Домашнє завдання. Фізичні та хімічні властивості основ. Реакція нейтралізації.

1. Напишіть рівняння взаємодії калій гідроксиду із запропонованими у схемі речовинами, де це можливо.

2KOH+H2SO4=K2SO4+2H2O

KOH+HNO3=KNO3+H2O

2KOH+SO3=K2SO4+H2O

6KOH+P2O5=2K3PO4+3H2O

KOH+HBr=KBr+H2O

3KOH+H3PO4=K3PO4+3H2O

2KOH+SiO2=K2SiO3+H2O

KOH+HCl=KCl+H2O

2KOH+CO2=K2CO3+2H2O

2. Розв’яжіть задачі.

І та II рівні.

Яка маса натрій гідроксиду потрібна для нейтралізації нітратної кислоти кількістю речовини 1 моль?

Дано: y(HNO3)=1 моль. Знайти  m(NaOH)-? 

Розв'язання.

І спосіб.

Записуємо рівняння реакції.

    х г       1 моль

   NaOH    + HNO3  = NaNO3+H2O

    40 г      1 моль

Над формулами речовин записуємо дані, що є за умовою задачі.

Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 1 моль натрій гідроксиду NaOH з 1 моль нітратної кислоти HNO3

Обчислюємо молярну масу (М г/моль = MrNaOH й , відповідно, масу 1 моль.

Mr(NaOH)=Ar(Na)+Ar(O)+Ar(H)=23+16+1=40,  

M(NaOH)= 40 г/моль. Маса 1 моль=40 г.

Записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.

Складаємо пропорцію і розв'язуємо її.

х г/ 40г=1 моль/ 1 моль, звідси х=1моль•40г/1моль=40 г.

Відповідь:  m(NaOH)=40 г.

ІІ спосіб.

Записуємо рівняння реакції: NaOH+HNO3=NaNO3+H2O

Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 1 моль натрій гідроксиду NaOH з 1 моль нітратної кислоти HNO3, кількість речовин є однаковою, тому y(NaOH)=1 моль.

Обчислюємо масу натрій гідроксиду кількістю речовини 1 моль.

З формули y=m/M, де М г/моль = Mr, знаходимо m=y•M.

Mr(NaOH)=Ar(Na)+Ar(O)+Ar(H)=23+16+1=40,   M(NaOH)= 40 г/моль.

m(NaOH)=1 моль40 г/моль=40 г.

Відповідь:  m(NaOH)=40 г.

III рівень.

Сульфатну кислоту кількістю речовини 0,2 моль нейтралізували калій гідроксидом. Яка маса і кількість речовини солі утворилася?

Дано: y(H2SO4)=0,2 моль. Знайти: m(K2SO4)-? y(K2SO4)-?

Розв'язання.

І спосіб.

Записуємо рівняння реакції:

  0,2 моль                x г

   H2SO4  + 2KOH = K2SO4     +  2H2O

  1 моль                  174 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.

Обчислюємо молярну масу (М г/моль = MrK2SO4 й, відповідно, масу 1 моль.

Mr(K2SO4)=2Ar(K)+Ar(S)+4Ar(O)=2•39+32+416=174,  

M(K2SO4)= 174 г/моль. Маса 1 моль=174 г.

Записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.

Складаємо пропорцію і розв'язуємо її.

0,2 моль / 1моль = х г / 174 г, звідси х=0,2моль•174 г/1моль= 34,8 г.

Обчислюємо кількість речовини калій сульфату масою 34,8 г за формулою y=m/M., 

y(K2SO4)=34,8 г: 174 г/моль = 0,2 моль.

Відповідь:   m(K2SO4)=34,8 г; y(K2SO4)=0,2 моль.

ІІ спосіб.

Записуємо рівняння реакції:  H2SO4+2KOH = K2SO4+2H2O

Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 1 моль сульфатної кислоти  H2SO4  з утворенням 1 моль калій сульфату K2SO4, кількість речовин однакова, тому y(K2SO4)=0,2 моль.

