Соляную кислоту нейтрализовали карбонатом натрия. Полученный раствор подвергли электролиза. Газ, выделившийся на катоде, пропустили при нагревании над оксидом меди (II). Образовавшееся твёрдое вещество добавили к горячему раствору хлорида железа (III), при этом наблюдали растворение вещества и изменение окраски раствора. Напишите уравнения четырёх описанных реакций.

Решение:

1. Нейтрализация соляной кислоты карбонатом натрия:

\( 2\text{HCl} + \text{Na}_2\text{CO}_3 \rightarrow 2\text{NaCl} + \text{H}_2\text{O} + \text{CO}_2 \uparrow \)

2. Электролиз полученного раствора (NaCl):

На катоде: \( 2\text{H}_2\text{O} + 2e^{-} \rightarrow \text{H}_2 \uparrow + 2\text{OH}^{-} \)

На аноде: \( 2\text{Cl}^{-} - 2e^{-} \rightarrow \text{Cl}_2 \uparrow \)

Общее: \( 2\text{NaCl} + 2\text{H}_2\text{O} \xrightarrow{\text{эл-з}} 2\text{NaOH} + \text{H}_2 \uparrow + \text{Cl}_2 \uparrow \)

Газ, выделившийся на катоде — водород (H₂).

3. Пропускание водорода над оксидом меди (II) при нагревании:

\( \text{H}_2 + \text{CuO} \xrightarrow{\text{t°}} \text{Cu} + \text{H}_2\text{O} \)

Образовавшееся твёрдое вещество — медь (Cu).

4. Взаимодействие меди с горячим раствором хлорида железа (III):

\( \text{Cu} + 2\text{FeCl}_3 \rightarrow \text{CuCl}_2 + 2\text{FeCl}_2 \)