Упражнение 223 Охарактеризуйте физические свойства оснований.
В обычных условиях основания являются твердыми веществами, без запаха. Растворимые в воде основания (щелочи) - белого цвета, мылкие на ощупь.
Что такое щелочь? Растворимые в воде основания.
Упражнение 224 Какие вещества называют индикаторами? Сложные вещества, изменяющие свою окраску в зависимости от наличия кислоты или основания в растворе.
Как изменяет окраску каждый индикатор при наличии щелочи в растворе? Лакмус и универсальный индикатор становятся синими, фенолфталеин ― фиолетовым, метилоранжевый ― желтым.
Упражнение 225 Приведите примеры реакций обмена, нейтрализации, разложения с участием оснований.
Реакция обмена — реакция между двумя соединениями, в которой они обмениваются своими составными частями:
2KOH + FeCl2 = Fe(OH)2↓ + 2KCl
Реакция нейтрализации — реакция между основанием и кислотой:
NaOH + HCl = NaCl + H2O
Реакция разложения — реакция, при которой из одного вещества образуется несколько других:
Cu(OH)2↓ = CuO + H2O
Упражнение 226 Допишите схемы реакций и составьте химические уравнения:
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
Упражнение 227 Напишите уравнения реакций (если они возможны) между основаниями (в левой колонке) и солями (в правой колонке):
|
калий гидроксид манган (ІІ) гидроксид барий гидроксид |
кальций карбонат феррум (ІІ) нитрат натрий сульфат |
Растворимые основания (KOH, Ba(OH)2) реагируют с растворимыми в воде солями (Fe(NO3)2, Na2SO4) в случае, если один с образованных продуктов реакции является нерастворимым. Нерастворимые основания (Mn(OH)2) не реагируют с 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
Упражнение 228 Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить такие последовательные превращения:
а) Li2O → LiOH → Li2SO4
Li2O + H2O = 2LiOH
2LiOH + H2SO4 = Li2SO4 + 2H2O
или
Li2O + H2O = 2LiOH
2LiOH + FeSO4 = Li2SO4 + Fe(OH)2↓
б) Ca(OH)2 → CaO → CaBr2
Ca(OH)2↓ = CaO + H2O при t0C
CaO + 2HBr = CaBr2 + H2O
Упражнение 229 Какое количество вещества магний гидроксида вступает в реакцию с 12,6 г нитратной кислоты?
Дано: m(HNO3)=12,6 г
Найти: n(Mg(ОH)2)-?
Решение
І способ
Составляем химическое уравнение:
х моль 12,6 г
Mg(OH)2 + 2HNO3 = Mg(NO3)2 + 2H2O
1 моль 126 г
Над формулами соединений HNО3 и Mg(ОН)2 записываем приведенную в условии задачи массу кислоты (12,6 г) и неизвестное количество вещества гидроксида (х моль), а под формулами - количество вещества и массу согласно коэффициентам в химическом уравнении. Для этого вычисляем молярную массу (M=Mr г/моль) нитратной кислоты и, соответственно, массу 2 моль.
Mr(HNO3)=Ar(H)+Ar(N)+3•Ar(O)=1+14+3•16=63, M(HNO3)=63 г/моль
Масса 1 моль=63 г, а масса 2 моль=126 г
Составляем пропорцию и решаем её:
по уравнению реакции с 126 г HNO3 реагирует 1 моль Mg(OH)2,
по условию задачи с 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 способ
1. Вычисляем количество вещества HNO3 массой 12,6 г по формуле: n=m/M, где
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. Cоставляем химическое уравнение:
x моль 0,2 моль
Mg(OH)2 + 2HNO3 = Mg(NO3)2 + 2H2O
1 моль 2 моль
Под формулами соединений Mg(OH)2 i HNO3 записываем их количества вещества согласно коэффициентам в химическом уравнении (1 и 2 моль соответственно), а над формулами - вычисленное количество вещества нитратной кислоты (0,2 моль) и неизвестное количество вещества магний гидроксида (х моль).
С помощью пропорции находим количество вещества магний гидроксида:
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
Ответ: n(Mg(OH)2)=0,1 моль
Упражнение 230 Вычислите массу феррум (ІІ) гидроксида, образовавшегося при взаимодействии 0,05 моль натрий гидроксида с достаточным количеством феррум(ІІ) сульфата.
