№1. Какие из перечисленных металлов можно использовать для получения водорода вытеснением его из соляной...

Ответ на вопрос №1:

Для вытеснения водорода из соляной кислоты подходят только те металлы, которые в электрохимическом ряду напряжений металлов находятся левее водорода (т. е. обладают более отрицательным стандартным электродным потенциалом). Это означает, что они способны вытеснять водород из кислот.

Из перечисленных металлов:

• Цинк (Zn), алюминий (Al) и железо (Fe) способны реагировать с соляной кислотой, вытесняя водород.
• Медь (Cu), серебро (Ag) и золото (Au) не реагируют с соляной кислотой, поскольку они находятся правее водорода в электрохимическом ряду напряжений и не способны его вытеснять.

Уравнения возможных реакций:

1. Реакция с цинком: [ \text{Zn} + 2\text{HCl} \rightarrow \text{ZnCl}_2 + \text{H}_2 \uparrow ]

2. Реакция с алюминием: [ 2\text{Al} + 6\text{HCl} \rightarrow 2\text{AlCl}_3 + 3\text{H}_2 \uparrow ]

3. Реакция с железом: [ \text{Fe} + 2\text{HCl} \rightarrow \text{FeCl}_2 + \text{H}_2 \uparrow ]

Ответ на вопрос №2:

Теперь составим уравнения реакций для каждой цепочки.

а) Серная кислота → Водород → Вода → Гидроксид кальция:

1. Получение водорода из серной кислоты (например, взаимодействие с цинком): [ \text{H}_2\text{SO}_4 + \text{Zn} \rightarrow \text{ZnSO}_4 + \text{H}_2 \uparrow ]

2. Синтез воды из водорода (взаимодействие с кислородом): [ 2\text{H}_2 + \text{O}_2 \rightarrow 2\text{H}_2\text{O} ]

3. Получение гидроксида кальция (реакция воды с оксидом кальция): [ \text{CaO} + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{Ca(OH)}_2 ]

б) Вода → Водород → Хлороводород → Водород:

1. Разложение воды на водород и кислород (например, электролиз воды): [ 2\text{H}_2\text{O} \xrightarrow{\text{электролиз}} 2\text{H}_2 + \text{O}_2 ]

2. Получение хлороводорода из водорода (взаимодействие водорода с хлором): [ \text{H}_2 + \text{Cl}_2 \rightarrow 2\text{HCl} ]

3. Получение водорода из хлороводорода (например, взаимодействием с активным металлом, таким как цинк): [ 2\text{HCl} + \text{Zn} \rightarrow \text{ZnCl}_2 + \text{H}_2 \uparrow ]

в) Соляная кислота → Водород → Вода → Гидроксид калия:

1. Получение водорода из соляной кислоты (например, взаимодействием с цинком): [ 2\text{HCl} + \text{Zn} \rightarrow \text{ZnCl}_2 + \text{H}_2 \uparrow ]

2. Синтез воды из водорода (взаимодействие с кислородом): [ 2\text{H}_2 + \text{O}_2 \rightarrow 2\text{H}_2\text{O} ]

3. Получение гидроксида калия (реакция воды с оксидом калия): [ \text{K}_2\text{O} + \text{H}_2\text{O} \rightarrow 2\text{KOH} ]

г) Серная кислота → Водород → Гидрид натрия → Гидроксид натрия:

1. Получение водорода из серной кислоты (например, взаимодействие с цинком): [ \text{H}_2\text{SO}_4 + \text{Zn} \rightarrow \text{ZnSO}_4 + \text{H}_2 \uparrow ]

2. Получение гидрида натрия (взаимодействие натрия с водородом): [ 2\text{Na} + \text{H}_2 \rightarrow 2\text{NaH} ]

3. Получение гидроксида натрия (гидролиз гидрида натрия): [ \text{NaH} + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{NaOH} + \text{H}_2 \uparrow ]

Таким образом, для каждой цепочки можно составить последовательные реакции, которые позволяют переходить от одного вещества к другому.

Ответ на вопрос №1

Для получения водорода вытеснением его из соляной кислоты (HCl) можно использовать металлы, которые находятся выше водорода в электрохимическом ряду напряжений. Из перечисленных металлов это:

• Цинк (Zn)
• Алюминий (Al)
• Железо (Fe)

Уравнения реакций:

1. Цинк: [ \text{Zn} + 2\text{HCl} \rightarrow \text{ZnCl}_2 + \text{H}_2 \uparrow ]

2. Алюминий: [ 2\text{Al} + 6\text{HCl} \rightarrow 2\text{AlCl}_3 + 3\text{H}_2 \uparrow ]

3. Железо: [ \text{Fe} + 2\text{HCl} \rightarrow \text{FeCl}_2 + \text{H}_2 \uparrow ]

Металлы, которые не могут вытеснить водород:

• Медь (Cu) и серебро (Ag) находятся ниже водорода в ряду напряжений и не могут реагировать с соляной кислотой, чтобы вытеснить водород.
• Золото (Au) также не может вытеснить водород, так как оно не реагирует с соляной кислотой.

Ответ на вопрос №2

а) Серная кислота → Водород → Вода → Гидроксид кальция

1. Серная кислота → Водород: [ \text{H}_2\text{SO}_4 + \text{Zn} \rightarrow \text{ZnSO}_4 + \text{H}_2 \uparrow ]

2. Водород → Вода: [ 2\text{H}_2 + \text{O}_2 \rightarrow 2\text{H}_2\text{O} ]

3. Вода → Гидроксид кальция: [ \text{CaO} + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{Ca(OH)}_2 ]

б) Вода → Водород → Хлороводород → Водород

1. Вода → Водород: [ 2\text{H}_2\text{O} \rightarrow 2\text{H}_2 + \text{O}_2 \quad (\text{электролиз}) ]

2. Водород → Хлороводород: [ \text{H}_2 + \text{Cl}_2 \rightarrow 2\text{HCl} ]

3. Хлороводород → Водород: [ \text{HCl} + \text{Zn} \rightarrow \text{ZnCl}_2 + \text{H}_2 \uparrow ]

в) Соляная кислота → Водород → Вода → Гидроксид калия

1. Соляная кислота → Водород: [ \text{HCl} + \text{Zn} \rightarrow \text{ZnCl}_2 + \text{H}_2 \uparrow ]

2. Водород → Вода: [ 2\text{H}_2 + \text{O}_2 \rightarrow 2\text{H}_2\text{O} ]

3. Вода → Гидроксид калия: [ \text{K}_2\text{O} + \text{H}_2\text{O} \rightarrow 2\text{KOH} ]

г) Серная кислота → Водород → Гидрид натрия → Гидроксид натрия

1. Серная кислота → Водород: [ \text{H}_2\text{SO}_4 + \text{Zn} \rightarrow \text{ZnSO}_4 + \text{H}_2 \uparrow ]

2. Водород → Гидрид натрия: [ \text{H}_2 + \text{Na} \rightarrow \text{NaH} ]

3. Гидрид натрия → Гидроксид натрия: [ \text{NaH} + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{NaOH} + \text{H}_2 \uparrow ]

Таким образом, все реакции составлены в соответствии с заданными цепочками веществ.