Страница 98 - гдз по химии 8 класс рабочая тетрадь Габриелян, Сладков

1. Дайте характеристику серной кислоты:

1) формула

2) по основности

3) по наличию кислорода

4) по растворимости

5) по летучести

6) по стабильности

1) формула Химическая формула серной кислоты - $H_2SO_4$. Это неорганическое соединение, состоящее из двух атомов водорода, одного атома серы и четырех атомов кислорода. В структурном виде атом серы находится в центре, соединенный с двумя атомами кислорода двойными связями и с двумя гидроксильными группами ($–OH$) одинарными связями. Ответ: $H_2SO_4$.

2) по основности Основность кислоты определяется числом атомов водорода в молекуле, которые могут замещаться на атомы металла или ион аммония с образованием соли. Молекула серной кислоты $H_2SO_4$ содержит два "кислых" атома водорода в составе гидроксильных групп. Следовательно, она является двухосновной кислотой. При диссоциации в воде она отдает два протона в две ступени, образуя кислые соли (гидросульфаты, например, $NaHSO_4$) и средние соли (сульфаты, например, $Na_2SO_4$). Ответ: двухосновная.

3) по наличию кислорода По классификации кислот на кислородсодержащие и бескислородные, серная кислота относится к кислородсодержащим (оксикислотам), так как в её составе присутствуют атомы кислорода. Ответ: кислородсодержащая.

4) по растворимости Серная кислота отлично растворяется в воде. Она смешивается с водой в любых пропорциях, образуя гидраты и выделяя при этом значительное количество теплоты. Из-за сильного экзотермического эффекта при приготовлении растворов следует добавлять кислоту в воду, а не наоборот, чтобы избежать закипания и разбрызгивания. Ответ: растворимая.

5) по летучести Летучесть – это способность вещества испаряться. Безводная серная кислота – это тяжёлая, вязкая, маслянистая жидкость с очень высокой температурой кипения (около 337 °C для 98.3% раствора), что делает её практически нелетучей при нормальных условиях. Это свойство позволяет использовать её для получения летучих кислот (например, соляной) из их солей. Ответ: нелетучая.

6) по стабильности Стабильность (устойчивость) характеризует способность соединения противостоять разложению при внешних воздействиях, например, нагревании. Серная кислота является очень стабильным соединением. Заметное термическое разложение концентрированной серной кислоты на серный ангидрид ($SO_3$) и воду ($H_2O$) начинается только при температурах выше 300 °C. Ответ: стабильная (устойчивая).

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

a) $Cl_2 \rightarrow HCl \rightarrow AlCl_3$

Напишите четыре варианта последнего превращения.

б) $C \rightarrow CO_2 \rightarrow Na_2CO_3 \rightarrow CO_2 \rightarrow CaCO_3 \rightarrow CaO \rightarrow Ca(OH)_2 \rightarrow Ca(NO_3)_2$

а) $Cl_2 \rightarrow HCl \rightarrow AlCl_3$

Решение:

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

1. Получение хлороводорода ($HCl$) из простого вещества хлора ($Cl_2$). Реакция протекает при взаимодействии хлора с водородом на свету ($h\nu$) или при нагревании.

$H_2 + Cl_2 \xrightarrow{h\nu} 2HCl$

2. Получение хлорида алюминия ($AlCl_3$) из соляной кислоты ($HCl$).

Ниже представлены четыре варианта осуществления этого превращения:

Вариант 1: Взаимодействие соляной кислоты с металлическим алюминием. Алюминий является активным металлом и вытесняет водород из кислоты.

$2Al + 6HCl \rightarrow 2AlCl_3 + 3H_2\uparrow$

Вариант 2: Взаимодействие соляной кислоты с оксидом алюминия ($Al_2O_3$). Происходит реакция обмена между кислотой и амфотерным оксидом, в результате которой образуются соль и вода.

$Al_2O_3 + 6HCl \rightarrow 2AlCl_3 + 3H_2O$

Вариант 3: Взаимодействие соляной кислоты с гидроксидом алюминия ($Al(OH)_3$). Это реакция нейтрализации между кислотой и нерастворимым амфотерным гидроксидом.

$Al(OH)_3 + 3HCl \rightarrow AlCl_3 + 3H_2O$

Вариант 4: Взаимодействие соляной кислоты с солью алюминия, образованной более слабой и летучей кислотой, например, с сульфидом алюминия ($Al_2S_3$).

$Al_2S_3 + 6HCl \rightarrow 2AlCl_3 + 3H_2S\uparrow$

Ответ:

$H_2 + Cl_2 \rightarrow 2HCl$
Четыре варианта для превращения $HCl \rightarrow AlCl_3$:
1) $2Al + 6HCl \rightarrow 2AlCl_3 + 3H_2\uparrow$
2) $Al_2O_3 + 6HCl \rightarrow 2AlCl_3 + 3H_2O$
3) $Al(OH)_3 + 3HCl \rightarrow AlCl_3 + 3H_2O$
4) $Al_2S_3 + 6HCl \rightarrow 2AlCl_3 + 3H_2S\uparrow$

б) $C \rightarrow CO_2 \rightarrow Na_2CO_3 \rightarrow CO_2 \rightarrow CaCO_3 \rightarrow CaO \rightarrow Ca(OH)_2 \rightarrow Ca(NO_3)_2$

Решение:

1. $C \rightarrow CO_2$: Получение диоксида углерода (углекислого газа) путем сжигания углерода в избытке кислорода.

