Запишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения: a) Li → Li₂O → LiOH → LiNO₃; б) S → SO₂ → H₂SO₃ → Na₂SO₃ → SO₂ → CaSO₃. Уравнения реакций с участием электролитов запишите также и в ионной форме.

Разберем каждую цепочку превращений по отдельности, записывая уравнения реакций и их ионные формы, где это необходимо.

а) Li → Li₂O → LiOH → LiNO₃

1. Li → Li₂O

   Литий реагирует с кислородом, образуя оксид лития:

   $$4Li + O_2 \rightarrow 2Li_2O$$

2. Li₂O → LiOH

   Оксид лития реагирует с водой, образуя гидроксид лития:

   $$Li_2O + H_2O \rightarrow 2LiOH$$

   В ионном виде эта реакция не записывается, так как оксид лития - твердое вещество, а вода - слабо диссоциирующее вещество.

3. LiOH → LiNO₃

   Гидроксид лития реагирует с азотной кислотой (реакция нейтрализации), образуя нитрат лития и воду:

   $$LiOH + HNO_3 \rightarrow LiNO_3 + H_2O$$

   Ионное уравнение:

   $$Li^+ + OH^- + H^+ + NO_3^- \rightarrow Li^+ + NO_3^- + H_2O$$

   Сокращенное ионное уравнение:

   $$OH^- + H^+ \rightarrow H_2O$$

б) S → SO₂ → H₂SO₃ → Na₂SO₃ → SO₂ → CaSO₃

1. S → SO₂

   Сера горит в кислороде, образуя диоксид серы (сернистый газ):

   $$S + O_2 \rightarrow SO_2$$

2. SO₂ → H₂SO₃

   Диоксид серы реагирует с водой, образуя сернистую кислоту:

   $$SO_2 + H_2O \rightleftharpoons H_2SO_3$$

   Реакция обратима, так как сернистая кислота - слабая кислота.

3. H₂SO₃ → Na₂SO₃

   Сернистая кислота реагирует с гидроксидом натрия (щелочью), образуя сульфит натрия и воду (реакция нейтрализации):

   $$H_2SO_3 + 2NaOH \rightarrow Na_2SO_3 + 2H_2O$$

   Ионное уравнение:

   $$2H^+ + SO_3^{2-} + 2Na^+ + 2OH^- \rightarrow 2Na^+ + SO_3^{2-} + 2H_2O$$

   Сокращенное ионное уравнение:

   $$2H^+ + 2OH^- \rightarrow 2H_2O$$

   Или:

   $$H^+ + OH^- \rightarrow H_2O$$

4. Na₂SO₃ → SO₂

   Сульфит натрия реагирует с сильной кислотой, например, с соляной кислотой, образуя диоксид серы, хлорид натрия и воду:

   $$Na_2SO_3 + 2HCl \rightarrow 2NaCl + SO_2 + H_2O$$

   Ионное уравнение:

   $$2Na^+ + SO_3^{2-} + 2H^+ + 2Cl^- \rightarrow 2Na^+ + 2Cl^- + SO_2 + H_2O$$

   Сокращенное ионное уравнение:

   $$SO_3^{2-} + 2H^+ \rightarrow SO_2 + H_2O$$

5. SO₂ → CaSO₃

   Диоксид серы реагирует с гидроксидом кальция (известковая вода), образуя сульфит кальция и воду:

   $$SO_2 + Ca(OH)_2 \rightarrow CaSO_3 \downarrow + H_2O$$

   Так как сульфит кальция - нерастворимое соединение, то выпадает в осадок. Ионное уравнение:

   $$SO_2 + Ca^{2+} + 2OH^- \rightarrow CaSO_3 \downarrow + H_2O$$