Procesy wieloetapowe – cz. II Przykładowe zadania z rozwiązaniem: - reakcje z udziałem Fe i jego związków, - reakcje z udziałem Mn i jego związków, - reakcje z udziałem Zn i jego związków, - reakcje z udziałem Ag i jego związków, - reakcje z udziałem Pb i jego związków, - reakcje z udziałem Sn i jej związków, - reakcje z udziałem Hg i jego związków.

Zadanie 6 Dobierając ewentualnie niezbędny substrat i konieczne warunki zapisz równania reakcji w formie cząsteczkowej, lub jonowej jeżeli reakcja zachodzi miedzy jonami, lub między jonem a cząsteczką. FeS Fe3O4 Fe(OH)2 FeS2 Fe2O3 FeO Fe FeCl2 Fe(OH)3 FeCl3 Fe2(SO4)3 FeSO4 NaFeO2 Na2FeO4 IX XIV XIII XII XI VI I II III IV V XVI VIII X XV VII XVII XVIII

Zadanie 6 – rozwiązanie I. spalenie pirytu: 4 FeS2 + 11 O2  4 Fe2O3 + 8 SO2 II. redukcja tlenku żelaza(II) tlenkiem węgla(II): Fe2O3 + CO 2 FeO + CO2 III. redukcja tlenku żelaza(II) CO / C / H2: FeO + CO  Fe + CO2 lub FeO + C  Fe + CO FeO + H2  Fe + H2O T T T T T

Zadanie 6 – rozwiązanie / cd IV. roztwarzanie żelaza w kwasie chlorowodorowym: Fe + 2 H+ + 2 Cl-  Fe2+ + 2 Cl- + H2↑ V. synteza chlorku żelaza(III) z pierwiastków: 2 Fe + 3 Cl2  2 FeCl3 VI. strącanie wodorotlenku żelaza(II) wodnym roztworem mocnej zasady: Fe2+ + 2 Cl- + 2 Na+ + 2 OH-  Fe(OH)2↓ + 2 Na+ + 2 Cl- VII. strącanie wodorotlenku żelaza(III) wodnym roztworem Fe3+ + 3 Cl- + 3 Na+ + 3 OH-  Fe(OH)3↓ + 3 Na+ + 3 Cl- T

Zadanie 6 – rozwiązanie / cd VIII. utlenienie Fe(OH)2 do wodorotlenku żelaza(III): 4 Fe(OH)2 + O2 + 2 H2O  4 Fe(OH)3 IX. usuwanie wody konstytucyjnej w podwyższonej temperaturze: Fe(OH)2  FeO + H2O X. usuwanie wody konstytucyjnej w podwyższonej 2 Fe(OH)3  Fe2O3 + 3 H2O XI. utlenienie żelaza przegrzaną parą wodną: 3 Fe + 4 H2O  FeO∙Fe2O3 + 4 H2 lub T T T

Zadanie 6 – rozwiązanie / cd lub spalanie sproszkowanego żelaza: 3 Fe + 2 O2  FeO∙Fe2O3 XII. redukcja Fe3O4 tlenkiem węgla(II): FeO∙Fe2O3 + 4 CO  3 Fe + 4 CO2 XIII. częściowa redukcja Fe2O3 w podwyższonej temp.: 6 Fe2O3 4 Fe3O4 + O2 XIV. synteza siarczku żelaza(II) z pierwiastków w podwyższonej temperaturze: Fe + S  FeS T T T T

Zadanie 6 – rozwiązanie / cd XV. roztwarzanie żelaza w rozcieńczonym roztworze kwasu siarkowego(VI): Fe + 2 H+ + SO42-  Fe2+ + SO42- + H2 XVI. roztwarzanie żelaza w stężonym roztworze kwasu siarkowego(VI) na gorąco: 2 Fe + 12 H+ + 6 SO42-  2 Fe3+ + 3 SO42- + 3 SO2 + 6 H2O XVII. utlenienie tlenku żelaza(III) do żelazianu(VI): Fe2O3 + 4 K+ + 4 OH- + 3 K+ + 3 NO3-   2 K2FeO4 + 3 K+ + 3 NO2- + 2 H2O XVIII. spiekanie Fe(OH)3 (lub Fe2O3) ze stałym NaOH Fe(OH)3 + NaOH  NaFeO2 + 2 H2O (żelazian(III) sodu T T

