Соляную кислоту нейтрализовали карбонатом натрия. Полученный раствор подвергли электролизу. 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:

\[ 2\text{HCl} + \text{Na}_2\text{CO}_3 \rightarrow 2\text{NaCl} + \text{H}_2\text{O} + \text{CO}_2 ↑ \]

2. Электролиз полученного раствора (NaCl):

На катоде:

\[ 2\text{H}_2\text{O} + 2e^- \rightarrow \text{H}_2 ↑ + 2\text{OH}^- \]

На аноде:

\[ 2\text{Cl}^- - 2e^- \rightarrow \text{Cl}_2 ↑ \]

Общее уравнение:

\[ 2\text{NaCl} + 2\text{H}_2\text{O} \rightarrow 2\text{NaOH} + \text{H}_2 ↑ + \text{Cl}_2 ↑ \]

Газ, выделившийся на катоде — водород (H₂).

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

\[ \text{CuO} + \text{H}_2 \rightarrow \text{Cu} + \text{H}_2\text{O} \]

Образовавшееся твёрдое вещество — медь (Cu).

4. Добавление меди к горячему раствору хлорида железа (III):

Медь (Cu) будет окисляться ионами железа (III) (Fe³⁺) до ионов меди (Cu²⁺).

\[ 2\text{FeCl}_3 + \text{Cu} \rightarrow 2\text{FeCl}_2 + \text{CuCl}_2 \]

Изменение окраски раствора: из желтовато-бурого (Fe³⁺) в зеленоватый (Fe²⁺).

Ответ:

1. \( 2\text{HCl} + \text{Na}_2\text{CO}_3 \rightarrow 2\text{NaCl} + \text{H}_2\text{O} + \text{CO}_2 ↑ \)
2. \( 2\text{NaCl} + 2\text{H}_2\text{O} \rightarrow 2\text{NaOH} + \text{H}_2 ↑ + \text{Cl}_2 ↑ \)
3. \( \text{CuO} + \text{H}_2 \rightarrow \text{Cu} + \text{H}_2\text{O} \)
4. \( 2\text{FeCl}_3 + \text{Cu} \rightarrow 2\text{FeCl}_2 + \text{CuCl}_2 \)