> MgO
При нагревании гидроксид магния разлагается, образуя оксид магния и воду:
[
Mg(OH)_2 \xrightarrow{\Delta} MgO + H_2O
]
б) Превращения для углерода:
i. C -> CO2
Углерод сгорает в кислороде, образуя диоксид углерода:
[
C + O_2 \rightarrow CO_2
]
ii. CO2 -> Na2CO3
Диоксид углерода пропускается через раствор гидроксида натрия, образуя карбонат натрия:
[
CO_2 + 2NaOH \rightarrow Na_2CO_3 + H_2O
]
Альтернативный путь: пропускание CO2 через насыщенный раствор карбоната натрия и воды:
[
CO_2 + H_2O + Na_2CO_3 \rightarrow 2NaHCO_3
]
Затем нагревание бикарбоната натрия:
[
2NaHCO_3 \xrightarrow{\Delta} Na_2CO_3 + CO_2 + H_2O
]
iii. Na2CO3 -> Na2SO4
Карбонат натрия реагирует с серной кислотой, образуя сульфат натрия, воду и диоксид углерода:
[
Na_2CO_3 + H_2SO_4 \rightarrow Na_2SO_4 + CO_2 + H_2O
]
iv. Na2SO4 -> BaSO4
Сульфат натрия взаимодействует с раствором соли бария (например, хлорида бария), образуя нерастворимый сульфат бария:
[
Na_2SO_4 + BaCl_2 \rightarrow 2NaCl + BaSO_4 \downarrow
]
Рассчитаем массу сульфата бария, которая образуется при взаимодействии 30,6 г оксида бария с серной кислотой.
i. Запишем уравнение реакции:
[
BaO + H_2SO_4 \rightarrow BaSO_4 + H_2O
]
ii. Найдем молярную массу оксида бария (BaO):
[
M(BaO) = M(Ba) + M(O) = 137 + 16 = 153 \ \text{г/моль}
]
iii. Найдем количество вещества оксида бария:
[
n(BaO) = \frac{m(BaO)}{M(BaO)} = \frac{30,6 \ \text{г}}{153 \ \text{г/моль}} = 0,2 \ \text{моль}
]
iv. По уравнению реакции видно, что 1 моль BaO дает 1 моль BaSO_4. Следовательно, количество вещества BaSO_4 тоже будет 0,2 моль.
v. Найдем молярную массу сульфата бария (BaSO_4):
[
M(BaSO_4) = M(Ba) + M(S) + 4 \times M(O) = 137 + 32 + 64 = 233 \ \text{г/моль}
]
vi. Найдем массу сульфата бария:
[
m(BaSO_4) = n(BaSO_4) \times M(BaSO_4) = 0,2 \ \text{моль} \times 233 \ \text{г/моль} = 46,6 \ \text{г}
]
Таким образом, масса сульфата бария, образовавшегося при взаимодействии 30,6 г оксида бария с серной кислотой, составляет 46,6 г.