Самостійна робота. Амфотерні гідроксиди й оксиди.

І рівень

Завдання 1. Напишіть формули амфотерних оксидів, яким відповідають амфотерні гідроксиди:

а) Ве(ОН)2 - BeO ;

б) Zn(ОН)2 - ZnO;

в) Fe(ОН)3 - Fe2O3;

г) Сr(ОН)3 - Cr2O3.

Завдання 2. Назвіть амфотерні гідроксиди та відповідні їм оксиди, подані формулами у завданні 1. 

а) берилій гідроксид - берилій оксид;

б) цинк гідроксид - цинк оксид;

в) ферум (ІІІ) гідроксид - ферум (ІІІ) оксид;

г) хром (ІІІ) гідроксид - хром (ІІІ) оксид.

Завдання 3. Сформулюйте визначення амфотерних гідроксидів. Гідроксиди, що проявляють подвійні хімічні властивості (основні та кислотні) називаються амфотерними.

II рівень

Завдання 4. Напишіть рівняння реакцій між речовинами:

а) Zn(ОН)2 + 2HNO3 = Zn(NO3)2+2H2O;

б) Zп(ОН)2 + 2NaOH = Na2ZnO2+2H2O.

Завдання 5. Обчисліть масу нітратної кислоти, що витратиться під час взаємодії з цинк гідроксидом, кількістю речовини 1,5 моль.

Дано: y(Zn(OH)2)=1,5 моль. Знайти: m(HNO3)-? 

Розв'язання.

І спосіб.

Записуємо рівняння реакції:

      1,5 моль          x г        

     Zn(OH)2   +   2HNO3  = Zn(NO3)2   +  2H2O 

      1 моль           126 г      

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

Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 1 моль цинк гідроксиду Zn(OH)2   з 2 моль нітратної кислоти HNO.

Обчислюємо молярну масу (г/моль = Mr) нітратної кислоти й, відповідно, масу 2 моль.

Mr(HNO3)=Ar(H)+Ar(N)+3Ar(O)=1+14+316=63,

M(HNO3)=63 г/моль. Маса 1 моль=63 г, а маса 2 моль = 126г.

Записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.

Складаємо пропорцію і розв'язуємо її.

1,5 моль / 1 моль= х г / 126 г, звідси х=1,5 моль•126г/1 моль=189 г.

Відповідь:  m(HNO3)=189 г. 

ІІ спосіб.

Записуємо рівняння реакції: Zn(OH)2+2HNO3=Zn(NO3)2+2H2O 

Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 1 моль цинк гідроксиду Zn(OH)2    з 2 моль нітратної кислоти HNO3, тобто кількість речовини нітратної кислоти є у два рази більшою, тому y(HNO3)=3моль.

Обчислюємо масу нітратної кислоти кількістю речовини 3 моль.

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

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

m(HNO3)=3моль •63 г/моль=189 г.

Відповідь:  m(HNO3)=189 г. 

III рівень

Завдання 6. Напишіть рівняння реакцій взаємодії берилій оксиду й берилій гідроксиду з сульфатною кислотою та натрій гідроксидом. Назвіть речовини, що утворилися.

BeO+H2SO4=BeSO4+H2O - берилій сульфат і вода.

Be(OH)2+H2SO4=BeSO4+2H2O - берилій сульфат і вода.

BeO + 2NaOH (сплавл.)= Na2BeO2 + H2O - натрій берилат і вода.

BeO+2NaOH+H2O=Na2[Be(OH)4] - натрій тетрагідроксоберилат. 

Be(OH)2+2NaOH (сплавл.) =Na2[Be(OH)4] - натрій тетрагідроксоберилат.

Be(OH)2 або H2BeO2+2NaOH (розч.) =Na2BeO2+2H2O - натрій берилат і вода.

Завдання 7. Цинк оксид кількістю речовини 0,4 моль повністю прореагував з калій гідроксидом. Яка маса і кількість речовини калій цинкату утворилася? 

Дано: y(ZnO)=0,4 моль. Знайти: m(K2ZnO2)-? y(K2ZnO2)-?

Розв'язання.

І спосіб.

Записуємо рівняння реакції:

0,4 моль                    x г        

  ZnO     +   2KOH = K2ZnO+ H2O

1 моль                      175 г      

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

Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагував 1 моль цинк оксиду ZnO   з утворенням 1 моль калій цинкату K2ZnO2.

Обчислюємо молярну масу (г/моль = Mr) калій цинкату й, відповідно, масу 1 моль.

Mr(K2ZnO2)=2Ar(K)+Ar(Zn)+2Ar(О)=2•39+65+216=175,

M(K2ZnO2)=175 г/моль. Маса 1 моль=175 г.

Записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.

Складаємо пропорцію і розв'язуємо її.

0,4 моль / 1 моль= х г / 175 г, звідси х=0,4 моль•175г/1 моль=70 г.

Обчислюємо кількість речовини калій цинкату масою 70 г за формулою y=m/M.

y(K2ZnO2)=70 г : 175 г/моль= 0,4 моль.

Відповідь:  m(K2ZnO2)=70 г, y(K2ZnO2])=0,4 моль. 

ІІ спосіб.

Записуємо рівняння реакції: ZnO+2KOH =K2ZnO2+H2O

Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагував 1 моль цинк оксиду ZnO   з утворенням 1 моль калій цинкату K2ZnO2, тобто кількість речовини однакова, тому y(K2ZnO2)=0,4 моль.

Обчислюємо масу калій цинкату кількістю речовини 0,4 моль.

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

Mr(K2ZnO2)=2Ar(K)+Ar(Zn)+2Ar(О)=2•39+65+216=175

M(K2ZnO2)=175 г/моль.

m(K2ZnO2)=0,4 моль •175 г/моль=70 г.

Відповідь:  m(K2ZnO2)=70 г, y(K2ZnO2)=0,4 моль. 

Завдання 8. Поясніть, як у лабораторних умовах добути алюміній(ІІІ) гідроксид та довести його амфотерні властивості. Відповідь підтвердіть рівняннями реакцій.

Осадженням із солей (без надлишку лугу). Знаючи, що розчини солей реагують з розчинами лугів з утворенням нової солі і нової основи (якщо один з продуктів випадає в осад), добули алюміній гідроксид - драглистий осад білого кольору.

AlCl3 + 3NaOH = Al(OH)3+ 3NaCl

Доведемо амфотерність алюміній (ІІІ) гідроксиду.

Алюміній гідроксид взаємодіє і з основами, і з кислотами з утворенням солі та води.

Що спостерігали? Спостерігали розчинення осаду. Реакції відбулися. 

Рівняння реакцій: 

Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O Виявляє властивості основ.

Al(OH)3або H3AlO3+NaOH(сплавл.)=NaAlO2+2H2O Виявляє властивості кислот.

Висновок. Осад  алюміній гідроксиду розчинився в обох пробірках, отже, алюміній гідроксид прореагував і з кислотою, і з лугом. В реакціях з кислотами алюміній гідроксид поводить себе як основа, утворюючи сіль і воду. Під час сплавлення з типовим лугом алюміній гідроксид поводить себе як кислота H3AlO3, утворюючи також сіль і воду. Отже, алюміній гідроксид є амфотерним, бо проявив подвійні хімічні властивості: основні у реакції з кислотою і кислотні у реакції з лугом.