Вправа 1. Дайте визначення оксидам, кислотам, основам і солям. За якими ознаками іх класифікують на групи? Наведіть приклади.
Оксиди — це бінарні сполуки з Оксигеном, у яких Оксиген виявляє ступінь окиснення –2.
Оксиди класифікують на солетвірні та несолетвірні.
Солетвірні поділяються на:
- основні (оксиди, гідрати яких є основами. Утворені металічними елементами у ступені окиснення зазвичай +1 або +2: К2O, СuO, BaO);
- кислотні (оксиди, гідрати яких є кислотами. Утворені неметалічними елементами: СO2, SO2, SO3, N2O5, P2O5 та металічними елементами зі ступенем окислення вище за +3: СгO3, Мn2O7);
- амфотерні (оксиди, гідрати яких є амфотерними гідроксидами. Утворені деякими металічними елементами з проміжними між металічними та неметалічними властивостями: Аl2O3, BeO, ZnO, Fe2O3, Cr2O3).
Несолетворні оксиди - оксиди, яким не відповідають ані основи, ані кислоти (утворені деякими неметалічними елементами в проміжних ступенях окислення: N2O, NO, CO, SiO).
Кислоти — сполуки, що складаються з атомів Гідрогену, здатних заміщуватися атомами металічних елементів, та кислотних залишків.
Кислоти класифікують на групи:
а) за вмістом атомів Оксигену в молекулі:
- оксигеновмісні: HNO3, H2SO3, H2SO4, H2CO3, H3PO4;
- безоксигенові: НСl, H2S, HF, HBr, HI.
б) за вмістом атомів Гідрогену в молекулі (основністю):
- одноосновні: НCl, HBr, HI, HNO3;
- двохосновні: H2S, H2SO3, H2SO4, H2SiO3;
- трьохосновні: Н3РO4.
Основи — сполуки, що складаються з атомів металічного елемента та однієї або декількох гідроксильних груп OH.
За розчинністю у воді основи класифікують на:
- розчинні (луги): LiOH, NaOH, KOH, RbOH, CsOH, FrOH, Ca(OH)2, Sr(OH)2, Ba(OH)2, Ra(OH)2;
- нерозчинні гідроксиди: Fe(OH)2, Mg(OH)2, Аl(OН)3 тощо.
Солі — сполуки, що складаються з атомів металічних елементів і кислотних залишків.
Солі за складом класифікують на:
- середні, або нормальні - утворюються при повному заміщенні атомів Гідрогену в молекулах кислот атомами металів: Na2SO4, ВаСl2;
- кислі - утворюються при неповному заміщенні атомів Гідрогену в молекулах кислот атомами металів: NaHSO4, Ca(HCO3)2;
- основні - утворюються при неповному заміщенні гідроксильних груп в молекулах основ кислотними залишками: CaOHCl, Al(OH)2NO3;
Вправа 2. Які метали здатні витісняти водень з кислот? Ті, що розміщуються в ряді активності металів лівіше від водню.
Вправа 3. Сформулюйте умови, за яких відбуваються реакції обміну у водних розчинах. Якщо в результаті взаємодії утворюється осад, газ чи вода.
Наведіть приклади реакцій.
AgNO3 + NaCl = AgCl↓ + NaNO3
FeS + 2HCl = FeCl2 + H2S↑
Fe(OH)2 + H2SO4 = FeSO4 + 2H2O
Вправа 4. Які сполуки належать до амфотерних? Оксиди і гідроксиди, що виявляють як кислотні, так й основні властивості, в залежності від сполуки, з якою вони взаємодіють.
Наведіть приклади.
Амфотерні оксиди: BeO, ZnO, Al2O3, PbO, Cr2O3, Fe2O3
Амфотерні гідроксиди: Be(OH)2, Zn(OH)2, Al(OH)3, Pb(OH)2, Cr(OH)3, Fe(OH)3.
Вправа 5. Складіть формули таких оксидів: калій оксид K2O, фосфор (III) оксид P2O3, аргентум (I) оксид Ag2O, ферум (II) оксид FeO, хлор (IV) оксид ClO2, нітроген (V) оксид N2O5, цинк оксид ZnO, аурум (III) оксид Au2O3.
