Номер 6, страница 99 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Глава III. Вещества и их свойства. Параграф 18. Неорганические и органические кислоты. Примените свои знания - номер 6, страница 99.

Условие.

6. Запишите молекулярные и ионные уравнения реакций, характеризующих свойства кислот:

а) соляной;

б) муравьиной;

в) кремниевой;

г) азотной.

Там, где это имеет место, рассмотрите процесс окисления—восстановления.

Решение.

Решение 2.

а) соляной;

Решение

Соляная кислота ($HCl$) – сильная одноосновная кислота. Характерной реакцией, показывающей её кислотные и окислительно-восстановительные свойства, является взаимодействие с металлами, стоящими в ряду активности до водорода. Например, реакция с цинком ($Zn$). Водород в кислоте выступает в роли окислителя.

Молекулярное уравнение:

$Zn + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 + H_2 \uparrow$

Полное ионное уравнение:

$Zn^0 + 2H^+ + 2Cl^- \rightarrow Zn^{2+} + 2Cl^- + H_2^0 \uparrow$

Сокращенное ионное уравнение:

$Zn^0 + 2H^+ \rightarrow Zn^{2+} + H_2^0 \uparrow$

Процесс окисления-восстановления:

$Zn^0 - 2e^- \rightarrow Zn^{2+}$ (цинк – восстановитель, процесс окисления)

$2H^+ + 2e^- \rightarrow H_2^0$ (ион водорода – окислитель, процесс восстановления)

Ответ:
Молекулярное уравнение: $Zn + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 + H_2 \uparrow$.
Сокращенное ионное уравнение: $Zn^0 + 2H^+ \rightarrow Zn^{2+} + H_2^0 \uparrow$.

б) муравьиной;

Решение

Муравьиная кислота ($HCOOH$) – слабая одноосновная карбоновая кислота. Её особенностью является наличие в молекуле как карбоксильной группы ($-COOH$), так и альдегидной группы ($H-C=O$), что обуславливает её способность вступать в реакции окисления, нехарактерные для большинства других карбоновых кислот. Характерной реакцией является её окисление сильными окислителями, например, перманганатом калия ($KMnO_4$) в кислой среде.

Молекулярное уравнение:

$5HCOOH + 2KMnO_4 + 3H_2SO_4 \rightarrow 5CO_2 \uparrow + 2MnSO_4 + K_2SO_4 + 8H_2O$

Полное ионное уравнение (учитывая, что муравьиная кислота слабая и не диссоциирует):

$5HCOOH + 2K^+ + 2MnO_4^- + 6H^+ + 3SO_4^{2-} \rightarrow 5CO_2 \uparrow + 2Mn^{2+} + 2SO_4^{2-} + 2K^+ + SO_4^{2-} + 8H_2O$

Сокращенное ионное уравнение:

$5HCOOH + 2MnO_4^- + 6H^+ \rightarrow 5CO_2 \uparrow + 2Mn^{2+} + 8H_2O$

Процесс окисления-восстановления:

$C^{+2} - 2e^- \rightarrow C^{+4}$ (углерод в составе $HCOOH$ – восстановитель, процесс окисления) | 5

$Mn^{+7} + 5e^- \rightarrow Mn^{+2}$ (марганец в составе $MnO_4^-$ – окислитель, процесс восстановления) | 2

Ответ:
Молекулярное уравнение: $5HCOOH + 2KMnO_4 + 3H_2SO_4 \rightarrow 5CO_2 + 2MnSO_4 + K_2SO_4 + 8H_2O$.
Сокращенное ионное уравнение: $5HCOOH + 2MnO_4^- + 6H^+ \rightarrow 5CO_2 \uparrow + 2Mn^{2+} + 8H_2O$.

в) кремниевой;

Решение

Кремниевая кислота ($H_2SiO_3$) – очень слабая, нерастворимая в воде двухосновная кислота. Характерным свойством, показывающим её слабость, является то, что она может быть вытеснена из растворов её солей (силикатов) более сильными кислотами, даже такой слабой, как угольная кислота ($H_2CO_3$), образующейся при растворении углекислого газа ($CO_2$) в воде. Реакция не является окислительно-восстановительной.

Молекулярное уравнение:

$Na_2SiO_3 + CO_2 + H_2O \rightarrow Na_2CO_3 + H_2SiO_3 \downarrow$

Полное ионное уравнение:

$2Na^+ + SiO_3^{2-} + CO_2 + H_2O \rightarrow 2Na^+ + CO_3^{2-} + H_2SiO_3 \downarrow$

Сокращенное ионное уравнение:

$SiO_3^{2-} + CO_2 + H_2O \rightarrow CO_3^{2-} + H_2SiO_3 \downarrow$

Ответ:
Молекулярное уравнение: $Na_2SiO_3 + CO_2 + H_2O \rightarrow Na_2CO_3 + H_2SiO_3 \downarrow$.
Сокращенное ионное уравнение: $SiO_3^{2-} + CO_2 + H_2O \rightarrow CO_3^{2-} + H_2SiO_3 \downarrow$.

г) азотной.

Решение

Азотная кислота ($HNO_3$) – сильная одноосновная кислота и сильный окислитель. Её окислительные свойства проявляются во взаимодействии с большинством металлов. В отличие от других кислот, при реакции с металлами она, как правило, не выделяет водород. Продукты восстановления азота зависят от концентрации кислоты и активности металла. Характерной реакцией является взаимодействие с малоактивными металлами, например, с медью ($Cu$).

Рассмотрим реакцию с концентрированной азотной кислотой:

Молекулярное уравнение:

$Cu + 4HNO_3(конц.) \rightarrow Cu(NO_3)_2 + 2NO_2 \uparrow + 2H_2O$

Полное ионное уравнение:

$Cu^0 + 4H^+ + 4NO_3^- \rightarrow Cu^{2+} + 2NO_3^- + 2NO_2 \uparrow + 2H_2O$

Сокращенное ионное уравнение:

$Cu^0 + 4H^+ + 2NO_3^- \rightarrow Cu^{2+} + 2NO_2 \uparrow + 2H_2O$

Процесс окисления-восстановления:

$Cu^0 - 2e^- \rightarrow Cu^{2+}$ (медь – восстановитель, процесс окисления) | 1

$N^{+5} + 1e^- \rightarrow N^{+4}$ (азот в составе $NO_3^-$ – окислитель, процесс восстановления) | 2

Ответ:
Молекулярное уравнение: $Cu + 4HNO_3(конц.) \rightarrow Cu(NO_3)_2 + 2NO_2 \uparrow + 2H_2O$.
Сокращенное ионное уравнение: $Cu + 4H^+ + 2NO_3^- \rightarrow Cu^{2+} + 2NO_2 \uparrow + 2H_2O$.