Вправа 258
Чи можна схему 15 розширити, додавши несолетворний оксид? Ні, не можна.
Відповідь обґрунтуйте. Несолетвірні оксиди не мають відповідних гідроксидів (кислот або основ), не здатні до взаємоперетворень.
Несолетвірні оксиди утворюють неметалічні елементи у нижчому ступені окиснення, наприклад, NO, N2О, CO, SiO.
Вправа 259
Напишіть рівняння реакцій, у яких вихідними речовинами є лише літій, кисень, вода, а також продукти їхньої взаємодії. Складіть схему відповідних послідовних перетворень.
Li -> Li2O -> Li(OH)2
4Li + O2 = 2Li2O
Li2O + H2O = 2LiOH
Вправа 260
Запишіть кілька схем послідовних перетворень речовин, у яких першою речовиною є метал або неметал, другою — сіль, а третьою — основа чи кислота.
Неметал -> сіль -> кислота
S -> Na2S -> H2S
S + 2Na = Na2S
Na2S + 2HCl = 2NaCl + H2S
Метал -> сіль -> кислота
K -> K2S -> H2S
2K + S = K2S
K2S + 2HCl = 2KCl + H2S
Неметал -> сіль -> основа
Cl -> ZnCl2 -> Zn(OH)2↓
2Cl + Zn = ZnCl2
ZnCl2 + 2KOH = Zn(OH)2↓ + 2KCl
Метал -> сіль -> основа
Zn -> ZnCl2 -> Zn(OH)2↓
Zn + 2Cl = ZnCl2
ZnCl2 + 2NaOH = Zn(OH)2↓ + 2NaCl
Вправа 261
Чому нижня стрілка на схемі 18 спрямована лише в один бік? Амфотерні гідроксиди не можна отримати з амфотерних оксидів за допомогою однієї реакції. На відміну від основних і кислотних оксидів, вони не взаємодіють з водою. Чи можна, маючи амфотерний оксид, добути відповідний амфотерний гідроксид? Можна. У разі позитивної відповіді розкажіть, як би ви здійснили такий експеримент. Спершу треба подіяти кислотою і до утвореного розчину солі додати лугу.
ZnO + HCl = ZnCl2 + H2O
ZnCl2 + 2NaOH = Zn(OH)2↓ + 2NaCl
Вправа 262
Запишіть хімічні формули сполук у такі схеми перетворень та складіть рівняння відповідних реакцій:
а) оксид -> основа -> сіль (сполуки Барію);
BaO -> Ba(OH)2 -> BaCl2
BaO + H2O = Ba(OH)2
Ba(OH)2 + 2HCl = BaCl2 + 2H2O
б) оксид -> кислота -> сіль (сполуки Фосфору);
P2O5 -> H3PO4 -> K3PO4
P2O5 + 3H2O = 2H3PO4
H3PO4 + 3KOH = K3PO4 + 3H2O
в) оксид <- гідроксид -> сіль (сполуки Алюмінію).
Al2O3 <- Al(OH)3 -> AlCl3
2Al(OH)3↓ = Al2O3 + 3H2O
Al(OH)3 + 3HCl = AlCl3 + 3H2O
Вправа 263
Напишіть рівняння реакцій, які відповідають такій схемі перетворень:
Са(ОН)2 -> СаСО3 -> Н2СО3 -> СО2 -> H2CO3 -> CaCO3
Сa(OH)2 + CO2 = CaCO3 + H2O
CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2CO3
H2CO3 = CO2 + H2O
CO2 + H2O = H2CO3
H2CO3 + Ca(OH)2 = CaCO3↓ + 2H2O
Як перетворити кальцій карбонат на кальцій гідроксид за допомогою двох послідовних реакцій?
CaCO3 = CaO + CO2↑ - випалювання вапняку.
CaO + H2O = Ca(OH)2↓ - гашення вапна.
