Страница 26 - гдз по химии 8 класс задачник Кузнецова, Левкин

2-19. Закончите уравнения реакций разложения, поставьте коэффициенты.

а)

$Ag_2O$ = ...

$H_2O$ = ...

б)

$AgCl$ = ...

$Cu(OH)_2$ = $CuO$ + ...

a)

Реакция разложения оксида серебра(I) ($Ag_2O$). Оксиды малоактивных металлов, к которым относится серебро, при нагревании разлагаются на простой металл и кислород.
Сначала запишем схему реакции:
$Ag_2O \rightarrow Ag + O_2$
Теперь уравняем количество атомов каждого элемента. Справа 2 атома кислорода, а слева 1. Поставим коэффициент 2 перед формулой $Ag_2O$:
$2Ag_2O \rightarrow Ag + O_2$
Теперь слева 4 атома серебра ($2 \times 2 = 4$), а справа только 1. Поставим коэффициент 4 перед $Ag$ в правой части уравнения:
$2Ag_2O \rightarrow 4Ag + O_2$
Проверка: слева 4 атома Ag и 2 атома O; справа 4 атома Ag и 2 атома O. Уравнение сбалансировано.

Ответ: $2Ag_2O = 4Ag + O_2$

Реакция разложения воды ($H_2O$). Вода разлагается под действием электрического тока (электролиз) на простые вещества, из которых она состоит: водород и кислород.
Схема реакции:
$H_2O \rightarrow H_2 + O_2$
Уравняем атомы. Начнем с кислорода: слева 1 атом, справа 2. Ставим коэффициент 2 перед $H_2O$:
$2H_2O \rightarrow H_2 + O_2$
Теперь слева 4 атома водорода ($2 \times 2 = 4$), а справа 2. Ставим коэффициент 2 перед $H_2$ справа:
$2H_2O \rightarrow 2H_2 + O_2$
Проверка: слева 4 атома H и 2 атома O; справа 4 атома H и 2 атома O. Уравнение сбалансировано.

Ответ: $2H_2O = 2H_2 + O_2$

б)

Реакция разложения хлорида серебра(I) ($AgCl$). Это вещество разлагается под действием света на простые вещества: металлическое серебро и газообразный хлор.
Схема реакции:
$AgCl \rightarrow Ag + Cl_2$
Уравняем атомы. Справа 2 атома хлора, слева 1. Ставим коэффициент 2 перед $AgCl$:
$2AgCl \rightarrow Ag + Cl_2$
Теперь слева 2 атома серебра, а справа 1. Ставим коэффициент 2 перед $Ag$ справа:
$2AgCl \rightarrow 2Ag + Cl_2$
Проверка: слева 2 атома Ag и 2 атома Cl; справа 2 атома Ag и 2 атома Cl. Уравнение сбалансировано.

Ответ: $2AgCl = 2Ag + Cl_2$

Реакция разложения гидроксида меди(II) ($Cu(OH)_2$). Нерастворимые основания при нагревании разлагаются на соответствующий оксид и воду. Продуктами реакции являются оксид меди(II) ($CuO$) и вода ($H_2O$).
Дополним правую часть уравнения:
$Cu(OH)_2 = CuO + H_2O$
Проверим, нужно ли расставлять коэффициенты. Подсчитаем количество атомов каждого элемента слева и справа:
Слева: 1 атом Cu, 2 атома O, 2 атома H.
Справа: 1 атом Cu, (1+1)=2 атома O, 2 атома H.
Количество атомов всех элементов одинаково, значит, уравнение уже сбалансировано и дополнительные коэффициенты не требуются.

