САМОСТІЙНА РОБОТА
І рівень
Вправа 1. Поясніть, як, маючи кальцій карбонат, добути вуглекислий газ.
Сильна кислота витісняє слабку з її солі, навіть із осаду, тому треба подіяти сильною кислотою, наприклад, хлоридною. Нестійка карбонатна кислота, що утворюється під час реакцій, розкладається на карбон (IV) оксид і воду.
Напишіть рівняння у молекулярній та йонно-молекулярній формах.
CaCO3↓ + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2↑
CaCO3↓ + 2H+ + 2Cl- = Ca2+ + 2Cl- + H2O + CO2↑
CaCO3↓ + 2H+ = Ca2+ + H2O + CO2↑
Вправа 2. Обчисліть на основі складеного вами рівняння реакції, який об'єм (н. у.) вуглекислого газу виділиться, якщо у реакцію вступить кальцій карбонат масою 250 г.
Відомо: m(CaCO3)=250 г. Знайти: V(CO2)-?
Розв'язування.
І спосіб
Записуємо рівняння реакції:
200 г х л
CaCO3 + 2HCl = CO2↑ + H2O + CaCl2
100 г 22,4 л
Над формулами речовин записуємо дані, що є за умовою задачі.
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння.
Прореагувало 1 моль кальцій карбонату СaCO3 з виділенням 1 моль вуглекислого газу СО2 (1 моль газу за н.у. займає об'єм 22,4 л). Обчислюємо молярну масу (M=Mr г/моль) кальцій карбонату й, відповідно, масу 1 моль.
Mr(CaCO3)=Ar(40)+Ar(C)+3•Ar(O)=40+12+3•16=100,
M(CaCO3)=100 г/моль. Маса 1 моль=100 г.
Відповідні значення записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.
За допомогою пропорції обчислюємо об'єм вуглекислого газу.
200 г / 100 г = х л / 22,4 л, звідси
х л • 100 г = 22,4 л • 200 г
х = 22,4 л • 200 г : 100 г
х = V(CO2)=44,8 л
ІІ спосіб
1. Обчислюємо кількість речовини кальцій карбонату масою 200 г за формулою v=m/M, де M=Mrг/моль.
Mr(CaCO3)=Ar(Ca)+Ar(C)+3•Ar(O)=40+12+3•16=100, M(CaCO3)=100 г/моль.
v(CaCO3)=m(CaCO3) : M(CaCO3)=200 г : 100 г/моль=2 моль.
2. Записуємо рівняння реакції: CaCO3+2HCl=CO2↑+H2O+CaCl2
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння.
Прореагувало 1 моль кальцій карбонату СaCO3 з виділенням 1 моль вуглекислого газу СО2, кількості речовини однакові. Отже, якщо в реакцію вступає 2 моль кальцій карбонату, то в результаті реакції утвориться така ж кількість речовини вуглекислого газу, тому
v(CO2)=v(CaCO3)=2 моль,
3. Обчислюємо об'єм вуглекислого газу кількістю речовини 2 моль за формулою V=v•VM, де VМ - постійна величина і за н.у. дорівнює 22,4 л/моль.
V(CO2)=v(CO2)•VM=2 моль•22,4 л/моль=44,8 л.
Відповідь: V(CO2)=44,8 л.
ІІ рівень
Вправа 3. Поясніть, як виявити в розчині наявність сульфат-аніонів.
Cульфат-аніони в розчинах виявляють за допомогою розчинів, що містять у своєму складі катіони Барію Ва2+, наприклад, розчину барій нітрату. Під час реакції випадає білий осад барій сульфату, нерозчинний у нітратній кислоті.
Напишіть рівняння у молекулярній, повній і скороченій йонних формах.
Na2SO4 + Ba(NO3)2 = 2NaNO3 + BaSO4↓
2Na+ + SO42- + Ba2+ + 2NO3-= 2Na+ + 2NO3- + BaSO4↓
Ba2+ + SO42- = BaSO4↓ - білий осад, нерозчинний у нітратній кислоті.
