Перевірте себе
1. Наведіть приклади нерозчинних основ.
Цинк гідроксид Zn(OH)2,
плюмбум (ІІ) гідроксид Pb(OH)2,
купрум (ІІ) гідроксид Cu(OH)2,
ферум (ІІ) гідроксид Fe(OH)2,
ферум (ІІІ) гідроксид Fe(OH)3
Застосуйте свої знання й уміння
Вправа 1. Виберіть з переліку хімічні формули нерозчинних основ (за потреби скористайтеся таблицею розчинності): Fe(OH)2, NaOH, Cu(OH)2, KOH, Fe(OH)3, Ni(OH)2, Pb(OH)2.
Вправа 2. Схарактеризуйте хімічні властивості нерозчинних основ на прикладі: а) купрум (ІІ) гідроксиду; б) ферум (ІІІ) гідроксиду. Складіть відповідні хімічні рівняння, назвіть реагенти і продукти хімічних реакцій.
а) Cu(OH)2↓ + 2HCl = CuCl2 + 2H2O
Cu(OH)2↓ = CuO + H2O
б) Fe(OH)3↓ + 3HCl = FeCl3 + 3H2O
2Fe(OH)3↓ = Fe2O3 + 3H2O
Вправа 3. Проаналізуйте зміст таблиці 26.1 і назвіть властивості нерозчинних основ: а) спільні з лугами; б) індивідуальні.
а) і луги і нерозчинні основи реагують з кислотами з утворенням відповідних солей і води;
б) за нагрівання нерозчинні основи розкладаються з утворенням оксиду і води.
Вправа 4. Відтворіть за наведеними фрагментами схем хімічних реакцій хімічні рівняння:
2Fe(OH)2↓ = FeO2 + 2H2O;
Ni(OH)2 + 2HCl = NiCl2 + 2H2O;
2Fe(OH)3↓ = Fe2O3 + 3H2O;
Mn(OH)2 + 2HBr = MnBr2 + 2H2O.
Вправа 5. Складіть рівняння хімічних реакцій, які відповідають схемам послідовних перетворень:
а) CuO -> CuSO4 -> Cu(OH)2 -> CuO;
CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O
CuSO4 + 2NaOH = Cu(OH)2↓ + Na2SO4
Cu(OH)2↓ = CuO + H2O
б) Fe(OH)3 -> Fe2O3 -> Fe2(SO4)3 -> Fe(OH)3.
2Fe(OH)3↓ = Fe2O3 + 3H2O
Fe2O3 + 3H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 3H2O
Fe2(SO4)3 + 6NaOH = 2Fe(OH)3↓ + 3Na2SO4
Вправа 6. Ферум (ІІІ) гідроксид використовують у виробництві складних фарб (коричнева
Ван Дейка, червона Ван Дейка, «англійська коричнева», «шведська коричнева»). Поміркуйте й висловіть припущення, які властивості ферум (ІІІ) гідроксиду зумовили таке його застосування. Нерозчинна основа бурого кольору.
Вправа 8. Обчисліть кількість речовини (моль) нікель (ІІ) оксиду, який є продуктом термічного розкладання нікель (ІІ) гідроксиду кількістю речовини 6 моль.
Відомо: n(Ni(OH)2)=6 моль. Знайти: n(NiO)-?
Розв'язування.
І спосіб
Записуємо хімічне рівняння: Ni(OH)2↓=NiO+H2O
На кількісні співвідношення речовин вказують коефіцієнти рівняння. Беручи до уваги те, що 1 моль нікель (ІІ) гідроксиду розклався з утворенням 1 моль нікель (ІІ) оксиду, записуємо співвідношення речовин: n(Ni(OH)2):n(NiO)=1:1, кількості речовини однакові, тому n(NiO)=n(Ni(OH)2)=6 моль;
ІІ спосіб
Цю задачу можна розв'язати в інший спосіб - складанням пропорції.
