Дізнаєтеся, зрозумієте, використаєте
Які фізичні властивості характерні для солей?
Солі за стандартних умов перебувають у твердому, переважно кристалічному, стані. Здебільшого вони мають високі температури плавлення. Частина з них розчиняється у воді, деякі є малорозчинними, а решта — нерозчинні.
Яке хімічне рівняння ілюструє суть реакції обміну?
Суть реакції обміну ілюструє йонно–молекулярне рівняння.
За яких умов відбуваються реакції обміну за участю солей?
Реакції обміну за участю солей відбуваються лише в розчині (солі мають бути розчинними) за умови, що один з її продуктів є нерозчинним або малорозчинним.
Відшукаймо
Використовуючи таблицю розчинності, порівняйте розчинність нітратів і хлоридів у воді.
Нітрати розчинні у воді, хлориди також розчинні у воді, за винятком солі Плюмбум (II) хлорид (PbCl2), яка є малорозчинною.
Думаймо
Чи змінилася кількість йонів у реакційній суміші після завершення реакції? Якщо змінилася, то як саме?
Після завершення реакції кількість йонів змінилася.
Розчин вихідної солі містить катіони Мангану та аніони Хлору: MnCl2 = Mn2+ + 2Cl–,
а розчин лугу — катіони Натрію і гідроксид–іони: NaOH = Na+ + OH–.
Під час реакції йони Mg2+ і ОН–, сполучаючись, утворюють осад малорозчинної основи Mg(OH)2, а йони Na+ і Cl– залишаються в розчині.
Виконаймо вправу
Чи взаємодіятимуть калій карбонат із барій гідроксидом у розчині? У разі позитивної відповіді складіть повне і скорочене хімічні рівняння.
Сіль K2CO3 і гідроксид Ba(OH)2 розчиняються у воді, як і один із продуктів реакції — луг KOH. Другий продукт — сіль BaCO3 — є нерозчинною речовиною. Отже, реакція між сіллю калій карбонат і гідроксидом відбувається.
повне і скорочене хімічні рівняння:
K2CO3 + Ba(OH)2 = 2KOH + BaCO3
2K+ + CO32– + Ba2+ + 2OH– = 2K+ + 2OH– + BaCO3↓
Ba2+ + CO32– = BaCO3↓
Експериментуймо
Експериментуємо в хімічному кабінеті / лабораторії
ДОСЛІДЖУЄМО РЕАКЦІЮ СОЛІ З ЛУГОМ У РОЗЧИНІ
Наливаємо в пробірку 1—2 мл розчину купрум (ІІ) сульфату (блакитного кольору) і додаємо до нього, перемішуючи, 1 мл розчину натрій гідроксиду.
Що спостерігаєте? Утворення осаду синього кольору.
Осад якої сполуки утворився? Купрум (II) гідроксиду — нерозчинної основи.
Складіть повне і скорочене хімічні рівняння.
CuSO4 + 2NaOH = Na2SO4 + Cu(OH)2↓
Cu2+ + SO42– + 2Na+ + 2OH– = 2Na+ + SO42– + Cu(OH)2↓
Cu2+ + 2OH– = Cu(OH)2↓
Експериментуймо
Експериментуємо в хімічному кабінеті / лабораторії
ДОСЛІДЖУЄМО РЕАКЦІЮ СОЛІ З КИСЛОТОЮ В РОЗЧИНІ
Наливаємо в пробірку 1—2 мл розчину натрій карбонату і додаємо такий самий об’єм хлоридної кислоти.
Що спостерігаєте? Спостерігаємо виділення газу.
Який газ виділяється? Вуглекислий газ.
Чому він утворюється? Утворена слабка карбонатна кислота Н2СО3 легко розкладається з утворенням вуглекислого газу і води.
Складіть рівняння здійсненої реакції.
Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + H2O + CO2↑
Яка сполука залишиться, якщо із одержаного розчину випарити воду?
Залишиться сіль — натрій хлорид NaCl.
Експериментуймо
Експериментуємо в хімічному кабінеті / лабораторії
ДОСЛІДЖУЄМО РЕАКЦІЮ МІЖ СОЛЯМИ В РОЗЧИНІ
Наливаємо в пробірку трохи розчину кальцій хлориду і додаємо до нього кілька крапель розчину натрій карбонату.
Що спостерігаєте? Утворюється осад білого кольору.
Складіть рівняння реакції.
CaCl2 + Na2CO3 = 2NaCl + CaCO3↓
Виконаймо вправу
Зобразіть схему «Реакції обміну за участю солей».
Думаймо
Калій нітрат під назвою «калійна селітра» використовують як добриво. Запропонуйте кілька способів одержання цієї солі й напишіть хімічні рівняння.
Способи утворення солі калій нітрат:
1. Реакція кислоти з лугом (реакція нейтралізації).
