Вправа 219
Назвіть характерні фізичні властивості кислот.
Майже всі кислоти за звичайних умов є рідинами, мають низькі температури плавлення й кипіння, розчиняються у воді (крім кислоти H2SiO3). Ортофосфатна кислота H3PO4, ортоборатна (борна) H3BO3, метасилікатна H2SiO3 ― тверді речовини. Хлоридна кислота HCl, сульфідна H2S, нітратна HNO3 ― леткі кислоти, мають запах.
Чим вони зумовлені? Молекулярною будовою.
Вправа 220
Чи можна розрізнити за допомогою лакмусу, фенолфталеїну, універсального індикатора розчини кислоти і лугу? Можна.
Якщо так, то як саме? Лакмус й універсальний індикатори у розчині кислоти набувають червоного кольору, а в розчині лугу ― синього кольору. Фенолфталеїн у розчині кислоти не змінює свого забарвлення й залишається безбарвним, а в розчині лугу стає малиновим. Отже, фенолфталеїном не можна виявити кислоту в розчині.
Вправа 221
Допишіть схеми реакцій і складіть хімічні рівняння:
a) Mg + 2НВг = MgBr2 + H2↑
BaO + 2HNO3 = Ba(NO3)2 + H2O
2NaOH + H2SiO3 = Na2SiO3 + 2H2O
б) Li2O + H2SO4 = Li2SO4 + H2O
Fe(OH)2 + 2HNO3 = Fe(NO3)2 + 2H2O
3K2SiO3 + 2H3PO4 = 2K3PO4 + 3H2SiO3↓
Вправа 222
Замість крапок напишіть формули кислот-реагентів, продуктів реакцій і перетворіть схеми на хімічні рівняння:
a) Fe + 2HCl = FeCI2 + H2↑;
3Li2O + 2H3PO4 = 2Li3PO4 + 3H2O;
KOH + HNO3 = KNO3 +H2O;
б) 2Аl + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 + 3H2↑;
Cr(OH)2 + H2SO4 = CrSO4 + 2H2O;
AgNO3 + HI = AgI↓ + HNO3
Вправа 223
Напишіть рівняння реакцій (якщо вони відбуваються) між розбавленою сульфатною кислотою і такими речовинами:
а) цинк;
H2SO4 + Zn = ZnSO4 + H2↑
б) срібло; Метал стоїть після водню в ряді хімічної активності металів Бекетова, тому реакція не відбувається.
в) карбон (ІV) оксид; Кислотний оксид, тому реакція не відбувається.
г) фторидна кислота; Кислота, тому реакція не відбувається.
ґ) барій гідроксид;
H2SO4 + Ba(OH)2 = BaSO4↓ + 2H2O
Розбавлена сульфатна кислота реагує з металами, що стоять до водню Н2 в ряді хімічної активності металів Бекетова, з основними оксидами, з основами та розчинними солями.
д) плюмбум (ІІ) нітрат;
H2SO4 + Pb(NO3)2 = PbSO4↓+ 2HNO3
Вправа 224
Для кожного перетворення напишіть по два хімічних рівняння:
а) НСl -> СаСl2
2HCl + CaO = CaCl2 + H2O
2HCl + Ca(OH)2 = CaCl2 + 2H2O
б) H2S -> K2S;
H2S + K2O = K2S + H2O
H2S + 2KOH = K2S + 2H2O
в) Н3РO4 -> Ba3(PO4)2
2H3PO4 + 3BaO = Ba3(PO4)2 + 3H2O
2H3PO4 + 3Ba(OH)2 = Ba3(PO4)2 + 6H2O
Вправа 225
Щоб здійснити реакцію між натрій хлоридом і сульфатною кислотою, до твердої солі додають чисту кислоту і нагрівають цю суміш. Поясніть, чому не використовують розчини сполук і для чого необхідне нагрівання. Розчини сполук не використовують, бо реагенти і продукти реакції є розчинними, реакція обміну не відбувається. Сульфатна і хлоридна кислоти сильні, але перша є нелетка, а друга ― летка. Тому реакцію можна здійснити лише за відсутності води. Буде виділятися хлороводень. Взаємодії речовин сприяє нагрівання.