Записуємо хімічне рівняння:
6 моль х моль
Ni(OH)2↓ = NiO + H2O
1 моль 1 моль
Під формулами сполук Ni(OH)2 і NiО записуємо їх кількості речовини згідно з коефіцієнтами в хімічному рівнянні (1 моль й 1 моль відповідно), а над формулами - наведену в умові задачі кількість речовини нікель (ІІ) гідроксиду (6 моль) і невідому кількість речовини нікель (ІІ) оксиду (х моль).
Складаємо пропорцію й розв'язуємо її:
за рівнянням реакції з 1 моль Ni(OH)2 утворюється 1 моль NiО,
за умовою задачі з 6 моль Ni(OH)2 - х моль NiО.
1 моль / 6 моль = 1 моль / х моль
х моль • 1 моль = 6 моль • 1 моль
х = 6 моль • 1 моль : 1 моль
х = n(NiO)=6 моль.
Відповідь: 6 моль.
Вправа 9. Обчисліть масу (г) ферум (ІІІ) хлориду, який можна добути дією достатньої кількості хлоридної кислоти на ферум (ІІІ) гідроксид кількістю речовини 2,5 моль.
Відомо: n(Fe(OH)3)=2,5 моль. Знайти: m(FeCl3)-?
Розв'язування.
І спосіб
Записуємо хімічне рівняння: 3HCl+Fe(OH)3=FeCl3+3H2O
На кількісні співвідношення речовин вказують коефіцієнти рівняння. Беручи до уваги те, що прореагувало 1 моль ферум (III) гідроксиду з утворенням 1 моль ферум (III) хлориду, записуємо співвідношення речовин n(Fe(OH)3):n(FeCl3)=1:1, кількості речовини однакові, тому: n(FeCl3)=n(Fe(OH)3)=2,5 моль
Масу заданої кількості речовини обчислюємо за формулою: m=n●M, де M=Mr г/моль.
Mr(FeCl3)=Ar(Fe)+3•Ar(Cl)=56+3•35,5=162,5, тому
M(FeCl3)=162,5 г/моль.
m(FeCl)=n(FeCl3)•M(FeCl3)=2,5 моль•162,5 г/моль = 406,25 г
ІІ спосіб
Цю задачу можна розв'язати в інший спосіб - складанням пропорції.
Записуємо хімічне рівняння:
2,5 моль х г
3HCl+Fe(OH)3=FeCl3+3H2O
1 моль 162,5 г
Над формулами сполук Fe(OH)3 і FeCl3 записуємо наведену в умові задачі кількість речовини ферум (III) гідроксиду (2,5 моль) і невідому масу ферум (III) хлориду (х г), а під формулами сполук - кількість речовини і масу відповідної кількості речовини згідно з коефіцієнтами в хімічному рівнянні. Для цього обчислюємо молярну масу (M=Mrг/моль) ферум (III) хлориду й, відповідно, масу 1 моль, бо прореагувало 1 моль ферум (IІІ) гідроксиду Fe(ОН)3 з утвореннм 1 моль ферум (ІІІ) хлориду FeСl3.
Mr(FeCl3)=Ar(Fe)+3•Ar(Cl)=56+3•35,5=162,5, тому
M(FeCl3)=162,5 г/моль.
Складаємо пропорцію й розв'язуємо її:
за рівнянням реакції з 1 моль Fe(OH)3 утворюється 162,5 г FeCl3,
за умовою задачі з 2,5 моль Fe(OH)3 - х г FeCl3.
1 моль / 2,5 моль = 162,5 г / х г
х г • 1 моль = 2,5 моль • 162,5 г
х = 2,5 моль • 162,5 г : 1 моль
х = m(FeCl3) = 406,25 г.
Відповідь: 406,25 г.
Вправа 10. Обчисліть масу (г) сульфатної кислоти, яка витратиться на повну нейтралізацію купрум (ІІ) гідроксиду кількістю речовини 4 моль.
Відомо: n(Сu(OH)2)=4 моль. Знайти: m(H2SO4)-?
Розв'язування.
