Номер А, страница 206 - гдз по химии 8 класс учебник Усманова, Сакарьянова

A

1. С какими из приведенных веществ будет взаимодействовать вода: Zn, Cu, $SiO_2$ (кварцевый песок), $SO_3$, NaCl?

2. Напишите уравнения реакций взаимодействия:

$P_2O_3 + H_2o \rightarrow$

$N_2O_5 + H_2o \rightarrow$

3. Сколько граммов воды соединится с 14,2 г безводного сульфата натрия при образовании кристаллогидрата $Na_2SO_4 \cdot 10H_2O$?

Ответ: 18 г.

1. Дано:

$m(CuSO_4) = 80 \text{ г}$

Найти:

$m(FeSO_4) - ?$

Решение:

Запишем уравнение реакции замещения, в которой железо вытесняет медь из сульфата меди(II):

$Fe + CuSO_4 \rightarrow FeSO_4 + Cu$

Из уравнения видно, что реагенты и продукты находятся в мольном соотношении 1:1.

Найдем молярные массы сульфата меди(II) и сульфата железа(II):

$M(CuSO_4) = 64 + 32 + 4 \cdot 16 = 160 \text{ г/моль}$

$M(FeSO_4) = 56 + 32 + 4 \cdot 16 = 152 \text{ г/моль}$

Рассчитаем количество вещества сульфата меди(II) в 80 г:

$n(CuSO_4) = \frac{m(CuSO_4)}{M(CuSO_4)} = \frac{80 \text{ г}}{160 \text{ г/моль}} = 0,5 \text{ моль}$

Согласно уравнению реакции, количество вещества образовавшегося сульфата железа(II) равно количеству вещества прореагировавшего сульфата меди(II):

$n(FeSO_4) = n(CuSO_4) = 0,5 \text{ моль}$

Теперь рассчитаем массу сульфата железа(II):

$m(FeSO_4) = n(FeSO_4) \cdot M(FeSO_4) = 0,5 \text{ моль} \cdot 152 \text{ г/моль} = 76 \text{ г}$

Ответ: 76 г.

2. Дано:

$V_{р-ра}(KOH) = 200 \text{ мл}$

$\omega(KOH) = 40\% = 0,4$

$\rho_{р-ра}(KOH) = 1,424 \text{ г/мл}$

Найти:

$m(K_2HPO_4) - ?$

Решение:

Реакция образования гидрофосфата калия из гидроксида калия и фосфорной кислоты описывается уравнением:

$2KOH + H_3PO_4 \rightarrow K_2HPO_4 + 2H_2O$

Найдем массу раствора гидроксида калия:

$m_{р-ра}(KOH) = V_{р-ра}(KOH) \cdot \rho_{р-ра}(KOH) = 200 \text{ мл} \cdot 1,424 \text{ г/мл} = 284,8 \text{ г}$

Найдем массу чистого гидроксида калия в растворе:

$m(KOH) = m_{р-ра}(KOH) \cdot \omega(KOH) = 284,8 \text{ г} \cdot 0,4 = 113,92 \text{ г}$

Рассчитаем количество вещества гидроксида калия, используя его молярную массу ($M(KOH) = 39 + 16 + 1 = 56 \text{ г/моль}$):

$n(KOH) = \frac{m(KOH)}{M(KOH)} = \frac{113,92 \text{ г}}{56 \text{ г/моль}} \approx 2,0343 \text{ моль}$

По уравнению реакции, из 2 моль KOH образуется 1 моль $K_2HPO_4$. Найдем количество вещества гидрофосфата калия:

$n(K_2HPO_4) = \frac{1}{2} n(KOH) = \frac{2,0343 \text{ моль}}{2} \approx 1,01715 \text{ моль}$

Найдем молярную массу гидрофосфата калия ($M(K_2HPO_4) = 2 \cdot 39 + 1 + 31 + 4 \cdot 16 = 174 \text{ г/моль}$).

Рассчитаем массу образовавшегося гидрофосфата калия:

$m(K_2HPO_4) = n(K_2HPO_4) \cdot M(K_2HPO_4) \approx 1,01715 \text{ моль} \cdot 174 \text{ г/моль} \approx 176,98 \text{ г}$

Ответ: 176,98 г.

3. Дано:

$m(FeSO_4 \cdot xH_2O) = 13,9 \text{ г}$

$m(H_2O) = 6,3 \text{ г}$ (масса испарившейся воды)

Найти:

Формулу кристаллогидрата $FeSO_4 \cdot xH_2O$

Решение:

Формула кристаллогидрата сульфата железа(II) имеет общий вид $FeSO_4 \cdot xH_2O$.