Вправа 264
Складіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити такі послідовні перетворення речовин:
а) Br2 -> HBr -> MgBr2 -> AgBr;
Br2 + H2 = 2HBr
2HBr + MgO = MgBr2 + H2O
MgBr2 + 2AgCl = 2AgBr↓ + MgCl2
б) Аl -> АlСl3 -> Аl(OН)3 -> Na3AlO3 -> Al2(SO4)3;
2Al + 3Cl2 = 2AlCl3
AlCl3 + 3NaOH = 3NaCl + Al(OH)3↓
Al(OH)3 + 3NaOH = Na3AlO3 + 3H2O
2Na3AlO3 + 6H2SO4 = Al2(SO4)3 + 3Na2SO4 + 6H2O
в) S -> SO2 -> H2SO3 -> Na2SO3 -> BaSO3;
S + O2 = SO2
SO2 + H2O = H2SO3
H2SO3 + 2NaOH = Na2SO3 + 2H2O
Na2SO3 + Ba(OH)2 = 2NaOH + BaSO3↓
r) ZnS -> ZnCl2 -> Zn(OH)2 -> Zn(NO3)2 -> ZnCO3 -> ZnO;
ZnS + 2HCl = ZnCl2 + H2S↑
ZnCl2 + 2NaOH = Zn(OH)2↓ + 2NaCl
Zn(OH)2 + 2HNO3 = Zn(NO3)2 + 2H2O
Zn(NO3)2 + Na2CO3 = 2NaNO3 + ZnCO3↓
ZnCO3↓= ZnO + CO2↑
Г) CuSO4 -> Cu(OH)2 -> CuO -> CuCl2 -> Cu(NO3)2 -> CuS.
CuSO4 + 2NaOH = Na2SO4 + Cu(OH)2↓
Cu(OH)2↓ = CuO + H2O
CuO + 2HCl = CuCl2 + H2O
CuCl2 + 2AgNO3 = Cu(NO3)2 + 2AgCl↓
Cu(NO3)2 + K2S = 2KNO3 + CuS↓
Вправа 265
Доберіть дві солі, які взаємодіють одна з одною в розчині з утворенням двох нерозчинних солей. Запишіть відповідне хімічне рівняння.
CuSO4 + BaS = CuS↓ + BaSO4↓
Вправа 266
Натрій масою 1,15 г повністю прореагував із водою, а продукт цієї реакції — із сульфатною кислотою. Обчисліть кількість речовини кислоти, що вступила у другу реакцію.
Відомо: m(Na)=1,15 г
Знайти: n(H2SO4)-?
Розв'язання
І спосіб
Складаємо хімічне рівняння:
1,15 г х моль
2Na + 2H2O = 2NaOH + H2O
46 г 2 моль
Над формулами сполук Na і NaOH записуємо наведену в умові задачі масу металу (1,15 г) і невідому кількість речовини лугу (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) натрію й, відповідно, масу 2 моль, бо прореагувало 2 моль металу Na з утворенням 2 моль лугу NaOH.
Mr(Na)=Ar(Na)=23, M(Na)=23 г/моль.
Маса 1 моль=23 г, а маса 2 моль=46 г/моль.
Складаємо пропорцію і розв'язуємо її:
за рівнянням реакції з 46 г Na утворюється 2 моль NaOH,
за умовою задачі з 1,15 г Na - x моль NaOH.
46 г / 1,15 г = 2 моль / х моль
х моль • 46 г = 1,15 г • 2 моль
х = 1,15 г • 2 моль / 46 г
х = 0,05 моль
Складаємо хімічне рівняння:
0,05 моль х моль
2NaOH + H2SO4= Na2SO4 + H2O
2 моль 1 моль
Під формулами сполук NaOH і H2SО4 записуємо їх кількості речовини згідно з коефіцієнтами в хімічному рівнянні (2 моль, 1 моль відповідно), а над формулами - знайдену кількість речовини лугу (0,05 моль) і невідому кількість речовини кислоти (х моль).
Складаємо пропорцію і розв'язуємо її:
за рівнянням реакції з 2 моль NaOH утворюється 1 моль H2SO4
за умовою задачі з 0,05 моль NaOH - х моль H2SO4.
2 моль / 0,05 моль = 1 моль / х моль
х моль • 2 моль = 0,05 моль • 1 моль
х = 0,05 моль • 1 моль / 2 моль
х = 0,025 моль
II спосіб
Обчислюємо кількість речовини натрію масою 1,15 г за формулою n=m/M, де M=Mrг/моль.
Mr(Na)=Ar(Na)=23, M(Na)=23 г/моль.
n((Na)=m((Na) : M((Na)=1,15 г : 23 г/моль=0,05 моль.
Складаємо хімічне рівняння:
2Na + 2H2O = 2NaOH + H2O
Коефіцієнти в рівнянні реакції указують на співвідношення кількостей речовини: n(Na):n(NaOH)=2:2=1:1, кількості речовин однакові, тому
n(NaOH)=n(Na)=0,05 моль.
Складаємо рівняння реакції: 2NaOH+H2SO4=Na2SO4+H2O
Коефіцієнти в рівнянні реакції указують на співвідношення кількостей речовини: n(NaOH):n(H2SO4)=2:1, кількість речовини сульфатної кислоти удвічі менша, ніж кількість речовини натрій гідроксиду, тому
n(H2SO4)=n(NaOH):2=0,05 моль:2=0,025 моль.
Відповідь: n(H2SO4)=0,2 моль.