І спосіб
Записуємо хімічне рівняння: H2SO4+Cu(OH)2=CuSO4+2H2O
На кількісні співвідношення речовин вказують коефіцієнти рівняння. Беручи до уваги те, що прореагувало 1 моль сульфатної кислоти з 1 моль купрум (II) гідроксидом, записуємо співвідношення речовин n(H2SO4):n(Cu(OH)2)=1:1, кількості речовини однакові, тому: n(H2SO4)=n(Cu(OH)2)=4 моль
Масу заданої кількості речовини обчислюємо за формулою: m=n●M, де M=Mr г/моль.
Mr(H2SO4)=2•Ar(H)+Ar(S)+4•Ar(O)=2•1+32+4•16=98, тому
M(H2SO4)=98 г/моль.
m(H2SO4)=n(H2SO4)•M(H2SO4)=4 моль•98 г/моль=392 г.
ІІ спосіб
Цю задачу можна розв'язати в інший спосіб - складанням пропорції.
Записуємо хімічне рівняння:
х г 4 моль
H2SO4 + Cu(OH)2 = CuSO4 + 2H2O
98 г 1 моль
Над формулами сполук Cu(OH)2 і H2SO4 записуємо наведену в умові задачі кількість речовини купрум (II) гідроксиду (4 моль) і невідому масу сульфатної кислоти (х г), а під формулами сполук - кількість речовини і масу відповідної кількості речовини згідно з коефіцієнтами в хімічному рівнянні. Для цього обчислюємо молярну масу (M=Mrг/моль) сульфатної кислоти й, відповідно, масу 1 моль, бо прореагувало 1 моль сульфатної кислоти з 1 моль купрум (IІ) гідроксиду.
Mr(H2SO4)=2•Ar(H)+Ar(S)+4•Ar(O)=2•1+32+4•16=98, тому
M(H2SO4)=98 г/моль. Маса 1 моль=98 г.
Складаємо пропорцію й розв'язуємо її:
за рівнянням реакції 1 моль Cu(OH)2 реагує з 98 г H2SO4,
за умовою задачі 4 моль Cu(OH)2 - з х г H2SO4.
1 моль / 4 моль = 98 г / х г
х г • 1 моль = 4 моль • 98 г
х = 4 моль • 98 г : 1 моль
х = m(H2SO4)=392 г.
Відповідь: 392 г.
Вправа 11. Обчисліть масу (г) купрум (ІІ) оксиду, який можна добути термічним розкладанням купрум (ІІ) гідроксиду масою 49 г.
Відомо: m(Cu(OH)2)=49 г. Знайти: m(СuО)-?
Розв'язування.
І спосіб
Кількість речовини заданої маси обчислюємо за формулою: n=m/M, де M=Mr г/моль.
Mr(Cu(OH)2)=Ar(Cu)+2•Ar(O)+3•Ar(H)=64+2•16+2•1=98, тому
M(Cu(OH)2)=98 г/моль.
n(Cu(OH)2)=m(Cu(OH)2):M(Cu(OH)2)=49 г:98 г/моль=0,5 моль
Записуємо хімічне рівняння: Сu(OH)2=CuO+H2O
На кількісні співвідношення речовин вказують коефіцієнти рівняння. Беручи до уваги те, що 1 моль купрум (II) гідроксиду розклався з утворенням з 1 моль купрум (II) оксиду, записуємо співвідношення речовин n(Сu(OH)2):n(CuO)=1:1, кількості речовини однакові, тому: n(CuO)=n(Cu(OH)2)=0,5 моль
Масу заданої кількості речовини обчислюємо за формулою: m=n●M, де M=Mr г/моль.
Mr(CuO)=Ar(Cu)+Ar(O)=64+16=80, тому M(CuO)=80 г/моль.
m(CuO)=n(CuO)•M(CuO)=0,5 моль•80 г/моль=40 г.
ІІ спосіб
Цю задачу можна розв'язати в інший спосіб - складанням пропорції.
Записуємо хімічне рівняння:
49 г х г
Сu(OH)2 = CuO + H2O
98 г 80 г
Над формулами сполук Cu(OH)2 і CuO записуємо наведену в умові задачі масу гідроксиду (49 г) і невідому масу оксиду (х г), а під формулами сполук - масу відповідної кількості речовини згідно з коефіцієнтами в хімічному рівнянні. Для цього обчислюємо молярну масу (M=Mrг/моль) речовин й, відповідно, масу 1 моль, бо 1 моль купрум (ІІ) гідроксиду Cu(OH)2 розклався з утворенням 1 моль купрум (ІІ) оксиду CuO.
