Страница 92 - гдз по химии 8 класс рабочая тетрадь Габриелян, Сладков

3. Основания взаимодействуют:

1) с кислотами, образуя соль и воду

$NaOH + HCl = \text{\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_} + \text{\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_}$

$Ca(OH)_2 + HNO_3 = \text{\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_} + \text{\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_}$

$Ba(OH)_2 + H_3PO_4 = \text{\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_} + \text{\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_}$

2) с кислотными оксидами, образуя соль и воду

$NaOH + SO_2 = \text{\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_} + \text{\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_}$

$Ca(OH)_2 + CO_2 = \text{\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_} + \text{\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_}$

3) с солями, если образуется $\uparrow$ или $\downarrow$:

$KOH + CuSO_4 = \text{\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_} + \text{\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_}$

$NaOH + NH_4Cl = \text{\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_} + \text{\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_}$

1) с кислотами, образуя соль и воду

Это реакция нейтрализации между сильной щелочью (гидроксид натрия) и сильной кислотой (соляная кислота). В результате образуется соль (хлорид натрия) и вода. Уравнение не требует дополнительных коэффициентов для балансировки.
$NaOH + HCl = NaCl + H_2O$
Ответ: $NaOH + HCl = NaCl + H_2O$

Реакция нейтрализации между основанием (гидроксид кальция) и сильной кислотой (азотная кислота). Продуктами являются соль (нитрат кальция) и вода. Так как ион кальция имеет заряд $2+$, а нитрат-ион $NO_3^-$ имеет заряд $1-$, формула соли — $Ca(NO_3)_2$. Для уравнивания атомов необходимо поставить коэффициент 2 перед $HNO_3$ и 2 перед $H_2O$.
$Ca(OH)_2 + 2HNO_3 = Ca(NO_3)_2 + 2H_2O$
Ответ: $Ca(OH)_2 + 2HNO_3 = Ca(NO_3)_2 + 2H_2O$

Реакция нейтрализации между основанием (гидроксид бария) и кислотой средней силы (ортофосфорная кислота). Продуктами являются соль (фосфат бария) и вода. Фосфат бария $Ba_3(PO_4)_2$ нерастворим в воде и выпадает в осадок. Для балансировки уравнения необходимо 3 молекулы $Ba(OH)_2$ и 2 молекулы $H_3PO_4$, что приводит к образованию 6 молекул воды.
$3Ba(OH)_2 + 2H_3PO_4 = Ba_3(PO_4)_2\downarrow + 6H_2O$
Ответ: $3Ba(OH)_2 + 2H_3PO_4 = Ba_3(PO_4)_2\downarrow + 6H_2O$

2) с кислотными оксидами, образуя соль и воду

Реакция между щелочью (гидроксид натрия) и кислотным оксидом (оксид серы(IV)). Кислотному оксиду $SO_2$ соответствует сернистая кислота $H_2SO_3$. В результате реакции образуется соль этой кислоты (сульфит натрия) и вода. Для уравнивания ставим коэффициент 2 перед $NaOH$.
$2NaOH + SO_2 = Na_2SO_3 + H_2O$
Ответ: $2NaOH + SO_2 = Na_2SO_3 + H_2O$

Реакция между основанием (гидроксид кальция, известковая вода) и кислотным оксидом (оксид углерода(IV), углекислый газ). Образуется нерастворимая соль карбонат кальция $CaCO_3$ (выпадает в осадок, вызывая помутнение раствора) и вода. Реакция сбалансирована.
$Ca(OH)_2 + CO_2 = CaCO_3\downarrow + H_2O$
Ответ: $Ca(OH)_2 + CO_2 = CaCO_3\downarrow + H_2O$

3) с солями, если образуется $\uparrow$ или $\downarrow$

Реакция ионного обмена между щелочью (гидроксид калия) и солью (сульфат меди(II)). Реакция протекает, так как один из продуктов, гидроксид меди(II) $Cu(OH)_2$, является нерастворимым веществом и выпадает в виде голубого осадка. Для балансировки ставим коэффициент 2 перед $KOH$.
$2KOH + CuSO_4 = K_2SO_4 + Cu(OH)_2\downarrow$
Ответ: $2KOH + CuSO_4 = K_2SO_4 + Cu(OH)_2\downarrow$

Реакция ионного обмена между щелочью (гидроксид натрия) и солью аммония (хлорид аммония). Реакция протекает, так как образующийся гидроксид аммония $NH_4OH$ является неустойчивым соединением и разлагается на газообразный аммиак $NH_3$ (газ с резким запахом) и воду. Реакция сбалансирована.
$NaOH + NH_4Cl = NaCl + NH_3\uparrow + H_2O$
Ответ: $NaOH + NH_4Cl = NaCl + NH_3\uparrow + H_2O$

