Номер А, страница 188 - гдз по химии 8 класс учебник Усманова, Сакарьянова

A

1. Какие аллотропные видоизменения углерода вы знаете?

2. Сколько электронов содержит углерод в этих частицах: $\text{C}$, $C^{+2}$, $C^{+4}$, $C^{-4}$?

3. Назовите природные соединения углерода.

1. Решение:

Для завершения уравнений необходимо определить продукты реакций и расставить стехиометрические коэффициенты.

1. Реакция нейтрализации между кислотой (HCl) и основанием (Pb(OH)₂). Продукты: соль (PbCl₂) и вода (H₂O).

$2\text{HCl} + \text{Pb(OH)}_2 \rightarrow \text{PbCl}_2 + 2\text{H}_2\text{O}$

2. Реакция сильной кислоты (HNO₃) с солью слабой кислоты (CaCO₃). Продукты: новая соль (Ca(NO₃)₂), вода (H₂O) и углекислый газ (CO₂).

$2\text{HNO}_3 + \text{CaCO}_3 \rightarrow \text{Ca(NO}_3\text{)}_2 + \text{H}_2\text{O} + \text{CO}_2$

3. Аналогично предыдущей, реакция соляной кислоты (HCl) с карбонатом кальция (CaCO₃).

$2\text{HCl} + \text{CaCO}_3 \rightarrow \text{CaCl}_2 + \text{H}_2\text{O} + \text{CO}_2$

Ответ: $2\text{HCl} + \text{Pb(OH)}_2 \rightarrow \text{PbCl}_2 + 2\text{H}_2\text{O}$; $2\text{HNO}_3 + \text{CaCO}_3 \rightarrow \text{Ca(NO}_3\text{)}_2 + \text{H}_2\text{O} + \text{CO}_2$; $2\text{HCl} + \text{CaCO}_3 \rightarrow \text{CaCl}_2 + \text{H}_2\text{O} + \text{CO}_2$.

2. Решение:

Дано соотношение масс элементов в кислоте: $m(\text{H}) : m(\text{C}) : m(\text{O}) = 1 : 6 : 24$.

Чтобы найти формулу, найдем соотношение количеств атомов (в молях). Для этого разделим массовые доли на молярные массы соответствующих элементов: $M(\text{H}) \approx 1$ г/моль, $M(\text{C}) \approx 12$ г/моль, $M(\text{O}) \approx 16$ г/моль.

Пусть $x, y, z$ - индексы в формуле $\text{H}_x\text{C}_y\text{O}_z$.

$x : y : z = \frac{m(\text{H})}{M(\text{H})} : \frac{m(\text{C})}{M(\text{C})} : \frac{m(\text{O})}{M(\text{O})}$

$x : y : z = \frac{1}{1} : \frac{6}{12} : \frac{24}{16}$

$x : y : z = 1 : 0.5 : 1.5$

Чтобы получить целочисленные значения, разделим все числа в соотношении на наименьшее (0.5):

$x = 1 / 0.5 = 2$

$y = 0.5 / 0.5 = 1$

$z = 1.5 / 0.5 = 3$

Простейшая формула кислоты: $\text{H}_2\text{CO}_3$.

Ответ: $\text{H}_2\text{CO}_3$.

3. Дано:

$m(\text{р-ра HCl}) = 500$ г

$\omega(\text{HCl}) = 30\% = 0.3$

Реакция с $\text{CaCO}_3$

Условия: н. у. (нормальные условия)

Перевод в систему СИ:

$m(\text{р-ра HCl}) = 500 \text{ г} = 0.5 \text{ кг}$

Найти:

$V(\text{CO}_2)$ - ?

Решение:

1. Запишем уравнение реакции взаимодействия соляной кислоты с карбонатом кальция:

$2\text{HCl} + \text{CaCO}_3 \rightarrow \text{CaCl}_2 + \text{H}_2\text{O} + \text{CO}_2\uparrow$

2. Найдем массу чистой соляной кислоты в растворе:

$m(\text{HCl}) = m(\text{р-ра HCl}) \cdot \omega(\text{HCl}) = 500 \text{ г} \cdot 0.3 = 150 \text{ г}$

3. Рассчитаем количество вещества HCl. Молярная масса $M(\text{HCl}) = 1 + 35.5 = 36.5$ г/моль.