При термическом разложении улетучивается кристаллизационная вода. Масса безводной соли $FeSO_4$ в образце равна разности масс кристаллогидрата и испарившейся воды:

$m(FeSO_4) = m(FeSO_4 \cdot xH_2O) - m(H_2O) = 13,9 \text{ г} - 6,3 \text{ г} = 7,6 \text{ г}$

Найдем молярные массы воды и безводного сульфата железа(II):

$M(H_2O) = 2 \cdot 1 + 16 = 18 \text{ г/моль}$

$M(FeSO_4) = 56 + 32 + 4 \cdot 16 = 152 \text{ г/моль}$

Рассчитаем количество вещества (в молях) воды и сульфата железа(II):

$n(H_2O) = \frac{m(H_2O)}{M(H_2O)} = \frac{6,3 \text{ г}}{18 \text{ г/моль}} = 0,35 \text{ моль}$

$n(FeSO_4) = \frac{m(FeSO_4)}{M(FeSO_4)} = \frac{7,6 \text{ г}}{152 \text{ г/моль}} = 0,05 \text{ моль}$

Коэффициент $x$ в формуле кристаллогидрата равен мольному соотношению воды и безводной соли:

$x = \frac{n(H_2O)}{n(FeSO_4)} = \frac{0,35}{0,05} = 7$

Таким образом, формула кристаллогидрата — $FeSO_4 \cdot 7H_2O$ (железный купорос).

Ответ: $FeSO_4 \cdot 7H_2O$.

4. Дано:

$m(AgCl) = 2,87 \text{ г}$

$\omega(AgNO_3) = 3\% = 0,03$

Найти:

$m_{р-ра}(AgNO_3) - ?$

Решение:

Хлорид серебра ($AgCl$) — это нерастворимый осадок, который образуется в результате реакции ионного обмена между раствором соли серебра и источником хлорид-ионов (например, $NaCl$ или $HCl$).

Уравнение реакции: $AgNO_3 + NaCl \rightarrow AgCl\downarrow + NaNO_3$.

Из уравнения видно, что $AgNO_3$ и $AgCl$ находятся в мольном соотношении 1:1.

Найдем молярные массы $AgCl$ и $AgNO_3$:

$M(AgCl) = 108 + 35,5 = 143,5 \text{ г/моль}$

$M(AgNO_3) = 108 + 14 + 3 \cdot 16 = 170 \text{ г/моль}$

Рассчитаем количество вещества полученного хлорида серебра:

$n(AgCl) = \frac{m(AgCl)}{M(AgCl)} = \frac{2,87 \text{ г}}{143,5 \text{ г/моль}} = 0,02 \text{ моль}$

Согласно стехиометрии реакции, количество вещества нитрата серебра, вступившего в реакцию, также равно 0,02 моль:

$n(AgNO_3) = n(AgCl) = 0,02 \text{ моль}$

Найдем массу чистого нитрата серебра, которая для этого потребовалась:

$m(AgNO_3) = n(AgNO_3) \cdot M(AgNO_3) = 0,02 \text{ моль} \cdot 170 \text{ г/моль} = 3,4 \text{ г}$

Теперь рассчитаем массу 3%-ного раствора, содержащего 3,4 г $AgNO_3$:

$m_{р-ра}(AgNO_3) = \frac{m(AgNO_3)}{\omega(AgNO_3)} = \frac{3,4 \text{ г}}{0,03} \approx 113,33 \text{ г}$

Ответ: 113,3 г.

5. Решение:

Серная кислота ($H_2SO_4$) является двухосновной кислотой, то есть ее молекула содержит два атома водорода, способных замещаться на ионы металла. В зависимости от соотношения реагентов, в реакции с гидроксидом калия ($KOH$) могут образовываться кислые или средние соли.

В реакции $KOH + H_2SO_4 \rightarrow H_2O + ?$ на одну молекулу кислоты приходится одна молекула основания. Происходит неполная нейтрализация, замещается один атом водорода, и образуется кислая соль — гидросульфат калия ($KHSO_4$).

В реакции $2KOH + H_2SO_4 \rightarrow 2H_2O + ?$ на одну молекулу кислоты приходится две молекулы основания. Происходит полная нейтрализация, замещаются оба атома водорода, и образуется средняя соль — сульфат калия ($K_2SO_4$).

Ответ: В реакции $KOH + H_2SO_4$ образуется гидросульфат калия ($KHSO_4$); в реакции $2KOH + H_2SO_4$ образуется сульфат калия ($K_2SO_4$).