Дана схема превращений: Ca → CaO → Ca(NO3)2 → X → CaCl2 Напишите молекулярные уравнения, с помощью которых можно осуществить указанные превращения. Для реакции № 4 запишите РИО. Для реакции №1 записать электронный баланс, определить окислитель и восстановитель.

Давай разберем эту цепочку превращений кальция. Нам нужно написать уравнения реакций, чтобы получить из кальция (Ca) оксид кальция (CaO), затем нитрат кальция (Ca(NO3)2), потом какое-то вещество X и, наконец, хлорид кальция (CaCl2). Для первой реакции нужно составить электронный баланс и определить окислитель и восстановитель, а для четвертой - записать реакцию ионного обмена (РИО).

1. Ca → CaO

Кальций реагирует с кислородом, образуя оксид кальция. Это реакция горения:

$$2Ca + O_2 \rightarrow 2CaO$$

Теперь составим электронный баланс. Кальций отдает электроны, а кислород их принимает:

Ca⁰ - 2e^- → Ca⁺² (окисление, кальций - восстановитель)

O₂⁰ + 4e^- → 2O^-2 (восстановление, кислород - окислитель)

2. CaO → Ca(NO3)2

Оксид кальция реагирует с азотной кислотой, образуя нитрат кальция и воду:

$$CaO + 2HNO_3 \rightarrow Ca(NO_3)_2 + H_2O$$

3. Ca(NO3)2 → X

Чтобы понять, что такое X, посмотрим на следующую реакцию. X должен превращаться в CaCl2. Удобно предположить, что X - это карбонат кальция (CaCO3). Получим его, прибавляя к нитрату кальция карбонат натрия:

$$Ca(NO_3)_2 + Na_2CO_3 \rightarrow CaCO_3 + 2NaNO_3$$

Тогда X = CaCO3

4. X → CaCl2 (CaCO3 → CaCl2)

Карбонат кальция реагирует с соляной кислотой, образуя хлорид кальция, воду и углекислый газ:

$$CaCO_3 + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + H_2O + CO_2$$

Запишем это уравнение в ионном виде. Полное ионное уравнение:

$$CaCO_3 + 2H^+ + 2Cl^- \rightarrow Ca^{2+} + 2Cl^- + H_2O + CO_2$$

Сокращенное ионное уравнение (убираем ионы хлора, которые не меняются в реакции):

$$CaCO_3 + 2H^+ \rightarrow Ca^{2+} + H_2O + CO_2$$