Ответ: $Cu(OH)_2 = CuO + H_2O$

2-20. Закончите уравнения реакций соединения. Поставьте коэффициенты.

a) $Zn + O_2 = ...$

$Al + O_2 = ...$

$Li + O_2 = ...$

$H_2 + O_2 = ...$

б) $Fe + S = ...$

$Mg + F_2 = ...$

$Na + Cl_2 = ...$

$K + H_2 = ...$

а)

В реакции соединения цинка ($Zn$) и кислорода ($O_2$) образуется оксид цинка ($ZnO$), так как степень окисления цинка +2, а кислорода -2. Сбалансированное уравнение: Ответ: $2Zn + O_2 = 2ZnO$

Алюминий ($Al$) имеет степень окисления +3, поэтому при реакции с кислородом ($O_2$) образуется оксид алюминия ($Al_2O_3$). Уравнение после расстановки коэффициентов: Ответ: $4Al + 3O_2 = 2Al_2O_3$

Литий ($Li$) при взаимодействии с кислородом ($O_2$) образует оксид лития ($Li_2O$), где степень окисления лития +1. Сбалансированное уравнение реакции: Ответ: $4Li + O_2 = 2Li_2O$

Водород ($H_2$) реагирует с кислородом ($O_2$) с образованием оксида водорода, то есть воды ($H_2O$). После уравнивания получаем: Ответ: $2H_2 + O_2 = 2H_2O$

б)

При взаимодействии железа ($Fe$) с серой ($S$) образуется сульфид железа(II) ($FeS$). Уравнение уже сбалансировано. Ответ: $Fe + S = FeS$

Магний ($Mg$) реагирует с фтором ($F_2$) с образованием фторида магния ($MgF_2$). Уравнение не требует расстановки коэффициентов. Ответ: $Mg + F_2 = MgF_2$

Натрий ($Na$) соединяется с хлором ($Cl_2$) с образованием хлорида натрия ($NaCl$). Для баланса атомов в левой и правой частях уравнения необходимо расставить коэффициенты. Ответ: $2Na + Cl_2 = 2NaCl$

Калий ($K$) реагирует с водородом ($H_2$) с образованием гидрида калия ($KH$), где водород имеет степень окисления -1. Сбалансированное уравнение: Ответ: $2K + H_2 = 2KH$

2-21. Закончите уравнения реакций замещения. Поставьте коэффициенты.

а) $Mg + CuO = ...$

$Al + Fe_2O_3 = ...$

$Al + FeO = ...$

б) $Cl_2 + KI = ...$

$HCl + Zn = ...$

• $H_2 + PbO = ...$

а)

Это реакция замещения. Более активный металл магний ($Mg$) вытесняет менее активный металл медь ($Cu$) из её оксида ($CuO$). В результате образуются оксид магния ($MgO$) и чистая медь ($Cu$).
Решение:
Схема реакции: $Mg + CuO \rightarrow MgO + Cu$.
Проверим количество атомов каждого элемента в левой и правой частях уравнения:
Слева: 1 атом Mg, 1 атом Cu, 1 атом O.
Справа: 1 атом Mg, 1 атом Cu, 1 атом O.
Количество атомов всех элементов совпадает, следовательно, уравнение сбалансировано и коэффициенты не требуются.

Ответ: $Mg + CuO = MgO + Cu$

Это реакция замещения (алюминотермия). Алюминий ($Al$) является более активным металлом, чем железо ($Fe$), и вытесняет его из оксида железа(III) ($Fe_2O_3$). Продуктами реакции являются оксид алюминия ($Al_2O_3$) и железо ($Fe$).
Решение:
Схема реакции: $Al + Fe_2O_3 \rightarrow Al_2O_3 + Fe$.
1. Уравняем атомы железа. Слева 2 атома $Fe$ (в $Fe_2O_3$), справа 1. Ставим коэффициент 2 перед $Fe$: $Al + Fe_2O_3 \rightarrow Al_2O_3 + 2Fe$.
2. Уравняем атомы алюминия. Справа 2 атома $Al$ (в $Al_2O_3$), слева 1. Ставим коэффициент 2 перед $Al$: $2Al + Fe_2O_3 \rightarrow Al_2O_3 + 2Fe$.
3. Проверяем кислород. Слева 3 атома $O$, справа 3. Уравнение сбалансировано.

