Страница 80 - гдз по химии 8 класс рабочая тетрадь Габриелян, Сладков

8. Изменение цвета индикаторов в щелочной среде:

а) фиолетовый лакмус становится __________

б) метиловый оранжевый становится __________

в) бесцветный фенолфталеин становится __________

а) фиолетовый лакмус становится

Решение: Лакмус — это кислотно-основный индикатор, который в нейтральной среде имеет фиолетовый цвет. В щелочной среде, где водородный показатель $pH > 8$, концентрация гидроксид-ионов ($OH^−$) преобладает над концентрацией ионов водорода ($H^+$). Это приводит к изменению структуры молекулы индикатора, в результате чего его цвет меняется на синий.

Ответ: синим.

б) метиловый оранжевый становится

Решение: Метиловый оранжевый (метилоранж) — индикатор, интервал перехода окраски которого находится в диапазоне $pH$ от 3,1 до 4,4. В сильнокислой среде ($pH < 3,1$) он имеет красный цвет, а в нейтральной — оранжевый. В щелочной среде ($pH > 4,4$) метиловый оранжевый существует в своей основной форме, которая придает раствору желтый цвет.

Ответ: желтым.

в) бесцветный фенолфталеин становится

Решение: Фенолфталеин — это индикатор, который наиболее известен своим резким изменением цвета именно в щелочной среде. В кислой и нейтральной средах (при $pH < 8,2$) его молекула не имеет цвета. При попадании в щелочную среду ($pH$ в диапазоне 8,2–12,0) молекула фенолфталеина ионизируется и претерпевает структурную перестройку. В результате образуется анион со сложной сопряженной системой связей, который и обуславливает появление яркой малиновой (фуксиновой) окраски.

Ответ: малиновым.

9. Запишите тривиальные (исторически сложившиеся) названия оснований:

а) гидроксида натрия —

б) гидроксида калия —

Решение

В данном задании требуется указать тривиальные (исторически сложившиеся) названия для оснований, которые бы соответствовали заданному количеству букв, обозначенному пустыми клетками на изображении.

а) гидроксида натрия
Систематическое название вещества — гидроксид натрия, его химическая формула — $NaOH$. Это сильное основание, которое является типичной щёлочью. Для этого соединения необходимо подобрать название, состоящее из двух слов: первое из пяти букв, а второе из шести.
Распространённые тривиальные названия, такие как "каустическая сода" или "едкий натр", не подходят по количеству букв.
Название, которое идеально соответствует предложенной схеме (5+6 букв), — "едкая щёлочь".
Слово "едкая" состоит из 5 букв.
Слово "щёлочь" состоит из 6 букв.
Ответ: едкая щёлочь.

б) гидроксида калия
Систематическое название вещества — гидроксид калия, его химическая формула — $KOH$. Это также сильное основание (щёлочь). Требуется найти название, состоящее из двух слов, каждое по пять букв.
Название "едкое кали" не подходит, так как второе слово ("кали") состоит из четырёх букв.
Название, которое точно соответствует схеме (5+5 букв), — "едкий поташ".
Слово "едкий" состоит из 5 букв.
Слово "поташ" также состоит из 5 букв. Исторически "поташем" называли карбонат калия ($K_2CO_3$), а гидроксид калия, который получали из него, называли "каустическим поташем" ("каустический" является синонимом слова "едкий").
Ответ: едкий поташ.

10. Качественная реакция на известковую воду:

а) реактив

б) аналитический эффект

а) реактив

Известковая вода — это насыщенный водный раствор гидроксида кальция, $Ca(OH)_2$. Классической качественной реакцией для обнаружения известковой воды является взаимодействие с углекислым газом (диоксидом углерода, $CO_2$). Углекислый газ, будучи кислотным оксидом, вступает в реакцию с основанием (гидроксидом кальция).

Ответ: углекислый газ ($CO_2$).

б) аналитический эффект

При пропускании углекислого газа через прозрачный раствор известковой воды наблюдается её помутнение. Это происходит из-за образования нерастворимого в воде карбоната кальция ($CaCO_3$), который выпадает в виде белого осадка.

Уравнение реакции: $Ca(OH)_2 + CO_2 \rightarrow CaCO_3\downarrow + H_2O$

Важно отметить, что при дальнейшем пропускании избыточного количества углекислого газа через раствор, помутнение исчезает. Белый осадок карбоната кальция вступает в реакцию с избытком $CO_2$ и водой, образуя растворимый гидрокарбонат кальция $Ca(HCO_3)_2$. В результате раствор снова становится прозрачным.

Уравнение второй реакции: $CaCO_3 + CO_2 + H_2O \rightarrow Ca(HCO_3)_2$

Ответ: помутнение раствора, выпадение белого осадка.

1. Запишите названия следующих оснований:

1) $KOH$

2) $CuOH$

3) $Cu(OH)_2$

4) $Ba(OH)_2$

5) $Fe(OH)_3$

Из них к щелочам относятся □□, а к нерастворимым основаниям □□□.

