Главная страница «Первого сентября»Главная страница журнала «Химия»Содержание №7/2008

РАБОЧИЕ ТЕТРАДИ

Продолжение. См. № 11, 12, 13, 14, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23/2007;
01, 02, 03, 04, 05, 06/2008

Ответы на упражнения,
задачи и контрольные вопросы к главам 5–7

(продолжение)

Урок 55

Рисунок на стекле, полученный методом его травления плавиковой кислотой
Рисунок на стекле,
полученный методом
его травления
плавиковой кислотой

3. Уравнение реакции:

Используя коэффициенты в уравнении реакции при соответствующих реагентах, составим пропорцию:

4 моль НF дают 1 моль SiF4,

10 моль НF » » х моль SiF4.

Отсюда х = 2,5 моль.

Ответ. 2,5 моль SiF4.

4. Даже не записывая уравнения реакций, легко догадаться, что получатся такие же количества вещества (по 0,1 моль) хлорида и бромида серебра, как и взятых исходных галогенидов NaCl и NaBr. Рассчитаем молярные массы галогенидов серебра:

Найдем значения масс серебряных солей по формуле:

m = M,

m(AgCl) = 0,1•143,5 = 14,35 г,

m(AgBr) = 0,1•188 = 18,8 г.

Ответ. m(AgCl) = 14,35 г, m(AgBr) = 18,8 г.

5. Галогениды серебра: AgF – растворим в воде, AgCl – белый, AgBr – светло-желтый, AgI – ярко-желтый. Скорее всего, речь идет о AgBr (Mr = 188), хотя это может быть и AgI (Mr = 235). Данные задачи не позволяют установить это однозначно. Если в растворе была кислота НВr, то ее молярная концентрация:

смол(НВr) = (НВr)/V(р-ра кислоты).

Найдем (НВr):

(НВr) = (АgВr) = m(АgВr)/М(АgВr) = 0,0188/188 = 0,0001 моль.

смол(НВr) = 10–4/10–2 = 0,01 моль/л.

Если в растворе кислота НI, то:

(НI) = (АgI) = m(АgI)/М(АgI) = 0,0188/235 = 8•10–5 моль.

Отсюда

смол(НI) = (НI)/V(р-ра НI) = 8•10–5/10–2 = 0,008 моль/л.

Ответ. Либо кислота НВr и смол(НВr) = 0,01 моль/л,

либо кислота НI и cмол(НI) = 0,008 моль/л.

6. Надо рассмотреть три случая – карбонаты одно-, двух- и трехвалентных металлов.

Количество вещества:

(СО2) = V/VM = 2,24/22,4 = 0,1 моль.

Если формула карбоната М2СО3, то его молярная масса:

М2СО3) = m/ = 10/0,1 = 100 г/моль.

Поэтому М[М(I)] = 1/2 [М2СО3) – М(СО3)] = 1/2 (100 – 60) = 20 г/моль. Такая молярная масса у неметалла неона 20Nе. Это не удовлетворяет условию задачи.

Если формула карбоната МСО3, то:

(МСО3) = (СО2) = 0,1 моль,

М(МСО3) = 100 г/моль, М(М) = 100 – 60 = 40 г/моль.

Такая молярная масса – у металла кальция 40Са.

Если формула карбоната М2(СО3)3, то:

2(СО3)3] = 1/3 (СО2) = 0,033 моль.

Тогда М2(СО3)3] = 10/0,033 = 300 г/моль,

М(М) = 1/2 {М[М2(СО3)3] – 3М(СО3)} = 1/2 • (300 – 180) = 60 г/моль.

Близкие значения молярной массы имеют 59Со и 59Ni, но для их соединений характерна валентность II, а не III.

Ответ. СаСО3.

7. 1) ZnS + 2HCl = ZnCl2 + H2S;

2) H2S + 2NaOH = Na2S + 2H2O;

3) Na2S + Pb(NO3)2 = PbS + 2NaNO3.

8. а) ZnSO4 + BaCl2 = ZnCl2 + BaSO4;

б) MgSO4 + Ba(NO3)2 = Mg(NO3)2 + BaSO4;

в) H2SO4 + 2KOH = K2SO4 + 2H2O;

г) H2SO4 + K2SO3 = K2SO4 + SO2 + H2O.