Дано: n(NaOH)=0,05 моль
Найти: m(Fe(ОH)2)-?
Решение
І способ
Составляем химическое уравнение:
0,05 моль x г
2NaOH + FeSO4 = Na2SO4 + Fe(OH)2↓
2 моль 90 г
Над формулами соединений NaOH и Fe(ОН)2 записываем приведенное в условии задачи количество вещества натрий гидроксида (0,05 моль) и неизвестную массу феррум (ІІ) гидроксида (х г), а под формулами - количество вещества и массу согласно коэффициентам в химическом уравнении. Для этого вычисляем молярную массу (M=Mrг/моль) феррум (ІІ) гидроксида и, соответственно, массу 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. Масса 1 моль=90 г
Составляем пропорцию и решаем её:
по уравнению реакции с 2 моль NaOH образуется 90 г Fe(OH)2,
по условию задачи с 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 способ
1. Составляем химическое уравнение:
0,05 моль х моль
2NaOH + FeSO4 = Na2SO4 + Fe(OH)2↓
2 моль 1 моль
Под формулами соединений NaOH и Fe(OH)2 записываем их количества вещества согласно коэффициэнтам в химическом уравнении (2 моль и 1 моль соответственно), а над формулами - количество вещества натрий гидроксида (0,2 моль) и неизвестное количество вещества феррум (ІІ) гидроксида (х моль).
С помощью пропорции находим количество вещества феррум (ІІ) гидроксида:
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. Массу Fe(OH)2 количеством вещества 0,025 моль находим по формуле: m=n•M, где
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
Ответ: m(Fe(OH)2)=2,25 г
Упражнение 231 Какой объем сернистого газа (н.у.) необходим для полного осаждения ионов Бария (в составе нерастворимой соли) из раствора, содержащего 34,2 г барий гидроксида?
Дано: m(Ba(OH)2)=34,2 г
Найти: V(SO2)-?
Решение
І способ
Составляем химическое уравнение:
x л 34,2 г
SO2 + Ba(OH)2 = BaSO3 + H2O
22,4 л 171 г
Над формулами соединений Ba(OH)2 и SO2 записываем приведенную в условии задачи массу гидроксида (34,2 г) и неизвестный объем газа (х л), а под формулами - массу и объем соответственного количества вещества согласно коэффициентам в химическом уравнении. Для этого вычисляем молярную массу (M=Mrг/моль) барий гидроксида и, соответственно, массу 1 моль, ибо прореагировало 1 моль барий гиідроксида Ва(ОН)2 с 1 моль сернистого газа SO2 (1 моль газа при н.у. занимает объем 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 Масса 1 моль=171 г
Составляем пропорцию и решаем её:
по уравнению реакции 171 г Ba(OH)2 реагирует с 22,4 л SO2,
по условию задачи 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 способ
1. Вычисляем количество вещества Ва(ОН)2 массой 34,2 г по формуле v=m/M, где
M=Mr г/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. Составляем химическое уравнение:
x л 0,2 моль
SO2 + Ba(OH)2 = BaSO3 + H2O
22,4 л 1 моль
Над формулами соединений Ba(OH)2 и SO2 записываем вычисленное количество вещества (0,2 моль) и неизвестный объем газа (х л), а под формулами - количество вещества и объем соответственного количества вещества согласно коэффициентам в химическом уравнении (1 моль газа при н.у. занимает объем 22,4 л)
С помощью пропорции находим объем cернистого газа.
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
Ответ: V(SO2)=4,48 л
Упражнение 232 Какая масса осадка образуется в результате взаимодействия 22,4 г калий гидроксида с достаточным количеством манган (ІІ) хлорида?
Дано: m(KOH)=22,4 г
Найти: m(Mn(OH)2)-?
Решение
І способ
Составляем химическое уравнение:
22,4 г х г
2KOH + MnCl2 = 2KCl + Mn(OH)2↓
112 г 89 г
Над формулами соединений KOH и Mn(OH)2 записываем приведенную в условии задачи массу щелочи (22,4 г) и неизвестную массу гидроксида (х г), а под формулами - массы количества вещества согласно коэффициентам в химическом уравнении. Для этого вычисляем молярные массы (M=Mrг/моль) веществ и, соответственно, массу 2 моль калий гидроксида и массу 1 моль манган (ІІ) гидроксида, ибо прореагировало 2 моль КОH с образованием 1 моль Mn(OH)2.
