Пример 5.

Допишите уравнения реакций:

1. Na₂O₂ + KI + H₂SO₄ 

2. Na₂O₂ + Fe(OH)₂ + H₂O 

3. Na₂O₂ + KMnO₄ + H₂SO₄ 

4. Na₂O₂ + H₂O 

5. Na₂O₂ + H₂SO₄ 

Окислителем или восстановителем является пероксид натрия в этих реакциях?

Решение.

Пероксид натрия очень сильный окислитель. При взаимодействии с восстановителями KI и Fe(OH)₂ (реакции 1 и 2) он проявляет окислительные свойства:

Na₂O₂ + 2KJ^– + 2H₂SO₄ = J₂⁰ + Na₂SO₄ + K₂SO₄ + 2H₂O^–,

1| 2J^– – 2 = J₂⁰,

1| O₂^–2 + 2 = 2O^–2,

Na₂O₂ + 2Fe(OH)₂ + 2H₂O = 2Fe(OH)₃ + 2NaOH,

1  O₂^–2 + 2 = 2O^–2,

2  Fe⁺² – 1 = Fe⁺³,

Восстановительные свойства менее характерны для Na₂O₂, но при взаимодействии с сильными окислителями KMnO₄ (реакция 3) он проявляет восстановительные свойства:

5Na₂O₂ + 2KMn⁺⁷O₄ + 8H₂SO₄ =

= 5O₂⁰ + 2Mn⁺²SO₄ + K₂SO₄ + 5Na₂SO₄ + 8H₂O.

2 | Mn⁺⁷ + 5 = Mn⁺²,

5 | O₂^–2 – 2 = 2O^–2.

При осторожном растворении пероксида натрия в холодной воде (реакция 4) получается раствор, содержащий гидроксид натрия и пероксид водорода. Взаимодействие пероксида натрия с водой – это реакция гидролиза соли, образованной слабой кислотой H₂O₂ и сильным основанием NaOH:

O₂^–2 + 2H₂O  H₂O₂ + 2OH^–,

Na₂O₂ + 2H₂O  H₂O₂ + 2NaOH.

При взаимодействии с разбавленными кислотами (реакция 5) также получается пероксид водорода:

Na₂O₂ + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + H₂O₂.

Пример 6.

Вычислите объем кислорода (при нормальных условиях), выделивше-гося при получении 4,6 кг металлического натрия электролизом расплава едкого натрия.

Решение.

Схема электролиза расплава едкого натрия:

NaOH  Na⁺ + OH^–,

катод (–) – Na⁺ + = Na⁰;

анод (+) – 4OH^– – 4 = O₂ + 2H₂O.

Согласно второму закону Фарадея, одинаковые количества электричества выделяют на электродах эквивалентные массы веществ. Определим, сколько эквивалентов содержится в 4,6 кг металлического натрия. Молярная масса эквивалента натрия равна 23 г/моль, следовательно, в 4,6 кг (4600 г) натрия содержится: 4600 / 23 = 200 экв.

На аноде также выделится 200 экв. кислорода. Рассчитаем, сколько это составит литров. Объем 1 экв. кислорода равен 5,6 л, а 200 экв. кислорода: 200  5,6 = 1120 л.

Итак, при электролизе расплава гидроксида натрия на аноде выделится при нормальных условиях 1120 л кислорода.

Пример 7.

Какие из газов (H₂S, H₂, Cl₂, CO₂, SO₂) будут поглощаться при пропускании их через раствор гидроксида натрия? Напишите уравнения соответствующих реакций.

Решение.

При пропускании хлора через раствор гидроксида натрия идет реакция диспропорционирования с образованием хлорида и гипохлорита натрия:

2NaOH + Cl₂ = NaCl + NaClO + H₂O.

Гидроксид натрия поглощает углекислый газ и оксид серы с образованием кислых солей NaHCO₃ и NaHSO₃ соответственно:

NaOH + CO₂ = NaHCO₃,

NaOH + SO₂ = NaHSO₃.

Пример 8.

Основываясь на строении электронной оболочки атома бериллия, объясните амфотерные свойства гидроксида бериллия. Напишите ионно-молекулярные уравнения взаимодействия гидроксида бериллия со щелочью и кислотой.

Решение.

Электронная формула атома бериллия 1s² 2s¹.

Второй снаружи электронный слой содержит два электрона, а не восемь, как у остальных sэлементов (за исключением лития). Это приводит к значительному снижению атомного радиуса, увеличению энергии ионизации, снижению его химической активности. Бериллий среди sэлементов обладает наиболее слабыми металлическими свойствами. Связь в соединениях бериллия имеет очень сильный ковалентный характер. Отличие строения атома бериллия от строения атомов щелочноземельных элементов сказывается и на свойствах соединений. Так, гидроксид бериллия Be(OH)₂ – единственный в подгруппе гидроксид, обладающий амфотерными свойствами.

Напишем реакции взаимодействия гидроксида бериллия с кислотой и со щелочью:

Be(OH)₂ + 2HCl = BeCl₂ + H₂O,

Be(OH)₂ + 2H⁺ + 2Cl^– = Be²⁺ + 2Cl^– + H₂O,

Be(OH)₂ + 2H⁺ = Be²⁺ + H₂O,

Be(OH)₂ + 2NaOH = Na₂[Be(OH)₄],

Be(OH)₂ + 2Na⁺ + 2OH^– = 2Na⁺ + [Be(OH)₄]^2–,

Be(OH)₂ + 2OH^– = [Be(OH)₄]^2–.