Ответ: $2Al + Fe_2O_3 = Al_2O_3 + 2Fe$

Это реакция замещения. Алюминий ($Al$) вытесняет менее активное железо ($Fe$) из оксида железа(II) ($FeO$). Образуются оксид алюминия ($Al_2O_3$) и железо ($Fe$).
Решение:
Схема реакции: $Al + FeO \rightarrow Al_2O_3 + Fe$.
1. Уравняем атомы кислорода. Справа 3 атома $O$ (в $Al_2O_3$), слева 1. Ставим коэффициент 3 перед $FeO$: $Al + 3FeO \rightarrow Al_2O_3 + Fe$.
2. Уравняем атомы железа. Слева 3 атома $Fe$ (в $3FeO$), справа 1. Ставим коэффициент 3 перед $Fe$: $Al + 3FeO \rightarrow Al_2O_3 + 3Fe$.
3. Уравняем атомы алюминия. Справа 2 атома $Al$ (в $Al_2O_3$), слева 1. Ставим коэффициент 2 перед $Al$: $2Al + 3FeO \rightarrow Al_2O_3 + 3Fe$.
Уравнение сбалансировано.

Ответ: $2Al + 3FeO = Al_2O_3 + 3Fe$

б)

Это реакция замещения. Более активный галоген хлор ($Cl_2$) вытесняет менее активный галоген иод ($I$) из его соли, иодида калия ($KI$). Продуктами реакции являются хлорид калия ($KCl$) и молекулярный иод ($I_2$).
Решение:
Схема реакции: $Cl_2 + KI \rightarrow KCl + I_2$.
1. Уравняем атомы иода. Справа 2 атома $I$ (в $I_2$), слева 1. Ставим коэффициент 2 перед $KI$: $Cl_2 + 2KI \rightarrow KCl + I_2$.
2. Уравняем атомы калия. Слева 2 атома $K$ (в $2KI$), справа 1. Ставим коэффициент 2 перед $KCl$: $Cl_2 + 2KI \rightarrow 2KCl + I_2$.
3. Проверяем хлор. Слева 2 атома $Cl$, справа 2. Уравнение сбалансировано.

Ответ: $Cl_2 + 2KI = 2KCl + I_2$

Это реакция замещения. Цинк ($Zn$), как металл, стоящий в ряду электрохимической активности металлов до водорода, вытесняет водород ($H$) из соляной кислоты ($HCl$). Образуются соль хлорид цинка ($ZnCl_2$) и газообразный водород ($H_2$).
Решение:
Схема реакции: $HCl + Zn \rightarrow ZnCl_2 + H_2$.
1. Уравняем атомы хлора и водорода. Справа 2 атома $Cl$ (в $ZnCl_2$) и 2 атома $H$ (в $H_2$), слева по одному. Ставим коэффициент 2 перед $HCl$: $2HCl + Zn \rightarrow ZnCl_2 + H_2$.
2. Проверяем цинк. Атомы цинка сбалансированы (по 1 с каждой стороны). Уравнение уравнено.

Ответ: $2HCl + Zn = ZnCl_2 + H_2$

Это реакция замещения (также окислительно-восстановительная реакция), где водород ($H_2$) выступает в роли восстановителя. Он восстанавливает свинец ($Pb$) из его оксида ($PbO$). Продуктами являются металлический свинец ($Pb$) и вода ($H_2O$).
Решение:
Схема реакции: $H_2 + PbO \rightarrow Pb + H_2O$.
Проверим количество атомов каждого элемента:
Слева: 2 атома H, 1 атом Pb, 1 атом O.
Справа: 1 атом Pb, 2 атома H, 1 атом O.
Количество атомов всех элементов совпадает, уравнение сбалансировано.

