§ 7. Одержання кислот. Кислотні оксиди.
Дізнаєтеся, зрозумієте, використаєте
► Якими способами одержують кислоти?
Безоксигенові кислоти одержують розчиненням відповідних їм газів у воді. Оксигеновмісні кислоти одержують реакцією оксидів неметалічних елементів з водою.
► Як визначити оксид, що відповідає оксигеновмісній кислоті?
Якщо молекула кислоти містить два атоми Гідрогену, з неї «вилучаємо» молекулу води, а в разі наявності — одного або трьох атомів Гідрогену молекули води «вилучаємо» із двох молекул кислоти.
► Які причини виникнення кислотних опадів і які їхні наслідки?
Наявність в атмосфері невеликої кількості оксидів Сульфуру і Нітрогену, оксиди яких містяться в газових викидах промислових підприємств, теплоелектростанцій, у вихлопних газах автомобільних двигунів є причинами виникнення кислотних опадів. Вони шкідливо впливають на рослини, спричиняють хвороби у тварин, людей, посилюють корозію металів, руйнують будівельні матеріали, особливо вапняк і мармур.
Думаймо
Складіть рівняння реакції водню з хлором і додайте в ньому позначку, що ця реакція є екзотермічною.
H2 + Cl2 = 2HCl; ΔH < 0
Експериментуймо
Як спрямуєте порожню колбу, яку наповнюватимете хлороводнем, — донизу чи догори дном? Відповідь аргументуйте.
Порожню колбу, яку наповнюватимемо хлороводнем, спрямуємо донизу дном. Молярна маса хлороводню більша від молярної маси повітря, хлороводень важчий за повітря, тому пробірку тримаємо донизу дном.
Виконаймо вправу
Напишіть рівняння реакції оксиду N2O3 з водою.
N2O3 + H2O = 2HNO2
Виконаймо вправу
Визначте оксид, від якого походить борна кислота H3BO3.
2H3BO3 – 3H2O = B2O3, отже, формула оксиду В2О3.
ВАШІ ДОСЯГНЕННЯ І ВІДКРИТТЯ
Вправа 68
Запишіть формулу оксиду, продуктом реакції якого з водою є:
а) селенатна кислота H2SeO4; SeO3
H2SeO4 – H2O = SeO3
б) перхлоратна кислота HClO4. Cl2O7
2HClO4 – H2O = Cl2O7
Вправа 69
Допишіть схему реакції та складіть хімічне рівняння:
а) SeO2 + H2O = H2SeO3
б) I2О5 + H2O = 2HIO3.
в) As2О3 + H2O = 2HAsO2 або As2О3 + 3H2O = 2H3AsO3
Вправа 70
Хлоридну кислоту одержують у демонстраційному експерименті розчиненням газу хлороводню у воді. Чому трубку, через яку виходить хлороводень із реактора, не занурюють у воду.
Трубку, через яку виходить хлороводень із реактора, не занурюють у воду, щоб випадково не тріснуло скло реактора. Це пояснюється високою розчинністю хлороводню у воді, розчин швидко нагрівається.
Вправа 71
Чому в дощовій воді, зібраній в екологічно чистому регіоні, де немає населених пунктів і промислових підприємств, фіолетовий лакмус набуває рожевого відтінку?
У повітрі міститься вуглекислий газ, незначна частина якого реагує з водою, утворюючи слабку карбонатну кислоту, тому в дощовій воді лакмус набуває рожевого відтінку.
СО2 + Н2О = Н2СО3
Вправа 72
Чи можна використати індикатор для розпізнавання двох твердих оксидів, один з яких є сполукою металічного елемента, а інший — сполукою неметалічного елемента? Якщо можна, то завжди чи лише в певних випадках (яких?)?
Можна, якщо хоча б один оксид реагує з водою.
Як ви проведете відповідний експеримент?
Додаємо води, отримаємо луг чи нерозчинну у воді основу і кислоту. Луг і кислоту можна розпізнати індикатором, а нерозчинну у воді основу — ні.
Вправа 73
Обчисліть масові частки Оксигену:
а) у фосфор (ІІІ) оксиді;
Mr(P2O3)=2Ar(P)+3Ar(O)=2•31+3•16=62+48=110
ω(O)=3Ar(O)/Mr(P2O3)=3•16:110 = 48:110=0,436, або 43,6%
б) в ортофосфатній кислоті.