9. 2HCl + Ba(OH)2 = BaCl2 + 2H2O,

2HCl + Na2S = 2NaCl + H2S,

H2SO4 (разб.) + Ba(OH)2 = BaSO4 + 2H2O,

Ba(OH)2 + Cu(NO3)2 = Cu(OH)2 + Ba(NO3)2,

H2SO4 (разб.) + Na2S = Na2SO4 + H2S.

10. Мольные количества азотной кислоты и гидроксида калия в реакции нейтрализации одинаковые,
(НNО3) = (KОН). Поэтому расcчитаем молярные концентрации этих исходных реагентов и затем определим их объемные отношения.

cмол(НNО3) = (НNО3)/V(р-ра НNО3) = m(НNО3)/[(М(НNО3)•V(р-ра НNО3)] = 18,9/(63•1) = 0,3 моль/л.

cмол(KОН) = m(KОН)/[М(KОН)•V(р-ра KОН)] = 8,4/(56•1) = 0,15 моль/л.

cмол(НNО3)•V(р-ра HNO3) = cмол(KОН)•V(р-ра KОН),

V(р-ра HNO3)/V(р-ра KOH) = cмол(KОН)/cмол(НNО3) = 0,15/0,3 = 1 : 2.

Ответ. V(р-ра HNO3)/V(р-ра KОН) = 1 : 2.

Реакция нейтрализации
Реакция нейтрализации

 

Урок 56

1. Для характеристики разбавленных растворов кислот и щелочей (cмол < 0,1 моль/л) служит специальная величина – рН («пэ-аш») раствора.

2. Значение рН раствора равно взятому с обратным знаком показателю степени, в которую нужно возвести число 10, чтобы получить молярную концентрацию ионов Н+ в растворе. Например, если cмол = 10–5 моль/л Н +, то рН (р-ра) = 5.

3. Молярные концентрации ионов Н+ и ОН в чистой воде при 22 °С равны 1,0•10–7 моль/л.

4. Ионным произведением воды называют произведение молярных концентраций ионов Н+ и ОН в водном растворе. При 22 °С это произведение всегда равно 10–14. Например, если молярная концентрация ионов ОН (в растворе KОН) равна 10–3 моль/л, то молярная концентрация ионов Н+ в растворе будет равна 10–11 моль/л. Ионное произведение:

+]•[ОН] = 10–11•10–3 = 10–14.

5. а) рОН = 2,5; б) рОН = 5.

6. Определить значение рН раствора можно с помощью универсальной индикаторной бумаги, а также специальным прибором – рН-метром.

7. Для раствора с рН = 11 значение рОН = 14 – рН = 3.

Отсюда концентрация [ОН] = 10–3 моль/л.

Ответ. [ОН] = 10–3 моль/л.

8. Количество вещества NaOH в растворе:

(NaOH) = m/М = 2/40 = 0,05 моль.

cмол(NaOH) = 5•10–2 моль/л = 10–1,3 моль/л.

Отсюда cмол+) = 10–12,7 моль/л или рН = 12,7.

9. Лимонный сок с рН = 3,0 (при норме 2,22,4) – разбавлен;

томатный сок с рН = 3,0 (а не 3,5) – начал портиться (прокисать);

молоко с рН = 6,0 (вместо 6,36,6) начало образовывать молочную кислоту;

дождевая вода с рН = 2,4 (при норме 6,5) – свидетельство сильного кислотного загрязнения воздуха (в результате присутствия газов SO2, HCl, NO2, CO2 и паров НNО3).

рН-метр
рН-метр

 

Урок 57

1. Повторяющиеся части (атомы или группы атомов) в формулах веществ разных классов:

а) НСl и NaОН, Н2S и Ва(ОН)2 (повторяется атом Н);

б) Н24 и Са(ОН)2 (группа ОН), т. к. H2SO4 = (HO)2SO2;

в) Н2СО3 и NaНСО3 (группа НСО3);

г) СuСl2 и Сu(ОН)2 (ион Сu2+);

д) НNО3 и NаNО3 (группа ).

2. Na2CO3 + 2HNO3 = 2NaNO3 + H2O + CO2,

NaOH + HNO3 = NaNO3 + H2O.

