Вправа 207
Охарактеризуйте фізичні властивості основ. За звичайних умов є твердими речовинами, без запаху. Розчинні у воді основи (луги) ― білого кольору, милкі на дотик.
Вправа 208
Опишіть, як індикатори змінюють своє забарвлення за наявності в ньому лугу. Лакмус і універсальний індикатор стають синіми, фенолфталеїн ― фіолетовим, метилоранжевий ― жовтим.
Індикатори ― це складні речовини, що змінюють своє забарвлення залежно від наявності кислоти або основи в розчині.
Вправа 209
Наведіть приклади реакцій обміну, нейтралізації, розкладу за участю основ.
Реакція обміну — реакція між двома сполуками, під час якої вони обмінюються своїми складовими:
2KOH + FeCl2 = Fe(OH)2↓ + 2KCl
Реакція нейтралізації — реакція між основою та кислотою:
NaOH + HCl = NaCl + H2O
Реакція розкладу — реакція, під час якої з однієї речовини утворюється кілька інших:
Cu(OH)2↓ = CuO + H2O
Вправа 210
Допишіть схеми реакцій і складіть хімічні рівняння:
а) 2KOH + N2O5 = 2KNO3 + H2O
2NaOH + H2S = Na2S + 2H2O
б) Ba(OH)2 + K2SO4 = BaSO4↓ + 2KOH
2LiOH + NiCl2 = 2LiCl + Ni(OH)2↓
в) Mg(OH)2 + SO3 = MgSO4 + H2O
3Ca(OH)2 + 2H3PO4 = Ca3(PO4)2 + 6H2O
г) Ni(OH)2 + 2HNO3 = Ni(NO3)2 + 2H2O
2Bi(OH)3 = Bi2O3 + 3H2O при t0C
Вправа 211
Напишіть рівняння реакцій (якщо вони можливі) між основами (у лівому стовпчику) і солями (у правому стовпчику):
|
калій гідроксид манган (ІІ) гідроксид барій гідроксид |
кальцій карбонат ферум(ІІ) нітрат натрій сульфат |
Розчинні основи (KOH, Ba(OH)2) реагують із розчинними у воді солями (Fe(NO3)2, Na2SO4) у випадку, якщо один з утворених продуктів реакції є нерозчинним. Нерозчинні основи (Mn(OH)2) не реагують з солями (CaCO3, Fe(NO3)2, Na2SO4).
2KOH + Fe(NO3)2 = 2KNO3 + Fe(OH)2↓
Ba(OH)2 + Fe(NO3)2 = Ba(NO3)2 + Fe(OH)2↓
Ba(OH)2 + Na2SO4 = BaSO4↓ + 2NaOH
Вправа 212
Напишіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити такі послідовні перетворення:
а) Li2O -> LiOH -> Li2SO4;
Li2O + H2O = 2LiOH
2LiOH + H2SO4 = Li2SO4 + 2H2O
або
Li2O + H2O = 2LiOH
2LiOH + FeSO4 = Li2SO4 + Fe(OH)2↓
б) Са(OН)2 -> СаО -> СаВг2.
Ca(OH)2↓ = CaO + H2O при t0C
CaO + 2HBr = CaBr2 + H2O
Вправа 213
Відшукайте в інтернеті інформацію про реактив, який називається вапняною водою, і його використання.
Вапняна вода Са(ОН)2 ― сильна основа, що виявляє всі властивості лугів. Це довести експериментально можна за допомогою досліду:
Ca(OH)2 + СО2 = CaCO3↓ + H2O
Луги реагують з кислотними оксидами. При пропусканні вуглекислого газу крізь вапняну воду розчин стає каламутним, ознакою реакції є утворення осаду. Отже, кальцій гідроксид є лугом.
Вапняна вода є реактивом для експериментального доведення, що в повітрі, яке видихає людина, міститься вуглекислий газ.
Вапняна вода є реактивом для підтвердження, що карбон (ІV) оксид є кислотним, а не основним.