HNO3 + KOH = KNO3 + H2O
2. Реакція між солями.
K2CO3 + Ca(NO3)2 = 2KNO3 + CaCO3↓
Який із цих способів, на вашу думку, доцільно реалізовувати в промисловості й чому?
У промисловості для добування калій нітрату доцільно застосовувати реакцію між солями, бо інший продукт реакції вилучається з реакційної суміші (випадає в осад).
ВАШІ ДОСЯГНЕННЯ І ВІДКРИТТЯ
Вправа 143
Допишіть схеми реакцій і складіть хімічні рівняння (до реакцій у п. «б» укажіть також скорочені рівняння):
a) SrSO3 + 2HBr = SrBr2 + H2O + SO2↑
Cа(NO3)2 + 2LiOH = Ca(OH)2↓+ 2LiNO3
б) K3PO4 + FeCl3 = 3KCl + FePO4↓
3K+ + PO43– + Fe3+ + 3Cl– = 3K+ + 3Cl– + FePO4↓
Fe3+ + PO43– = FePO4↓
––––––––––––––––––––––––––––––––––––
FeSO4 + Na2CO3 = Na2SO4 + FeCO3↓
Fe2+ + SO42– + 2Na+ + CO32– = 2Na+ + SO42– + FeCO3↓
Fe2+ + CO32– = FeCO3↓
Вправа 144
Замість крапок запишіть формули солей і перетворіть схеми реакцій на хімічні рівняння:
а) AgNO3 + HI = AgI↓+ HNO3;
Na2SO3 + H2SO4 = Na2SO4 + CO2↑ + H2O;
NaBr + AgNO3 = NaNO3 + AgBr↓;
б) FeCl2 + Ва(OH)2 = Fe(OH)2↓ + BaCl2;
Ag3PO4 + 3HCl = H3PO4 + 3AgCl↓;
Na2CO3 + Pb(NO3)2 = 2NaNO3 + PbCO3↓.
Вправа 145
Напишіть рівняння реакцій (якщо вони відбуваються) між такими сполуками:
а) натрій сульфатом і магній нітратом;
Не відбувається, бо продукти реакції (MgSO4 i NaNO3) є розчинними.
б) купрум (ІІ) хлоридом і барій сульфатом;
Не відбувається, бо один з реагентів (BaSO4) є нерозчинним.
в) хром (ІІІ) сульфатом і натрій гідроксидом;
Cr2(SO4)3 + 6NaOH = 2Cr(OH)3↓ + 3Na2SO4
г) калій сульфідом і цинк нітратом.
K2S + Zn(NO3)2 = 2KNO3 + ZnS↓
Вправа 146
Складіть рівняння всіх можливих реакцій між основами (лівий стовпчик) і солями (правий стовпчик):
|
калій гідроксид KOH
манган (ІІ) гідроксид Mn(OH)2
барій гідроксид Ba(OH)2
|
кальцій карбонат CaCO3
ферум (ІІ) нітрат Fe(NO3)2
натрій сульфат Na2SO4
|
2KOH + CaCO3 = K2CO3 + Ca(OH)2↓
2KOH + Fe(NO3)2 = 2KNO3 + Fe(OH)2↓
Mn(OH)2 + Fe(NO3)2 = Mn(NO3)2 + Fe(OH)2↓
Ba(OH)2 + Fe(NO3)2 = Ba(NO3)2 + Fe(OH)2↓
Ba(OH)2 + Na2SO4 = 2NaOH + BaSO4↓
Вправа 147
Скориставшись таблицею розчинності, наведіть приклад утворення двох нерозчинних сполук унаслідок реакції:
а) між лугом і сіллю;
Ba(OH)2 + FeSO4 = BaSO4↓ + Fe(OH)2↓
б) між двома солями.
BaS + ZnSO4 = BaSO4↓ + ZnS↓
Вправа 148
Доберіть два реагенти, які взаємодіють у розчині з утворенням:
а) плюмбум (ІІ) сульфату;
Pb(NO3)2 + K2SO4 = 2KNO3 + PbSO4↓
б) калій гідроксиду;
Ba(OH)2 + K2SO4 = 2KOH + BaSO4↓
в) силікатної кислоти.
2HCl + Na2SiO3 = 2NaCl + H2SiO3↓
Вправа 149
Обчисліть кількість речовини магній гідроксиду, що реагує з нітратною кислотою, маса якої — 6,3 г.
Дано: m(HNO3) = 6,3 г
Знайти: n(Mg(OH)2)–?
