Завдання 280. Запропонуйте по два способи добування фторидної та ортофосфатної кислот. Напишіть відповідні хімічні рівняння.
Добування фторидної кислоти:
1 спосіб: H2 + F2 = 2HF↑
2 спосіб: AgF + HCl = AgCl↓ + HF
Безоксигенові кислоти добувають за реакціями водню з неметалами, з подальшим розчиненням газоподібних сполук Гідрогену у воді, та реакціями обміну між відповідною сіллю і кислотою в розчинах за умови утворення нерозчинного продукту або слабшої кислоти, ніж реагуюча.
Добування ортофосфатної кислоти:
1 спосіб: P2O5 + 3H2O = 2H3PO4
2 спосіб: K3PO4 + 3HNO3 = 3KNO3 + H3PO4
Оксигеновмісні кислоти добувають взаємодією кислотних оксидів з водою та реакціями обміну між відповідною сіллю і кислотою в розчинах за умови утворення нерозчинного продукту або слабшої кислоти, ніж реагуюча.
Завдання 281. Допишіть схеми реакцій і перетворіть їх на хімічні рівняння:
а) Сl2O7 + Н2O = 2HClO4
H2SO4 + Pb(NO3)2 = 2HNO3 + PbSO4↓
б) 3NaNO2 + Н3РO4 = Na3PO4 + 3HNO2
2HBr + К2СO3 = 2KBr + H2O + CO2↑
Завдання 282. Заповніть пропуски формулами сполук і перетворіть схеми на хімічні рівняння, вказавши умови, за яких взаємодіють речовини:
а) СаСl2 + H2CO3 = 2НСl + CaCO3↓; Реакція обміну, відбувається миттєво.
або
СаСl2(тв.) + H2SO4(конц.) = 2НСl↑ + CaSO4; При нагріванні.
Na2SiO3 + H2SO4 = H2SiO3↓ + Na2SO4; Реакція обміну, відбувається миттєво.
б) Ba(NO3)2 + H2SO4 = 2HNO3 + BaSO4↓; Реакція обміну, відбувається миттєво.
K2SO3 + H2SO4 = K2SO4 + SO2↑ + H2O. Реакція обміну, відбувається миттєво.
Чи можна використати в усіх чотирьох реакціях сульфатну кислоту? Можна. Відповідь обґрунтуйте. Cульфатна кислота є сильною і нелеткою кислотою.
Завдання 283. Яку оксигеновмісну кислоту не можна добути із відповідного оксиду і води? Силікатну кислоту, бо силіцій (IV) оксид SiO2 не реагує з водою H2O.
Завдання 284. Яку масу натрій нітрату необхідно взяти для добування 50,4 г нітратної кислоти?
Дано: m(HNO3)=50,4 г. Знайти: m(NaNO3)-?
Розв'язування:
І спосіб
Складаємо хімічне рівняння:
x г 50,4 г
2NaNO3 + H2SO4(конц.) = Na2SO4 + 2HNO3
170 г 126 г
Над формулами сполук НNO3 і NaNO3 записуємо наведену в умові задачі масу кислоти (50,4 г) і невідому масу солі (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 2 моль натрій нітрату і масу 2 моль нітратної кислоти, бо прореагувало 2 моль солі NaNO3 з утворенням 2 моль кислоти HNO3.
Mr(NaNO3)=Ar(Na)+Ar(N)+3•Ar(O)=23+14+3•16=85,
M(NaNO3)=85 г/моль.
Маса 1 моль=85 г, а маса 2 моль=170 г.
Mr(HNO3)=Ar(H)+Ar(N)+3•Ar(О)=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 126 г НNO3 утворюється з 170 г NаNO3,
за умовою задачі 50,4 г НNO3 - x г NaNO3.
126 г / 50,4 г = 170 г / х г
х г • 126 г = 50,4 г • 170 г
х = 50,4 г • 170 г / 126 г
х = 68 г
II спосіб
Обчислюємо кількість речовини нітратної кислоти масою 50,4 г за формулою n=m/M, де M=Mrг/моль.
