Інші завдання дивись тут...

Контрольні запитання

1. Що означає вираз «сполука виявляє амфотерні властивості»? Вираз означає те, що сполука виявляє подвійні хімічні властивості: кислотні й основні.

2. Які сполуки є амфотерними? Оксиди і гідроксиди деяких хімічних елементів у ступенях окиснення +2, +3 та +4. Наведіть приклади. Оксиди: BeO, ZnO, SnO, PbO, Al2O3, Fe2O3, Cr2O3, TiO2.

Гідроксиди: Be(OН)2, Zn(OН)2, Sn(OН)2, Pb(OН)2, Al(OН)3, Fe(OН)3, Cr(OН)3, Ti(OН)4

3. Які хімічні елементи та в яких ступенях окиснення утворюють амфотерні речовини? Берилій (+2), Цинк (+2), Станум (+2), Плюмбум (+2), Алюміній (+3), Ферум (+3), Хром (+3), Титан (+4)

 

Завдання для засвоєння матеріалу

Вправа 1. Складіть рівняння реакції взаємодії цинк гідроксиду з калій гідроксидом у розчині та при сплавлянні. Назвіть продукти реакції.

У розчині:

Zn(OH)2 + 2KOH = K2[Zn(OH)4] - калій тетрагідроксоцинкат

Скласти формулу сполуки K2Zn(OH)4 можна, замінюючи у формулі цинкату K2ZnO2 кожний атом Оксигену (двовалентний елемент) на дві ОН-групи (одновалентні).

При сплавлянні:

Zn(OH)2 + 2KOH (сплавл.) = K2ZnO2 + 2H2O - калій цинкат і вода

 

Вправа 2. Складіть рівняння реакції взаємодії алюміній гідроксиду:

а) з хлоридною кислотою;

Al(OH)3 + 3HCl = AlCl3 + 3H2O

б) барій гідроксидом при сплавлянні;

При сплавлянні можуть утворитися дві різні солі залежно від концентрації доданого лугу:

2Al(OH)3 або 2H3AlO3+ 3Ba(OH)2 = Ba3(AlO3)2 + 6Н2О - барій ортоалюмінат і вода

2Al(OH)3 або 2H3AlO3+ Ba(OH)2 = Ba(AlO2)2 + 4Н2О - барій метаалюмінат і вода

в) барій оксидом.

При сплавлянні можуть утворитися дві різні солі залежно від кількості оксиду:

2Al(OH)3 або 2H3AlO3+ 3BaO = Ba3(AlO3)2 + 3H2O

2Al(OH)3 або 2H3AlO3+ BaO = Ba(AlO2)2 + 3H2O

 

Вправа 3. Складіть рівняння реакцій утворення калій алюмінату K3AlO3 взаємодією:

а) амфотерного гідроксиду з лугом;

3KOH + Al(OH)3 = K3AlO3 + 3H2O

б) амфотерного оксиду з лугом;

Al2O3 + 6KOH = 2K3AlO3 + 3H2O

в) амфотерного гідроксиду з оснóвним оксидом;

2Al(OH)3 + 3K2O = 2K3AlO3 + 3H2O

г) двох оксидів.

Al2O3 + 3K2O = 2K3AlO3

 

Вправа 4. Кальцій оксид і алюміній оксид за зовнішнім виглядом майже однакові. Як їх можна розрізнити, використовуючи хімічні реакції? Кальцій оксид є основним оксидом, тому реагує з кислотами, але не реагує з лугами. Алюміній оксид є амфотерним оксидом, тому реагує з кислотами і лугами. Достатньо подіяти лугом. В реакцію вступить алюміній оксид.

 

Вправа 5. Які з наведених речовин — KOH, FeCl3, H2SO4 — можуть взаємодіяти:

а) з натрій гідроксидом;

Взаємодіє розчиннa сіль FeCl3 і кислота H2SO4

3NaOH + FeCl3 = 3NaCl + Fe(OH)3

2NaOH + H2SO4 = Na2SO4 + 2H2O

б) купрум (II) гідроксидом;

Взаємодіє кислота H2SO4

Cu(OH)2 + H2SO4 = CuSO4 + 2H2O

в) цинк гідроксидом?

Взаємодіють луг КОН і кислота H2SO4

У розчині з лугом КОН:

Zn(OH)2 + 2KOH = K2Zn(OH)4 - натрій тетрагідроксоцинкат.

При сплавлянні з лугом КОН:

Zn(OH)2 + 2KOH (сплавл.) = K2ZnO2 + 2H2O - калій цинкат і вода

Zn(OH)2 + H2SO4 = ZnSO4 + 2H2O

 

Вправа 6. З якими з наведених речовин взаємодіє натрій гідроксид: K2O, MgCO3H3PO4, H2S, FeCl3, Fe(OH)2, AlCl3, Zn(OH)2, KCl, SO3? Складіть рівняння реакцій та назвіть продукти реакцій.

