Завдання для самоконтролю
Вправа 1. Як виявити, що молоко вже почало скисати, хоча це ще не відчувається на смак? За допомогою індикатора, який набуде кольору кислотного середовища, бо при скисанні молока утворюється молочна кислота.
Вправа 2. Як хімічним шляхом відрізнити срібло від цинку? Із ряду активності металів (витискувальний ряд) видно, що цинк здатний витісняти з кислот водень, а срібло не здатне, тобто цинк реагує з кислотами, а срібло не реагує.
Достатньо подіяти кислотою, наприклад, хлоридною. Помітимо, що кислота реагує з цинком, утворюється сіль і виділяється водень, а у випадку срібла - ніяких змін не спостерігаємо.
Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2↑
Hg + HCl ≠ реакція не відбувається.
Вправа 3. В якому разі виділятиметься водень під час змішування. Напишіть рівняння реакцій.
а) цинку і сульфатної кислоти;
Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2↑
б) алюмінію і хлоридної кислоти;
2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2↑
в) ртуті й хлоридної кислоти;
Hg + HCl ≠ реакція не відбувається, бо ртуть розміщується в ряді активності металів після водню.
г) магнію і сульфатної кислоти;
Mg + H2SO4 = MgSO4 + H2↑
д) барію та ортофосфатної кислоти.
3Ba + 2H3PO4 = Ba3(PO4)2 + 3H2↑
Метали, що стоять ліворуч від водню у ряді активності металів (витискувальному ряді), здатні витісняти його з кислоти (крім нітратної HNO3), а ті, що стоять праворуч від водню - ні.
Вправа 4. Які з оксидів із формулами СаО, Na2О, SО2, PbО, СО2 реагуватимуть з хлоридною кислотою? З хлоридною кислотою реагують основні і амфотерні оксиди.
Напишіть рівняння реакцій.
CaO + 2HCl = CaCl2 + H2O
Na2O + 2HCl = 2NaCl + H2O
PbO + 2HCl = PbCl2 + H2O
Вправа 5. Яка кількість речовини ферум (ІІІ) сульфату утвориться внаслідок взаємодії ферум (ІІІ) оксиду з сульфатною кислотою масою 588 г?
Відомо: m(Н2SO4)=588 г. Знайти: ν(Fe2(SO4)3)-?
Розв'язування:
І спосіб
Записуємо рівняння реакції.
588 г x моль
Fe2O3 + 3H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 3H2O
294 г 1 моль
Над формулами речовин записуємо дані, що є за умовою задачі.
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 3 моль сульфатної кислоти H2SO4 з утворенням 1 моль ферум (ІІІ) сульфату Fe2(SO4)3. Обчислюємо молярну масу (M=Mrг/моль) сульфатної кислоти й, відповідно, масу 3 моль.
Mr(H2SO4)=2•Ar(H)+Ar(S)+4•Ar(O)=2•1+32+4•16=98; M(H2SO4)=98 г/моль.
Маса 1 моль=98 г, а маса 3 моль=3•98 г=294 г.
Відповідні значення записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.
Складаємо пропорцію і розв'язуємо її.
588 г / 294 г = х моль / 1 моль, звідси
х моль • 294 г = 588 г • 1 моль
х=588 г • 1 моль / 294 г
х=2 моль
Відповідь: ν(Fe2(SO4)3)=2 моль.
ІІ спосіб
Записуємо рівняння реакції: Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O
Обчислюємо кількість речовини сульфатної кислоти масою 588 г за формулою y=m/M, де М=Мrг/моль.
Mr(H2SO4)=2•Ar(H)+Ar(S)+4•Ar(O)=2•1+32+4•16=98;
M(H2SO4)=98 г/моль
ν(Н2SO4)=m(H2SO4):M(H2SO4)=588 г: 98 г/моль=6 моль.
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 3 моль сульфатної кислоти H2SO4 з утворенням 1 моль солі ферум (ІІІ) сульфату Fe2(SO4)3, кількість речовини солі у 3 рази менша, ніж кислоти. Отже, якщо в реакцію вступить 6 моль кислоти, то утвориться сіль кількістю речовини у 3 рази меншою, тому
v(Fe2(SО4)3)=v(H2SO4):3=6 моль:3=2 моль.
Відповідь: ν(Fe2(SO4)3)=2 моль.
Додаткові завдання
Вправа 7.* Склади формули кислот, які містять такі кислотні залишки: ClO4 із валентністю 1; SeO4 із валентністю 2; AsO4 із валентністю 3. Назви ці кислоти.
|
HClO4 H2SeO4 H3AsO4 |
Перхлоратна кислота Селенатна кислота Ортоарсенатна кислота |
Вправа 8. Склади рівняння реакцій у тих випадках, де вони можливі:
ZnO + 2HCl = ZnCl2 + H2О
3Mg + 2H3PO4 = Mg3(PO4)2+3H2↑
Сu + HCl ≠ реакція не відбувається.
K2O + 2HNO3 = 2KNO3 + H2O
Fe2O3 + 6HCl = 2FeCl3 + 3H2O
2Al + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 + 3H2↑
BaO + 2HNO3 = Ba(NO3)2 + H2О
Na2O + H2SO4 = NaSO4 + H2O
Hg + H2SO4 ≠ реакція не відбувається.
