Страница 253 - гдз по химии 8 класс учебник Габриелян

а) $Fe_2O_3 + H_2O \rightarrow$

Реакция не протекает. Оксид железа(III) $Fe_2O_3$ является амфотерным оксидом с преобладанием основных свойств, который нерастворим в воде. Соответствующий ему гидроксид, гидроксид железа(III) $Fe(OH)_3$, также нерастворим в воде, поэтому реакция гидратации оксида не происходит в обычных условиях.

Ответ: Реакция не протекает.

б) $KOH_{(изб)} + P_2O_5 \rightarrow$

Это реакция между сильным основанием (гидроксид калия) и кислотным оксидом (оксид фосфора(V)). В результате образуется соль и вода. Поскольку гидроксид калия взят в избытке (об этом говорит пометка "изб"), реакция идет до образования средней соли — фосфата калия $K_3PO_4$.

$6KOH + P_2O_5 \rightarrow 2K_3PO_4 + 3H_2O$

Ответ: $6KOH + P_2O_5 \rightarrow 2K_3PO_4 + 3H_2O$

в) $BaO + HNO_3 \rightarrow$

Это реакция между основным оксидом (оксид бария) и сильной кислотой (азотная кислота). Происходит реакция нейтрализации с образованием соли (нитрата бария) и воды.

$BaO + 2HNO_3 \rightarrow Ba(NO_3)_2 + H_2O$

Ответ: $BaO + 2HNO_3 \rightarrow Ba(NO_3)_2 + H_2O$

г) $CaO + SiO_2 \rightarrow$

Это реакция между основным оксидом (оксид кальция) и кислотным оксидом (оксид кремния(IV)). Реакция происходит при сплавлении (высокой температуре) с образованием соли — силиката кальция.

$CaO + SiO_2 \xrightarrow{t^\circ} CaSiO_3$

Ответ: $CaO + SiO_2 \xrightarrow{t^\circ} CaSiO_3$

д) $Na_2O + N_2O_5 \rightarrow$

Это реакция между основным оксидом (оксид натрия) и кислотным оксидом (оксид азота(V)). В результате образуется соль — нитрат натрия.

$Na_2O + N_2O_5 \rightarrow 2NaNO_3$

Ответ: $Na_2O + N_2O_5 \rightarrow 2NaNO_3$

е) $N_2O + NaOH \rightarrow$

Реакция не протекает. Оксид азота(I) $N_2O$ (также известный как закись азота) является несолеобразующим (безразличным) оксидом, поэтому он не вступает в реакции со щелочами.

Ответ: Реакция не протекает.

Дано:

$V(\text{H}_2\text{O}) = 420 \text{ мл}$

$m(\text{SO}_3) = 40 \text{ г}$

Найти:

$\omega(\text{H}_2\text{SO}_4) - ?$

Решение:

1. Запишем уравнение реакции взаимодействия оксида серы (VI) с водой. Оксид серы (VI) ($SO_3$) — это кислотный оксид, который при реакции с водой ($H_2O$) образует серную кислоту ($H_2SO_4$):

$SO_3 + H_2O \rightarrow H_2SO_4$

2. Для дальнейших расчетов нам понадобится масса воды. Принимая плотность воды за $1 \text{ г/мл}$, найдем ее массу:

$m(\text{H}_2\text{O}) = V(\text{H}_2\text{O}) \cdot \rho(\text{H}_2\text{O}) = 420 \text{ мл} \cdot 1 \text{ г/мл} = 420 \text{ г}$

3. Вычислим общую массу полученного раствора. Масса раствора равна сумме масс исходных компонентов: воды и оксида серы (VI).

$m(\text{раствора}) = m(\text{H}_2\text{O}) + m(\text{SO}_3) = 420 \text{ г} + 40 \text{ г} = 460 \text{ г}$

4. Чтобы найти массовую долю серной кислоты, необходимо вычислить массу самой кислоты, образовавшейся в ходе реакции. Для этого сначала определим количество вещества (моль) оксида серы (VI), используя его молярную массу.

