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+H2O
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 = Mr) NaOH 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 моль•40 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 = Mr) K2SO4 й, відповідно, масу 1 моль.
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.
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/M , де М г/моль = Mr, знаходимо m=y•M
Mr(K2SO4)=2•Ar(K)+Ar(S)+4•Ar(O)=2•39+32+4•16=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 міститься 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)=ω•m(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 +2H2O
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)2. Обчислюємо молярні маси (M г/моль = Mr) речовин й, відповідно, масу 2 моль HNO3 і масу 1 моль Ca(NO3)2:
Mr(HNO3)=Ar(H)+Ar(N)+3•Ar(O)=1+14+3•16=63, M(HNO3)= 63 г/моль.
Маса 1 моль=63 г, а 2 моль=126 г.
Mr(Ca(NO3)2)=Ar(Ca)+2•Ar(N)+6•Ar(O)=39+2•14+6•16=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)2 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+2H2O
Обчислюємо молярні маси (M г/моль = Mr) нітратної кислоти і кальцій нітрату.
Mr(HNO3)=Ar(H)+Ar(N)+3•Ar(O)=1+14+3•16=63, M(HNO3)= 63 г/моль.
Mr(Ca(NO3)2)=Ar(Ca)+2•Ar(N)+6•Ar(O)=39+2•14+6•16=163, M(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.