3. Добавить к смеси воды в количестве достаточном, чтобы растворить сульфаты натрия и алюминия (растворимость 12 и 31 г соответственно в 100 г воды при 20 °С). Отфильтровать ВаSО4 (выделено 1-е вещество).

Добавить к раствору, прошедшему через фильтр, раствор NаОН до рН = 7,0 (по бумажному индикатору). Отфильтровать Аl(ОН)3 и перевести его в сульфат действием серной кислоты. Раствор выпарить, собрать Аl2(SО4)3 (2-е вещество). Уравнения реакций:

Аl2(SO4)3 + 6NaOH = 2Al(OH)3 + 3Na2SO4,

2Аl(OH)3 + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 + 6H2O.

Фильтрат после отделения Аl(ОН)3 упарить и получить в остатке Na2SO4 (3-е вещество).

4. Соли: СаСО3, Са(НСО3)2, K2СО3, KНСО3.

Уравнения реакций:

СО2 + Са(ОН)2 = СаСО3 + Н2О,

2СО2 + Са(ОН)2 = Са(НСО3)2;

СО2 + 2KОН = K2СО3 + Н2О,

СО2 + KОН = KНСО3.

Последовательные реакции в системе Ca(OH)2 – CO2:  а – осаждение CaCO3; б – растворение CaCO3
Последовательные реакции в системе Ca(OH)2 – CO2:
а – осаждение CaCO3; б – растворение CaCO3

5. Цвет порошков: FeS – черный, СuSO4•5Н2О – голубой (безводный СuSО4 – белый, но приобретает голубую окраску при добавлении воды), СаСО3 и ВаСl2 – белые.

Растворимость в воде: FeS и СаСО3 – нерастворимы, СuSО4 и ВаСl2 – растворимы. Уравнения реакций между собой и с использованием кислоты НСl:

6. Образуют газ: Na2S и HCl; НСl и Nа2СО3.

Образуют осадок: Na2S и FeSO4; Na2S и AgNO3; HCl и AgNO3; NaOH и FeSO4; NaOH и AgNO3; Na2CO3 и AgNO3; Na2CO3 и FeSO4.

7. 3CuCl2 + 2K3PO4 = Cu3(PO4)2 + 6KCl,

CuCl2 + 2NaOH = Cu(OH)2 + 2NaCl,

CuCl2 (кр.) + H2SO4 (конц.) = CuSO4 + 2HCl,

CuCl2 + Fe = Cu + FeCl2,

CuCl2 + 2AgNO3 = 2AgCl + Cu(NO3)2.

Урок 58

1. Для кислых растворов при 22 °С значение рН меньше 7, а для щелочных – больше 7.

2. Гидролиз – обратимая реакция соли с водой, в которой образуется малодиссоциирующее соединение.

3. Знак подчеркивает обратимость реакции гидролиза.

4. Гидролизуются растворимые в воде соли, которые содержат в своем составе или катион слабого основания (Zn2+, Fe3+), или анион слабой кислоты (S2–, ).

5. Гидролизуются: K2S, K2CO3, ZnSO4, AgNO3.

Не гидролизуются: KСl, Ва(NO3)2.

6. 

7. Cu(NO3)2 + H2O Cu(OH)NO3 + HNO3,

Cu2+ + H2O CuOH+ + H+;

FeCl3 + H2O Fe(OH)Cl2 + HCl,

Fe3+ + H2O FeOH2+ + H+;

Al2(SO4)3 + 2H2O 2Al(OH)SO4 + H2SO4,

Al3+ + H2O AlOH2+ + H+.

Гидролиз: кому Н, кому – ОН

8. Al2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2S;

BaS + 2H2O = Ba(OH)2 + H2S,

BaS + 2H2O = Ba2+ + 2OH + H2S.

9. Среда растворов солей:

Na2SO3 – щелочная (это соль сильного основания NaОН и слабой кислоты Н23),

Аl(NО3)3 – кислая (это соль слабого основания Аl(ОН)3 и сильной кислоты НNО3),

KNО3 – нейтральная (это соль сильного основания KОН и сильной кислоты НNО3).

10. СuCl2 + H2O Cu(OH)Cl + HCl,

Na2S + H2O NaHS + NaOH,

K2CO3 + H2O KHCO3 + KOH.

11. a) K3PO4; б) K2SO4; в) NaBr; г) ZnBr2.