Zadanie 7 Zapisz równania reakcji w formie cząsteczkowej, lub jonowej jeżeli reakcja zachodzi miedzy jonami, lub między jonem a cząsteczką. Podaj barwy związków manganu. Mn2O7 KMnO4 MnO2 K2MnO4 MnCO3 MnO MnCl2 Mn2O3 Mn Mn3O4 Mn(OH)2 HMnO4 BaSO4 MnS MnSO4 KMnO4 + MnO2 X/H2SO4 VI/T XIV/T,H2CO3 XI/T V/T,HCl(aq) XV/T I/T IV/HCl(aq) VII/NaOH II/T,CO2 IX/T XVI/T III/T,Al XVIII/ HCl(aq) VIII/H2O XII/H2O XIX/H2SO4 XIII/H2SO4 XVII/H2O XX/(NH4)2S

Zadanie 7- rozwiązanie I. termiczny rozkład węglanu manganu(II), tlenek manganu(II) - szarozielona: MnCO3  MnO + CO2↑ II. częściowe utlenienie MnO w atmosferze CO2 do (MnO)2∙MnO2 /Mn3O4 - brunatnoczerwona 3 MnO + CO2  Mn3O4 + CO↑ III. otrzymywanie manganu w procesie aluminotermii – redukcja tlenku dwumanganu(II) manganu(IV): 3 Mn3O4 + 8 Al  9 Mn + 4 Al2O3 IV. roztwarzanie MnO w kwasie – MnCl2 - bladoróżowa MnO + 2 H+ + Cl-  Mn2+ + 2 Cl- + H2O T T

Zadanie 7- rozwiązanie / cd V. roztwarzanie tlenku manganu(IV) w kwasie HCl: MnO2 + 4 H+ + 4 Cl-  Mn2+ + 2 Cl- + Cl2 + H2O VI. termiczny rozkład KMnO4 - fioletoworóżowa do MnO2 - czarna i K2MnO4 - zielona: 2 KMnO4  K2MnO4 + MnO2 + O2↑ VII. strącanie wodorotlenku manganu(II) - biała roztworem zasady: Mn2+ + 2 Cl- + 2 Na+ + 2 OH-  Mn(OH)2↓ + 2 Na+ + 2 Cl- VIII. roztwarzanie manganu w wodzie: Mn + 2 H2O  Mn(OH)2↓ + H2↑ T

Zadanie 7- rozwiązanie / cd IX. usuwanie wody konstytucyjnej w podwyższonej temp.: Mn(OH)2  MnO + H2O X. wypieranie bezwodnika kwasowego Mn2O7 – ciemnozielony, pary fioletowe - z soli przez mocniejszy kwas siarkowy(VI): 2 KMnO4 + H2SO4  Mn2O7 + 2 K+ + SO42- + H2O XI. termiczny rozkład tlenku manganu(VII): 2 Mn2O7  4 MnO2 + 3 O2 XII. roztwarzanie tlenku manganu(VII) w wodzie: Mn2O7 + H2O  2 H+ + 2 MnO4- (fioletoworóżowa) T T

Zadanie 7- rozwiązanie / cd XIII. wypieranie kwasu manganowego(VII) z soli przez mocniejszy kwas siarkowy(VI): Ba(MnO4)2 + 2 H+ + SO42-  2 H+ + 2 MnO4- + BaSO4↓ XIV. spiekanie MnO2 ze stałym K2CO3, powstaje manganian(VI) potasu – zielony MnO2 + K2CO3  K2MnO4 + CO↑ XV. termiczny rozkład tlenku manganu(IV): 4 MnO2  2 Mn2O3 + O2↑ XVI. termiczny rozkład tlenku manganu(III): 6 Mn2O3  4 Mn3O4 + O2↑ T T T

Zadanie 7- rozwiązanie / cd XVII. przejście manganianu(VI) w manganian(VII) w środowisku obojętnym: 6 K+ + 3 MnO42- + 2 H2O   2 K+ + 2 MnO4- + 4 K+ + 4 OH- + MnO2↓ XVIII. przejście manganianu(VI) w manganian(VII) w środowisku kwasowym: 6 K+ + 3 MnO42- + 4 H+ + 4 Cl-   2 K+ + 2 MnO4- + 4 K+ + 4 Cl- + 2 H2O + MnO2↓ XIX. wypieranie z soli kwasu HCl bardziej lotnego przez kwas mocny mniej lotny H2SO4: MnCl2(s) + 2 H+ + SO42-  Mn2+ + SO42- + 2 HCl↑ XX. strącanie siarczku manganu(II) – cielistoróżowy: Mn2+ + SO42- + 2 NH4+ + S2-  MnS↓ + 2 NH4+ + SO42-