Вправа 267
Визначте масу алюміній оксиду утвориться при нагріванні алюміній гідроксиду, добутого за реакцією 21,3 г алюміній нітрату із необхідною кількістю розчину лугу?
Відомо: m(Al(NO3)3)=21,3 г. Знайти: m(Al2O3)-?
Розв'язування:
І спосіб
Складаємо хімічне рівняння:
21,3 г х моль
Al(NO3)3 + 3KOH = Al(OH)3 + 3KNO3
213 г 1 моль
Над формулами сполук Al(NO3)3 і Al(OH)3 записуємо наведену в умові задачі масу алюміній нітрату (21,3 г) і невідому кількість речовини алюміній гідроксиду (х моль), а під формулами сполук - масу та кількість речовини згідно з коефіцієнтами в хімічному рівнянні. Для цього обчислюємо молярну масу (M=Mrг/моль) алюміній нітрату й, відповідно, масу 1 моль, бо прореагувало 1 моль солі Al(NO3)3 з утвореннм 1 моль гідроксиду Al(OH)3.
Mr(Al(NO3)3)=Ar(Al)+3•Ar(N)+9•Ar(O)=27+3•14+9•16=213,
M(Al(NO3)3)=213 г/моль. Маса 1 моль=213 г.
Складаємо пропорцію і розв'язуємо її:
за рівнянням реакції з 213 г Al(NO3)3 утворюється 1 моль Al(OH)3,
за умовою задачі з 21,3 г Al(NO3)3 - x моль Al(OH)3.
213 г / 21,3 г = 1 моль / х моль
х моль • 213 г = 21,3 г • 1 моль
х = 21,3 г • 1 моль / 213 г
х = 0,1 моль
Складаємо хімічне рівняння:
0,1 моль х г
2Al(OН)3 = Al2O3 + 3Н2О
2 моль 102 г
Над формулами сполук Al(OН)3 і Al2O3 записуємо знайдену кількість речовини алюміній гідроксиду (0,1 моль) і невідому масу алюміній оксиду (х г), а під формулами сполук - кількість речовини та масу згідно з коефіцієнтами в хімічному рівнянні. Для цього обчислюємо молярну масу (M=Mrг/моль) алюміній оксиду й, відповідно, масу 1 моль, бо розклали 2 моль гідроксиду Al(OН)3 з утвореннм 1 моль оксиду Al2O3.
Mr(Al2O3)=2•Ar(Al)+3•Ar(O)=2•27+3•16=102,
M(Al2O3)=102 г/моль. Маса 1 моль=102 г.
Складаємо пропорцію і розв'язуємо її:
за рівнянням реакції з 2 моль Al(OH)3 утворюється 102 г Al2O3,
за умовою задачі з 0,1 моль Al(OH)3 - x г Al2O3.
2 моль / 0,1 моль = 102 г / х г
х г • 2 моль = 102 г • 0,1 моль
х = 102 г • 0,1 моль / 2 моль
х = 5,1 г.
II спосіб
Записуємо хімічне рівняння: Al(NO3)3+3KOH=Al(OH)3+3KNO3
Обчислюємо кількість речовини алюміній нітрату масою 21,3 г за формулою n=m/M, де M=Mrг/моль.
Mr(Al(NO3)3)=Ar(Al)+3•Ar(N)+9•Ar(O)=27+3•14+9•16=213,
M(Al(NO3)3)=213 г/моль.
n(Al(NO3)3)=m(Al(NO3)3):M(Al(NO3)3)=21,3 г : 213 г/моль=0,1 моль.
Коефіцієнти в рівнянні реакції указують на співвідношення кількостей речовини: n(Al(NO3)3):n(Al(OH)3)=1:1, кількості речовин однакові, тому n(Al(OH)3)=n(Al(NO3)3)=0,1 моль.
Складаємо хімічне рівняння:
2Al(OН)3 = Al2O3 + 3Н2О
Коефіцієнти в рівнянні реакції указують на співвідношення кількостей речовини: n(Al(OH)3):n(Al2O3)=2:1, кількість речовини алюміній оксиду удвічі менша, ніж кількість речовини алюміній гідроксиду, тому
n(Al2O3)=n(Al(OH)3):2=0,1 моль:2=0,05 моль.
З формули n=m/M, де M=Mrг/моль, знаходимо масу m=n•M.
Mr(Al2O3)=2•Ar(Al)+3•Ar(O)=2•27+3•16=102, M(Al2O3)=102 г/моль.
m(Al2O3)=n(Al2O3)•M(Al2O3)=0,05 моль • 102 г/моль=5,1 г.
Відповідь: m(Al2O3)=5,1 г.