Вспомните!, страница 22 - гдз по химии 8 класс учебник Усманова, Сакарьянова

Химические формулы, индексы, химические реакции

1. Расставьте коэффициенты в схемах уравнений реакций:

Чтобы расставить коэффициенты, нужно следовать закону сохранения массы, согласно которому число атомов каждого элемента в левой (реагенты) и правой (продукты) частях уравнения должно быть одинаковым. Уравнивание происходит путем подбора стехиометрических коэффициентов – чисел, которые ставятся перед формулами веществ.

Ca + O₂ → CaO

В левой части уравнения находятся 2 атома кислорода ($O₂$), а в правой — только 1 (в $CaO$). Чтобы уравнять кислород, поставим коэффициент 2 перед оксидом кальция $CaO$:

$Ca + O₂ → 2CaO$

Теперь в правой части 2 атома кальция, а в левой — 1. Поставим коэффициент 2 перед кальцием $Ca$ в левой части:

$2Ca + O₂ → 2CaO$

Проверяем: слева 2 атома $Ca$ и 2 атома $O$; справа 2 атома $Ca$ и 2 атома $O$. Коэффициенты расставлены верно.

Ответ: $2Ca + O₂ → 2CaO$

Al + HCl → AlCl₃ + H₂

Начнем с уравнивания атомов хлора и водорода, так как их количество не сбалансировано. Число атомов водорода в левой части (в $HCl$) — 1, в правой (в $H₂$) — 2. Число атомов хлора в левой части (в $HCl$) — 1, в правой (в $AlCl₃$) — 3. Наименьшее общее кратное для чисел атомов водорода (1 и 2) и хлора (1 и 3) удобно найти для 2 и 3, оно равно 6. Поставим коэффициент 6 перед $HCl$.

$Al + 6HCl → AlCl₃ + H₂$

Теперь слева 6 атомов водорода и 6 атомов хлора. Чтобы уравнять их справа, поставим коэффициент 3 перед $H₂$ (чтобы получить $3 \times 2 = 6$ атомов H) и коэффициент 2 перед $AlCl₃$ (чтобы получить $2 \times 3 = 6$ атомов Cl):

$Al + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂$

Осталось уравнять алюминий. Справа 2 атома $Al$, значит, слева перед $Al$ тоже ставим коэффициент 2:

$2Al + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂$

Проверяем: слева 2 $Al$, 6 $H$, 6 $Cl$; справа 2 $Al$, 6 $Cl$, 6 $H$. Коэффициенты расставлены верно.

Ответ: $2Al + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂$

Fe + Cl₂ → FeCl₃

Число атомов хлора слева четное (2), а справа нечетное (3). Найдем наименьшее общее кратное для 2 и 3 — это 6. Чтобы получить 6 атомов хлора, ставим коэффициент 3 перед $Cl₂$ и 2 перед $FeCl₃$:

$Fe + 3Cl₂ → 2FeCl₃$

Теперь справа 2 атома железа. Уравняем их, поставив коэффициент 2 перед $Fe$ слева:

$2Fe + 3Cl₂ → 2FeCl₃$

Проверяем: слева 2 $Fe$, 6 $Cl$; справа 2 $Fe$, 6 $Cl$. Коэффициенты расставлены верно.

Ответ: $2Fe + 3Cl₂ → 2FeCl₃$

CaCO₃ → CaO + CO₂

Подсчитаем количество атомов каждого элемента в обеих частях уравнения:

Слева: 1 $Ca$, 1 $C$, 3 $O$.

Справа: 1 $Ca$ (в $CaO$), 1 $C$ (в $CO₂$), 1 $O$ (в $CaO$) + 2 $O$ (в $CO₂$) = 3 $O$.

Число атомов всех элементов в левой и правой частях совпадает. Уравнение не требует расстановки дополнительных коэффициентов.

Ответ: $CaCO₃ → CaO + CO₂$

N₂ + H₂ → NH₃

Слева 2 атома азота, справа 1. Ставим коэффициент 2 перед $NH₃$:

$N₂ + H₂ → 2NH₃$

Теперь справа $2 \times 3 = 6$ атомов водорода, а слева 2. Ставим коэффициент 3 перед $H₂$:

$N₂ + 3H₂ → 2NH₃$

Проверяем: слева 2 $N$, 6 $H$; справа 2 $N$, 6 $H$. Коэффициенты расставлены верно.

Ответ: $N₂ + 3H₂ → 2NH₃$

Al + Fe₂O₃ → Fe + Al₂O₃

Слева 2 атома железа, справа 1. Ставим коэффициент 2 перед $Fe$:

$Al + Fe₂O₃ → 2Fe + Al₂O₃$

Справа 2 атома алюминия, слева 1. Ставим коэффициент 2 перед $Al$:

$2Al + Fe₂O₃ → 2Fe + Al₂O₃$

Атомы кислорода уже уравнены (по 3 с каждой стороны).

Проверяем: слева 2 $Al$, 2 $Fe$, 3 $O$; справа 2 $Fe$, 2 $Al$, 3 $O$. Коэффициенты расставлены верно.

Ответ: $2Al + Fe₂O₃ → 2Fe + Al₂O₃$

2. Определите валентности элементов в следующих соединениях:

Валентность — это число химических связей, которые данный атом образует с другими атомами. Для определения валентности в бинарных соединениях можно использовать известные постоянные валентности некоторых элементов: у водорода она, как правило, равна I, у кислорода — II, у галогенов (например, хлора) в соединениях с металлами — I.

FeCl₂

Валентность хлора (Cl) в хлоридах равна I. Так как в формуле два атома хлора, их суммарная валентность равна $2 \times I = II$. Общая валентность, проявляемая всеми атомами в молекуле, должна быть сбалансирована. Следовательно, один атом железа (Fe) должен иметь валентность II.

Ответ: Железо (Fe) – II, Хлор (Cl) – I.

CH₄

Валентность водорода (H) в соединениях с неметаллами равна I. В молекуле метана четыре атома водорода. Их суммарная валентность $4 \times I = IV$. Эту валентность компенсирует один атом углерода (C), следовательно, его валентность равна IV.

Ответ: Углерод (C) – IV, Водород (H) – I.

CO₂

Валентность кислорода (O) в оксидах, как правило, равна II. В молекуле диоксида углерода два атома кислорода, их суммарная валентность $2 \times II = IV$. Эту валентность компенсирует один атом углерода (C), следовательно, его валентность равна IV.

Ответ: Углерод (C) – IV, Кислород (O) – II.

MnCl₄

Валентность хлора (Cl) в хлоридах равна I. В молекуле четыре атома хлора, их суммарная валентность $4 \times I = IV$. Эту валентность компенсирует один атом марганца (Mn), следовательно, его валентность равна IV.

Ответ: Марганец (Mn) – IV, Хлор (Cl) – I.