Решить цепочки превращений
1. \( \text{Ca} \longrightarrow \text{CaO} \longrightarrow \text{O}_2 \longrightarrow \text{N}_2 \longrightarrow \text{NH}_3 \longrightarrow \text{H}_2\text{O} \)
1) \( 2\text{Ca} + \text{O}_2 \longrightarrow 2\text{CaO} \)
2) \( 2\text{CaO} \xrightarrow{электролиз} 2\text{Ca} + \text{O}_2 \) (или разложение пероксида водорода: \( 2\text{H}_2\text{O}_2 \longrightarrow 2\text{H}_2\text{O} + \text{O}_2 \), или разложение перманганата калия: \( 2\text{KMnO}_4 \longrightarrow \text{K}_2\text{MnO}_4 + \text{MnO}_2 + \text{O}_2 \))
3) \( \text{O}_2 + 4\text{NH}_3 \xrightarrow{кат.} 2\text{N}_2 + 6\text{H}_2\text{O} \) (или фракционная перегонка жидкого воздуха)
4) \( \text{N}_2 + 3\text{H}_2 \xrightarrow{кат., P, T} 2\text{NH}_3 \)
5) \( 2\text{NH}_3 + 3\text{CuO} \xrightarrow{t} 3\text{Cu} + \text{N}_2 + 3\text{H}_2\text{O} \) (или \( 2\text{NH}_3 + \text{H}_2\text{SO}_4 \longrightarrow (\text{NH}_4)_2\text{SO}_4 \), затем \( (\text{NH}_4)_2\text{SO}_4 + 2\text{NaOH} \longrightarrow \text{Na}_2\text{SO}_4 + 2\text{NH}_3\uparrow + 2\text{H}_2\text{O} \))
Примечание: В цепочке \( \text{N}_2 \longrightarrow \text{NH}_3 \longrightarrow \text{H}_2\text{O} \) превращение \( \text{NH}_3 \longrightarrow \text{H}_2\text{O} \) не является прямым. Возможно, имелось в виду получение воды из водорода, который можно получить из аммиака, или окисление аммиака до воды и других продуктов. Я выбрал реакцию, где вода является продуктом.
2. \( \text{P} \longrightarrow \text{P}_2\text{O}_5 \longrightarrow \text{P} \longrightarrow \text{Na}_3\text{P} \longrightarrow \text{Na} \longrightarrow \text{NaCl} \longrightarrow \text{HCl} \)
1) \( 4\text{P} + 5\text{O}_2 \longrightarrow 2\text{P}_2\text{O}_5 \)
2) \( \text{P}_2\text{O}_5 + 5\text{C} \xrightarrow{t} 2\text{P} + 5\text{CO} \)
3) \( 2\text{P} + 6\text{Na} \xrightarrow{t} 2\text{Na}_3\text{P} \)
4) \( 2\text{Na}_3\text{P} + 3\text{H}_2\text{SO}_4 \longrightarrow 3\text{H}_2\text{S} + 2\text{Na}_3\text{PO}_4 \) (или \( 2\text{Na}_3\text{P} + 6\text{H}_2\text{O} \longrightarrow 2\text{PH}_3 + 6\text{NaOH} \), затем \( 2\text{NaOH} \xrightarrow{электролиз} 2\text{Na} + \text{H}_2 + \text{O}_2 \))
Примечание: Превращение \( \text{Na}_3\text{P} \longrightarrow \text{Na} \) не является прямым. Я предположил, что нужно получить натрий из соединения, содержащего натрий, например, из гидроксида натрия, который можно получить из фосфида натрия. Или же, если имелось в виду получение натрия из другого соединения, например, из хлорида натрия, то это другая цепочка. Я выбрал путь через электролиз.
5) \( 2\text{Na} + \text{Cl}_2 \longrightarrow 2\text{NaCl} \)
6) \( 2\text{NaCl} + \text{H}_2\text{SO}_4 \xrightarrow{t} \text{Na}_2\text{SO}_4 + 2\text{HCl}\uparrow \)
3. \( \text{Ba}_3\text{N}_2 \longrightarrow \text{N}_2 \longrightarrow \text{N}_6\text{S}_5 \longrightarrow \text{SO}_3 \longrightarrow \text{H}_2\text{S} \longrightarrow \text{H}_2 \)
1) \( \text{Ba}_3\text{N}_2 + 6\text{H}_2\text{O} \longrightarrow 3\text{Ba}(\text{OH})_2 + 2\text{NH}_3\uparrow \)
2) \( 2\text{NH}_3 + 3\text{CuO} \xrightarrow{t} 3\text{Cu} + \text{N}_2 + 3\text{H}_2\text{O} \)
Примечание: Соединение \( \text{N}_6\text{S}_5 \) не является стандартным и, возможно, является опечаткой или относится к более сложным неорганическим соединениям. Если это опечатка, и имелось в виду, например, \( \text{S} \) (сера), то цепочка будет выглядеть иначе. Если это реальное соединение, то его получение из \( \text{N}_2 \) и дальнейшие превращения будут сложными. Я пропущу этот шаг, так как он не является стандартным для школьной программы. Если это опечатка, пожалуйста, уточните.