3NaOH + H3PO4 = Na3PO4 + 3H2O = натрій ортофосфат і вода.

2NaOH + H2S = Na2S + 2H2O - натрій сульфід і вода.

NaOH + FeCl3 = NaCl + Fe(OH)3↓ - натрій хлорид і ферум (ІІІ) гідроксид.

NaOH + AlCl3 = NaCl + Al(OH)3↓ - натрій хлорид + алюміній (ІІІ) гідроксид.

При сплавлянні:

2NaOH + Zn(OH)2 = Na2ZnO2 + 2H2O - натрій цинкат і вода.

У розчині:

2NaOH + Zn(OH)2 = Na2Zn(OН)4 - натрій тетрагідроксоцинкат.

2NaOH + SO3 = Na2SO4 + H2O - натрій сульфат і вода.

 

Вправа 7. Складіть рівняння реакцій, що відповідають таким перетворенням:

а) Al → Al2O3 → AlCl3 → Al(OH)3 → Na3AlO3;

4Al + 3O2 = 2Al2O3

Al2O3 + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2O

AlCl3 + NaOH = Al(OH)3+ 3NaCl

Al(OH)3 + 3NaOH = Na3AlO3 + 3H2O

б) ZnSO4 → Zn(OH)2 → ZnO → K2ZnO2 → ZnCl2 → Zn(OH)2 → K2Zn(OH)4.

ZnSO4 + 2NaOH = Zn(OH)2+ Na2SO4

Zn(OH)2 = ZnO + H2O

ZnO + KOH = K2ZnO2

K2ZnO2 + HCl = 2KCl + ZnCl2 + 2H2O

ZnCl2 + 2NaOH = 2NaCl + Zn(OH)2

Zn(OH)2 + KOH = K2Zn(OH)4

 

Вправа 8. Обчисліть масу барій гідроксиду, що необхідний для добування барій цинкату масою 11,7 г із цинк оксиду.

Відомо: m(BaZnO2)=11,7 г. Знайти m(Ba(OH)2)-?

Розв'язування:

І спосіб

Виразимо масу BaZnO2 через кількість речовини (n=m/M, де M=Mrг/моль; 

Mr(BaZnO2)=Ar(Ba)+Ar(Zn)+2Ar(O)=137+65+216=234, тому М(BaZnO2)=234 г/моль)

n(BaZnO2)=m(BaZnO2)/M(BaZnO2)=11,7 г : 234 г/моль=0,05 моль.

Записуємо рівняння реакції: Ba(ОH)2 + ZnО = BaZnО2 + H2O 

Співвідношення кількості реагентів (у молях) дорівнює співвідношенню відповідних коефіцієнтів у рівнянні реакції.

За рівнянням реакції записуємо співвідношенням кількості речовини барій гідроксиду і барій цинкату: n(Ва(OН)2):n(BaZnO2)=1:1, бачимо, що кількості речовин однакові, тому 

n(Ba(OH)2)=n(BaZnO2)=0,05 моль

З формули n=m/M, де М=Mr г/моль, знаходимо масу m=nM

Mr(Ba(ОH)2)=Ar(Ba)+2Ar(O)+2Ar(H)=137+216+21=171,

тому М(Ba(ОH)2)=171 г/моль

m(Ba(ОH)2)=n(Ba(OH)2)M(Ba(ОH)2)=0,05 моль•171 г/моль=8,55 г

Відповідь: m(Ba(ОH)2)=8,55 г.

ІІ спосіб

Записуємо рівняння реакції: Ba(ОH)2+ZnО=BaZnО2+H2O 

Співвідношення кількості реагентів (у молях) дорівнює співвідношенню відповідних коефіцієнтів у рівнянні реакції.

За рівнянням записуємо співвідношення кількостей речовини барій гідроксиду і барій цинкату:  n(Ba(OH)2)/1=n(BaZnO2)/1

У цьому співвідношенні замінюємо кількість речовини барій гідроксиду і барій цинкату на співвідношення  мас (n=m/M, де M=Mrг/моль;

Mr(Ba(ОH)2)=Ar(Ba)+2Ar(O)+2Ar(H)=137+216+21=171,

тому М(Ba(ОH)2)=80 г/моль,

Mr(BaZnO2)=Ar(Ba)+Ar(Zn)+2Ar(O)=137+65+216=234, тому М(BaZnO2)=234 г/моль)

m(Ba(OH)2)/М(Ba(OH)2)=m(BaZnO2)/M(BaZnO2)

Звідси виражаємо масу барій гідроксиду:

m(Ba(ОH)2)М(BaZnO2)=М(Ba(ОH)2)m(BaZnO2), тому

m(Ba(OH)2)=М(Ba(OH)2)m(BaZnO2):M(BaZnO2)=171 г/моль11,7 г:234 г/моль=8,55 г

Відповідь: m(Ba(ОH)2)=8,55 г.