Решение:

Основания — это сложные вещества, которые состоят из атомов металла и одной или нескольких гидроксогрупп ($OH^-$). Названия оснований строятся из слова «гидроксид» и названия металла в родительном падеже. Если металл имеет переменную валентность (степень окисления), её указывают римской цифрой в скобках после названия металла.

1) KOH

Калий ($K$) — это щелочной металл, который находится в I группе главной подгруппы Периодической системы. Его степень окисления постоянна и равна +1. Поэтому название соединения — гидроксид калия.

2) CuOH

Медь ($Cu$) — это переходный металл с переменной степенью окисления. В данном соединении на один атом меди приходится одна гидроксогруппа ($OH^-$), заряд которой равен -1. Следовательно, степень окисления меди равна +1. Название — гидроксид меди(I).

3) Cu(OH)₂

В этом соединении на один атом меди ($Cu$) приходятся две гидроксогруппы. Суммарный заряд двух гидроксогрупп составляет -2, значит, степень окисления меди в этом соединении равна +2. Название — гидроксид меди(II).

4) Ba(OH)₂

Барий ($Ba$) — это щелочноземельный металл, который находится во II группе главной подгруппы. Его степень окисления постоянна и равна +2. Название соединения — гидроксид бария.

5) Fe(OH)₃

Железо ($Fe$) — это переходный металл с переменной степенью окисления. В формуле на один атом железа приходятся три гидроксогруппы, общий заряд которых равен -3. Следовательно, степень окисления железа равна +3. Название — гидроксид железа(III).

Далее необходимо классифицировать эти основания. Основания делятся на растворимые в воде (щелочи) и нерастворимые. Для определения растворимости используют таблицу растворимости солей, кислот и оснований.

К щелочам (растворимым основаниям) относятся гидроксиды металлов I и II групп главных подгрупп (кроме $Be(OH)_2$ и $Mg(OH)_2$).

• $KOH$ (1) и $Ba(OH)_2$ (4) — растворимые основания, то есть щелочи.
• $CuOH$ (2), $Cu(OH)_2$ (3) и $Fe(OH)_3$ (5) — нерастворимые основания.

Ответ:

1) KOH — гидроксид калия.

2) CuOH — гидроксид меди(I).

3) Cu(OH)₂ — гидроксид меди(II).

4) Ba(OH)₂ — гидроксид бария.

5) Fe(OH)₃ — гидроксид железа(III).

Из них к щелочам относятся 1, 4, а к нерастворимым основаниям 2, 3, 5.

2. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

a) $Ca \rightarrow CaO \rightarrow Ca(OH)_2$

б) $S \rightarrow SO_2 \rightarrow SO_3 \rightarrow H_2SO_4$

а) Ca → CaO → Ca(OH)₂

Для осуществления данной цепочки превращений необходимо последовательно провести две химические реакции.

Первый переход, от кальция ($Ca$) к оксиду кальция ($CaO$), осуществляется реакцией горения. Металлический кальций, являясь активным щелочноземельным металлом, при нагревании реагирует с кислородом. В результате образуется основной оксид — оксид кальция, также известный как негашеная известь. Уравнение реакции:

$2Ca + O_2 \rightarrow 2CaO$

Второй переход, от оксида кальция ($CaO$) к гидроксиду кальция ($Ca(OH)_2$), представляет собой реакцию основного оксида с водой. Эта реакция, называемая гашением извести, является экзотермической и приводит к образованию основания — гидроксида кальция (гашеной извести). Уравнение реакции:

$CaO + H_2O \rightarrow Ca(OH)_2$

Ответ: $2Ca + O_2 \rightarrow 2CaO$; $CaO + H_2O \rightarrow Ca(OH)_2$.

б) S → SO₂ → SO₃ → H₂SO₄

Данная последовательность превращений описывает ключевые стадии получения серной кислоты и включает в себя три реакции.

Первая реакция в цепочке — получение диоксида серы ($SO_2$) из серы ($S$). Это достигается сжиганием серы в кислороде. В результате реакции образуется кислотный оксид — диоксид серы, или сернистый газ. Уравнение реакции:

$S + O_2 \rightarrow SO_2$

Вторая реакция — окисление диоксида серы ($SO_2$) до триоксида серы ($SO_3$). Этот процесс является каталитическим, так как требует наличия катализатора (например, оксида ванадия(V) $V_2O_5$) и повышенной температуры для эффективного протекания. В результате образуется триоксид серы, или серный ангидрид. Уравнение реакции:

$2SO_2 + O_2 \rightarrow 2SO_3$

Третья, заключительная реакция — получение серной кислоты ($H_2SO_4$) из триоксида серы ($SO_3$). Триоксид серы, как кислотный оксид, реагирует с водой, образуя соответствующую ему сильную двухосновную кислоту — серную кислоту. Уравнение реакции:

$SO_3 + H_2O \rightarrow H_2SO_4$

Ответ: $S + O_2 \rightarrow SO_2$; $2SO_2 + O_2 \rightarrow 2SO_3$; $SO_3 + H_2O \rightarrow H_2SO_4$.