Для осуществления цепочек превращений, указанных в вашем вопросе, необходимо выполнить ряд химических реакций. Рассмотрим каждую цепочку отдельно:
Цепочка превращений для цинка (Zn):
Zn → ZnO:
- Для превращения металлического цинка (Zn) в оксид цинка (ZnO), можно использовать реакцию окисления. Например, можно нагревать цинк в присутствии кислорода:
[
2\text{Zn} + \text{O}_2 \rightarrow 2\text{ZnO}
]
- Это реакция горения, где цинк окисляется кислородом воздуха до оксида.
ZnO → Zn(OH)₂:
- Оксид цинка можно превратить в гидроксид цинка, используя реакцию с водой, хотя она идет не очень активно:
[
\text{ZnO} + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{Zn(OH)}_2
]
- Однако чаще используют реакцию с щелочью, например, с раствором гидроксида натрия:
[
\text{ZnO} + 2\text{NaOH} + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{Na}_2[\text{Zn(OH)}_4]
]
- В данном случае образуется комплексное соединение, но при избытке воды и слабой концентрации щелочи возможно выделение Zn(OH)₂.
Zn(OH)₂ → ZnSO₄:
- Гидроксид цинка можно превратить в сульфат цинка, проведя реакцию с серной кислотой:
[
\text{Zn(OH)}_2 + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{ZnSO}_4 + 2\text{H}_2\text{O}
]
- Здесь происходит реакция нейтрализации, в результате которой образуется сульфат цинка и вода.
Цепочка превращений для бария (Ba):
Ba → Ba(NO₃)₂:
- Металлический барий можно превратить в нитрат бария путем реакции с азотной кислотой. Для этого используют разбавленную HNO₃, чтобы избежать образования оксидов азота:
[
\text{Ba} + 2\text{HNO}_3 \rightarrow \text{Ba(NO}_3\text{)}_2 + \text{H}_2
]
- В процессе реакции выделяется водород.
Ba(NO₃)₂ → Ba(OH)₂:
- Нитрат бария можно превратить в гидроксид бария путем термического разложения, хотя этот процесс не является прямым. Более подходящий метод — реакция с щелочью:
[
\text{Ba(NO}_3\text{)}_2 + 2\text{NaOH} \rightarrow \text{Ba(OH)}_2 + 2\text{NaNO}_3
]
- Здесь происходит обменная реакция, в результате которой образуется гидроксид бария.
Ba(OH)₂ → BaO:
- Для получения оксида бария из гидроксида бария необходимо нагревание:
[
\text{Ba(OH)}_2 \xrightarrow{\Delta} \text{BaO} + \text{H}_2\text{O}
]
- Это реакция разложения, где при нагревании гидроксид бария теряет воду и превращается в оксид бария.
Эти цепочки демонстрируют основные химические превращения, которые можно осуществить с участием цинка и бария, используя типичные лабораторные методы.