 

Вправа 8. До розчину цинк сульфату масою 483 г із масовою часткою солі 5 % додали розчин натрій гідроксиду до повного розчинення осаду. Обчисліть масу сполуки Цинку.

Відомо: m(р-ну ZnSO4)=483 г, ω(ZnSO4)=5%.

Знайти m(Na2Zn(OH)4)-?

Розв'язування:

Розв'язування:

Знайдемо масу цинк сульфату ZnSО4

І спосіб.

m(ZnSO4)=(m(р-ну ZnSO4)ω(ZnSO4)):100%=483 г5%:100%= 24,15 г.

ІІ спосіб.

Масова частка речовини в будь-якому розчині показує масу розчиненої речовини, що міститься  у 100 г розчину, тому для

визначення маси речовини у всьому розчині складаємо пропорцію і розв'язуємо її:

у 100 г розчину міститься 5 г речовини ZnSO4, тоді

у 483 г розчину буде міститися х г речовини ZnSO4

100 г / 483 г = 5 г / х г, тому

х г  100 г = 5 г  483 г, 

х = (5 г  483 г) : 100 г,

х = 24,15 г

Знайдемо масу солі.

І спосіб

Виразимо масу ZnSO4 через кількість речовини (n=m/M, де M=Mrг/моль; 

Mr(ZnSO4)=Ar(Zn)+Ar(S)+4Ar(O)=65+32+416=161, тому М(ZnSO4)=161 г/моль)

n(ZnSO4)=m(ZnOS4)/M(ZnSO4)=24,15 г : 161 г/моль=0,15 моль.

Записуємо рівняння реакції: 

ZnSО4 + 4NaОH = Na2SO4 + Na2Zn(ОH)4

Ця реакція відбувається у два етапи:

ZnSO4 + 2NaOH = Na2SO4 + Zn(OH)2

Zn(OH)2 + 2NaOH = Na2Zn(OH)4

Співвідношення кількості реагентів (у молях) дорівнює співвідношенню відповідних коефіцієнтів у рівнянні реакції.

За рівнянням реакції записуємо співвідношенням кількості речовини цинк сульфату і натрій тетрагідроксоцинкату:   n(ZnSO4):n(Na2Zn(OH)4)=1:1, бачимо, що кількості речовин однакові, тому 

n(Na2Zn(OH)4)=n(ZnSO2)=0,15 моль

З формули n=m/M, де М=Mr г/моль, знаходимо масу m=nM

Mr(Na2Zn(ОH)4)=2Ar(Na)+Ar(Zn)+4Ar(O)+4Ar(H)=223+65+416+41=179,

тому М(Na2Zn(ОH)4)=179 г/моль

m(Na2Zn(ОH)4)=n(Na2Zn(OH)4)M(Na2Zn(ОH)4)=0,15 моль•179 г/моль=26,85 г

Відповідь: m(Na2Zn(ОH)4)=26,85 г.

ІІ спосіб

Записуємо рівняння реакції: ZnSО4+4NaОH=Na2SO4+Na2Zn(ОH)4 

Ця реакція відбувається у два етапи:

ZnSO4 + 2NaOH = Na2SO4 + Zn(OH)2

Zn(OH)2 + 2NaOH = Na2Zn(OH)4

Співвідношення кількості реагентів (у молях) дорівнює співвідношенню відповідних коефіцієнтів у рівнянні реакції.

За рівнянням записуємо співвідношення кількостей речовини цинк сульфату і натрій тетрагідроксоцинкату:  n(ZnSO4)/1=n(Na2Zn(OH)4)/1

У цьому співвідношенні замінюємо кількості речовин на співвідношення  мас (n=m/M, де M=Mrг/моль;

Mr(ZnSO4)=Ar(Zn)+Ar(S)+4Ar(O)=65+32+416=161, тому М(ZnSO4)=161 г/моль,

Mr(Na2Zn(ОH)4)=2Ar(Na)+Ar(Zn)+4Ar(O)+4Ar(H)=223+65+416+41=179,

тому М(Na2Zn(ОH)4)=179 г/моль)

m(ZnSO4)/М(ZnSO4)=m(Na2Zn(OH)4)/M(Na2Zn(OH)4)

Звідси виражаємо масу натрій тетрагідроксоцинкату:

m(Na2Zn(ОH)4)М(ZnSO4)=М(Na2Zn(ОH)4)m(ZnSO2), тому

m(Na2Zn(OH)4)=М(Na2Zn(OH)4)m(ZnSO2):M(ZnSO4)=179 г/моль24,15 г:161 г/моль=26,85 г

Відповідь: m(Na2Zn(ОH)4)=26,85 г.

Інші завдання дивись тут...