Метали, що стоять ліворуч від водню у ряді активності металів (витискувальному ряді), здатні витісняти його з кислоти (крім нітратної HNO3), а ті, що стоять праворуч від водню - ні. З кислотами реагують основні і амфотерні оксиди.
Вправа 9. Унаслідок взаємодії магнію з хлоридною кислотою кількістю речовини 0,5 моль можна добути водень об'ємом (н. у.):
| А 4,2 л | Б 8,4 л | В 5,6 л | Г 22,4 л |
Відомо: ν(HСl)=0,5 моль. Знайти: V(H2)-?
Розв'язування:
І спосіб
Записуємо рівняння реакції.
0,5 моль х л
Mg + 2HCl = MgCl2 + H2↑
2 моль 22,4 л
Над формулами речовин записуємо дані, що є за умовою задачі.
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 2 моль хлоридної кислоти HСl з утворенням 1 моль водню Н2 (1 моль газу за н.у. займає об'єм 22,4 л).
Відповідні значення записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.
Складаємо пропорцію і розв'язуємо її.
0,5 моль /2 моль = х г / 22,4 л, звідси
х г • 2 моль = 0,5 моль • 22,4 л
х=0,5 моль • 22,4 л / 2 моль
х=5,6 л.
Відповідь: V(H2)=5,6 л.
ІІ спосіб
Записуємо рівняння реакції: Mg+2HCl=MgCl2+H2↑
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 2 моль хлоридної кислоти HСl з утворенням 1 моль водню Н2, кількість речовини водню у 2 рази менша, ніж кількість речовини кислоти. Отже, якщо в реакцію вступає 0,5 моль кислоти, то утворюється водень у 3 рази меншою кількістю речовини, тому
v(Н2)=v(HСl):2=0,5 моль:2=0,25 моль.
Знаходимо об'єм водню кількістю речовини 0,25 моль за формулою V=v•VM, де VM-постійна величина і за н.у. чисельно дорівнює 22,4 л/моль.
V(Н2)=v(Н2)•VM=0,25 моль•22,4 л/моль=5,6 л.
Відповідь: V(Н2)=5,6 л.
Вправа 10. Яка кількість речовини сульфатної кислоти необхідна для взаємодії з тим алюміній оксидом, який утворився внаслідок взаємодії з киснем алюмінію масою 216 г?
Відомо: m(Al)=216 г. Знайти: ν(Al2O3)-?, ν(H2SO4)-?
Розв'язування:
І спосіб
Записуємо рівняння реакції окиснення алюмінію.
216 г x моль
4Al + 3O2 = 2Al2O3
108 г 2 моль
Над формулами речовин записуємо дані, що є за умовою задачі.
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 4 моль алюмінію Al з утворенням 2 моль алюміній оксиду Al2O3. Обчислюємо молярну масу алюмінію й, відповідно, масу 4 моль.
Mr(Al)=Ar(Al)=27; M(Al)=27 г/моль.
Маса 1 моль=27 г, а маса 4 моль=4•27 г=108 г.
Відповідні значення записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.
Складаємо пропорцію для знаходження кількості речовини алюміній оксиду і розв'язуємо її.
216 г / 108 г = х моль / 2 моль, звідси
х моль • 108 г = 216 г • 2 моль
х=216 г • 2 моль / 108 г
х=4 моль.
Записуємо рівняння реакції.
4 моль x моль
Al2О3 + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 +3H2О
1 моль 3 моль
Над формулами речовин записуємо дані, що є за умовою задачі.
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 1 моль алюміній оксиду Al2О3 і 3 моль сульфатної кислоти Н2SO3. Відповідні значення записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.
Складаємо пропорцію для знаходження кількості речовини сульфатної кислоти і розв'язуємо її.
4 моль / 1 моль = х моль / 3 моль, звідси
х моль • 1 моль = 4 моль • 3 моль
х=4 моль • 3 моль / 1 моль
х=12 моль.
Відповідь: ν(Н2SO4)=12 моль.
ІІ спосіб
Записуємо рівняння реакції окиснення алюмінію: 4Al+3O2=2Al2O3
Обчислюємо кількість речовини алюмінію масою 216 г за формулою y=m/M, де М=Мr г/моль.
Mr(Al)=Ar(Al)=27; M(Al)=27 г/моль
ν(Al)=m(Al):M(Al)=216 г: 27 г/моль=8 моль.
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 4 моль алюмінію Al з утворенням 2 моль алюміній оксиду Al2O3, кількість речовини оксиду у 2 рази менша за кількість речовини алюмінію. Отже, якщо в реакцію вступає 8 моль алюмінію, то утворються оксид кількістю речовини у 2 рази меншою, тому
v(Al2О3)=v(Al):2=8 моль:2=4 моль.
Записуємо рівняння реакції: Al2О3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2О
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 1 моль алюміній оксиду Al2О3 і 3 моль сульфатної кислоти Н2SO3, кількість речовини кислоти у 3 рази більша за кількість речовини оксиду. Отже, якщо в реакцію вступає 4 моль алюміній оксиду, то вступить кислота кількістю речовини у 3 рази більшою, тому
v(H2SО4)=v(Al2O3)•3=4 моль•3=12 моль.
Відповідь: ν(H2SO4)=12 моль.