Zadanie 8 Dobierz ewentualny drugi substrat i warunki, zapisz równania reakcji w formie cząsteczkowej, lub jonowej jeżeli reakcja zachodzi miedzy jonami, lub między jonem a cząsteczką przemian z udziałem cynku i jego związków. Zn(OH)2 [Zn(OH)4]K2 ZnCO3 ZnO Zn ZnCl2 ZnS K2ZnO2 Zn(NO3)2 XII XI IV IX VII I V VI X III VIII XIII XIV II XVI XV

Zadanie 8 - rozwiązanie I. termiczny rozkład węglanu cynku: ZnCO3  ZnO + CO2 II. spalanie siarczku cynku: 2 ZnS + 3 O2  2 ZnO + 2 SO2 III. spalanie cynku: 2 Zn + O2  2 ZnO IV. termiczny rozkład wodorotlenku cynku: Zn(OH)2  ZnO + H2O↑ T T T T

Zadanie 8 - rozwiązanie / cd V. redukcja tlenku cynku węglem lub tlenkiem węgla(II): ZnO + C  Zn + CO ZnO + CO  Zn + CO2 VI. roztwarzanie cynku w roztworze kwasu: Zn + 2 H+ + 2 Cl-  Zn2+ + 2 Cl- + H2↑ VII. roztwarzanie wodorotlenku cynku w kwasie: Zn(OH)2 + 2 H+ + 2 Cl-  Zn2+ + 2 Cl- + 2 H2O VIII. roztwarzanie tlenku cynku w kwasie: ZnO + 2 H+ + 2 Cl-  Zn2+ + 2 Cl- + H2O T T

Zadanie 8 - rozwiązanie / cd IX. strącanie wodorotlenku cynku roztworem mocnej zasady: Zn2+ + 2 Cl- + 2 Na+ + 2 OH-  Zn(OH)2↓ + 2 Na+ + 2 Cl- X. roztwarzanie cynku w nadmiarze roztworu mocnej Zn + 2 K+ + 2 OH- + 2 H2O  [Zn(OH)4]2- + 2 K+ + H2↑ XI. roztwarzanie wodorotlenku cynku w nadmiarze roztworu mocnej zasady: Zn(OH)2 + 2 K+ + 2 OH-  [Zn(OH)4]2- + 2 K+ XII. roztwarzanie tlenku cynku w nadmiarze roztworu mocnej zasady w podwyższonej temperaturze: ZnO + 2 K+ + 2 OH- + H2O  [Zn(OH)4]2- + 2 K+ T

Zadanie 8 - rozwiązanie / cd XIII. stapianie wodorotlenku cynku ze stałym KOH: Zn(OH)2 + 2 KOH  K2ZnO2 + 2 H2O↑ XIV. usuwanie wody konstytucyjnej [Zn(OH)4]K2: 2 K+ + [Zn(OH)4]2-  K2ZnO2 + 2 H2O↑ XV. roztwarzanie cynku w roztworze kwasu azotowego(V) w zależności od stężenia roztworu kwasu: 4 Zn + 10 H+ + 10 NO3-  NH4+ + 4 Zn2+ + 9 NO3- + 3 H2O Zn + 4 H+ + 4 NO3-  Zn2+ + 2 NO3- + 2 NO2↑ + 2 H2O 3 Zn + 8 H+ + 8 NO3-  3 Zn2+ + 6 NO3- + 2 NO↑ + 4 H2O XVI. wypieranie z soli metalu mniej aktywnego Zn przez metal aktywniejszy np. Mg: Zn2+ + 2 NO3- + Mg  Zn↓ + Mg2+ + 2 NO3- T T

Zadanie 9 Dobierz ewentualny drugi substrat i warunki, zapisz równania reakcji w formie cząsteczkowej, lub jonowej jeżeli reakcja zachodzi miedzy jonami, lub między jonem a cząsteczką przemian z udziałem srebra i jego związków. AgOH AgNO3 Ag Ag2O Ag(NH3)2OH Ag2SO4 AgI Ag2CO3 Ag2S XIII II VI XII I IV/H2O2 XI V IX VII III VIII X

Zadanie 9 - rozwiązanie I. wypieranie srebra z soli przez aktywniejszy metal – Cu: 2 Ag+ + 2 NO3- + Cu  2 Ag↓ + Cu2+ + 2 NO3- II. termiczny rozkład wodorotlenku srebra: 2 Ag(OH)2  Ag2O + H2O III. termiczny rozkład węglanu srebra: Ag2CO3  Ag2O + CO2↑ IV. katalityczny rozkład nadtlenku wodoru: Ag2O + H2O2  2 Ag + O2↑+ H2O V. roztwarzanie srebra w roztworze kwasu azotowego(V): stęż.: Ag + 2 H+ + 2 NO3-  Ag+ + NO3- + NO2↑ + H2O T T