Вправа 214
Визначте кількість речовини магній гідроксиду, яка прореагує з 12,6 г нітратної кислоти?
Відомо: m(HNO3)=12,6 г
Знайти: n(Mg(ОH)2)-?
Розв'язування
І спосіб
Складаємо хімічне рівняння:
х моль 12,6 г
Mg(OH)2 + 2HNO3 = Mg(NO3)2 + 2H2O
1 моль 126 г
Над формулами сполук HNО3 і Mg(ОН)2 записуємо наведену в умові задачі масу кислоти (12,6 г) і невідому кількість речовини гідроксиду (х моль), а під формулами сполук - кількість речовини та масу згідно з коефіцієнтами в хімічному рівнянні. Для цього обчислюємо молярну масу (M=Mr г/моль) нітратної кислоти й, відповідно, масу 2 моль.
Mr(HNO3)=Ar(H)+Ar(N)+3•Ar(O)=1+14+3•16=63, M(HNO3)=63 г/моль
Маса 1 моль=63 г, а маса 2 моль=126 г
Складаємо пропорцію і розв'язуємо її:
за рівнянням реакції з 126 г HNO3 реагує 1 моль Mg(OH)2,
за умовою задачі з 12,6 г HNO3 ― х моль Mg(OН)2.
126 г / 12,6 г = 1 моль / х моль
х моль • 126 г = 12,6 г • 1 моль
х=12,6 г • 1 моль : 126 г=0,1 моль
II спосіб
1. Обчислюємо кількість речовини HNO3 масою 12,6 г за формулою: n=m/M, де
M=Mrг/моль
Mr(HNO3)=Ar(H)+Ar(N)+3•Ar(O)=1+14+3•16=63, M(HNO3)=63 г/моль
n(HNO3)=m(HNO3) : M(HNO3)=12,6 г : 63 г/моль=0,2 моль
2. Cкладаємо хімічне рівняння:
x моль 0,2 моль
Mg(OH)2 + 2HNO3 = Mg(NO3)2 + 2H2O
1 моль 2 моль
Під формулами сполук Mg(OH)2 i HNO3 записуємо їх кількості речовини згідно з коефіцієнтами в хімічному рівнянні (1 і 2 моль відповідно), а над формулами - обчислену кількість речовини нітратної кислоти (0,2 моль) й невідому кількість речовини магній гідроксиду (х моль).
За допомогою пропорції знаходимо кількість речовини магній гідроксиду:
x моль / 1 моль = 0,2 моль / 2 моль
х моль • 2 моль = 0,2 моль • 1 моль
х=0,2 моль • 1 моль : 2 моль=0,1 моль
Відповідь: n(Mg(OH)2)=0,1 моль
Вправа 215
Обчисліть масу ферум (ІІ) гідроксиду, що утворюється при взаємодії 0,05 моль натрій гідроксиду з достатньою кількістю ферум (ІІ) сульфату.
Дано: n(NaOH)=0,05 моль
Знайти: m(Fe(ОH)2)-?
Розв'язування
І спосіб
Складаємо хімічне рівняння:
0,05 моль x г
2NaOH + FeSO4 = Na2SO4 + Fe(OH)2↓
2 моль 90 г
Над формулами сполук NaOH і Fe(ОН)2 записуємо наведену в умові задачі кількість речовини натрій гідроксиду (0,05 моль) і невідому масу ферум (ІІ) гідроксиду (х г), а під формулами - кількість речовини та масу згідно з коефіцієнтами в хімічному рівнянні. Для цього обчислюємо молярну масу (M=Mrг/моль) Fe(OH)2 й, відповідно, масу 1 моль.
Mr(Fe(OH)2)=Ar(Fe)+2•Ar(O)+2•Ar(H)=56+2•16+2•1=90
M(Fe(OH)2)=90 г/моль. Маса 1 моль=90 г
Складаємо пропорцію і розв'язуємо її:
за рівнянням реакції з 2 моль NaOH утворюється 90 г Fe(OH)2,
за умовою задачі з 0,05 моль NaOH ― х г Fe(OН)2.
