Решение: Цепочка превращений натрия
Натрий сожгли в кислороде. Полученное вещество обработали оксидом углерода(IV). Газообразный продукт реакции прореагировал при нагревании с железом. Полученный чёрный порошок растворили в концентрированной азотной кислоте, при этом наблюдали выделение бурого газа. Напишите уравнения четырёх описанных реакций.
Решение по шагам
4 шагаПри горении натрия в кислороде образуется пероксид натрия.
$$2\mathrm{Na} + \mathrm{O_2} \rightarrow \mathrm{Na_2O_2}$$Пероксид натрия реагирует с оксидом углерода(IV) с образованием карбоната натрия и выделением кислорода.
$$2\mathrm{Na_2O_2} + 2\mathrm{CO_2} \rightarrow 2\mathrm{Na_2CO_3} + \mathrm{O_2}$$Выделившийся кислород при нагревании окисляет железо до чёрного оксида железа(II,III).
$$3\mathrm{Fe} + 2\mathrm{O_2} \xrightarrow{t} \mathrm{Fe_3O_4}$$В концентрированной азотной кислоте железо(II) в составе $\mathrm{Fe_3O_4}$ окисляется до железа(III), а азот восстанавливается до бурого газа $\mathrm{NO_2}$.
$$\mathrm{Fe_3O_4} + 10\mathrm{HNO_3(conc.)} \rightarrow 3\mathrm{Fe(NO_3)_3} + \mathrm{NO_2} + 5\mathrm{H_2O}$$2\mathrm{Na} + \mathrm{O_2} \rightarrow \mathrm{Na_2O_2}; 2\mathrm{Na_2O_2} + 2\mathrm{CO_2} \rightarrow 2\mathrm{Na_2CO_3} + \mathrm{O_2}; 3\mathrm{Fe} + 2\mathrm{O_2} \xrightarrow{t} \mathrm{Fe_3O_4}; \mathrm{Fe_3O_4} + 10\mathrm{HNO_3(conc.)} \rightarrow 3\mathrm{Fe(NO_3)_3} + \mathrm{NO_2} + 5\mathrm{H_2O}
Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Записывают образование оксида натрия вместо пероксида натрия.
Не указывают выделение кислорода в реакции пероксида натрия с оксидом углерода(IV).
Используют формулу чёрного порошка $\mathrm{FeO}$ или $\mathrm{Fe_2O_3}$ вместо $\mathrm{Fe_3O_4}$.
В последней реакции записывают выделение $\mathrm{NO}$ вместо бурого газа $\mathrm{NO_2}$.
Неправильно расставляют коэффициенты в реакции $\mathrm{Fe_3O_4}$ с концентрированной азотной кислотой.