Zadanie 9 - rozwiązanie / cd rozc.:3 Ag + 4 H+ + 4 NO3-  3 Ag+ + 3 NO3- + NO↑ + 2H2O VI. strącanie wodorotlenku srebra roztworem mocnej zasady lub hydroliza stężonego roztworu AgNO3: Ag+ + NO3- + Na+ + OH-  AgOH↓ + Na+ + NO3- Ag+ + NO3- + H2O ↔ AgOH↓ + H+ + NO3- VII. strącanie jodku srebra roztworem KI: Ag+ + NO3- + K+ + I-  AgI↓ + K+ + NO3- VIII. rozkład soli pod wpływem światła: 2 AgI  2 Ag + I2 IX. roztwarzanie srebra w stężonym roztworze H2SO4: 2 Ag + 4 H+ + 2 SO42-  2 Ag2+ + SO42- + SO2↑ + 2 H2O św.

Zadanie 9 - rozwiązanie / cd X. czernienie srebra pod wpływem siarkowodoru w warunkach tlenowych: 4 Ag + 2 H2S(g) + O2(g)  2 Ag2S + 2 H2O XI i XII. otrzymywanie odczynnika Tollensa – rozpuszczanie wodorotlenku i tlenku srebra w środowisku zasadowym rozpuszczanie w wodzie amoniakalnej : AgOH + 2 NH3(aq)  Ag(NH3)2OH(aq) Ag2O + 4 NH3(aq) + H2O  2 Ag(NH3)2OH(aq) XIII. reakcja (próba) Tollensa / wykrywanie grupy aldehydowej –CHO: CH3 – CHO + 2 Ag(NH3)2OH   2 Ag↓+ CH3-COO- + NH4+ + 3 NH3↑+ H2O T

Zadanie 10 Dobierz ewentualny drugi substrat i warunki, zapisz równania reakcji w formie cząsteczkowej, lub jonowej jeżeli reakcja zachodzi miedzy jonami, lub między jonem a cząsteczką przemian z udziałem ołowiu i jego związków. Pb(HCO3)2 PbS PbO Pb PbI2 PbCl2 Pb3O4 PbO2 Pb(NO3)2 PbCl4 [Pb(OH)6]Na2 Pb(OH)2 (CH3COO)2Pb (CH3COO)4Pb IV VI I III XVII XI II XV VII IX VIII V XII X XIV XVI XIII

Zadanie 10 - rozwiązanie I. spalanie siarczku ołowiu: 2 PbS + 3 O2  2 PbO + 2 SO2↑ II. redukcja tlenku ołowiu(II) C lub CO: PbO + C  Pb + CO↑ PbO + CO  Pb + CO2↑ III. redukcja tlenku ołowiu(II) i siarczku ołowiu(II): 2 PbO + PbS  3 Pb + SO2↑ T T T T

Zadanie 10 - rozwiązanie / cd IV. synteza siarczku ołowiu z pierwiastków: 2 Pb + S  PbS V. synteza chlorku ołowiu(IV) z pierwiastków: Pb + 2 Cl2  PbCl4 VI. roztwarzanie ołowiu pod wpływem O2, H2O i CO2: 2 Pb + O2 + 2 H2O + 4 CO2  2 Pb2+ + 4 HCO3- VII. termiczny rozkład azotanu(V) ołowiu(II): 2 Pb(NO3)2  2 PbO + O2↑ + 4 NO2↑ T T T T

Zadanie 10 - rozwiązanie / cd VIII. utlenienie tlenku ołowiu(II) do tlenku podwójnego: 6 PbO + O2  2 Pb3O4 / (PbO)2∙PbO2 IX i X. roztwarzanie tlenku podwójnego w roztworze HNO3 : Pb3O4 + 4 H+ + 4 NO3-  2 Pb2+ + 4 NO3- + PbO2↓ + 2 H2O XI. otrzymywanie chlorku ołowiu(II): PbO2 + 4 H+ + 4 Cl-  PbCl2↓+ Cl2↑ + 2 H2O XII. roztwarzanie tlenku ołowiu(IV) roztworem mocnej zasady / amfoteryczny charakter tlenku, powstaje heksahdroksyołowian(IV) sodu: PbO2 + 2 Na+ + 2 OH- + 2 H2O  [Pb(OH)6]2- + 2 Na+ T T