Розв'язання
1–й спосіб
Складаємо рівняння реакції:
6,3 г x моль
2HNO3 + Mg(OH)2 = Mg(NO3)2 + 2H2O
126 г 1 моль
Над формулами сполук HNO3 і Mg(OH)2 записуємо масу кислоти (6,3 г) і невідому кількість речовини гідроксиду (х моль), а під формулами – масу і кількість речовини згідно з коефіцієнтами в хімічному рівнянні. Для цього обчислюємо молярну масу нітратної кислоти й, відповідно, масу 2 моль.
Mr(HNO3)=Ar(H)+ Ar(N)+3Ar(O)=1+14+3•16=63, M(HNO3)= 63 г/моль,
маса 1 моль=63 г, маса 2 моль=126 г
Складаємо пропорцію і розв'язуємо її:
за рівнянням реакції з 126 г HNO3 утворюється 1 моль Mg(OH)2,
за умовою задачі з 6,3 г HNO3 ― х моль Mg(OH)2.
126 г / 6,3 г = 1 моль / х моль, звідси х моль • 126 г = 1 моль • 6,3 г
х=1 моль • 6,3 г : 126 г = 0,05 моль
2–ий спосіб
1. Обчислюємо кількість речовини нітратної кислоти HNO3.
Mr(HNO3)=Ar(H)+ Ar(N)+3Ar(O)=1+14+3•16=63, M(HNO3)= 63 г/моль
n(HNO3) = m(HNO3) : M(HNO3) = 6,3 г : 63 г/моль = 0,1 моль
2. Записуємо рівняння реакції: 2HNO3 + Mg(OH)2 = Mg(NO3)2 + 2H2O
2. Записуємо рівняння реакції: 2HNO3 + Mg(OH)2 = Mg(NO3)2 + 2H2O
За рівнянням реакції n(HNO3):n(Mg(OH)2)=2:1, тому
n(Mg(OH)2)=n(HNO3):2 = 0,1 моль : 2 = 0,05 моль.
Відповідь: n(Mg(OH)2)=0,05 моль.
Вправа 150
Обчисліть масу ферум (ІІ) гідроксиду, яка утворюється внаслідок взаємодії натрій гідроксиду кількістю речовини 0,05 моль з достатньою кількістю ферум (ІІ) сульфату.
Дано: n(NaOH) = 0,05 моль
Знайти: n(Fe(OH)2)–?
Розв'язання
1–й спосіб
Складаємо рівняння реакції:
0,05 моль x г
2NaOH + FeSO4 = Na2SO4 + Fe(OH)2↓
2 моль 90 г
Над формулами сполук NaOH і Fe(OH)2 записуємо відому за умовою кількість речовини (0,05 моль) і невідому масу гідроксиду (х г), а під формулами – кількість речовини і масу згідно з коефіцієнтами в хімічному рівнянні. Для цього обчислюємо молярну масу ферум (II) гідроксиду й, відповідно, масу 1 моль.
Mr(Fe(OH)2)=Ar(Fe)+ 2Ar(O)+2Ar(H)=56+2•16+2•1=90,
M(Fe(OH)2)= 90 г/моль, маса 1 моль=90 г
Складаємо пропорцію і розв'язуємо її:
за рівнянням реакції з 2 моль NaOH утворюється 90 г Fe(OH)2,
за умовою задачі з 0,05 моль NaOH ― х г Fe(OH)2.
2 моль / 0,05 моль = 90 г / х г, звідси х г • 2 моль = 90 г • 0,05 моль
х=90 г • 0,05 моль : 2 моль = 2,25 г
2–ий спосіб
1. Записуємо рівняння реакції: 2NaOH + FeSO4 = Na2SO4 + Fe(OH)2↓
За рівнянням реакції n(NaOH):n(Fe(OH)2)=2:1, тому
n(Fe(OH)2)=n(NaOH):2 = 0,05 моль : 2 = 0,025 моль
2. Обчислюємо масу ферум (II) гідроксиду.
Mr(Fe(OH)2)=Ar(Fe)+ 2Ar(O)+2Ar(H)=56+2•16+2•1=90, M(Fe(OH)2)= 90 г/моль
m(Fe(OH)2) = n(Fe(OH)2) • M(Fe(OH)2) = 0,025 моль • 90 г/моль = 2,25 г
Відповідь: m(Fe(OH)2) = 2,25 г.
Вправа 151
Щоб здійснити реакцію між натрій хлоридом і сульфатною кислотою, до твердої солі додають чисту кислоту або її концентрований розчин і нагрівають суміш. Поясніть, чому не використовують розчини цих сполук і для чого необхідне нагрівання.
Розчини цих сполук не використовують, бо реагенти і продукти реакції є розчинними, реакція обміну не відбувається. Сульфатна і хлоридна кислоти сильні, але перша є нелетка, а друга ― летка. Тому реакцію можна здійснити лише за відсутності води. Буде виділятися хлороводень. Взаємодії речовин сприяє нагрівання.
