© 8next.com (відповіді, перероблене і доповнене), 2021
Вправа 1
Два генетичні ряди речовин.
Метал -> основний оксид -> гідроксид (основа) -> сіль.
Неметал -> кислотний оксид -> гідроксид (кислота) -> сіль.
Вправа 2
а) Mg -> MgO -> MgCl2 -> Mg(OH)2 -> MgSO4;
2Mg + O2 = 2MgO
MgO + 2HCl = MgCl2 + H2O
MgCl2 + 2NaOH = Mg(OH)2↓ + 2NaCl
Mg(OH)2↓ + H2SO4 = MgSO4 + 2H2O
б) C -> CO2 -> CaCO3 -> CO2 -> Na2CO3;
C + O2 = CO2
CO2 + CaO = CaCO3
CaCO3↓= CaO + CO2↑
CO2 + 2NaOH = Na2CO3 + H2O
в) Al -> Al2O3 -> Al(NO3)3 -> Al(OH)3 -> K3[Al(OH)6];
4Al + 3O2 = 2Al2O3
Al2O3 + 6HNO3 = 2Al(NO3)3 + 3H2O
Al(NO3)3 + 3NaOH = Al(OH)3↓+ 3NaNO3
Al(OH)3↓ + 3KOH = K3[Al(OH)6]
r) P -> P2O5 -> H3PO4 -> Ca3(PO4)2 -> H3PO4 -> Ag3PO4.
4P + 5O2 = 2P2O5
P2O5 + 3H2O = 2H3PO4
2H3PO4 + 3Сa = Ca3(PO4)2 + 3H2↑
Ca3(PO4)2 + 3H2SO4 = 3CaSO4↓ + 2H3PO4
H3PO4 + 3AgNO3 = Ag3PO4↓ + 3HNO3
Вправа 3
Сульфатну кислоту масою 19,6 г повністю нейтралізували розчином калій гідроксиду. Обчисліть маси продуктів реакції.
Відомо: m(H2SO4)=19,6 г
Знайти: m(K2SO4)-?, m(H2O)-?
Розв'язання
І спосіб
Записуємо рівняння реакції:
19,6 г х г у г
H2SO4 + 2KOH = K2SO4 + 2H2O
98 г 174 г 36 г
Над формулами речовин записуємо дані, що є за умовою задачі.
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння.
Прореагувало 1 моль сульфатної кислоти H2SO4 з утворенням 1 моль калій сульфату K2SO4 і 2 моль води H2O. Обчислюємо молярні маси (M=Mr г/моль) речовин й, відповідно, маси 1 моль сульфатної кислоти й калій сульфату і масу 2 моль води.
Mr(H2SO4)=2•Ar(H)+Ar(S)+4•Ar(O)=2•1+32+4•16=98,
M(H2SO4)=98 г/моль. Маса 1 моль=98 г
Mr(K2SO4)=2•Ar(K)+Ar(S)+4•Ar(O)=2•39+32+4•16=174,
M(K2SO4)=174 г/моль. Маса 1 моль=174 г
Mr(H2O)=2•Ar(H)+Ar(O)=2•1+16=18, M(H2O)=18 г/моль.
Маса 1 моль=18 г, маса 2 моль=36 г
Відповідні значення записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.
За допомогою пропорції обчислюємо масу сульфатної кислоти.
19,6 г / 98 г = х г / 174 г, звідси х г • 98 г = 19,6 г • 174 г
х = 19,6 г • 174 г : 98 г = 34,8 г
За допомогою пропорції обчислюємо масу води.
19,6 г / 98 г = у г / 36 г, звідси у г • 98 г = 19,6 г • 36 г
у = 19,6 г • 36 г : 98 г = 7,2 г
ІІ спосіб
Записуємо рівняння реакції: H2SO4+2KOH=K2SO4+2H2O
Обчислюємо кількість речовини сульфатної кислоти масою 19,6 г за формулою v=m/M, де M=Mr г/моль.