Zadanie 10 - rozwiązanie / cd XIII i XIV. roztwarzanie tlenków ołowiu w kwasie octowym : PbO2 + 4 H+ + 4 CH3COO-  Pb4+ + 4 CH3COO- + 2 H2O PbO + 2 H+ + 2 CH3COO-  Pb2+ + 2 CH3COO- + H2O XV. ołowiu w roztworze HNO3 : Pb + 2 H+ + NO3-  Pb2+ + 2 NO3- + H2O XVI. strącanie wodorotlenku ołowiu(II) roztworem mocnej zasady lub w reakcji hydrolizy soli: Pb2+ + 2 NO3- + 2 Na+ + 2 OH-  Pb(OH)2↓ + 2Na+ + 2NO3- Pb2+ + 2 NO3- + 2 H2O ↔ Pb(OH)2↓ + 2 H+ + 2 NO3- XVII. strącanie jodku ołowiu(II) roztworem soli jodkowej: Pb2+ + 2 NO3- + 2 Na+ + 2 I-  PbI2↓ + 2Na+ + 2NO3-

Zadanie 11 Dobierz ewentualny drugi substrat i warunki, zapisz równania reakcji w formie cząsteczkowej, lub jonowej jeżeli reakcja zachodzi miedzy jonami, lub między jonem a cząsteczką przemian z udziałem cyny i jej związków. Na2SnO3 SnO2 Sn [Sn(OH)6]K2 [Sn(OH)4]K2 SnCl2 Sn(OH)2 SnO III I IV II IX V VI VIII VII

Zadanie 11- rozwiązanie I. redukcja tlenku cyny(IV) węglem: SnO2 + 2 C  Sn + 2 CO↑ II. utlenianie cyny do tlenku cyny(IV): Sn + O2  SnO2 III. spiekanie tlenku cyny(IV) z stałym wodorotlenkiem: SnO2 + 2 Na(OH)2  Na2SnO3 + H2O IV. roztwarzanie cyny w roztworze mocnej zasady: Sn + 2 K+ + 2 OH- + 4 H2O  [Sn(OH)6]2- + 2 K+ + 2 H2↑ T T T

Zadanie 11- rozwiązanie / cd V. roztwarzanie cyny w roztworze kwasu: Sn + 2 H+ + 2 Cl-  Sn2+ + 2 Cl- + H2↑ VI. strącanie Sn(OH)2 roztworem zasady lub hydroliza: Sn2+ + 2 Cl- + 2 Na+ + 2 OH-  Sn(OH)2↓ + 2 Na+ + 2 Cl- Sn2+ + 2 Cl- + 2 H2O ↔ Sn(OH)2↓ + 2 H+ + 2 Cl- VII. roztwarzanie wodorotlenku w roztworze kwasu: Sn(OH)2 + 2 H+ + 2 Cl-  Sn2+ + 2 Cl- + 2 H2O VIII. usuwanie wody konstytucyjnej z wodorotlenku: Sn(OH)2  SnO + H2O IX. roztwarzanie Sn(OH)2 w roztworze mocnej zasady: Sn(OH)2 + 2 K+ + 2 OH-  [Sn(OH)]2- + 2 K+ T

Zadanie 12 i rozwiązanie Dobierz ewentualny drugi substrat i warunki, zapisz równania reakcji w formie cząsteczkowej, lub jonowej jeżeli reakcja zachodzi miedzy jonami, lub między jonem a cząsteczką przemian z udziałem rtęci i jej związków. HgS Hg Hg(NO3)2 Hg2(NO3)2 HgO HgCl2 HgSO4 I. spalanie siarczku rtęci(II) / redukcja rtęci: HgS + O2  Hg + SO2↑ III I VI II VII IV V T

Zadanie 12 - rozwiązanie / cd II. termiczny rozkład tlenku rtęci: 2 HgO  2 Hg + O2↑ III. synteza siarczku rtęci(II) w temperaturze pokojowej: Hg + S  HgS IV. roztwarzanie tlenku rtęci(II) w roztworze kwasu: HgO + 2H+ + 2 Cl-  Hg2+ + 2 Cl- + H2O V, VI i VIII. roztwarzanie rtęci w kwasach utleniających: Hg + 4 H+ + 2 SO42-  Hg2+ + SO42- + SO2↑ + 2 H2O Hg + 4 H+ + 4 NO3-  Hg2+ + 2 NO3- + 2 NO2↑ + 2 H2O 6 Hg + 8 H+ + 8 NO3-  3 Hg22+ + 6 NO3- + 2 NO↑ + 4 H2O T