Молярная масса оксида серы (VI) $SO_3$ (атомные массы: S ≈ 32, O ≈ 16):

$M(\text{SO}_3) = 32 + 3 \cdot 16 = 80 \text{ г/моль}$

Количество вещества $SO_3$:

$n(\text{SO}_3) = \frac{m(\text{SO}_3)}{M(\text{SO}_3)} = \frac{40 \text{ г}}{80 \text{ г/моль}} = 0.5 \text{ моль}$

5. Согласно уравнению реакции, стехиометрическое соотношение между $SO_3$ и $H_2SO_4$ составляет 1:1. Это значит, что из 0.5 моль $SO_3$ образуется 0.5 моль $H_2SO_4$.

$n(\text{H}_2\text{SO}_4) = n(\text{SO}_3) = 0.5 \text{ моль}$

6. Теперь рассчитаем массу образовавшейся серной кислоты.

Молярная масса серной кислоты $H_2SO_4$ (атомные массы: H ≈ 1, S ≈ 32, O ≈ 16):

$M(\text{H}_2\text{SO}_4) = 2 \cdot 1 + 32 + 4 \cdot 16 = 98 \text{ г/моль}$

Масса $H_2SO_4$:

$m(\text{H}_2\text{SO}_4) = n(\text{H}_2\text{SO}_4) \cdot M(\text{H}_2\text{SO}_4) = 0.5 \text{ моль} \cdot 98 \text{ г/моль} = 49 \text{ г}$

7. Наконец, вычислим массовую долю ($\omega$) серной кислоты в полученном растворе. Массовая доля — это отношение массы растворенного вещества к общей массе раствора.

$\omega(\text{H}_2\text{SO}_4) = \frac{m(\text{H}_2\text{SO}_4)}{m(\text{раствора})} = \frac{49 \text{ г}}{460 \text{ г}} \approx 0.1065$

Для выражения в процентах, умножим полученное значение на 100%:

$\omega(\text{H}_2\text{SO}_4) = 0.1065 \cdot 100\% \approx 10.65\%$

Округляя до десятых, получаем 10,7%.

Ответ: массовая доля серной кислоты в полученном растворе составляет 10,7%.

Дано:

$m(\text{известняка}) = 500 \, \text{г}$

$\omega(\text{примесей}) = 20\% = 0.2$

В системе СИ:

$m(\text{известняка}) = 0.5 \, \text{кг}$

Найти:

$V(CO_2)$ (н. у.) - ?

$n(CaO)$ - ?

Решение:

1. Запишем уравнение реакции термического разложения известняка (карбоната кальция $CaCO_3$):

$CaCO_3 \xrightarrow{t^\circ} CaO + CO_2\uparrow$

2. Известняк содержит 20% примесей, которые не участвуют в реакции. Найдем массовую долю чистого карбоната кальция в образце:

$\omega(CaCO_3) = 100\% - \omega(\text{примесей}) = 100\% - 20\% = 80\% \text{ или } 0.8$

3. Вычислим массу чистого карбоната кальция, который подвергается обжигу:

$m(CaCO_3) = m(\text{известняка}) \times \omega(CaCO_3) = 500 \, \text{г} \times 0.8 = 400 \, \text{г}$

4. Найдем молярную массу карбоната кальция:

$M(CaCO_3) = M(Ca) + M(C) + 3 \times M(O) = 40.08 + 12.01 + 3 \times 16.00 \approx 100 \, \text{г/моль}$

5. Рассчитаем количество вещества (число моль) карбоната кальция:

$n(CaCO_3) = \frac{m(CaCO_3)}{M(CaCO_3)} = \frac{400 \, \text{г}}{100 \, \text{г/моль}} = 4 \, \text{моль}$

6. По уравнению реакции, стехиометрические коэффициенты перед $CaCO_3$, $CaO$ и $CO_2$ равны 1. Это означает, что из 1 моль карбоната кальция образуется 1 моль оксида кальция и 1 моль углекислого газа. Таким образом, их количества веществ равны:

$n(CaO) = n(CO_2) = n(CaCO_3) = 4 \, \text{моль}$

7. Теперь, зная количество вещества углекислого газа, мы можем найти его объём при нормальных условиях (н. у.). Молярный объем любого газа при н. у. ($V_m$) составляет 22.4 л/моль.

$V(CO_2) = n(CO_2) \times V_m = 4 \, \text{моль} \times 22.4 \, \text{л/моль} = 89.6 \, \text{л}$

Количество вещества оксида кальция, как мы уже определили в пункте 6, составляет 4 моль.

Ответ: объём выделившегося углекислого газа равен 89,6 л; количество вещества образовавшегося оксида кальция равно 4 моль.