Mr(H3PO4)=3Ar(H)+Ar(P)+4Ar(O)=3•1+31+4•16=3+31+64=98
ω(O)=4Ar(O)/Mr(H3PO4)=4•16:98 = 48:110=0,653, або 65,3%
Вправа 74
Масова частка Хлору в одному з його оксидів становить 81,6 %. Виведіть формулу оксиду і встановіть формулу відповідної кислоти.
Дано: ω(Cl)=81,6%, або 0,816
Знайти: ClxOy–?, формула кислоти–?
1. Обчислюємо масову частку Оксигену в оксиді.
ω(Cl)=100%–ω(O)=100%–81,6%=18,4%
2. Визначаємо співвідношення атомів у сполуці.
х:у=ω(Cl)/Ar(Cl) : ω(O)/Ar(O) = 81,6/35,5 : 18,4/16 = 2,29 : 1,15
Зведемо коефіцієнти до цілих чисел, поділивши кожне з них на менше число.
х:у=(2,29 : 1,15) : (1,15 : 1,15) = 2 : 1. Отже, формула оксиду Cl2O.
Cl2O + H2O = 2HClO . Оксиду Cl2O відповідає кислота HClO.
Відповідь: оксид Cl2O, кислота HClO.
Вправа 75
До води масою 20 г додали сульфур (VI) оксид масою 4 г. Обчисліть масу сульфатної кислоти, яка утворилася в розчині.
Відомо: m(води) = 20 г, m(SO3) = 4 г
Знайти: m(H2SO4) — ?
Розв’язання
1. Обчислюємо кількість речовини води і оксиду.
M(H2O)=18 г/моль, M(SO3)=80 г/моль
n(H2O)=m(H2O)/M(H2O)= 20 г : 18 г/моль = 1,11 г
n(SO3)=m(SO3)/M(SO3)= 4 г : 80 г/моль = 0,05 г
2. Cкладаємо хімічне рівняння: SO3 + H2O = H2SO4
За рівнянням реакції n(SO3):n(H2O)=1:1, отже, оксид взятий в надлишку, тому обчислення проводимо за кількістю речовини води.
За рівнянням реакції n(H2O):n(H2SO4)=1:1, тому n(H2SO4)=n(H2O)=0,05 моль.
3. Обчислюємо масу сульфатної кислоти.
M(H2SO4)=98 г/моль
m(H2SO4)=n(H2SO4)•M(H2SO4)= 0,05 моль • 98 г/моль = 4,9 г
Відповідь: 4,9 г.
Вправа 76
Обчисліть масу сульфур (IV) оксиду, що потрапить у повітря під час спалювання вугілля масою 1 т, у якому масова частка Сульфуру становить 6 %. Припустіть, що сполуки Сульфуру, наявні у вугіллі, повністю прореагують із киснем з утворенням сульфур (IV) оксиду.
Відомо: m(вугілля)=1 т=1000 кг, w(S)=6%
Знайти: m(SO2)–?
Розв'язання
1. Обчислюємо масу Сульфуру в 1 т вугілля.
m(S)=m(вугілля)•w(S):100%=1000 кг•6%:100%=60 кг
2. Обчислюємо масову частку Сульфуру в сульфур (IV) оксиді.
Mr(SO2)=Ar(S)+2Ar(O)=32+2•16=64
ω(S)=Ar(S):Mr(SO2)=32:64=0,5
3. Обчислюємо масу cульфур (IV) оксиду.
m(SO2)=m(S):ω(S)=60 кг : 0,5 = 120 кг
Відповідь: 120 кг.
Вправа 77
Випишіть ключові слова і словосполучення з тексту параграфа для укладання двомовного словничка.
Кислота — acid, безоксигенова кислота — oxygen–free acid, оксигеновмісна кислота — oxygen–containing acid, кислотний оксид — acidic oxide, кислотні опади — acid precipitation.
Вправа 78
Створіть у зошиті таблицю оцінювання ваших знань і заповніть її.
| Навчальні досягнення (що я знаю та вмію) | Самооцінка |
| Знаю способи одержання кислот. | ... |
| Вмію визначити оксид, що відповідає оксигеновмісній кислоті. | ... |
| Вмію складати формули оксигеновмісних кислот відповідних кислотних оксидів. | ... |
| Знаю причини виникнення кислотних дощів і іх наслідки. | ... |