Обчислюємо масу калій сульфату кількістю речовини 0,2 моль.

З формули y=m/, де М г/моль = Mr, знаходимо  m=yM

Mr(K2SO4)=2Ar(K)+Ar(S)+4Ar(O)=2•39+32+416=174,  M(K2SO4)= 174 г/моль. 

m(K2SO4)=0,2 моль •174 г/моль = 34,8 г.

Відповідь:   m(K2SO4)=34,8 г; y(K2SO4)=0,2 моль.

IV рівень.

До розчину нітратної кислоти масою 100 г з масовою часткою кислоти 0,063 долили кальцій гідроксид у надлишку. Обчисліть масу утвореної солі. Якій кількості речовини відповідає така маса?

Дано: m(розчину)=100 г, ω(HNO3)=0,063. Знайти: m(Ca(NO3)2)-? y(Ca(NO3)2)-?

Розв'язання.

Згідно умови задачі у 100 г розчину нітратної кислоти місться 6,3 г нітратної кислоти.

Про це також можна дізнатися і з формули  ω=m(частини)/m(цілого), де ω - масова частка, звідси

m(частини)=ωm(цілого), m(HNO3)=0,063•100г=6,3г.

І спосіб.

Записуємо рівняння реакції:

      6,3 г                          x г

     2HNO3  + Ca(OH)2 = Ca(NO3)2  +2H2

      126 г                         163 г

Над формулами речовин записуємо дані, що є за умовою задачі.

Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 2 моль нітратної кислоти HNO3  з  утворенням 1 моль кальцій нітрату Ca(NO3)2Обчислюємо молярні маси (г/моль = Mr) речовин й, відповідно, масу 2 моль HNO3 і масу 1 моль Ca(NO3)2:

Mr(HNO3)=Ar(H)+Ar(N)+3Ar(O)=1+14+316=63,   M(HNO3)= 63 г/моль.

Маса 1 моль=63 г, а 2 моль=126 г.

Mr(Ca(NO3)2)=Ar(Ca)+2Ar(N)+6Ar(O)=39+2•14+616=163  

M(Ca(NO3)2)= 163 г/моль. Маса 1 моль= 163 г.

Записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.

Складаємо пропорцію і розв'язуємо її.

6,3 г / 126 г= х г / 163 г, звідси х=6,3 г•163 г/126г=8,15 г.

Обчислюємо кількість речовини Ca(NO3)масою 8,15 г за формулою y=m/M.

y(Ca(NO3)2)=8,15 г : 163 г/моль = 0,05 моль.

Відповідь: m(Ca(NO3)2)=8,15 г; y(Ca(NO3)2)=0,05 моль.

ІІ спосіб.

Записуємо рівняння реакції:  2HNO3+Ca(OH)2=Ca(NO3)2+2H2

Обчислюємо молярні маси (г/моль = Mr) нітратної кислоти і кальцій нітрату.

Mr(HNO3)=Ar(H)+Ar(N)+3Ar(O)=1+14+316=63,   M(HNO3)= 63 г/моль.

Mr(Ca(NO3)2)=Ar(Ca)+2Ar(N)+6Ar(O)=39+2•14+616=163M(Ca(NO3)2)=163г/моль.

Обчислюємо кількість речовини  HNO3 масою 6,3 г за формулою y=m/M.

y(HNO3)=6,3г:63 г/моль=0,1 моль.

Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 2 моль нітратної кислоти з утворенням 1 моль кальцій нітрату, тобто кількість речовини кальцій нітрату є у 2 рази меншою, тому y(Ca(NO3)2)=0,05 моль.

Знаходимо масу кальцій нітрату кількістю речовини 0,05 моль за формулою m=y•M.

m(Ca(NO3)2)=0,05 моль•163 г/моль=8,15 г.

Відповідь: m(Ca(NO3)2)=8,15 г; y(Ca(NO3)2)=0,05 моль.