Задание №3*. Даны три уравнения химических реакций: 1) 2KClO₃ → 2KCl + 3O₂↑ (нагревание, катализатор — MnO₂); 2) CuO + H₂ → Cu + H₂O (нагревание); 3) Na₂CO₃ + CaCl₂ → CaCO₃↓ + 2NaCl. Выполните действия: а) определите тип каждой реакции; б) для каждой реакции укажите признак, подтверждающий её протекание (газ, осадок, изменение цвета и т. д.); в) объясните, почему реакция 2 не может быть отнесена к реакциям обмена, несмотря на то, что в ней участвуют два вещества и образуются два новых вещества; г) предложите ещё одно уравнение реакции, которое внешне похоже на реакцию 2 (простое + сложное → простое + сложное), но не является реакцией замещения. Обоснуйте свой ответ.

1. \[\mathrm{2KClO_3 \xrightarrow[MnO_2]{t} 2KCl + 3O_2\uparrow}\]

   Тип реакции — разложение, так как одно сложное вещество распадается на два других вещества. Признак — выделение газа кислорода.

2. \[\mathrm{CuO + H_2 \xrightarrow{t} Cu + H_2O}\]

   Тип реакции — замещение. Простое вещество водород замещает медь в составе сложного вещества — оксида меди(II). Признаки — чёрный оксид меди превращается в красную медь, образуется вода.

3. \[\mathrm{Na_2CO_3 + CaCl_2 \rightarrow CaCO_3\downarrow + 2NaCl}\]

   Тип реакции — обмен. Два сложных вещества обмениваются составными частями. Признак — образование белого осадка карбоната кальция.

Реакция 2 не является реакцией обмена, потому что обмен происходит только между двумя сложными веществами. В этой реакции участвуют простое вещество водород и сложное вещество оксид меди(II), поэтому водород замещает медь.

Пример реакции, внешне похожей на реакцию 2, но не являющейся ни реакцией замещения, ни реакцией обмена:

\[\mathrm{CH_4 + 2O_2 \rightarrow CO_2 + 2H_2O}\]

Это реакция горения, относящаяся к окислительно-восстановительным реакциям: простое вещество кислород реагирует со сложным веществом метаном, но замещения одного элемента другим и обмена составными частями не происходит.