Вправа 4. Обчисліть на основі складеного вами рівняння реакції, яка маса осаду утвориться, якщо у реакцію вступить натрій сульфат масою 14,2 г.
Відомо: m(Na2SO4)=14,2 г. Знайти: m(BaSO4)-?
Розв'язування.
І спосіб
Записуємо рівняння реакції:
14,2 г х г
Na2SO4 + Ba(NO3)2 = 2NaNO3 + BaSO4↓
142 г 233 г
Над формулами речовин записуємо дані, що є за умовою задачі.
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння.
Прореагувало 1 моль натрій сульфату Na2SO4 з утворенням 1 моль барій сульфату BaSO4. Обчислюємо молярні маси (M=Mr г/моль) речовин й, відповідно, масу 1 моль.
Mr(Na2SO4)=2•Ar(Na)+Ar(S)+4•Ar(O)=2•23+32+4•16=142,
M(Na2SO4)=142 г/моль. Маса 1 моль=142 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 сульфату.
14,2 г / 142 г = x г / 233 г, звідси
x г • 142 г = 14,2 г • 233 г
х = 14,2 г • 233 г : 142 г
х = m(BaSO4)=23,3 г
ІІ спосіб
1. Обчислюємо кількість речовини натрій сульфату масою 14,2 г за формулою v=m/M, де M=Mr г/моль.
Mr(Na2SO4)=2•Ar(Na)+Ar(S)+4•Ar(O)=2•23+32+4•16=142,
M(Na2SO4)=142 г/моль.
v(Na2SO4)=m(Na2SO4) : M(Na2SO4)=14,2 г : 142 г/моль=0,1 моль.
2. Записуємо рівняння реакції: Na2SO4+Ba(NO3)2=2NaNO3+BaSO4↓
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння.
Прореагувало 1 моль натрій сульфату Na2SO4 з утворенням 1 моль барій сульфату BaSO4, кількості речовини однакові, тому v(BaSO4)=v(Na2SO4)=0,1 моль.
3. Обчислюємо масу барій сульфату кількістю речовини 0,1 моль за формулою m=v•M, де
М=Мr г/моль.
Mr(BaSO4)=Ar(Ba)+Ar(S)+4•Ar(O)=137+32+4•16=233, M(BaSO4)=233 г/моль.
m(BaSO4)=v(BaSO4)•M(BaSO4)=0,1 моль•233 г/моль=23,3 г.
Відповідь: m(BaSO4)=23,3 г.
ІІІ рівень
Вправа 5. Поясніть, як розрізнити розчини кальцій хлориду та кальцій карбонату.
Якісна реакція на аніон Хлору, рівняння реакцій у молекулярній, повній і скороченій йонних формах |
Якісна реакція на карбонат-аніон, рівняння реакцій у молекулярній, повній і скороченій йонних формах |
Реагент: розчин аргентум (І) нітрату. Ознака якісної реакції: білий сирнистий осад, нероз- чинний у нітратній кислоті. CaCl2+2AgNO3=Ca(NO3)2+2AgCl↓
Ca2++2Cl+2Ag++2NO3-= = Ca2++2NO3+2AgCl↓
2Ag++2Cl-=2AgCl↓ : 2 Ag++Cl-=AgCl↓ |
Реагент: розчин хлоридної кислоти. Ознака якісної реакції: виділення вуглекислого газу. CaCO3↓+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
CaCO3↓+2H++2Cl- = = Ca2++2Cl-+H2O+CO2↑
CaCO3↓+2H+=Ca2++H2O+CO2↑
|
Вправа 6. Складіть задачу, де взаємодіють між собою розчини кальцій хлориду та аргентум (І) нітрату. Обчисліть масу і кількість речовини одного з продуктів реакції.
Аргентум нітрат масою 3,4 г повністю прореагував з кальцій хлоридом. Обчисліть, яка маса та кількість речовини осаду утворилися.
Відомо: m(AgNO3)=3,4 г. Знайти: m(AgCl)-?, v(AgCl)-?
Розв'язування.