Записуємо хімічне рівняння добування хлороводню і хлоридної кислоти (хлороводень, розчинений у воді), вказавши умови здійснення реакції:
2NaCl(тв.) + H2SO4(конц.) = Na2SO4 + 2HCl↑ при нагріванні.
Отже, для добування сильної леткої кислоти реакцію здійснюють не в розчині, а між твердою сіллю і нелеткою кислотою (чистою або її концентрованим розчином).
Вправа 226
За матеріалами з інтернету підготуйте повідомлення про використання фторидної (плавикової) кислоти.
Кислота середньої сили — плавикова кислота HF, на відміну інших сильних кислот, має незвичайну властивість: вона здатна реагувати з кремній (IV) оксидом:
4HF + SiO2 = SiF4 + 2Н2O
Вправа 227
Визначте масу розчину сульфатної кислоти з її масовою часткою 5%, необхідну для нейтралізації 8 г натрій гідроксиду?
Відомо: m(NaOH)=8 г, w(H2SO4)=5%, або 0,05
Знайти: m(розчину)-?
Розв'язання
І спосіб
1. Складаємо хімічне рівняння:
8 г х г
2NaOH + H2SO4 = Na2SO4 + 2H2O
80 г 98 г
Над формулами сполук NaOH і H2SO4 записуємо наведену в умові задачі масу лугу (8 г) і невідому масу кислоти (х г), а під формулами - маси кількості речовини згідно з коефіцієнтами в хімічному рівнянні. Для цього обчислюємо молярні маси (M=Mr г/моль) речовин й, відповідно, масу 2 моль натрій гідроксиду і масу 1 моль сульфатної кислоти, бо прореагувало 2 моль лугу NaОH з утворенням 1 моль кислоти H2SO4.
Mr(NaOH)=Ar(Na)+Ar(O)+Ar(H)=23+16+1=40, M(NaOH)=40 г/моль
Маса 1 моль=40 г, а маса 2 моль=80 г
Mr(H2SO4)=2•Ar(H)+Ar(S)+4•Ar(О)=2•1+32+4•16=98,
M(H2SO4)=98 г/моль. Маса 1 моль=98 г
Складаємо пропорцію і розв'язуємо її:
за рівнянням реакції 80 г NaOH реагує з 98 г H2SO4,
за умовою задачі 8 г NaOH ― x г H2SO4
80 г / 8 г = 98 г / х г
х г • 80 г = 98 г • 8 г
х=98 г • 8 г : 80 г=9,8 г
2. Обчислюємо масу розчину H2SO4 за формулою m(розчину)=m(речовини):w
m(розчину)=m(H2SO4):w(H2SO4)=9,8 г : 0,05 = 196 г
II спосіб
1. Обчислюємо кількість речовини NaOH масою 8 г за формулою n=m/M, де
M=Mrг/моль.
Mr(NaOH)=Ar(Na)+Ar(O)+Ar(H)=23+16+1=40, M(NaOH)=40 г/моль
n(NaOH)=m(NaOH) : M(NaOH)=8 г : 40 г/моль=0,2 моль
2. Cкладаємо хімічне рівняння:
0,2 моль х моль
2NaOH + H2SO4 = Na2SO4 + 2H2O
2 моль 1 моль
Під формулами сполук NaOH i H2SO4 записуємо їх кількості речовини згідно з коефіцієнтами в хімічному рівнянні (2 моль і 1 моль відповідно), а над формулами - обчислену кількість речовини натрій гідроксиду (0,2 моль) й невідому кількість речовини сульфатної кислоти (х моль).