Mr(KOH)=Ar(K)+Ar(O)+Ar(H)=39+16+1=56, M(KOH)=56 г/моль
Масса 1 моль=56 г, а масса 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. Масса 1 моль=89 г
Составляем пропорцию и решаем её:
по уравнению реакции с 112 г KOH образуется 89 г Mn(OH)2,
по условию задачи с 22,4 г KOH ― x г Mn(OH)2.
112 г / 22,4 г = 89 г / х г
х г • 112 г = 22,4 г • 89 г
х=22,4 г • 89 г : 112 г=17,8 г
II способ
1. Вычисляем количество вещества КОН массой 22,4 г по формуле: n=m/M, где
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)=22,4 г : 56 г/моль=0,4 моль
2. Составляем химическое уравнение:
0,4 моль х моль
2KOH + MnCl2 = 2KCl + Mn(OH)2↓
2 моль 1 моль
Под формулами соединений KOH и Mn(OH)2 записываем их количества вещества согласно коэффициентам в химическом уравнении (2 моль и 1 моль соответственно), а над формулами - вычисленное количество вещества калий гидроксида (0,4 моль) и неизвестное количество вещества манган (ІІ) гидроксида (х моль):
С помощью пропорции находим количество вещества манган (ІІ) гидроксида:
0,4 моль / 2 моль = х моль / 1 моль
х моль • 2 моль = 0,4 моль • 1 моль
х=0,4 моль • 1 моль : 2 моль=0,2 моль
3. Массу Mn(OH)2 количеством вещества 0,2 моль находим по формуле: 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)=0,2 моль•89 г/моль=17,8 г
Ответ: m(Mn(OH)2)=17,8 г
Упражнение 233 На нейтрализацию 25,1 г смеси гидроксидов Натрия и Бария израсходовано 25,2 г нитратной кислоты. Определите массовую долю натрий гидроксида в исходной смеси.
Дано: m(NaOH,Ba(OH)2)=25,1 г, m(HNO3)=25,2 г
Найти: w(NaOH)-?
Решение
1. Принимаем массу натрий гидроксида за х г, тогда масса барий гидроксида в смеси равна (25,1-x) г.
2. Составляем два химических уравнения:
|
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 соединений NaOH и Ba(OH)2 записываем массы (х г и (25,1 - х) г соответственно) и неизвестные массы кислоты HNO3, обозначив через переменные m1 и m2, (m1 г и m2 г соответственно), а под формулами - массы количества вещества согласно коэффициентам в химическом уравнении. Для этого вычисляем молярные массы (M=Mrг/моль) веществ и, соответственно, массы 1 моль NaOH, Ba(OH)2, HNO3 и 2 моль HNO3.
Mr(NaOH)=Ar(Na)+Ar(O)+Ar(H)=23+16+1=40, M(NaOH)=40 г/моль
Масса 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 Масса 1 моль = 171 г
Mr(HNО3)=Ar(H)+Ar(N)+3•Ar(O)=1+14+3•16=63, M(HNO3)=63 г/моль
Масса 1 моль = 63 г, а масса 2 моль = 126 г
3. Записываем две пропорции и выводим математические выражения для масс кислоты:
|
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. По условию задачи масса нитратной кислоты 25,2 г, поэтому m1+m2=25,2
Подставим в это уравнение полученные выражения для переменных m1 i m2 и решим его.
х • 63 / 40 + 126 • (25,1-x) / 171 = 25,2
Сведем к общему знаменателю: первую дробь умножаем на 171, вторую - на 40, а сумму - на произведение чисел 171•40, получим:
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
Итак, m(NaOH)=8 г
5. Массовую долю соединения в смеси вычисляем по формуле:
w(соединения)=m(соединения)/m(смеси)
w(NaOН)=m(NaOH)/m(NaOH,Ba(OH)2)=8 г : 25,1 г = 0,319, или,
умножив это число на 100%, получим 31,9%
Ответ: w(NaOН)=31,9%, или 0,319