$C + O_2 \xrightarrow{t} CO_2$

2. $CO_2 \rightarrow Na_2CO_3$: Реакция кислотного оксида $CO_2$ с избытком щелочи (гидроксида натрия) с образованием средней соли - карбоната натрия.

$CO_2 + 2NaOH \rightarrow Na_2CO_3 + H_2O$

3. $Na_2CO_3 \rightarrow CO_2$: Получение углекислого газа из его соли (карбоната натрия) действием более сильной кислоты, например, соляной.

$Na_2CO_3 + 2HCl \rightarrow 2NaCl + H_2O + CO_2\uparrow$

4. $CO_2 \rightarrow CaCO_3$: Пропускание углекислого газа через известковую воду (раствор гидроксида кальция), что приводит к выпадению белого осадка карбоната кальция.

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

5. $CaCO_3 \rightarrow CaO$: Термическое разложение карбоната кальция при высокой температуре (промышленный способ получения негашеной извести).

$CaCO_3 \xrightarrow{900-1200 ^\circ C} CaO + CO_2\uparrow$

6. $CaO \rightarrow Ca(OH)_2$: Реакция оксида кальция (негашеной извести) с водой с образованием гидроксида кальция (гашеной извести).

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

7. $Ca(OH)_2 \rightarrow Ca(NO_3)_2$: Реакция нейтрализации основания (гидроксида кальция) азотной кислотой с образованием соли (нитрата кальция) и воды.

$Ca(OH)_2 + 2HNO_3 \rightarrow Ca(NO_3)_2 + 2H_2O$

Ответ:

1. $C + O_2 \xrightarrow{t} CO_2$
2. $CO_2 + 2NaOH \rightarrow Na_2CO_3 + H_2O$
3. $Na_2CO_3 + 2HCl \rightarrow 2NaCl + H_2O + CO_2\uparrow$
4. $CO_2 + Ca(OH)_2 \rightarrow CaCO_3\downarrow + H_2O$
5. $CaCO_3 \xrightarrow{t} CaO + CO_2\uparrow$
6. $CaO + H_2O \rightarrow Ca(OH)_2$
7. $Ca(OH)_2 + 2HNO_3 \rightarrow Ca(NO_3)_2 + 2H_2O$

3. Из предложенного перечня выберите две пары веществ, между которыми протекает реакция соединения.

1)$HCl$ и $AgNO_3$

2)$H_2O$ и $SiO_2$

3)$P_2O_5$ и $H_2O$

4)$Na_2O$ и $HNO_3$

5)$SO_3$ и $Na_2O$

Ответ: □□

Запишите уравнения реакций.

Реакция соединения — это тип химической реакции, в результате которой из двух или более исходных веществ (простых или сложных) образуется одно новое, более сложное вещество. Проанализируем каждую из предложенных пар веществ.

1) HCl и AgNO₃
Реакция между соляной кислотой (кислота) и нитратом серебра (соль) является реакцией ионного обмена. В результате образуются два новых вещества: нерастворимый в воде хлорид серебра и азотная кислота. Уравнение реакции:
$HCl + AgNO_3 \rightarrow AgCl\downarrow + HNO_3$
Поскольку в результате реакции образуется два продукта, она не является реакцией соединения.

2) H₂O и SiO₂
Оксид кремния(IV) ($SiO_2$) является кислотным оксидом, однако он имеет атомную кристаллическую решетку, очень прочную, поэтому он нерастворим в воде и не реагирует с ней в обычных условиях. Реакция соединения не протекает.

3) P₂O₅ и H₂O
Оксид фосфора(V) ($P_2O_5$) — это типичный кислотный оксид, который активно реагирует с водой с образованием одного продукта — ортофосфорной кислоты ($H_3PO_4$). Данная реакция является реакцией соединения. Уравнение реакции:
$P_2O_5 + 3H_2O \rightarrow 2H_3PO_4$
Этот вариант подходит.

4) Na₂O и HNO₃
Реакция между оксидом натрия (основный оксид) и азотной кислотой (кислота) является реакцией нейтрализации, которая относится к реакциям обмена. В результате образуются два продукта: соль (нитрат натрия) и вода. Уравнение реакции:
$Na_2O + 2HNO_3 \rightarrow 2NaNO_3 + H_2O$
Поскольку в результате реакции образуется два продукта, она не является реакцией соединения.

5) SO₃ и Na₂O
Реакция между оксидом серы(VI) (кислотный оксид) и оксидом натрия (основный оксид) приводит к образованию одного сложного вещества — соли (сульфата натрия). Данная реакция является реакцией соединения. Уравнение реакции:
$SO_3 + Na_2O \rightarrow Na_2SO_4$
Этот вариант подходит.

Ответ: 35

Запишите уравнения реакций.
Уравнения химических реакций для выбранных пар веществ, вступающих в реакцию соединения:
Для пары 3: $P_2O_5 + 3H_2O \rightarrow 2H_3PO_4$
Для пары 5: $SO_3 + Na_2O \rightarrow Na_2SO_4$

Ответ:
$P_2O_5 + 3H_2O \rightarrow 2H_3PO_4$
$SO_3 + Na_2O \rightarrow Na_2SO_4$