Mr(HNO3)=Ar(H)+Ar(N)+3•Ar(О)=1+14+3•16=63, M(HNO3)=63 г/моль.
n(HNO3)=m(HNO3) : M(HNO3)=50,4 г : 63 г/моль=0,8 моль.
Складаємо хімічне рівняння:
х моль 0,8 моль
2NaNO3 + H2SO4(конц.) = Na2SO4 + 2HNO3
2 моль 2 моль
Записуємо під формулами сполук у хімічному рівнянні їх кількості речовини згідно з коефіцієнтами, а над формулами - обчислену кількість речовини нітратної кислоти (0,8 моль) й невідому кількість речовини натрій нітрату (х моль).
Обчислюємо за допомогою пропорції кількість речовини натрій нітрату:
х моль / 2 моль =0,8 моль / 2 моль
х моль • 2 моль = 0,8 моль • 2 моль
х = 0,8 моль • 2 моль / 2 моль
х = 0,8 моль
З формули n=m/M, де M=Mr г/моль, знаходимо масу m=n•M.
Mr(NaNO3)=Ar(Na)+Ar(N)+3•Ar(O)=23+14+3•16=85,
M(NaNO3)=85 г/моль.
m(NaNO3)=n(NaNO3)•M(NaNO3)=0,8 моль•85 г/моль=68 г.
Відповідь: m(NaNO3)=68 г.
Завдання 285. Обчисліть кількість речовини ортофосфатної кислоти, яка утворюється при взаємодії 14,2 г фосфор (IV) оксиду із достатньою кількістю води.
Дано: m(P2O5)=14,2 г. Знайти: n(H3PO4)-?
Розв'язування:
І спосіб
Складаємо хімічне рівняння:
14,2 г х моль
P2O5 + 3H2O = 2H3PO4
142 г 2 моль
Над формулами сполук P2O5 і H3PO4 записуємо наведену в умові задачі масу оксиду (14,2 г) і невідому кількість речовини кислоти (х моль), а під формулами сполук - масу та кількість речовини згідно з коефіцієнтами в хімічному рівнянні. Для цього обчислюємо молярну масу (M=Mr г/моль) оксиду й, відповідно, масу 1 моль, бо прореагувало 1 моль оксиду Р2O5 з утворенням 2 моль кислоти H3РO4.
Mr(Р2O5)=2•Ar(Р)+5•Ar(O)=2•31+5•16=142,
M(Р2O5)=142 г/моль. Маса 1 моль=142 г.
Складаємо пропорцію і розв'язуємо її:
за рівнянням реакції з 142 г Р2O5 утворюється 2 моль Н3РO4,
за умовою задачі з 14,2 г Р2O5 - x моль Н3РO4.
142 г / 14,2 г = 2 моль / х моль
х моль • 142 г = 14,2 г • 2 моль
х = 14,2 г • 2 моль / 142 г
х = 0,2 моль
II спосіб
Обчислюємо кількість речовини фосфор (V) оксиду масою 14,2 г за формулою n=m/M, де M=Mrг/моль.
Mr(Р2O5)=2•Ar(Р)+5•Ar(O)=2•31+5•16=142, M(Р2O5)=142 г/моль.
n(Р2O5)=m(Р2O5) : M(Р2O5)=14,2 г : 142 г/моль=0,1 моль.
Складаємо хімічне рівняння:
0,1 моль x моль
P2O5 + 3H2O = 2H3PO4
1 моль 2 моль
Записуємо під формулами сполук у хімічному рівнянні їх кількості речовини згідно з коефіцієнтами, а над формулами - обчислену кількість речовини фосфор (V) оксиду (0,1 моль) й невідому кількість речовини ортофосфатної кислоти (х моль).
Обчислюємо за допомогою пропорції кількість речовини ортофосфатної кислоти:
0,1 моль / 1 моль = х моль / 2 моль
х моль • 1 моль = 0,1 моль • 2 моль
х = 0,1 моль • 2 моль / 1 моль
х = 0,2 моль
Відповідь: n(H3PO4)=0,2 моль.