Вправа 439
––––––––– ПРОГРАМА 2016 року ––––––––––
§34 СПОСОБИ ДОБУВАННЯ ОСНОВ І АМФОТЕРНИХ ГІДРОКСИДІВ
Вправа 273. Запропонуйте якомога більше способів добування:
а) барій гідроксиду;
Ba + 2H2O = Ba(OH)2 + H2↑
BaO + H2O = Ba(OH)2
Луги добувають за реакціями відповідних металів або оксидів з водою.
б) манган (ІІ) гідроксиду;
MnSO4 + 2NaOH = Mn(OH)2↓ + Na2SO4
Основи добувають за реакціями обміну між лугом і сіллю у розчині.
в) хром (ІІІ) гідроксиду.
Cr2(SO4)3 + 6NaOH = 2Cr(OH)3↓ + 3Na2SO4
2Na3CrO3 + 3H2SO4 = 2H3CrO3 + 3Na2SO4
2Cr(OH)3
Амфотерний гідроксид можна добути за реакціями обміну як основу, так і кислоту.
Вправа 274. Допишіть схеми реакцій і перетворіть їх на хімічні рівняння:
a) 2Li + 2H2O = 2LiOH + H2↑
SrO + H2O = Sr(OH)2
б) Fe2(SO4)3+ 6NaOH = 2Fe(OH)3↓+ 3Na2SO4
BaZnO2 + 2HNO3 = Zn(OH)2↓ + Ba(NO3)2
Вправа 275. Напишіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити такі послідовні перетворення:
а) К2СO3 → КОН;
K2CO3 + Ba(OH)2 = BaCO3↓ + 2KOH
б) CdS → CdO → Cd(NO3)2 → Cd(OH)2;
2CdS + 2O2 = 2CdO + SO2↑
CdO + 2HNO3 = Cd(NO3)2 + H2O
Cd(NO3)2 + 2KOH = Cd(OH)2 + 2KNO3
в) Al → Аl2O3 → AlCl3 → Аl(OН)3.
4Al + 3O2 = 2Al2O3
Al2O3 + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2O
AlCl3 + 3NaOH = Al(OH)3↓ + 3NaCl
Вправа 276. У хімічному кабінеті є гідроксиди Калію та Барію, а також солі Кальцію — карбонат і хлорид. Які сполуки можна використати для добування кальцій гідроксиду? Основи добувають за реакціями обміну між лугом і сіллю у розчині, тому треба використати розчинну сіль кальцій хлорид і один з лугів: гідроксид Калію або Барію.
Як здійснити відповідні експерименти?
CaCl2 + 2KOH = Ca(OH)2↓ + 2KCl
CaCl2 + Ba(OH)2 = Ca(OH)2↓ + BaCl2
Вправа 277. Ви маєте добути станум (ІІ) гідроксид двома способами. У вашому розпорядженні — станум (ІІ) оксид, розчини натрій гідроксиду і сульфатної кислоти. Як виконуватимете таке завдання? Зважте на те, що сполуки Стануму (ІІ) за розчинністю подібні до сполук Цинку. Станум (ІІ) оксид проявляє амфотерні властивості. Амфотерний гідроксид можна добути за реакціями обміну як основу, так і кислоту.
Напишіть рівняння відповідних реакцій.
1–й спосіб
SnO + H2SO4 = SnSO4 + H2O
SnSO4 + NaOH = Sn(OH)2↓ + Na2SO4
2–й спосіб
SnO + NaOH = Na2SnO2 + H2O
Na2SnO2 + H2SO4 = H2SnO2 + Na2SO4
Sn(OH)2
Вправа 278. Яка маса барій гідроксиду утворюється при взаємодії 15,3 г барій оксиду з водою?
Дано: m(BaO)=15,3 г
Знайти: m(Ba(OH)2)–?
Розв'язування
І спосіб
Складаємо хімічне рівняння:
15,3 г x г
BaO + H2O = Ba(OH)2
153 г 171 г
Над формулами сполук BaO і Ba(OH)2 записуємо наведену в умові задачі масу оксиду (15,3 г) і невідому масу гідроксиду (х г), а під формулами сполук – маси кількості речовини згідно з коефіцієнтами в хімічному рівнянні. Для цього обчислюємо молярні маси (M=Mr г/моль) речовин й, відповідно, масу 1 моль барій оксиду і масу 1 моль барій гідроксиду, бо з 1 моль оксиду BaО утворилося 1 моль гідроксиду Ba(OH)2.
Mr(BaO)=Ar(Ba)+Ar(O)=137+16=153,
M(BaO)=153 г/моль. Маса 1 моль=153 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
Складаємо пропорцію і розв'язуємо її:
за рівнянням реакції з 153 г ВаO утворюється 171 г Ва(OН)2,
за умовою задачі з 15,3 г ВаO – x г Ва(OН)2.
153 г / 15,3 г = 171 г / х г
х г • 153 г = 15,3 г • 171 г
х = 15,3 г • 171 г : 153 г = 17,1 г
II спосіб
Обчислюємо кількість речовини барій оксиду масою 15,3 г за формулою n=m/M, де
M=Mr г/моль.
Mr(BaO)=Ar(Ba)+Ar(O)=137+16=153, M(BaO)=153 г/моль
n(ВаO)=m(ВаO) : M(ВаO)=15,3 г : 153 г/моль=0,1 моль
Складаємо хімічне рівняння:
0,1 моль х моль
BaO + H2O = Ba(OH)2
1 моль 1 моль
Записуємо під формулами сполук у хімічному рівнянні їх кількості речовини згідно з коефіцієнтами, а над формулами – обчислену кількість речовини барій оксиду (0,1 моль) й невідому кількість речовини барій гідроксиду (х моль).
Обчислюємо за допомогою пропорції кількість речовини барій гідроксиду:
0,1 моль / 1 моль = х моль / 1 моль
х моль • 1 моль = 0,1 моль • 1 моль
х = 0,1 моль • 1 моль : 1 моль = 0,1 моль
З формули n=m/M, де M=Mr г/моль, знаходимо масу m=n•M.
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
m(Ва(OH)2)=n(Ва(OH)2)•M(Ва(OH)2)=0,1 моль•171 г/моль=17,1 г
Відповідь: m(Ва(OH)2)=17,1 г.
Вправа 279. Чи може утворитися 10 г натрій гідроксиду, якщо для здійснення реакції взято 6,9 г натрію і 3,6 г води? Відповідь дайте на підставі обчислень.
Обчислюємо кількості речовин за формулою n=m/M, де M=Mr г/моль.
Mr(NaOH)=Ar(Na)+Ar(O)+Ar(H)==23+16+1=40, M(NaOH)=40 г/моль
n(NаOH)=m(NаOH) : M(NаOH)=10 г : 40 г/моль=0,25 моль
Mr(Na)=Ar(Na)=23, M(Na)=23 г/моль
n(Nа)=m(Nа) : M(Nа)=6,9 г : 23 г/моль=0,3 моль
Mr(H2O)=2•Ar(H)+Ar(O)=2•1+16=18, M(BaO)=18 г/моль
n(H2O)=m(H2O) : M(H2O)=3,6 г : 18 г/моль=0,2 моль
Складаємо хімічне рівняння:
2Na + 2H2O = 2Na(OH)2 + H2↑
За рівнянням реакції співвідношення кількості речовин n(Na):n(H2O):n(Na(OH)2)=2:2:2=1:1:1, тобто кількості речовин мають бути однаковими, а за умовою задачі співвідношення кількості речовин n(Na):n(H2O):n(Na(OH)2)=0,3:0,2:0,25.
Відповідь: ні.