2 моль / 0,05 моль = 90 г / х г
х г • 2 моль = 90 г • 0,05 моль
х=90 г • 0,05 моль : 2 моль=2,25 г
II спосіб
1. Складаємо хімічне рівняння:
0,05 моль х моль
2NaOH + FeSO4 = Na2SO4 + Fe(OH)2↓
2 моль 1 моль
Під формулами сполук NaOH i Fe(OH)2 записуємо їх кількості речовини згідно з коефіцієнтами в хімічному рівнянні (2 моль і 1 моль відповідно), а над формулами - кількість речовини натрій гідроксиду (0,2 моль) й невідому кількість речовини ферум (ІІ) гідроксиду (х моль).
За допомогою пропорції знаходимо кількість речовини ферум (ІІ) гідроксиду:
0,05 моль / 2 моль = х моль / 1 моль
х моль • 2 моль = 0,05 моль • 1 моль
х=0,05 моль • 1 моль : 2 моль=0,025 моль
2. Масу Fe(OH)2 кількістю речовини 0,025 моль знаходимо за формулою: m=n•M, де
M=Mr г/моль
Mr(Fe(OH)2)=Ar(Fe)+2•Ar(O)+2•Ar(H)=56+2•16+2•1=90, M(Fe(OH)2)=90 г/моль
m(Fe(OH)2)=n(Fe(OH)2)•M(Fe(OH)2)=0,025 моль•90 г/моль=2,25 г
Відповідь: m(Fe(OH)2)=2,25 г
Вправа 216
Визначте об'єм сірчистого газу (н. у.), необхідний для повного осадження йонів Барію (у складі нерозчинної солі) із розчину, що містить 34,2 г барій гідроксиду?
Відомо: m(Ba(OH)2)=34,2 г
Знайти: V(SO2)-?
Розв'язування
І спосіб
Складаємо хімічне рівняння:
x л 34,2 г
SO2 + Ba(OH)2 = BaSO3 + H2O
22,4 л 171 г
Над формулами сполук Ba(OH)2 і SO2 записуємо наведену в умові задачі масу гідроксиду (34,2 г) і невідомий об'єм газу (х л), а під формулами - масу і об'єм відповідної кількості речовини згідно з коефіцієнтами в хімічному рівнянні. Для цього обчислюємо молярну масу (M=Mrг/моль) барій гідроксиду й, відповідно, масу 1 моль, бо прореагувало 1 моль барій гідроксиду Ва(ОН)2 з 1 моль сірчистого газу SO2 (1 моль газу за н.у. займає об'єм 22,4 л).
Mr(Ba(OH)2)=Ar(Ba)+2•Ar(O)+2•Ar(H)=137+2•16+2•1=171
M(Ba(OH)2)=171 г/моль. Маса 1 моль=171 г
Складаємо пропорцію і розв'язуємо її:
за рівнянням реакції 171 г Ba(OH)2 реагує з 22,4 л SO2,
за умовою задачі 34,2 г Ва(ОН)2 ― х л SO2.
171 г / 34,2 г = 22,4 л / х л
х л • 171 г = 34,2 г • 22,4 л
х=34,2 г • 22,4 л : 171 г=4,48 л
II спосіб
1. Обчислюємо кількість речовини Ва(ОН)2 масою 34,2 г за формулою: v=m/M, де
M=Mrг/моль
Mr(Ba(OH)2)=Ar(Ba)+2•Ar(O)+2•Ar(H)=137+2•16+2•1=171,
M(Ba(OH)2)=171 г/моль
n(Ba(OH)2)=m(Ba(OH)2) : M(Ba(OH)2)=34,2 г : 171 г/моль=0,2 моль
2. Складаємо хімічне рівняння:
x л 0,2 моль
SO2 + Ba(OH)2 = BaSO3 + H2O
22,4 л 1 моль
Над формулами сполук Ba(OH)2 і SO2 записуємо обчислену кількість речовини (0,2 моль) і невідомий об'єм газу (х л), а під формулами - кількість речовини і об'єм відповідної кількості речовини згідно з коефіцієнтами в хімічному рівнянні (1 моль газу за н.у. займає об'єм 22,4 л)
За допомогою пропорції знаходимо об'єм cірчистого газу.