І спосіб
Записуємо рівняння реакції:
3,4 г х г
CaCl2 + 2AgNO3 = Ca(NO3)2 + 2AgCl↓
340 г 287 г
Над формулами речовин записуємо дані, що є за умовою задачі.
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння.
Прореагувало 2 моль аргентум (І) нітрату AgNO3 з утворенням 2 моль аргентум (І) хлориду AgCl. Обчислюємо молярні маси (M=Mr г/моль) речовин й, відповідно, маси 2 моль.
Mr(AgNO3)=Ar(Ag)+Ar(N)+3•Ar(O)=108+14+3•16=170, M(AgNO3)=170 г/моль.
Маса 1 моль=170 г, а маса 2 моль=340 г.
Mr(AgCl)=Ar(Ag)+Ar(Cl)=108+35,5=143,5, M(AgCl)=143,5 г/моль.
Маса 1 моль=143,5 г, а маса 2 моль=287 г.
Відповідні значення записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.
За допомогою пропорції обчислюємо масу аргентум (І) хлориду.
3,4 г / 340 г = х г / 287 г, звідси
х г • 340 г = 3,4 г • 287 г
y = 3,4 г • 287 г : 340 г
y = m(AgCl)=2,87 г
Обчислюємо кількість речовини аргентум (І) хлориду масою 2,87 г за формулою v=m/M.
v(AgCl)=m(AgCl) : M(AgCl)=2,87 г : 143,5 г/моль=0,02 моль.
ІІ спосіб
1. Обчислюємо кількість речовини аргентум (І) нітрату масою 3,4 г за формулою v=m/M, де M=Mr г/моль.
Mr(AgNO3)=Ar(Ag)+Ar(N)+3•Ar(O)=108+14+3•16=170, M(AgNO3)=170 г/моль.
v(AgNO3)=m(AgNO3) : M(AgNO3)=3,4 г : 170 г/моль=0,02 моль.
2. Записуємо рівняння реакції: CaCl2 + AgNO3 = Ca(NO3)2 + AgCl↓
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння.
Прореагувало 2 моль аргентум (І) нітрату AgNO3 з утворенням 2 моль аргентум (І) хлориду AgCl, кількості речовини однакові, тому v(AgCl)=v(AgNO3)=0,02 моль.
3. Обчислюємо масу аргентум (І) хлориду кількістю речовини 0,02 моль за формулою m=v•M, де М=Мr г/моль.
Mr(AgCl)=Ar(Ag)+Ar(Cl)=108+35,5=143,5, M(AgCl)=143,5 г/моль.
m(AgCl)=v(AgCl)•M(AgCl)=0,02 моль•143,5 г/моль=2,87 г.
Відповідь: m(AgCl)=2,87 г, v(AgCl)=0,02 моль.
Вправа 7 . Поясніть, як розпізнати розчини калій хлориду, калій сульфату та калій карбонату.
Якісна реакція на хлорид-аніон, рівняння реакцій у молекулярній, повній і скороченій йонних формах |
Якісна реакція на сульфат- аніон, рівнян- ня реакцій у молекуляр- ній, повній і скороченій йонних формах
|
Якісна реакція на карбонат-аніон, рівняння реакцій у молекулярній, повній і скороченій йонних формах |
Реагент: розчин аргентум (І) ніт- рату.Ознака якісної реакції: білий сир- нистий осад, нерозчинний у нітратній кислоті. KCl+AgNO3=KNO3+AgCl↓ K++Cl-+Ag++NO3-= = K++NO3+AgCl↓
Ag++Cl-=AgCl↓ |
Реагент: розчин барій гідроксиду. Ознака якісної реакції: білий осад, нерозчинний у сильних кислотах. K2SO4 + Ba(OH)2 = =2KOH + BaSO4↓ 2K++SO42-+Ba2++2OH- =2K++2OH-+BaSO4↓
Ba2++SO42-=BaSO4↓
|
Реагент: розчин хлоридної кислоти. Ознака якісної реакції: виділення вуглекислого газу. K2CO3+2HCl= =2KCl+H2O+CO2↑ 2K++CO32-+2H++2Cl- = = 2K++2Cl-+H2O+CO2↑
2H++ CO32-=H2O+CO2↑ |
Вправа 8 Складіть самостійно задачу з використанням однієї реакції у попередньому завданні. Обчисліть маси та кількості речовин продуктів реакції.
