Задача 1
Условие (кратко)
а) Напишите уравнения превращений Ca → CaCl₂ → CaCO₃ → CaO → Ca(OH)₂ → Ca(NO₃)₂ → CaF₂; для реакций обмена — ионные уравнения.
Решение
\[\mathrm{Ca + Cl_2 \rightarrow CaCl_2}\]
(можно и \(\mathrm{Ca + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + H_2\uparrow}\))
\[\mathrm{CaCl_2 + Na_2CO_3 \rightarrow CaCO_3\downarrow + 2NaCl}\]
\[\mathrm{Ca^{2+} + 2Cl^- + 2Na^+ + CO_3^{2-} \rightarrow CaCO_3\downarrow + 2Na^+ + 2Cl^-}\]
\[\mathrm{Ca^{2+} + CO_3^{2-} \rightarrow CaCO_3\downarrow}\]
\[\mathrm{CaCO_3 \xrightarrow{t} CaO + CO_2\uparrow}\]
\[\mathrm{CaO + H_2O \rightarrow Ca(OH)_2}\]
\[\mathrm{Ca(OH)_2 + 2HNO_3 \rightarrow Ca(NO_3)_2 + 2H_2O}\]
Если взят раствор гидроксида кальция (известковая вода):
\[\mathrm{Ca^{2+} + 2OH^- + 2H^+ + 2NO_3^- \rightarrow Ca^{2+} + 2NO_3^- + 2H_2O}\]
\[\mathrm{H^+ + OH^- \rightarrow H_2O}\]
(для известкового молока \(\mathrm{Ca(OH)_2}\) пишут формулой: \(\mathrm{Ca(OH)_2 + 2H^+ \rightarrow Ca^{2+} + 2H_2O}\)).
\[\mathrm{Ca(NO_3)_2 + 2NaF \rightarrow CaF_2\downarrow + 2NaNO_3}\]
\[\mathrm{Ca^{2+} + 2NO_3^- + 2Na^+ + 2F^- \rightarrow CaF_2\downarrow + 2Na^+ + 2NO_3^-}\]
\[\mathrm{Ca^{2+} + 2F^- \rightarrow CaF_2\downarrow}\]
Ответ
Ca + Cl₂ → CaCl₂; Ca²⁺ + CO₃²⁻ → CaCO₃↓; CaCO₃ → CaO + CO₂; CaO + H₂O → Ca(OH)₂; H⁺ + OH⁻ → H₂O; Ca²⁺ + 2F⁻ → CaF₂↓
Почему так
Реакции обмена в цепочке идут благодаря образованию осадков (CaCO₃, CaF₂) или воды.
Подробнее — в теме «Элементы IIA-группы».