х л / 22,4 л = 0,2 моль / 1 моль
х моль • 1 моль = 22,4 л • 0,2 моль
х=22,4 л • 0,2 моль : 1 моль=4,48 л
Відповідь: V(SO2)=4,48 л
Вправа 217
Обчисліть масу осаду, що утвориться в результаті взаємодії 70 г 4% розчину калій гідроксиду з достатньою кількістю розчину манган (ІІ) хлориду?
Відомо: m(розчину)=70 г, w(KOH)=4%, або 0,04
Знайти: m(Mn(OH)2)-?
Розв'язування
І спосіб
1. Обчислюємо масу KOH в розчині за формулою: m(речовини)=w•m(розчину)
m(KOH)=w(KOH)•m(розчину)=0,04•70=2,8 г
2. Складаємо хімічне рівняння:
2,8 г х г
2KOH + MnCl2 = 2KCl + Mn(OH)2↓
112 г 89 г
Над формулами сполук KOH і Mn(OH)2 записуємо наведену в умові задачі масу лугу (2,8 г) і невідому масу гідроксиду (х г), а під формулами - маси кількості речовини згідно з коефіцієнтами в хімічному рівнянні. Для цього обчислюємо молярні маси (M=Mrг/моль) речовин й, відповідно, масу 2 моль калій гідроксиду і масу 1 моль манган (ІІ) гідроксиду, бо прореагувало 2 моль лугу КОH з утворенням 1 моль гідроксиду Mn(OH)2.
Mr(KOH)=Ar(K)+Ar(O)+Ar(H)=39+16+1=56, M(KOH)=56 г/моль
Маса 1 моль=56 г, а маса 2 моль=112 г
Mr(Mn(OH)2)=Ar(Mn)+2•Ar(O)+2•Ar(H)=55+2•16+2•1=89
M(Mn(OH)2)=89 г/моль. Маса 1 моль=89 г
Складаємо пропорцію і розв'язуємо її:
за рівнянням реакції з 112 г KOH утворюється 89 г Mn(OH)2,
за умовою задачі з 2,8 г KOH ― x г Mn(OH)2.
112 г / 2,8 г = 89 г / х г
х г • 112 г = 2,8 г • 89 г
х=2,8 г • 89 г : 112 г=2,225 г
II спосіб
1. Обчислюємо масу KOH в розчині за формулою: m(речовини)=w•m(розчину)
m(KOH)=w(KOH)•m(розчину)=0,04•70=2,8 г
2. Обчислюємо кількість речовини КОН масою 2,8 г за формулою: n=m/M, де M=Mrг/моль
Mr(KOH)=Ar(K)+Ar(O)+Ar(H)=39+16+1=56, M(KOH)=56 г/моль
n(KOH)=m(KOH) : M(KOH)=2,8 г : 56 г/моль=0,05 моль
3. Складаємо хімічне рівняння:
0,05 моль х моль
2KOH + MnCl2 = 2KCl + Mn(OH)2↓
2 моль 1 моль
Під формулами сполук KOH i Mn(OH)2 записуємо їх кількості речовини згідно з коефіцієнтами в хімічному рівнянні (2 моль і 1 моль відповідно), а над формулами - обчислену кількість речовини калій гідроксиду (0,5 моль) й невідому кількість речовини манган (ІІ) гідроксиду (х моль):
За допомогою пропорції знаходимо кількість речовини манган (ІІ) гідроксиду:
0,05 моль / 2 моль = х моль / 1 моль
х моль • 2 моль = 0,05 моль • 1 моль
х=0,05 моль • 1 моль : 2 моль=0,025 моль
4. Масу Mn(OH)2 кількістю речовини 0,025 моль знаходимо за формулою: m=n•M
Mr(Mn(OH)2)=Ar(Mn)+2•Ar(O)+2•Ar(H)=55+2•16+2•1=89,
M(Mn(OH)2)=89 г/моль
m(Mn(OH)2)=n(Mn(OH)2)•M(Mn(OH)2)=0,025 моль•89 г/моль=2,225 г
Відповідь: m(Mn(OH)2)=2,225 г
Вправа 218
На нейтралізацію 25,1 г суміші гідроксидів Натрію та Барію витратилося 25,2 г нітратної кислоти. Визначте масову частку натрій гідроксиду у вихідній суміші.