Mr(H2SO4)=2•Ar(H)+Ar(S)+4•Ar(O)=2•1+32+4•16=98, M(H2SO4)=98 г/моль.
v(H2SO4)=m(H2SO4) : M(H2SO4)=19,6 г : 98 г/моль=0,2 моль
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння.
Прореагувало 1 моль сульфатної кислоти H2SO4 з утворенням 1 моль калій сульфату K2SO4 і 2 моль води H2O. Кількість речовини калій сульфату однакова, а кількість речовини води удвічі більша, ніж кількість речовини сульфатної кислоти. Отже, якщо в реакцію вступає 0,2 моль сульфатної кислоти, то утворюється така ж кількісь речовини калій сульфату і удвічі більша кількість речовини води, тому
v(K2SO4)=v(H2SO4)=0,2 моль
v(Н2O)=2•v(H2O)=2•0,2 моль=0,4 моль
Обчислюємо масу заданої кількості речовини за формулою m=v•M, де М=Мr г/моль.
Mr(K2SO4)=2•Ar(K)+Ar(S)+4•Ar(O)=2•39+32+4•16=174, M(K2SO4)=174 г/моль.
m(K2SO4)=v(K2SO4)•M(K2SO4)=0,2 моль•174 г/моль=34,8 г
Mr(H2O)=2•Ar(H)+Ar(O)=2•1+16=18, M(H2O)=18 г/моль.
m(H2O)=v(H2O)•M(H2O)=0,4 моль•18 г/моль=7,2 г
Відповідь: 34,8 г калій сульфату і 7,2 г води.
Вправа 4
Напишіть, використовуючи формули, схему генетичних зв'язків і рівняння відповідних реакцій:
а) хлоридна кислота -> купрум (ІІ) хлорид -> купрум (ІІ) гідроксид ->
-> купрум (ІІ) оксид -> купрум (ІІ) нітрат;
2HCl + Cu(OH)2↓ = CuCl2 + 2H2O
CuCl2 + 2NaOH = Cu(OH)2↓ + 2NaCl
Cu(OH)2↓ = CuO + H2O
CuO + 2HNO3 = Cu(NO3)2 + H2O
б) ферум -> ферум (ІІ) сульфат -> ферум (II) гідроксид -> ферум (ІІ) оксид -> ферум (ІІ) хлорид;
Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2↑
FeSO4 + 2NaOH = Fe(OH)2↓ + Na2SO4
Fe(OH)2↓ = FeO + H2O
FeO + 2HCl = FeCl2 + H2O
в) сірка -> сульфур (IV) оксид -> сульфур (VI) оксид -> сульфатна кислота -> купрум (ІІ) сульфат (двома способами);
S + O2 = SO2↑
2SO2 + O2 = 2SO3
SO3 + H2O = H2SO4
H2SO4 + CuO = CuSO4 + H2O
H2SO4 + Cu(OH)2↓ = CuSO4 + 2H2O
г) кальцій -> кальцій оксид -> кальцій гідроксид -> кальцій карбонат -> карбон (IV) оксид -> натрій карбонат.
2Ca + O2 = 2CaO
CaO + H2O = Ca(OH)2
Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3 + H2O
CaCO3 = CaO + CO2↑
CO2 + 2NaOH = Na2CO3↓ + H2O
Вправа 5
Доведіть експериментально, що до складу:
а) алюміній сульфату входять йон Алюмінію та кислотний залишок сульфатної кислоти (сульфат-аніон);
Якісною реакцією на йон Алюмінію є гідроксид-аніон, в результаті реакції утворюється білий драглистий осад Al(OH)3↓, що розчиняється в кислотах і лугах.
Al2(SO4)3 + 6NaOH = 2Al(OH)3↓ + 3Na2SO4
Якісною реакцією на cульфат-аніон є катіон Барію, що міститься в солях Барію, в результаті реакції утворюється білий осад BaSO4↓, що не розчиняється в кислотах.