Ответ: $H_2 + PbO = Pb + H_2O$

2-22. Приведите примеры реакций соединения, в результате которых образуются следующие вещества:

a) $Fe_2O_3$;

б) $FeS$;

в) $FeCl_3$;

г) $FeI_2$.

а) Оксид железа(III) ($Fe_2O_3$) можно получить в результате реакции соединения при сжигании железа в кислороде. В этой реакции железо ($Fe$) взаимодействует с кислородом ($O_2$), образуя оксид, в котором железо проявляет степень окисления +3. Реакция требует нагревания.

Ответ: $4Fe + 3O_2 \xrightarrow{t} 2Fe_2O_3$

б) Сульфид железа(II) ($FeS$) образуется в результате реакции соединения при нагревании порошков железа и серы. Железо ($Fe$) в данном случае окисляется до степени окисления +2.

Ответ: $Fe + S \xrightarrow{t} FeS$

в) Хлорид железа(III) ($FeCl_3$) получают реакцией соединения железа с газообразным хлором при нагревании. Хлор ($Cl_2$) является сильным окислителем и окисляет железо ($Fe$) до степени окисления +3.

Ответ: $2Fe + 3Cl_2 \xrightarrow{t} 2FeCl_3$

г) Иодид железа(II) ($FeI_2$) образуется при непосредственном взаимодействии железа с иодом. Иод ($I_2$), будучи менее сильным окислителем, чем хлор, окисляет железо ($Fe$) только до степени окисления +2. Реакция обычно проводится при нагревании.

Ответ: $Fe + I_2 \xrightarrow{t} FeI_2$

2-23. Приведите примеры реакций соединения, в результате которых образуются следующие вещества: а) $CuO$; б) $CuS$; в) $CuCl_2$; г) $CuBr_2$.

Решение

Реакция соединения — это тип химической реакции, при которой два или более исходных вещества (простых или сложных) объединяются с образованием одного, более сложного вещества-продукта. Общая схема такой реакции: $A + B \rightarrow AB$. Для получения заданных веществ необходимо подобрать соответствующие простые вещества, которые при взаимодействии образуют нужный продукт.

а)

Для получения оксида меди(II) ($CuO$) необходимо провести реакцию соединения простых веществ: металлической меди ($Cu$) и газообразного кислорода ($O_2$). Реакция протекает при нагревании, так как медь — малоактивный металл.

Уравнение реакции:

$2Cu + O_2 \xrightarrow{t} 2CuO$

Ответ: $2Cu + O_2 \xrightarrow{t} 2CuO$

б)

Для получения сульфида меди(II) ($CuS$) необходимо провести реакцию соединения простых веществ: меди ($Cu$) и серы ($S$). Реакция протекает при сплавлении реагентов, то есть при нагревании.

Уравнение реакции:

$Cu + S \xrightarrow{t} CuS$

Ответ: $Cu + S \xrightarrow{t} CuS$

в)

Для получения хлорида меди(II) ($CuCl_2$) необходимо провести реакцию соединения простых веществ: меди ($Cu$) и газообразного хлора ($Cl_2$). Хлор — активный неметалл, поэтому реакция протекает при небольшом нагревании.

Уравнение реакции:

$Cu + Cl_2 \xrightarrow{t} CuCl_2$

Ответ: $Cu + Cl_2 \xrightarrow{t} CuCl_2$

г)

Для получения бромида меди(II) ($CuBr_2$) необходимо провести реакцию соединения простых веществ: меди ($Cu$) и брома ($Br_2$).

Уравнение реакции:

$Cu + Br_2 \rightarrow CuBr_2$

Ответ: $Cu + Br_2 \rightarrow CuBr_2$

2-24. Приведите примеры реакций соединения, в результате которых образуются следующие вещества:

а) $CO_2$;

б) $SO_2$;

в) $P_2O_5$;

г) $Fe_3O_4$.

Реакция соединения — это тип химической реакции, в которой два или более исходных вещества (простых или сложных) объединяются, образуя одно-единственное, более сложное, новое вещество.