Предположим, что после \( \text{N}_2 \) должно быть \( \text{S} \) (сера), а затем \( \text{SO}_3 \).
3) \( \text{N}_2 + \text{S} \longrightarrow \text{нет реакции} \) (прямой реакции нет)
Если цепочка подразумевает получение серы из других источников, например:
3) \( \text{H}_2\text{S} + \text{SO}_2 \longrightarrow 3\text{S} + 2\text{H}_2\text{O} \) (если сера уже есть)
Или, если \( \text{N}_6\text{S}_5 \) - это опечатка и имелось в виду что-то другое, например, получение серы из сульфидов.
Далее, если мы имеем серу:
4) \( 2\text{S} + 3\text{O}_2 \xrightarrow{кат.} 2\text{SO}_3 \)
5) \( \text{SO}_3 + \text{H}_2\text{O} \longrightarrow \text{H}_2\text{SO}_4 \)
6) \( \text{H}_2\text{SO}_4 + \text{FeS} \longrightarrow \text{FeSO}_4 + \text{H}_2\text{S}\uparrow \)
7) \( \text{H}_2\text{S} + \text{Zn} \longrightarrow \text{ZnS} + \text{H}_2\uparrow \)
4. \( \text{O}_2 \longrightarrow \text{CuO} \longrightarrow \text{Cu} \longrightarrow \text{CuF}_2 \longrightarrow \text{F}_2 \longrightarrow \text{HF} \longrightarrow \text{AlF}_3 \)
1) \( 2\text{Cu} + \text{O}_2 \xrightarrow{t} 2\text{CuO} \)
2) \( \text{CuO} + \text{H}_2 \xrightarrow{t} \text{Cu} + \text{H}_2\text{O} \)
3) \( \text{Cu} + \text{F}_2 \longrightarrow \text{CuF}_2 \)
4) \( \text{CuF}_2 \xrightarrow{электролиз расплава} \text{Cu} + \text{F}_2 \) (или \( 2\text{KF} \xrightarrow{электролиз расплава} 2\text{K} + \text{F}_2 \))
5) \( \text{H}_2 + \text{F}_2 \longrightarrow 2\text{HF} \)
6) \( 6\text{HF} + \text{Al}_2\text{O}_3 \longrightarrow 2\text{AlF}_3 + 3\text{H}_2\text{O} \) (или \( 2\text{Al} + 6\text{HF} \longrightarrow 2\text{AlF}_3 + 3\text{H}_2\uparrow \))
5. \( \text{Au} \longrightarrow \text{Au}_2\text{S} \longrightarrow \text{S} \longrightarrow \text{Fe} \longrightarrow \text{Fe}_2\text{O}_3 \longrightarrow \text{H}_2\text{O} \)
1) \( 2\text{Au} + \text{H}_2\text{S} + \text{O}_2 \longrightarrow \text{Au}_2\text{S} + \text{H}_2\text{O} \) (в присутствии кислорода, или \( 2\text{Au} + 3\text{S} \xrightarrow{t} \text{Au}_2\text{S}_3 \), но в цепочке \( \text{Au}_2\text{S} \). Золото малоактивно, прямое взаимодействие с серой при обычных условиях затруднено. Возможно, имелось в виду получение сульфида золота(I) из раствора.)
Предположим, что \( \text{Au}_2\text{S} \) можно получить, например, из раствора солей золота.
2) \( \text{Au}_2\text{S} + 3\text{O}_2 \xrightarrow{t} 2\text{Au} + 2\text{SO}_2 \) (обжиг сульфида золота, но для получения серы нужно другое. Возможно, разложение сульфида золота при высокой температуре, но это не дает чистую серу.)
Если имелось в виду получение серы из другого источника, например, из \( \text{H}_2\text{S} \).
Предположим, что после \( \text{Au}_2\text{S} \) можно получить серу, например, из \( \text{H}_2\text{S} \), который мог быть использован для получения \( \text{Au}_2\text{S} \).
3) \( \text{S} + \text{Fe} \xrightarrow{t} \text{FeS} \) (для получения железа из серы это не подходит)
Цепочка \( \text{Au}_2\text{S} \longrightarrow \text{S} \longrightarrow \text{Fe} \) выглядит нелогично. Обычно железо получают из руд, а не из серы. Возможно, имелось в виду, что сера реагирует с железом, но это не получение железа.
Если после \( \text{S} \) должно быть \( \text{FeS} \), а затем \( \text{Fe} \).
3) \( \text{S} + \text{Fe} \xrightarrow{t} \text{FeS} \)
4) \( \text{FeS} + \text{C} \xrightarrow{t} \text{Fe} + \text{CS}_2 \) (восстановление сульфида железа углеродом)
5) \( 4\text{Fe} + 3\text{O}_2 \xrightarrow{t} 2\text{Fe}_2\text{O}_3 \)
6) \( \text{Fe}_2\text{O}_3 + 3\text{H}_2 \xrightarrow{t} 2\text{Fe} + 3\text{H}_2\text{O} \)
7. Литий + Бром =
\( 2\text{Li} + \text{Br}_2 \longrightarrow 2\text{LiBr} \)
Это реакция образования бромида лития. Литий - щелочной металл, бром - галоген. Они активно реагируют друг с другом, образуя соль.