$Ca + HOH = \text{____} + \text{____}$

$CaO + HOH = \text{____}$

В первой реакции активный щелочноземельный металл кальций ($Ca$) взаимодействует с водой ($HOH$, или более привычная запись $H_2O$). Эта реакция относится к типу замещения. Атом кальция замещает один из атомов водорода в двух молекулах воды, в результате чего образуется растворимое основание (щёлочь) — гидроксид кальция — и выделяется газообразный водород. Для правильного составления формулы гидроксида кальция учтём, что валентность кальция равна II, а гидроксогруппы (OH) — I. Таким образом, формула гидроксида — $Ca(OH)_2$. Уравняем реакцию: слева 1 атом Ca, 2 атома H, 1 атом O; справа 1 атом Ca, 2 атома O, 4 атома H. Чтобы уравнять количество атомов, перед молекулой воды в левой части нужно поставить коэффициент 2.
Итоговое уравнение реакции:
$Ca + 2HOH = Ca(OH)_2 + H_2\uparrow$
Ответ: $Ca + 2HOH = Ca(OH)_2 + H_2$

Во второй реакции основный оксид кальция ($CaO$) взаимодействует с водой ($HOH$). Это реакция соединения (гидратация). В результате присоединения молекулы воды к оксиду кальция образуется гидроксид кальция ($Ca(OH)_2$). Уравнение этой реакции не требует дополнительных коэффициентов, так как количество атомов каждого элемента в левой и правой частях уравнения одинаково (1 атом Ca, 2 атома O, 2 атома H).
Итоговое уравнение реакции:
$CaO + HOH = Ca(OH)_2$
Ответ: $CaO + HOH = Ca(OH)_2$

5. Нерастворимые основания получают реакцией обмена между раствором щёлочи и солью металла нерастворимого гидроксида:

$ \text{NaOH} + \text{CuSO}_4 = \text{\_\_\_\_\_\_\_\_} + \text{\_\_\_\_\_\_\_\_} $

$ \text{KOH} + \text{Fe(NO}_3\text{)}_3 = \text{\_\_\_\_\_\_\_\_} + \text{\_\_\_\_\_\_\_\_} $

В соответствии с условием, нерастворимые основания получают реакцией ионного обмена между раствором щёлочи и растворимой солью металла. В результате такой реакции образуется нерастворимое основание (выпадает в осадок) и новая соль. Рассмотрим данные уравнения.

$NaOH + CuSO_4$

Это реакция обмена между щёлочью — гидроксидом натрия ($NaOH$) — и солью — сульфатом меди(II) ($CuSO_4$). В ходе реакции ионы меняются местами: катион натрия ($Na^+$) соединяется с сульфат-анионом ($SO_4^{2-}$), а катион меди ($Cu^{2+}$) — с гидроксид-анионом ($OH^-$).

Продуктами реакции являются:

• Гидроксид меди(II) ($Cu(OH)_2$) — нерастворимое основание, которое выпадает в виде голубого осадка.
• Сульфат натрия ($Na_2SO_4$) — растворимая в воде соль.

Схема реакции выглядит так: $NaOH + CuSO_4 \rightarrow Cu(OH)_2 + Na_2SO_4$.

Теперь необходимо уравнять химическое уравнение, чтобы число атомов каждого элемента в левой и правой частях было одинаковым. Справа находятся 2 атома натрия ($Na$) и 2 гидроксогруппы ($OH$), значит, перед $NaOH$ слева нужно поставить коэффициент 2.

Сбалансированное уравнение реакции: $2NaOH + CuSO_4 = Cu(OH)_2 \downarrow + Na_2SO_4$.

Ответ: $2NaOH + CuSO_4 = Cu(OH)_2 + Na_2SO_4$

$KOH + Fe(NO_3)_3$

Это реакция обмена между щёлочью — гидроксидом калия ($KOH$) — и солью — нитратом железа(III) ($Fe(NO_3)_3$). Происходит обмен ионами: катион калия ($K^+$) соединяется с нитрат-анионом ($NO_3^-$), а катион железа(III) ($Fe^{3+}$) — с гидроксид-анионом ($OH^-$).

Продуктами реакции являются:

• Гидроксид железа(III) ($Fe(OH)_3$) — нерастворимое основание, выпадающее в виде бурого (ржавого) осадка.
• Нитрат калия ($KNO_3$) — растворимая в воде соль.

Схема реакции: $KOH + Fe(NO_3)_3 \rightarrow Fe(OH)_3 + KNO_3$.

Уравняем это уравнение. В левой части 1 атом железа и 3 нитрат-группы ($NO_3^-$), а в правой — 1 атом железа и 1 нитрат-группа. Чтобы уравнять нитрат-группы, поставим коэффициент 3 перед $KNO_3$. Теперь справа 3 атома калия, поэтому ставим коэффициент 3 перед $KOH$ слева. Проверяем гидроксогруппы: слева 3, справа 3. Уравнение сбалансировано.

Сбалансированное уравнение реакции: $3KOH + Fe(NO_3)_3 = Fe(OH)_3 \downarrow + 3KNO_3$.

Ответ: $3KOH + Fe(NO_3)_3 = Fe(OH)_3 + 3KNO_3$