$n(\text{HCl}) = \frac{m(\text{HCl})}{M(\text{HCl})} = \frac{150 \text{ г}}{36.5 \text{ г/моль}} \approx 4.1096 \text{ моль}$

4. По уравнению реакции, из 2 моль HCl образуется 1 моль CO₂. Найдем количество вещества CO₂:

$n(\text{CO}_2) = \frac{1}{2} n(\text{HCl}) = \frac{1}{2} \cdot 4.1096 \text{ моль} = 2.0548 \text{ моль}$

5. Найдем объем углекислого газа при нормальных условиях. Молярный объем газа при н.у. $V_m = 22.4$ л/моль.

$V(\text{CO}_2) = n(\text{CO}_2) \cdot V_m = 2.0548 \text{ моль} \cdot 22.4 \text{ л/моль} \approx 46.0275 \text{ л}$

Округляя до сотых, получаем 46.03 л.

Ответ: 46.03 л $\text{CO}_2$.

4. Дано:

$m(\text{р-ра H}_2\text{SO}_4) = 300$ г

$\omega(\text{H}_2\text{SO}_4) = 20\% = 0.2$

$\omega(\text{NaOH}) = 25.8\% = 0.258$

$\rho(\text{р-ра NaOH}) = 1.285$ г/мл

Перевод в систему СИ:

$m(\text{р-ра H}_2\text{SO}_4) = 300 \text{ г} = 0.3 \text{ кг}$

$\rho(\text{р-ра NaOH}) = 1.285 \text{ г/мл} = 1.285 \frac{10^{-3} \text{ кг}}{10^{-6} \text{ м}^3} = 1285 \text{ кг/м}^3$

Найти:

$V(\text{р-ра NaOH})$ - ?

Решение:

1. Запишем уравнение реакции нейтрализации серной кислоты гидроксидом натрия:

$\text{H}_2\text{SO}_4 + 2\text{NaOH} \rightarrow \text{Na}_2\text{SO}_4 + 2\text{H}_2\text{O}$

2. Найдем массу чистой серной кислоты в растворе:

$m(\text{H}_2\text{SO}_4) = m(\text{р-ра H}_2\text{SO}_4) \cdot \omega(\text{H}_2\text{SO}_4) = 300 \text{ г} \cdot 0.2 = 60 \text{ г}$

3. Рассчитаем количество вещества H₂SO₄. Молярная масса $M(\text{H}_2\text{SO}_4) = 2 \cdot 1 + 32 + 4 \cdot 16 = 98$ г/моль.

$n(\text{H}_2\text{SO}_4) = \frac{m(\text{H}_2\text{SO}_4)}{M(\text{H}_2\text{SO}_4)} = \frac{60 \text{ г}}{98 \text{ г/моль}} \approx 0.6122 \text{ моль}$

4. По уравнению реакции, на 1 моль H₂SO₄ требуется 2 моль NaOH. Найдем количество вещества NaOH:

$n(\text{NaOH}) = 2 \cdot n(\text{H}_2\text{SO}_4) = 2 \cdot \frac{60}{98} = \frac{120}{98} \approx 1.2245 \text{ моль}$

5. Найдем массу чистого NaOH. Молярная масса $M(\text{NaOH}) = 23 + 16 + 1 = 40$ г/моль.

$m(\text{NaOH}) = n(\text{NaOH}) \cdot M(\text{NaOH}) = \frac{120}{98} \text{ моль} \cdot 40 \text{ г/моль} \approx 48.98 \text{ г}$

6. Найдем массу раствора NaOH, необходимого для реакции:

$m(\text{р-ра NaOH}) = \frac{m(\text{NaOH})}{\omega(\text{NaOH})} = \frac{48.98 \text{ г}}{0.258} \approx 189.84 \text{ г}$

7. Найдем объем этого раствора, используя его плотность:

$V(\text{р-ра NaOH}) = \frac{m(\text{р-ра NaOH})}{\rho(\text{р-ра NaOH})} = \frac{189.84 \text{ г}}{1.285 \text{ г/мл}} \approx 147.74 \text{ мл}$

Ответ: 147.74 мл.