Відомо: m(NaOH,Ba(OH)2)=25,1 г, m(HNO3)=25,2 г
Знайти: w(NaOH)-?
Розв'язування
1. Приймаємо масу натрій гідроксиду за х г, тоді маса барій гідроксиду в суміші дорівнює (25,1-x) г.
2. Складаємо два хімічні рівняння:
|
х г m1 г NaOH + HNO3 = NaNO3 + H2O 40 г 63 г |
|
(25,1-х) г m2 г Ba(OH)2 + 2HNO3 = Ba(NO3)2 + 2H2O 171 г 126 г |
Над формулами сполук NaOH і Ba(OH)2 записуємо маси (х г та (25,1 - х) г відповідно) і невідомі маси кислоти HNO3, позначивши через змінні m1 i m2, (m1 г і m2 г відповідно), а під формулами - маси кількості речовини згідно з коефіцієнтами в хімічному рівнянні. Для цього обчислюємо молярні маси (M=Mrг/моль) речовин й, відповідно, маси 1 моль NaOH, Ba(OH)2, HNO3 й 2 моль HNO3.
Mr(NaOH)=Ar(Na)+Ar(O)+Ar(H)=23+16+1=40, M(NaOH)=40 г/моль
Маса 1 моль = 40 г
Mr(Ba(OH)2)=Ar(Ba)+2•Ar(O)+2•Ar(H)=137+2•16+2•1=171,
M(Ba(OH)2)=171 г/моль Маса 1 моль = 171 г
Mr(HNО3)=Ar(H)+Ar(N)+3•Ar(O)=1+14+3•16=63, M(HNO3)=63 г/моль
Маса 1 моль = 63 г, а маса 2 моль = 126 г
3. Записуємо дві пропорції та виводимо математичні вирази для мас кислоти:
|
х / 40 = m1 / 63 m1 • 40 = x • 63 m1 = х • 63 / 40 |
25,1-x / 171 = m2 / 126 m2 • 171 = 126 • (25,1-x) m2 = 126 • (25,1-x) / 171 |
4. За умовою задачі маса нітратної кислоти 25,2 г, тому m1+m2=25,2
Підставимо в це рівняння отримані вирази для змінних m1 i m2 і розв'яжемо його.
х • 63 / 40 + 126 • (25,1-x) / 171 = 25,2
Зведемо до спільного знаменника: перший дріб помножимо на 171, другий - на 40, а суму - на добуток чисел 171•40, одержимо:
171 • (х • 63) + 40 • 126 • (25,1-x) = 25,2 • 171 • 40
10773 х + 126504 - 5040 х = 172368
10773 х - 5040 х = 172368 - 126504
5733 х = 45864
х = 45864 : 5733
х = 8
Отже, m(NaOH)=8 г
Масову частку сполуки в суміші обчислюємо за формулою w(сполуки)=m(сполуки)/m(суміші).
w(NaOН)=m(NaOH)/m(NaOH,Ba(OH)2)=8 г : 25,1 г = 0,319, або,
помноживши це число на 100%, одержимо 31,9%
Відповідь: w(NaOН)=31,9%, або 0,319