Вправа 6. Доповніть схеми реакцій, доберіть коефіцієнти, запишіть назви продуктів реакцій:
а) BaO + H2O = Ba(OH)2; барій гідроксид
б) 2Fe(OH)3 = Fe2O3 + 3H2O; ферум (ІІІ) оксид і вода
в) H2CO3 = CO2 + H2O; карбон (IV) оксид і вода
г) K2O + H2O = 2KOH; калій гідроксид
д) SO2 + H2O = H2SO3; сульфітна кислота
е) H2SiO3 = SiO2 + H2O. силіцій (IV) оксид і вода
Вправа 7. Складіть рівняння реакцій між кислотою та гідроксидом, у результаті яких утворюються такі солі: K2SO4, Mg(NO3)2, ZnSO4, CaCl2, Al(NO3)3.
2KOH + H2SO4 = K2SO4 + 2H2O
Mg(OH)2 + 2HNO3 = Mg(NO3)2 + 2H2O
Zn(OH)2 + H2SO4 = ZnSO4 + 2H2O
Ca(OH)2 + 2HCl = CaCl2 + 2H2O
Al(OH)3 + 3HNO3 = Al(NO3)3 + 3H2O
Вправа 8. Складіть рівняння реакцій, що відповідають таким перетворенням:
а) Mg → MgSO4 → Mg(NO3)2 → MgCO3;
Mg + H2SO4 = MgSO4 + H2↑
MgSO4 + Ba(NO3)2 = Mg(NO3)2 + BaSO4↓
Mg(NO3)2 + Na2CO3 = 2NaNO3 + MgCO3↓
б) Ca → Ca(OH)2 → CaCO3 → CaO → CaCl2 → CaCO3;
Ca + 2H2O = Ca(OH)2 + H2↑
Ca(OH)2 + Na2CO3 = CaCO3↓ + 2NaOH
CaCO3 = CaO + CO2↑
CaO + 2HCl = CaCl2 + H2O
CaCl2 + Na2CO3 = CaCO3↓ + 2NaCl
в) Al → Al2O3 → AlCl3 → Al(OH)3 → Na3AlO3.
4Al + 3O2 = 2Al2O3
Al2O3 + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2O
AlCl3 + 3KOH = Al(OH)3↓ + 3KCl
Al(OH)3 + 3NaOH = Na3AlO3 + 3H2O
Вправа 9. Порівняйте об’єми сульфур (IV) оксиду (н. у.), який можна добути із сірки масою 480 г та натрій сульфіту масою 630 г.
Відомо: m(S)=480 г, m(Na2SO3)=630 г
Знайти: V1(SO2)-? V2(SO2)-?
Розв'язування
І спосіб
M(S)=32 г/моль
n(S)=m(S)/M(S)=480 г : 32 г/моль=15 моль
M(Na2SO3)=126 г/моль
n(Na2SO3)=m(Na2SO3)/M(Na2SO3)=630 г : 126 г/моль=5 моль
Записуємо два рівняння реакцій:
S + O2 = SO2 (1)
Na2SО3 = SО2 + Na2O (2)
За рівнянням реакції (1) n(S):n1(SO2)=1:1, кількість речовини однакова, тому
n1(SO2)=n(S)=15 моль
За рівнянням реакції (2) n(Na2SO3):n2(SO2)=1:1, кількість речовини однакова, тому
n2(SO2)=n(Na2SO3)=5 моль.
V1(SO2)=n1(SO2)•VM=15 моль•22,4 л/моль=336 л
V2(SO2)=n2(SO2)•VM=5 моль•22,4 л/моль=112 л
112 л < 336 л
ІІ спосіб
Записуємо рівняння реакцій:
S + O2 = SO2 (1)
Na2SО3 = SО2 + Na2O (2)
За рівнянням реакції (1) n(S)/1=n1(SO2)/1,
підставимо n(S)=m(S):M(S) і n1(SO2)=V1(SO2):VM у це співвідношення:
m(S)/M(S)=V1(SO2)/VM, звідси
V1(SO2)•М(S)=m(S)•VM, тому
V1(SO2)=m(S)•VM:M(S)=480 г•22,4 л/моль:32 г/моль=336 л
За рівнянням реакції (2) n(Na2SO3)/1=n2(SO2)/1,
підставимо n(Na2SO3)=m(Na2SO3):M(Na2SO3) і n2(SO2)=V2(SO2):VM у це співвідношення:
m(Na2SO3)/M(Na2SO3)=V2(SO2)/VM, звідси
V2(SO2)•М(Na2SO3)=m(Na2SO3)•VM, тому
V2(SO2)=m(Na2SO3)•VM:M(Na2SO3)=630 г•22,4 л/моль:126 г/моль=112 л
112 л < 336 л
Відповідь: більший об’єм сульфур (IV) оксиду (н.у.) можна добути із сірки масою 480 г
Вправа 10. Обчисліть масу фосфору, яку необхідно ввести в низку перетворень для добування кальцій ортофосфату масою 15,5 г.
