Страница 90 - гдз по химии 8 класс рабочая тетрадь Габриелян, Сладков

3. В 250 мл воды растворили 240 г оксида серы(VI). Рассчитайте массовую долю и количество кислоты в полученном растворе.

Дано:

$V(\text{H}_2\text{O}) = 250 \text{ мл}$

$m(\text{SO}_3) = 240 \text{ г}$

Решение:

$\text{SO}_3 + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{H}_2\text{SO}_4$

Дано:

$V(H_2O) = 250$ мл

$m(SO_3) = 240$ г

Найти:

$\omega(H_2SO_4)$ — ?

$n(H_2SO_4)$ — ?

Решение:

1. Запишем уравнение реакции взаимодействия оксида серы(VI) с водой. Оксид серы(VI) ($SO_3$) является кислотным оксидом и при реакции с водой ($H_2O$) образует серную кислоту ($H_2SO_4$):

$SO_3 + H_2O \rightarrow H_2SO_4$

2. Рассчитаем массу воды. Плотность воды принимаем равной 1 г/мл.

$m(H_2O) = V(H_2O) \cdot \rho(H_2O) = 250 \, \text{мл} \cdot 1 \, \text{г/мл} = 250 \, \text{г}$

3. Найдем молярные массы оксида серы(VI) и серной кислоты. Используем относительные атомные массы: $Ar(S) = 32$, $Ar(O) = 16$, $Ar(H) = 1$.

$M(SO_3) = Ar(S) + 3 \cdot Ar(O) = 32 + 3 \cdot 16 = 80 \, \text{г/моль}$

$M(H_2SO_4) = 2 \cdot Ar(H) + Ar(S) + 4 \cdot Ar(O) = 2 \cdot 1 + 32 + 4 \cdot 16 = 98 \, \text{г/моль}$

4. Вычислим количество вещества (число моль) оксида серы(VI):

$n(SO_3) = \frac{m(SO_3)}{M(SO_3)} = \frac{240 \, \text{г}}{80 \, \text{г/моль}} = 3 \, \text{моль}$

5. По уравнению реакции, из 1 моль $SO_3$ образуется 1 моль $H_2SO_4$. Следовательно, количество вещества образовавшейся кислоты равно количеству вещества прореагировавшего оксида.

$n(H_2SO_4) = n(SO_3) = 3 \, \text{моль}$

Это первая искомая величина.

6. Для расчета массовой доли кислоты найдем массу образовавшейся серной кислоты:

$m(H_2SO_4) = n(H_2SO_4) \cdot M(H_2SO_4) = 3 \, \text{моль} \cdot 98 \, \text{г/моль} = 294 \, \text{г}$

7. Масса конечного раствора складывается из масс исходных компонентов (воды и оксида серы) в соответствии с законом сохранения массы:

$m(\text{раствора}) = m(H_2O) + m(SO_3) = 250 \, \text{г} + 240 \, \text{г} = 490 \, \text{г}$

8. Рассчитаем массовую долю ($\omega$) серной кислоты в полученном растворе как отношение массы кислоты к массе всего раствора:

$\omega(H_2SO_4) = \frac{m(H_2SO_4)}{m(\text{раствора})} = \frac{294 \, \text{г}}{490 \, \text{г}} = 0.6$

Для выражения в процентах умножим на 100%:

$\omega(H_2SO_4) = 0.6 \cdot 100\% = 60\%$

Ответ: массовая доля кислоты в полученном растворе составляет 60%, а количество вещества кислоты — 3 моль.

4. Оксид кремния будет взаимодействовать с веществами:

1)$H_2O$

2)$CaO$

3)$KOH$

4)$HCl$

5)$CuSO_4$

Ответ: [][]

Запишите уравнения реакций.

Оксид кремния(IV) ($SiO_2$) — это кислотный оксид, обладающий атомной кристаллической решёткой. Из-за этого он твёрдый, тугоплавкий и нерастворим в воде. Проанализируем его взаимодействие с каждым из предложенных веществ, основываясь на его химических свойствах.