Al2(SO4)3 + 3BaCl2 = 2AlCl3 + 3BaSO4↓
б) магній хлориду — йон Магнію та кислотний залишок хлоридної кислоти (хлорид-аніон).
Якісною реакцією на йон Магнію є гідроксид-аніон, в результаті реакції утворюється білий аморфний осад Mg(OH)2↓, що розчиняється в кислотах.
MgCl2 + 2NaOH = Mg(OH)2↓ + 2NaCl
Якісною реакцією на хлорид-аніон є катіон Аргентуму, що міститься в розчині аргентум (I) нітрату, в результаті реакції утворюється білий сирнистий осад AgCl↓, що не розчиняється в кислотах.
MgCl2 + 2AgNO3 = Mg(NO3)2 + 2AgCl↓
Вправа 6
Запропонуйте спосіб розпізнавання:
а) хлоридної та сульфатної кислот;
І спосіб
Якісною реакцією на хлоридну кислоту є розчин аргентум (I) нітрату, тому додаємо його до вмісту двох пробірок. У одній із пробірок спостерігаємо утворення білого сирнистого осаду, що не розчиняється у нітратній кислоті. Отже у цій пробірці міститься розчин хлоридної кислоти.
HCl + AgNO3 = HNO3 + AgCl↓
Методом виключення робимо висновок, що в іншій пробірці міститься сульфатна кислота.
ІІ спосіб
Якісною реакцією на сульфатну кислоту є розчин барій гідроксиду, який додаємо до вмісту двох пробірок. У одній із пробірок спостерігаємо утворення білого осаду, що не розчиняється в сильних кислотах. Отже у цій пробірці міститься розчин сульфатної кислоти.
Ba(OH)2 + H2SO4 = BaSO4↓ + 2H2O
Методом виключення робимо висновок, що в іншій пробірці міститься хлоридна кислота.
б) солей хлоридної та сульфатної кислот.
І спосіб
Якісною реакцією на хлориди є розчин аргентум (I) нітрату, який додаємо до вмісту двох пробірок. У одній із пробірок спостерігаємо утворення білого сирнистого осаду, що не розчиняється в нітратній кислоті Отже у цій пробірці містяться хлориди.
NaCl + AgNO3 = NaNO3 + AgCl↓
Методом виключення робимо висновок, що в іншій пробірці міститься сіль сульфатної кислоти.
ІІ спосіб
Якісною реакцією на сульфи є розчин барій гідроксиду, який додаємо до вмісту двох пробірок. У одній із пробірок спостерігаємо утворення білого осаду, що не розчиняється у сильних кислотах. Отже у цій пробірці містяться сульфати.
Ba(OH)2 + Na2SO4 = BaSO4↓ + 2NaOH
Методом виключення робимо висновок, що в іншій пробірці містяться хлориди.
Вправа 7
Проведіть уявний експеримент. Налийте в пробірку розчин барій хлориду й обережно долийте розчин сульфатної кислоти. Опишіть спостереження та поясніть, чи відбулася хімічна взаємодія між цими речовинами. Ознакою хімічної взаємодії є утворення білого кристалічного осаду барій сульфату.
Рівняння реакції:
BaCl2 + H2SO4 = BaSO4↓ + 2HCl
Вправа 8
На суміш солей барій хлориду з натрій карбонатом масою 12,68 г подіяли надлишком сульфатної кислоти. Випав осад
масою 2,33 г. Обчисліть маси й кількості речовин сполук, які прореагували.
Дано: m(суміші)=12,68 г, m(BaSO4)=2,33 г
Знайти: m(Na2CO3)-? m(BaCl2)-?
Розв'язання
Записуємо два рівняння реакції:
Na2CO3 + H2SO4 = Na2SO4 + H2O + CO2↑ (1)
BaCl2 + H2SO4 = BaSO4↓ + 2HCl (2)
Бачимо, що з двох складових частин суміші з розчином сульфатної кислоти з утворенням осаду BaSO4↓ взаємодіє барій хлорид.