а) Диоксид углерода ($CO_2$) можно получить в результате реакции соединения (горения) простого вещества углерода с простым веществом кислородом.
Уравнение реакции: $C + O_2 \rightarrow CO_2$

Ответ: $C + O_2 \rightarrow CO_2$

б) Диоксид серы ($SO_2$) образуется при соединении (горении) простого вещества серы с кислородом.
Уравнение реакции: $S + O_2 \rightarrow SO_2$

Ответ: $S + O_2 \rightarrow SO_2$

в) Оксид фосфора(V) ($P_2O_5$) образуется в результате реакции соединения фосфора с избытком кислорода.
Уравнение реакции: $4P + 5O_2 \rightarrow 2P_2O_5$

Ответ: $4P + 5O_2 \rightarrow 2P_2O_5$

г) Железная окалина, или смешанный оксид железа(II, III) ($Fe_3O_4$), образуется при горении железа в кислороде при высокой температуре. Это реакция соединения простого вещества железа с кислородом.
Уравнение реакции: $3Fe + 2O_2 \xrightarrow{t} Fe_3O_4$

Ответ: $3Fe + 2O_2 \rightarrow Fe_3O_4$

2-25. На примере реакции взаимодействия водорода и хлора

$H_2 + Cl_2 = 2HCl$

раскройте сущность данного процесса с позиций атомно-молекулярного учения.

Решение

Атомно-молекулярное учение рассматривает химическую реакцию как процесс перегруппировки атомов, из которых состоят молекулы веществ. Разберем сущность этого процесса на примере реакции взаимодействия водорода и хлора, описываемой уравнением $H_2 + Cl_2 = 2HCl$.

Согласно основным положениям учения, исходные вещества (реагенты) — водород и хлор — состоят из молекул. Газообразный водород состоит из двухатомных молекул $H_2$, а газообразный хлор — из двухатомных молекул $Cl_2$. Каждая молекула водорода содержит два атома водорода (H), связанных между собой, а каждая молекула хлора — два атома хлора (Cl), также связанных друг с другом.

В ходе химической реакции происходит разрушение исходных молекул. Под воздействием энергии (например, света или нагревания) химические связи в молекулах реагентов разрываются: связь между двумя атомами водорода в молекуле $H_2$ и связь между двумя атомами хлора в молекуле $Cl_2$. В результате этого процесса образуются отдельные, не связанные друг с другом атомы водорода и хлора.

Далее происходит перегруппировка этих атомов и образование новых молекул — молекул продукта реакции, хлороводорода. Каждый атом водорода (H) соединяется с одним атомом хлора (Cl), образуя молекулу хлороводорода ($HCl$). Так как в реакцию вступила одна молекула водорода (2 атома H) и одна молекула хлора (2 атома Cl), то в результате образуются две молекулы хлороводорода ($2HCl$).

Таким образом, химическая реакция не создает и не уничтожает атомы, а лишь изменяет порядок их соединения. Общее число атомов каждого элемента до реакции (2 атома водорода и 2 атома хлора) равно общему числу атомов после реакции. Это иллюстрирует закон сохранения массы веществ. Свойства же нового вещества (хлороводорода) принципиально отличаются от свойств исходных веществ, так как они определяются составом и строением его молекул ($HCl$), а не молекул $H_2$ и $Cl_2$.

Ответ:
С позиций атомно-молекулярного учения, реакция $H_2 + Cl_2 = 2HCl$ представляет собой процесс, в котором происходит разрыв химических связей в исходных молекулах водорода ($H_2$) и хлора ($Cl_2$), что приводит к их разрушению на отдельные атомы. Затем эти атомы перегруппировываются и образуют новые химические связи, формируя две новые молекулы вещества — хлороводорода ($HCl$). Атомы в ходе реакции сохраняются, изменяется лишь их комбинация, что приводит к образованию нового вещества с новыми свойствами.