Відомо: m(Са3(PО4)2)=15,5 г. Знайти m(P)-?
Розв'язування:
М(Ca3(PO4)2)=310 г/моль
n(Ca3(PO4)2)=m(Ca3(PO4)2)/M(Ca3(PO4)2)=15,5 г : 310 г/моль=0,05 моль
Записуємо рівняння реакції: 2P2O5+ 6CaО = 2Ca3(PO4)2
За рівнянням реакції n(P2O5):n(Ca3(PO4)2)=2:2, кількість речовини однакова, тому
n(P2O5)=n(Са3(PO4)2= 0,05 моль
Записуємо рівняння реакції: 4Р + 5О2 =2Р2О5
За рівнянням реакції n(P)/4=n(P2O5)/2, звідси
2•n(P)=4•n(Р2О5), тому
n(P)=4•n(P2O5):2=4•0,05 моль:2=0,1 моль
М(P)=31 г/моль
m(P)=n(P)•M(P)=0,1 моль•31 г/моль=3,1 г.
Відповідь: для добування кальцій ортофосфату масою 15,5 г потрібен фосфор масою 3,1 г
Вправа 11. Для побілки стовбурів плодових дерев використовують вапняне молоко: суміш 2 кг гашеного вапна Са(ОН)2 та 10 л води. Обчисліть масу кальцій оксиду, необхідного для добування гашеного вапна такої кількості.
Відомо: m(Са(ОН)2)=2 кг=2000 г
Знайти m(СаО)-?
Розв'язування:
І спосіб
М(Ca(OH)2)=74 г/моль
n(Ca(OH)2)=m(Ca(OH)2)/M(Ca(OH)2)=2000 г : 74 г/моль=27,03 моль
Записуємо рівняння реакції: CaO+ Н2О = Ca(OH)2
За рівнянням реакції n(CaO):n(Ca(OH)2)=1:1, кількість речовини однакова, тому
n(Са(ОН)2)=n(СаО)=27,03 моль
М(СаО)=56 г/моль.
m(СаО)=n(СаО)•M(СаО)=27,03 моль•56 г/моль=1514 г
ІІ спосіб
М(СаО)=56 г/моль, М(Ca(OH)2)=74 г/моль
Записуємо рівняння реакції: CaO+ Н2О = Ca(OH)2
За рівнянням реакції n(СаО)/1=n(Са(ОН)2)/1,
підставимо n(СaO)=m(CaO):M(CaO) і n(Ca(OH)2)=m(Ca(OH)2):M(CaOH)2 у це співвідношення:
m(СаО)/М(СаО)=m(Са(ОН)2)/M(Са(ОН)2), звідси
m(СаО)•М(Са(ОН)2)=М(СаО)•m(Са(ОН)2), тому
m(СаО)=М(СаО)•m(Са(ОН)2):M(Са(ОН)2)=56 г/моль •2000 г:74г/моль=1514 г
Відповідь: m(СаО)=1514 г
Вправа 12. Для чищення каналізаційних труб використовують рідкий засіб, що містить 40% натрій гідроксиду, у кількості 250 г розчину на кожне місце очищення. Одне упакування з таким сухим засобом містить 70 г натрій гідроксиду. Визначте, скільки таких упакувань вам необхідно придбати, щоб прочистити труби: раковину на кухні, рукомийник у ванній, злив душової кабінки.
Відомо: m(розчину)=250 г; ω(NaOH)=40%.
Знайти: m(NaOH)-? Kількість пакувань-?
Розв'язування:
Знаходимо масу розчиненої речовини (натрій гідрокисиду) в розчині
за формулою: m(речовини)=(ω(речовини)•m(розчину))/100%
m(NaOH)=(ω(NaOH)•m(розчину))/100%=(40%•250 г):100%= 100 г
Для очищення одного місця потрібно 100 г, тоді для трьох місць очищення потрібно буде 300 г сухого засобу.
300 : 70 = 4 п (остача 20 г), тому треба 5 пачок.
Відповідь: треба придбати 5 пачок.