За допомогою пропорції знаходимо кількість речовини сульфатної кислоти:
0,2 моль / 2 моль = х моль / 1 моль
х моль • 2 моль = 0,2 моль • 1 моль
х=0,2 моль • 1 моль : 2 моль=0,1 моль
3. Масу H2SO4 кількістю речовини 0,1 моль обчислюємо за формулою: m=n•M, де
M=Mrг/моль
Mr(H2SO4)=2•Ar(H)+Ar(S)+4•Ar(О)=2•1+32+4•16=98, M(H2SO4)=98 г/моль
m(H2SO4)=n(H2SO4)•M(H2SO4)=0,1 моль•98 г/моль=9,8 г
4. Обчислюємо масу розчину H2SO4 за формулою m(розчину)=m(речовини):w
m(розчину)=m(H2SO4):w(H2SO4)=9,8 г : 0,05 = 196 г
Відповідь: m(розчину)=196 г
Вправа 228
У результаті реакції достатньої кількості хлоридної кислоти із 10 г суміші порошків срібла і цинку виділилося 0,7 л водню (н.у.). Обчисліть масову частку срібла в суміші.
Відомо: m(Ag,Zn)=10 г, V(H2)=0,7 л
Знайти: w(Ag)-?
Розв'язування
У суміші порошків срібла і цинку з хлоридною кислотою реагує тільки цинк. Складаємо хімічне рівняння:
x г 0,7 л
Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2↑
65 г 22,4 л
Над формулами сполук H2 і Zn записуємо наведену в умові задачі об'єм водню (0,7 л) і невідому масу цинку (х г), а під формулами - об'єм і масу відповідної кількості речовини згідно з коефіцієнтами в хімічному рівнянні. Для цього обчислюємо молярну масу (M=Mr г/моль) цинку й, відповідно, масу 1 моль, бо прореагувало 1 моль цинку Zn з 1 моль водню Н2 (1 моль газу за н.у. займає об'єм 22,4 л).
Mr(Zn)=Ar(Zn)=65, M(Zn)=65 г/моль. Маса 1 моль=65 г
Складаємо пропорцію і розв'язуємо її:
за рівнянням реакції 22,4 л Н2 утворюється з 65 г Zn,
за умовою задачі 0,7 л Н2 ― х г Zn
22,4 л / 0,7 л = 65 г / х г
х г • 22,4 л = 65 г • 0,7 л
х=65 г • 0,7 л : 22,4 л=2,03 г
Обчислюємо масу срібла в суміші:
m(Ag)=m(Ag,Zn)-m(Zn)=10 г - 2,03 г=7,97 г
Масову частку сполуки в суміші обчислюємо за формулою: w(сполуки)=m(сполуки)/m(суміші)
w(Ag)=m(Ag)/m(Ag,Zn)=7,97 г : 10 г=0,797, або 79,7%
Відповідь: w(Ag)=79,7%, або 0,797
----------------------------- Програма 2016 року ----------------------
Вправа 244. Під час розкладу нітратної кислоти виділилося 11,2 л суміші газів (н.у.). Визначте масу кислоти, що розклалася.
Відомо: V(NO2,O2)=11,2 л
Знайти: m(HNO3)-?
Розв'язування
Складаємо хімічне рівняння:
x г __11,2 л__
4HNO3 = 4NO2 + O2+ 2H2O
252 г 112 л
Над формулами сполук NO2 й O2 записуємо наведену в умові задачі об'єм суміші газів (11,2 л) і невідому масу нітратної кислоти (х г), а під формулами - об'єм і масу відповідної кількості речовини згідно з коефіцієнтами в хімічному рівнянні. Для цього обчислюємо молярну масу (M=Mr г/моль) нітратної кислоти й, відповідно, масу 4 моль, бо прореагувало 4 моль кислоти HNO3 з виділення 4 моль нітроген (IV) оксиду NO2 й виділенням 1 моль кисню O2, разом виділилося 5 моль газу (1 моль газу за н.у. займає об'єм 22,4 л, а 5 моль займуть 112 л).
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 4 моль = 252 г
Складаємо пропорцію і розв'язуємо її:
за рівнянням реакції 112 л газів утворюється з 252 г HNO3,
за умовою задачі 11,2 л газів ― х г HNO3
112 л / 11,2 л = 252 г / х г
х г • 112 л = 252 г • 11,2 л
х=252 г • 11,2 л : 112 л=25,2 г
Відповідь: m(HNO3)=25,2 г