Аргентум нітрат масою 3,4 г повністю прореагував з калій хлоридом. Обчисліть, яка маса та кількість речовини продуктів реакції утворилися.
Відомо: m(AgNO3)=3,4 г. Знайти: m(AgCl)-?, v(AgCl)-?
Розв'язування.
І спосіб
Записуємо рівняння реакції:
3,4 г х г y г
KCl + AgNO3 = KNO3 + AgCl↓
170 г 101 г 143,5 г
Над формулами речовин записуємо дані, що є за умовою задачі.
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння.
Прореагувало 1 моль аргентум (І) нітрату AgNO3 з утворенням 1 моль калій нітрату KNO3 і 1 моль аргентум (І) хлориду AgCl. Обчислюємо молярні маси (M=Mr г/моль) речовин й, відповідно, маси 1 моль.
Mr(AgNO3)=Ar(Ag)+Ar(N)+3•Ar(O)=108+14+3•16=170,
M(AgNO3)=170 г/моль. Маса 1 моль=170 г.
Mr(KNO3)=Ar(K)+Ar(N)+3•Ar(O)=39+14+3•16=101,
M(KNO3)=101 г/моль. Маса 1 моль=101 г.
Mr(AgCl)=Ar(Ag)+Ar(Cl)=108+35,5=143,5,
M(AgCl)=143,5 г/моль. Маса 1 моль=143,5 г.
Відповідні значення записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.
За допомогою пропорції обчислюємо масу калій нітрату.
3,4 г / 170 г = х г / 101 г, звідси
х г • 170 г = 3,4 г • 101 г
х = 3,4 г • 101 г : 170 г
х = m(KNO3)=2,04 г
За допомогою пропорції обчислюємо масу аргентум (І) хлориду.
3,4 г / 170 г = у г / 143,5 г, звідси
у г • 170 г = 3,4 г • 143,5 г
y = 3,4 г • 143,5 г : 170 г
y = m(AgCl)=2,87 г
Обчислюємо кількість речовини заданої маси за формулою v=m/M.
v(KNO3)=m(KNO3):M(KNO3)=2,04 г : 101 г/моль=0,02 моль.
v(AgCl)=m(AgCl):M(AgCl)=2,87 г : 143,5 г/моль=0,02 моль.
ІІ спосіб
1. Обчислюємо кількість речовини аргентум (І) нітрату масою 3,4 г за формулою v=m/M, де M=Mr г/моль.
Mr(AgNO3)=Ar(Ag)+Ar(N)+3•Ar(O)=108+14+3•16=170, M(AgNO3)=170 г/моль.
v(AgNO3)=m(AgNO3) : M(AgNO3)=3,4 г : 170 г/моль=0,02 моль.
2. Записуємо рівняння реакції: KCl+AgNO3=KNO3+AgCl↓
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння.
Прореагувало 1 моль аргентум (І) нітрату AgNO3 з утворенням 1 моль калій (I) нітрату KNO3 і 1 моль аргентум (І) хлориду AgCl, кількості речовини однакові, тому v(AgCl)=v(KNO3)=v(AgNO3)=0,02 моль.
3. Обчислюємо масу заданої кількості речовини за формулою m=v•M, де М=Мr г/моль.
Mr(KNO3)=Ar(K)+Ar(N)+3•Ar(O)=39+14+3•16=101, M(KNO3)=101 г/иоль..
m(KNO3)=v(KNO3)•M(KNO3)=0,02 моль•101 г/моль=2,02 г.
Mr(AgCl)=Ar(Ag)+Ar(Cl)=108+35,5=143,5, M(AgCl)=143,5 г/моль.
m(AgCl)=v(AgCl)•M(AgCl)=0,02 моль•143,5 г/моль=2,87 г.
Відповідь: m(KNO3)=2,02 г, v(KNO3)=0,02 моль, m(AgCl)=2,87 г,
v(AgCl)=0,02 моль.