I спосіб
Записуємо рівняння реакції (2):
х г 2,33 г
BaCl2 + H2SO4 = BaSO4↓ + 2HCl
208 г 233 г
Над формулами речовин записуємо дані, що є за умовою задачі.
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння.
Прореагувало 1 моль барій хлориду BaCl2 з утворенням 1 моль барій сульфату Ba2SO4. Обчислюємо молярні маси (M=Mr г/моль) речовин й, відповідно, маси 1 моль.
Mr(BaCl2)=Ar(Ba)+2•Ar(Cl)=137+2•35,5=208, M(BaCl2)=208 г/моль,
маса 1 моль = 208 г.
Mr(BaSO4)=Ar(Ba)+Ar(S)+4•Ar(O)=137+32+4•16=233,
M(BaSO4)=233 г/моль, маса 1 моль=233 г
Відповідні значення записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.
За допомогою пропорції обчислюємо масу барій хлориду.
х г / 208 г = 2,33 г / 233 г, звідси х г • 233 г = 2,33 г • 208 г
х=m(BaCl2)= 2,33 г • 208 г : 233 г = 2,08 г
Обчислюємо кількість речовини барій хлориду масою 2,08 г за формулою: v=m/M.
v(BaCl2)=m(BaCl2)/M(BaCl2)=2,08 моль : 208 г/моль=0,01 моль
Обчислюємо масу натрій карбонату в суміші:
m(Na2CO3)=m(сіміші)-m(BaCl2)=12,68 - 2,08 = 10,6 г
Обчислюємо кількість речовини натрій карбонату масою 10,6 г за формулою: v=m/M.
Mr(Na2CO3)=2•Ar(Na)+Ar(C)+3•Ar(O)=2•23+12+3•16=106,
M(Na2CO3)=106 г/моль
v(Na2CO3)=m(Na2CO3)/M(Na2CO3)=10,6 г : 106 г/моль=0,1 моль
ІІ спосіб
Записуємо рівняння реакції (2): BaCl2+H2SO4=BaSO4↓+2HCl
Обчислюємо кількість речовини барій сульфату масою 2,33 г за формулою v=m/M, де M=Mr г/моль.
Mr(BaSO4)=Ar(Ba)+Ar(S)+4•Ar(O)=137+32+4•16=233, M(BaSO4)=233 г/моль
v(BaSO4)=m(BaSO4) : M(BaSO4)=2,33 г : 233 г/моль=0,01 моль
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння.
Прореагувало 1 моль барій хлориду BaCl2 з утворенням 1 моль барій сульфату Ba2SO4, кількість речовини однакова, тому
v(BaCl2)=v(BaSO4)=0,01 моль
Обчислюємо масу барій хлориду кількістю речовини 0,01 моль за формулою m=v•M.
Mr(BaCl2)=Ar(Ba)+2•Ar(Cl)=137+2•35,5=208, M(BaCl2)=208 г/моль
m(BaCl2)=v(BaCl2)•M(BaCl2)=0,01 моль•208 г/моль=2,08 г
Обчислюємо масу натрій карбонату в суміші:
m(Na2CO3)=m(сіміші)-m(BaCl2)=12,68 - 2,08 = 10,6 г
Обчислюємо кількість речовини натрій карбонату масою 10,6 г за формулою: v=m/M.
Mr(Na2CO3)=2•Ar(Na)+Ar(C)+3•Ar(O)=2•23+12+3•16=106,
M(Na2CO3)=106 г/моль
v(Na2CO3)=m(Na2CO3)/M(Na2CO3)=10,6 г : 106 г/моль=0,1 моль
Відповідь: 2,08 г і 0,01 моль BaCl2, 10,6 г і 0,1 моль Na2CO3.