Задание №21 — Важнейшие представители неорганических веществ. Неметаллы и их соединения. Металлы и их соединения

Решение.

Для решения данной цепочки превращений необходимо последовательно составить три уравнения химических реакций, учитывая условия задачи и свойства соединений кальция.

1. Первое превращение: $CO_{2} \rightarrow CaCO_{3}$
Углекислый газ ($CO_{2}$) является кислотным оксидом. Чтобы получить из него среднюю соль — карбонат кальция ($CaCO_{3}$), нужно провести реакцию со щелочью (растворимым основанием), содержащей кальций. Это качественная реакция на углекислый газ (помутнение известковой воды):
$CO_{2} + Ca(OH)_{2} \rightarrow CaCO_{3} \downarrow + H_{2}O$

2. Второе превращение: $CaCO_{3} \rightarrow X$
По условию $X$ — это соль. Карбонат кальция — нерастворимая соль. Чтобы превратить её в другую соль, можно воздействовать на неё более сильной кислотой или подвергнуть термическому разложению (но тогда получится оксид, а нам нужна соль). Однако, учитывая, что в следующем шаге нам нужно получить нитрат кальция, логично предположить, что $X$ — это хлорид кальция ($CaCl_{2}$), полученный при взаимодействии с соляной кислотой:
$CaCO_{3} + 2HCl \rightarrow CaCl_{2} + CO_{2} \uparrow + H_{2}O$
Таким образом, вещество $X$ — это $CaCl_{2}$.

3. Третье превращение: $X \rightarrow Ca(NO_{3})_{2}$
Теперь нам нужно из хлорида кальция ($CaCl_{2}$) получить нитрат кальция ($Ca(NO_{3})_{2}$). Это реакция ионного обмена между двумя солями. Чтобы реакция пошла до конца, в продуктах должен образоваться осадок. При взаимодействии с нитратом серебра ($AgNO_{3}$) образуется нерастворимый хлорид серебра ($AgCl$):
$CaCl_{2} + 2AgNO_{3} \rightarrow Ca(NO_{3})_{2} + 2AgCl \downarrow$

Ответ:
1) $CO_{2} + Ca(OH)_{2} \rightarrow CaCO_{3} + H_{2}O$
2) $CaCO_{3} + 2HCl \rightarrow CaCl_{2} + CO_{2} + H_{2}O$
3) $CaCl_{2} + 2AgNO_{3} \rightarrow Ca(NO_{3})_{2} + 2AgCl$

Источник: ФИПИ