Вариант 2, страница 71 - гдз по химии 8 класс задачник Кузнецова, Левкин

Вариант 2

1. Напишите уравнения всех возможных реакций между следующими веществами: оксид цинка ($ZnO$), соляная кислота ($HCl$), оксид серы (VI) ($SO_3$), гидроксид калия ($KOH$).

2. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить цепочку превращений веществ:

$Na \rightarrow NaOH \rightarrow Na_2S \rightarrow NaCl \rightarrow Na_2SO_4 \rightarrow BaSO_4$.

3. Напишите уравнения реакций, в результате которых образуется а) хлорид цинка ($ZnCl_2$), б) сероводородная кислота ($H_2S$). Найдите возможно большее число различных способов.

4. В трех колбах без этикеток находятся растворы хлорида натрия ($NaCl$), нитрата натрия ($NaNO_3$) и фосфата натрия ($Na_3PO_4$). Как химическим путем распознать, какое вещество находится в каждой из колб? Напишите уравнения реакций; ход распознавания представьте в виде таблицы.

5. Вычислите массу сульфата бария ($BaSO_4$), образовавшегося в результате смешивания раствора, содержащего $20.8$ г хлорида бария ($BaCl_2$) с избытком раствора сульфата магния ($MgSO_4$).

1. Уравнения возможных реакций между оксидом цинка ($ZnO$), соляной кислотой ($HCl$), оксидом серы(VI) ($SO_3$) и гидроксидом калия ($KOH$):

$ZnO + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 + H_2O$

$ZnO + 2KOH + H_2O \rightarrow K_2[Zn(OH)_4]$ (реакция в растворе)

$ZnO + SO_3 \rightarrow ZnSO_4$

$HCl + KOH \rightarrow KCl + H_2O$

$SO_3 + 2KOH \rightarrow K_2SO_4 + H_2O$

$SO_3 + KOH \rightarrow KHSO_4$ (при избытке кислотного оксида)

Ответ: Уравнения реакций: $ZnO + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 + H_2O$; $ZnO + 2KOH + H_2O \rightarrow K_2[Zn(OH)_4]$; $ZnO + SO_3 \rightarrow ZnSO_4$; $HCl + KOH \rightarrow KCl + H_2O$; $SO_3 + 2KOH \rightarrow K_2SO_4 + H_2O$; $SO_3 + KOH \rightarrow KHSO_4$.

2. Уравнения реакций для осуществления следующей цепочки превращений:

$Натрий \rightarrow Гидроксид \ натрия \rightarrow Сульфид \ натрия \rightarrow Хлорид \ натрия \rightarrow Сульфат \ натрия \rightarrow Сульфат \ бария$.

1. $2Na + 2H_2O \rightarrow 2NaOH + H_2\uparrow$

2. $2NaOH + H_2S \rightarrow Na_2S + 2H_2O$

3. $Na_2S + 2HCl \rightarrow 2NaCl + H_2S\uparrow$

4. $2NaCl_{\text{(тв.)}} + H_2SO_{4\text{(конц.)}} \xrightarrow{t} Na_2SO_4 + 2HCl\uparrow$

5. $Na_2SO_4 + BaCl_2 \rightarrow BaSO_4\downarrow + 2NaCl$

Ответ: Уравнения реакций:
1) $2Na + 2H_2O \rightarrow 2NaOH + H_2\uparrow$;
2) $2NaOH + H_2S \rightarrow Na_2S + 2H_2O$;
3) $Na_2S + 2HCl \rightarrow 2NaCl + H_2S\uparrow$;
4) $2NaCl_{\text{(тв.)}} + H_2SO_{4\text{(конц.)}} \xrightarrow{t} Na_2SO_4 + 2HCl\uparrow$;
5) $Na_2SO_4 + BaCl_2 \rightarrow BaSO_4\downarrow + 2NaCl$.