Записуємо хімічне рівняння, вказавши умови здійснення реакції:
2NaCl(тв.) + H2SO4(конц.) = Na2SO4 + 2HCl↑ при нагріванні.
Вправа 152
Випишіть ключові слова і словосполучення з тексту параграфа для укладання двомовного словничка.
Молекулярне рівняння ― molecular equation, йонно-молекулярне рівняння ― ionic-molecular equation, реакція обміну ― exchange reaction, реактанти ― reactants, таблиця розчинності ― solubility table.
Вправа 153
Створіть у зошиті таблицю оцінювання ваших знань і заповніть її.
| Навчальні досягнення (що я знаю та вмію) | Самооцінка |
| Знаю фізичні властивості солей. | ... |
| Знаю, яке хімічне рівняння ілюструє суть реакції обміну. | ... |
| Знаю за яких умов відбуваються реакції обміну за участі солей. | ... |
| Вмію записати йонно-молекулярне рівняння. | ... |
| Вмію визначити можливість реакції обміну за таблицею розчинності. | ... |
Експериментуємо в хімічному кабінеті / лабораторії
РОЗПІЗНАЄМО СОЛІ ТА ЇХ РОЗЧИНИ
ВАРІАНТ І
Завдання 1
Розпізнавання солей. У трьох довільно пронумерованих пробірках містяться білі порошки калій нітрату, натрій карбонату і кальцій карбонату. Визначте вміст кожної пробірки.
|
№ пробірки |
Розчинність у воді |
Формула реактанту |
Спостереження |
Висновок (формула солі) |
| 1 | розчинна | H2SO4 | ― | KNO3 |
| 2 | розчинна | H2SO4 | утворюється газ CO2 | Na2CO3 |
| 3 | нерозчинна | ― | ― | CaCO3 |
| Рівняння реакції: |
Na2CO3 + H2SO4 = Na2SO4 + H2O + CO2↑ |
|||
Завдання 2
Розпізнавання розчинів солей. У трьох довільно пронумерованих пробірках містяться розчини натрій хлориду, магній хлориду і цинк сульфату. Визначте вміст кожної пробірки.
|
№ пробірки |
Формула реактанту 1 |
Спостереження |
Формула реактанту 2 або реактанту 1, взятого в надлишку |
Висновок (формула солі в розчині) |
| 1 | NaOH | ― | ― | NaCl |
| 2 | NaOH |
утворюється білий осад |
NaOH | MgCl2 |
| 3 | NaOH |
утворюється білий осад |
NaOH | ZnSO4 |
| Рівняння реакцій: |
MgCl2 + 2NaOH = 2NaCl + Mg(OH)2↓ ZnSO4 + 2NaOH = Na2SO4 + Zn(OH)2↓ Zn(OH)2 + 2NaOH = Na2[Zn(OH)4] |
|||
ВАРІАНТ ІІ
Завдання 1
Розпізнавання солей. У трьох довільно пронумерованих пробірках містяться білі порошки натрій нітрату, магній карбонату і барій сульфату. Визначте вміст кожної пробірки.
|
№ пробірки |
Розчинність у воді |
Формула реактанту |
Спостереження |
Висновок (формула солі) |
| 1 | розчинна | H2SO4 | ― | NaNO3 |
| 2 | малорозчинна | H2SO4 |
утворюється газ CO2 |
MgCO3 |
| 3 | нерозчинна | ― | ― | BaSO4 |
| Рівняння реакції: |
MgCO3 + H2SO4 = MgSO4 + H2O + CO2↑ |
|||
Завдання 2
Розпізнавання розчинів солей. У трьох довільно пронумерованих пробірках містяться розчини натрій нітрату, барій хлориду і цинк нітрату. Визначте вміст кожної пробірки.
|
№ пробірки |
Формула реактанту 1 |
Спостереження |
Формула реактанту 2 або реактанту 1, взятого в надлишку |
Висновок (формула солі в розчині) |
| 1 | NaOH | ― | ― | NaNO3 |
| 2 | NaOH |
утворюється білий осад |
NaOH | BaCl2 |
| 3 | NaOH |
утворюється білий осад |
NaOH | Zn(NO3)2 |
| Рівняння реакцій: |
BaCl2 + 2NaOH = 2NaCl + Ba(OH)2↓ Zn(NO3)2 + 2NaOH = 2NaNO3 + Zn(OH)2↓ Zn(OH)2 + 2NaOH = Na2[Zn(OH)4] |
|||
Вправа 154
Чи можна виконати завдання 1 і завдання 2, якщо замість сульфатної кислоти використовувати хлоридну кислоту? Відповідь аргументуйте.
Завдання 1 можна виконати, якщо замість сульфатної кислоти використовувати хлоридну. Реактант ― хлоридна кислота, як і сульфатна кислота, є сильною кислотою, а кислота, яка утворюється ― слабкою (H2CO3).