Страница 196 - гдз по химии 8 класс учебник Габриелян

а) Вода ($H_2O$) реагирует с кислотным оксидом серы(IV) ($SO_2$), в результате чего образуется сернистая кислота ($H_2SO_3$). В данной реакции из двух сложных веществ образуется одно новое, более сложное вещество. Такой тип реакции называется реакцией соединения.

Уравнение реакции: $H_2O + SO_2 \rightarrow H_2SO_3$.

Продукт реакции: сернистая кислота.

Ответ: $H_2O + SO_2 \rightarrow H_2SO_3$; реакция соединения; продукт — сернистая кислота ($H_2SO_3$).

б) Основный оксид калия ($K_2O$) взаимодействует с водой ($H_2O$) с образованием соответствующего основания — гидроксида калия ($KOH$). Как и в предыдущем случае, из двух веществ образуется одно, поэтому это реакция соединения. Необходимо уравнять количество атомов калия.

Уравнение реакции: $K_2O + H_2O \rightarrow 2KOH$.

Продукт реакции: гидроксид калия.

Ответ: $K_2O + H_2O \rightarrow 2KOH$; реакция соединения; продукт — гидроксид калия ($KOH$).

в) Активный щелочноземельный металл барий ($Ba$) реагирует с водой ($H_2O$), замещая в ней один атом водорода. В результате образуются гидроксид бария ($Ba(OH)_2$) и выделяется газообразный водород ($H_2$). Реакция, в которой атомы простого вещества замещают атомы одного из элементов в сложном веществе, называется реакцией замещения.

Уравнение реакции: $Ba + 2H_2O \rightarrow Ba(OH)_2 + H_2 \uparrow$.

Продукты реакции: гидроксид бария и водород.

Ответ: $Ba + 2H_2O \rightarrow Ba(OH)_2 + H_2 \uparrow$; реакция замещения; продукты — гидроксид бария ($Ba(OH)_2$) и водород ($H_2$).

г) Щелочной металл калий ($K$) активно взаимодействует с водой ($H_2O$). Атомы калия замещают атомы водорода в молекулах воды, что приводит к образованию гидроксида калия ($KOH$) и выделению водорода ($H_2$). Это также является реакцией замещения.

Уравнение реакции: $2K + 2H_2O \rightarrow 2KOH + H_2 \uparrow$.

Продукты реакции: гидроксид калия и водород.

Ответ: $2K + 2H_2O \rightarrow 2KOH + H_2 \uparrow$; реакция замещения; продукты — гидроксид калия ($KOH$) и водород ($H_2$).

д) Гидрид кальция ($CaH_2$) подвергается гидролизу (взаимодействует с водой, $H_2O$). В ходе реакции происходит обмен составными частями между реагентами: ион кальция ($Ca^{2+}$) соединяется с гидроксид-ионами ($OH^-$) из воды, а гидрид-ионы ($H^-$) соединяются с ионами водорода ($H^+$) из воды. Образуются гидроксид кальция ($Ca(OH)_2$) и водород ($H_2$). Реакция, в которой два сложных вещества обмениваются своими составными частями, называется реакцией обмена.

Уравнение реакции: $CaH_2 + 2H_2O \rightarrow Ca(OH)_2 + 2H_2 \uparrow$.

Продукты реакции: гидроксид кальция и водород.

Ответ: $CaH_2 + 2H_2O \rightarrow Ca(OH)_2 + 2H_2 \uparrow$; реакция обмена (гидролиз); продукты — гидроксид кальция ($Ca(OH)_2$) и водород ($H_2$).

е) Карбид алюминия ($Al_4C_3$) при взаимодействии с водой ($H_2O$) также вступает в реакцию необратимого гидролиза. Происходит обмен ионами: ионы алюминия ($Al^{3+}$) соединяются с гидроксид-ионами ($OH^-$), образуя нерастворимый гидроксид алюминия ($Al(OH)_3$), а ионы углерода ($C^{4-}$) соединяются с ионами водорода ($H^+$) с образованием метана ($CH_4$). Это типичная реакция обмена.

Уравнение реакции: $Al_4C_3 + 12H_2O \rightarrow 4Al(OH)_3 \downarrow + 3CH_4 \uparrow$.

Продукты реакции: гидроксид алюминия и метан.

Ответ: $Al_4C_3 + 12H_2O \rightarrow 4Al(OH)_3 \downarrow + 3CH_4 \uparrow$; реакция обмена (гидролиз); продукты — гидроксид алюминия ($Al(OH)_3$) и метан ($CH_4$).