1) $H_2O$

Оксид кремния не реагирует с водой. Кремниевая кислота ($H_2SiO_3$), которая соответствует этому оксиду, получается косвенными методами, например, действием сильных кислот на растворы силикатов.

2) $CaO$

Оксид кальция ($CaO$) — это основный оксид. Кислотный оксид $SiO_2$ вступает в реакцию с основным оксидом $CaO$ при сильном нагревании (сплавлении). В результате реакции образуется соль — силикат кальция ($CaSiO_3$). Эта реакция является основой производства силикатного стекла и цемента.

3) $KOH$

Гидроксид калия ($KOH$) — это сильное растворимое основание (щёлочь). Оксид кремния, как кислотный оксид, реагирует со щелочами. Реакция может протекать как при сплавлении твёрдых реагентов, так и в концентрированном водном растворе щёлочи при нагревании. Продуктами реакции являются соль (силикат калия $K_2SiO_3$) и вода.

4) $HCl$

Оксид кремния не реагирует с большинством кислот, включая соляную. Исключением является плавиковая кислота ($HF$), с которой $SiO_2$ реагирует с образованием газообразного фторида кремния(IV) ($SiF_4$) и воды.

5) $CuSO_4$

Сульфат меди(II) ($CuSO_4$) — это соль. В стандартных условиях оксид кремния не взаимодействует с солями, такими как сульфат меди(II).

Таким образом, оксид кремния будет взаимодействовать с оксидом кальция (пункт 2) и гидроксидом калия (пункт 3).

Ответ: 23

Запишите уравнения реакций.

Реакция с оксидом кальция:

$SiO_2 + CaO \xrightarrow{t} CaSiO_3$

Реакция с гидроксидом калия:

$SiO_2 + 2KOH \xrightarrow{t} K_2SiO_3 + H_2O$

5. Оксид калия будет взаимодействовать с веществами:

1)$H_2O$

2)$CaO$

3)$NaOH$

4)$HNO_3$

5)$NO$

Ответ:

Запишите уравнения реакций.

5. Оксид калия будет взаимодействовать с веществами:

Решение
Оксид калия ($K_2O$) является основным оксидом, так как калий — это щелочной металл. Основные оксиды проявляют характерные химические свойства: они реагируют с водой (если образованы активным металлом), кислотами и кислотными оксидами. Основные оксиды не вступают в реакцию с основаниями и другими основными оксидами.
Проанализируем каждый из предложенных вариантов:
1) $H_2O$ (вода). Оксид калия — оксид активного металла, поэтому он бурно реагирует с водой, образуя соответствующее основание (щёлочь) — гидроксид калия ($KOH$). Реакция протекает.
2) $CaO$ (оксид кальция). Это также основный оксид. Два основных оксида друг с другом не взаимодействуют.
3) $NaOH$ (гидроксид натрия). Это сильное основание (щёлочь). Основный оксид $K_2O$ с основаниями не реагирует.
4) $HNO_3$ (азотная кислота). Как основный оксид, $K_2O$ вступает в реакцию нейтрализации с кислотой. В результате образуются соль (нитрат калия, $KNO_3$) и вода. Реакция протекает.
5) $NO$ (оксид азота(II)). Это несолеобразующий (безразличный) оксид, который не взаимодействует с основными оксидами в обычных условиях.
Таким образом, оксид калия будет взаимодействовать с водой и азотной кислотой.

Ответ: 14

Запишите уравнения реакций.

Решение
На основе выполненного анализа составим уравнения для реакций, в которые вступает оксид калия.
1. Реакция взаимодействия оксида калия с водой. Продуктом является гидроксид калия.
2. Реакция взаимодействия оксида калия с азотной кислотой. Продуктами являются соль нитрат калия и вода.

Ответ:
$K_2O + H_2O \rightarrow 2KOH$
$K_2O + 2HNO_3 \rightarrow 2KNO_3 + H_2O$