3. а) Способы получения хлорида цинка ($ZnCl_2$):

1. Взаимодействие цинка с соляной кислотой: $Zn + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 + H_2\uparrow$

2. Взаимодействие оксида цинка с соляной кислотой: $ZnO + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 + H_2O$

3. Взаимодействие гидроксида цинка с соляной кислотой: $Zn(OH)_2 + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 + 2H_2O$

4. Взаимодействие цинка с хлором: $Zn + Cl_2 \xrightarrow{t} ZnCl_2$

5. Реакция обмена между солью цинка и хлоридом бария: $ZnSO_4 + BaCl_2 \rightarrow ZnCl_2 + BaSO_4\downarrow$

6. Взаимодействие сульфида цинка с соляной кислотой: $ZnS + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 + H_2S\uparrow$

б) Способы получения сероводородной кислоты ($H_2S$):

1. Прямой синтез из простых веществ: $H_2 + S \xrightarrow{t, p} H_2S$

2. Взаимодействие сульфида железа(II) с кислотой: $FeS + 2HCl \rightarrow FeCl_2 + H_2S\uparrow$

3. Взаимодействие сульфида натрия с разбавленной серной кислотой: $Na_2S + H_2SO_4(\text{разб.}) \rightarrow Na_2SO_4 + H_2S\uparrow$

4. Гидролиз сульфида алюминия: $Al_2S_3 + 6H_2O \rightarrow 2Al(OH)_3\downarrow + 3H_2S\uparrow$

Ответ: Способы получения веществ приведены в пунктах а) и б).

4. Для распознавания растворов хлорида натрия ($NaCl$), нитрата натрия ($NaNO_3$) и фосфата натрия ($Na_3PO_4$) можно использовать качественные реакции на анионы $Cl^-$, $NO_3^-$ и $PO_4^{3-}$. Наиболее удобным реактивом является нитрат серебра ($AgNO_3$).

План распознавания:

1. Отобрать пробы из каждой колбы в три пронумерованные пробирки.

2. В каждую пробирку добавить несколько капель раствора нитрата серебра ($AgNO_3$).

3. Наблюдать за изменениями.

Ход распознавания и результаты представлены в таблице:

Ответ: Распознать вещества можно с помощью раствора нитрата серебра. С хлоридом натрия он образует белый творожистый осадок, с фосфатом натрия — желтый осадок, с нитратом натрия реакция не идет.

5. Дано:

$m(BaCl_2) = 20,8 \text{ г}$

Раствор $MgSO_4$ в избытке.

Найти:

$m(BaSO_4) - ?$

Решение:

1. Запишем уравнение реакции между хлоридом бария и сульфатом магния:

$BaCl_2 + MgSO_4 \rightarrow BaSO_4\downarrow + MgCl_2$

Реакция протекает с образованием нерастворимого осадка сульфата бария ($BaSO_4$).

2. Рассчитаем молярные массы хлорида бария и сульфата бария. Будем использовать округленные атомные массы: $Ar(Ba) = 137$, $Ar(Cl) = 35,5$, $Ar(S) = 32$, $Ar(O) = 16$.

$M(BaCl_2) = 137 + 2 \times 35,5 = 208 \text{ г/моль}$

$M(BaSO_4) = 137 + 32 + 4 \times 16 = 233 \text{ г/моль}$

3. Найдем количество вещества хлорида бария ($BaCl_2$), вступившего в реакцию. Так как сульфат магния взят в избытке, расчет ведем по хлориду бария.

$n(BaCl_2) = \frac{m(BaCl_2)}{M(BaCl_2)} = \frac{20,8 \text{ г}}{208 \text{ г/моль}} = 0,1 \text{ моль}$

4. По уравнению реакции, соотношение количеств вещества $BaCl_2$ и $BaSO_4$ составляет 1:1.

$n(BaSO_4) = n(BaCl_2) = 0,1 \text{ моль}$

5. Рассчитаем массу образовавшегося осадка сульфата бария ($BaSO_4$).

$m(BaSO_4) = n(BaSO_4) \times M(BaSO_4) = 0,1 \text{ моль} \times 233 \text{ г/моль} = 23,3 \text{ г}$

Ответ: $m(BaSO_4) = 23,3 \text{ г}$.