Mr(Cu(OH)2)=Ar(Cu)+2•Ar(O)+3•Ar(H)=64+2•16+2•1=98, тому
M(Cu(OH)2)=98 г/моль. Маса 1 моль=98 г/моль.
Mr(CuO)=Ar(Cu)+Ar(O)=64+16=80, тому
M(CuO)=80 г/моль. Маса 1 моль=80 г.
Складаємо пропорцію й розв'язуємо її:
за рівнянням реакції з 98 г Cu(OH)2 утворюється 80 г CuO,
за умовою задачі з 49 г Cu(OH)2 - х г CuO.
98 г / 49 г = 80 г / х г
х г • 98 г = 49 г • 80 г
х = 49 г • 80 г : 98 г
х = m(CuO)=48 г.
Відповідь: 48 г.
Вправа 12. Обчисліть масу (г) магній гідроксиду, необхідного для добування магній оксиду масою 80 г.
Відомо: m(MgO)=80 г. Знайти: m(Mg(OH)2)-?
Розв'язування.
І спосіб
Кількість речовини заданої маси обчислюємо за формулою: n=m/M, де M=Mr г/моль.
Mr(MgO)=Ar(Mg)+Ar(O)=24+16=40, тому M(MgO)=40 г/моль.
n(MgO)=m(MgO):M(MgO)=80 г:40 г/моль=2 моль
Записуємо хімічне рівняння: Mg(OH)2=MgO+H2O
На кількісні співвідношення речовин вказують коефіцієнти рівняння. Беручи до уваги те, що 1 моль магній гідроксиду розклався з утворенням з 1 моль магній оксиду, записуємо співвідношення речовин n(Mg(OH)2):n(MgO)=1:1, кількості речовини однакові, тому: n(Mg(OH)2)=n(MgO)=2 моль
Масу заданої кількості речовини обчислюємо за формулою: m=n●M, де M=Mr г/моль.
Mr(Mg(OH)2)=Ar(Mg)+2•Ar(O)+2•Ar(H)=24+2•16+2•1=58, тому
M(Mg(OH)2)=58 г/моль.
m(Mg(OH)2)=n(Mg(OH)2)•M(Mg(OH)2)=2 моль•58 г/моль=116 г
ІІ спосіб
Цю задачу можна розв'язати в інший спосіб - складанням пропорції.
а) Записуємо хімічне рівняння:
x г 80 г
Mg(OH)2 = MgO + H2O
58 г 40 г
Над формулами сполук MgO і Mg(OH)2 записуємо наведену в умові задачі масу оксиду (80 г) і невідому масу гідроксиду (х г), а під формулами сполук - масу відповідної кількості речовини згідно з коефіцієнтами в хімічному рівнянні. Для цього обчислюємо молярну масу (M=Mrг/моль) речовин й, відповідно, масу 1 моль, бо 1 моль магній гідроксиду Mg(OH)2 розклався з утворенням 1 моль магній оксиду MgO.
Mr(Mg(OH)2)=Ar(Mg)+2•Ar(O)+2•Ar(H)=24+2•16+2•1=58, тому
M(Mg(OH)2)=58 г/моль. Маса 1 моль = 58 г/моль.
Mr(MgO)=Ar(Mg)+Ar(O)=24+16=40, тому
M(MgO)=40 г/моль. Маса 1 моль=40 г.
Складаємо пропорцію й розв'язуємо її:
за рівнянням реакції 40 г MgO утворюється з 58 г Mg(OH)2,
за умовою задачі з 80 г MgO - з х г Mg(OH)2.
40 г / 80 г = 58 г / х г
х г • 40 г = 58 г • 80 г
х = 58 г • 80 г : 40 г
х = m(Mg(OH)2)=116 г.
Відповідь: 116 г.