Дано:

Масса образца карбида кальция: $m_{образца} = 320 \text{ мг}$

Массовая доля примесей: $\omega_{примесей} = 2\%$

Перевод в систему СИ:

$m_{образца} = 0.320 \text{ г}$

Найти:

Объём ацетилена $V(C_2H_2) - ?$

Решение:

1. Определим массовую долю чистого карбида кальция ($CaC_2$) в образце. Она составляет: $$\omega(CaC_2) = 100\% - \omega_{примесей} = 100\% - 2\% = 98\% \text{, или } 0.98$$

2. Рассчитаем массу чистого карбида кальция, которая будет участвовать в реакции: $$m(CaC_2) = m_{образца} \times \omega(CaC_2) = 0.320 \text{ г} \times 0.98 = 0.3136 \text{ г}$$

3. Запишем уравнение реакции гидролиза карбида кальция с водой: $$CaC_2 + 2H_2O \rightarrow C_2H_2\uparrow + Ca(OH)_2$$

4. Рассчитаем молярную массу карбида кальция ($CaC_2$): $$M(CaC_2) = M(Ca) + 2 \cdot M(C) = 40 + 2 \cdot 12 = 64 \text{ г/моль}$$

5. Найдем количество вещества (число моль) чистого карбида кальция: $$n(CaC_2) = \frac{m(CaC_2)}{M(CaC_2)} = \frac{0.3136 \text{ г}}{64 \text{ г/моль}} = 0.0049 \text{ моль}$$

6. Согласно уравнению реакции, из 1 моль $CaC_2$ образуется 1 моль ацетилена ($C_2H_2$). Следовательно, количества веществ реагента и продукта соотносятся как 1:1: $$n(C_2H_2) = n(CaC_2) = 0.0049 \text{ моль}$$

7. Объем ацетилена при нормальных условиях (н. у.) рассчитывается с использованием молярного объема газов, который при н. у. равен $V_m = 22.4 \text{ л/моль}$: $$V(C_2H_2) = n(C_2H_2) \times V_m = 0.0049 \text{ моль} \times 22.4 \text{ л/моль} = 0.10976 \text{ л}$$

8. Для удобства переведем полученный объем в миллилитры: $$0.10976 \text{ л} = 109.76 \text{ мл}$$ Округляя результат до трех значащих цифр (в соответствии с точностью исходных данных "320 мг"), получаем $110 \text{ мл}$.

Ответ: $110 \text{ мл}$.

Для осуществления данных превращений необходимо провести следующие химические реакции:

1. $Li \rightarrow Li_2O$

Чтобы получить оксид лития из металлического лития, необходимо провести его реакцию с кислородом. Литий — щелочной металл, который активно взаимодействует с кислородом при нагревании или даже на воздухе, образуя оксид.

Уравнение реакции: $4Li + O_2 \rightarrow 2Li_2O$.

По классификации, основанной на числе и составе реагентов и продуктов, эта реакция является реакцией соединения, так как из двух простых веществ (литий и кислород) образуется одно сложное вещество (оксид лития).

Ответ: $4Li + O_2 \rightarrow 2Li_2O$, реакция соединения.

2. $Li_2O \rightarrow LiOH$

Оксид лития ($Li_2O$) является основным оксидом. Основные оксиды взаимодействуют с водой с образованием соответствующего основания (гидроксида).

Уравнение реакции: $Li_2O + H_2O \rightarrow 2LiOH$.

Эта реакция также является реакцией соединения, поскольку два сложных вещества (оксид лития и вода) соединяются, образуя одно новое, более сложное вещество (гидроксид лития).

Ответ: $Li_2O + H_2O \rightarrow 2LiOH$, реакция соединения.

3. $LiOH \rightarrow Li_2SO_4$

Гидроксид лития ($LiOH$) — это щелочь (основание). Для получения соли, сульфата лития ($Li_2SO_4$), необходимо провести реакцию нейтрализации с соответствующей кислотой — серной ($H_2SO_4$).

Уравнение реакции: $2LiOH + H_2SO_4 \rightarrow Li_2SO_4 + 2H_2O$.

Данная реакция является реакцией обмена (в частности, реакцией нейтрализации), так как два сложных вещества (гидроксид лития и серная кислота) обмениваются своими составными частями (ионами $Li^+$ и $H^+$, $OH^-$ и $SO_4^{2-}$), в результате чего образуются два новых сложных вещества (соль и вода).

Ответ: $2LiOH + H_2SO_4 \rightarrow Li_2SO_4 + 2H_2O$, реакция обмена.

4. $Li \rightarrow LiOH$

Получить гидроксид лития непосредственно из металлического лития можно путем его взаимодействия с водой. Литий, как активный щелочной металл, бурно реагирует с водой, вытесняя из нее водород.

Уравнение реакции: $2Li + 2H_2O \rightarrow 2LiOH + H_2\uparrow$.

Эта реакция классифицируется как реакция замещения, потому что атомы простого вещества (лития) замещают атомы одного из элементов (водорода) в сложном веществе (воде), в результате чего образуется новое простое вещество (водород) и новое сложное вещество (гидроксид лития).

Ответ: $2Li + 2H_2O \rightarrow 2LiOH + H_2\uparrow$, реакция замещения.