Страница 58 - гдз по химии 8 класс задачник Кузнецова, Левкин

Вопросы и задания

5-46. Составьте формулы следующих веществ: гидроксида бария, гидроксида алюминия, гидроксида меди(II), гидроксида калия, гидроксида хрома(II), гидроксида никеля(II). Из этого списка выберите щелочи.

Решение

Для составления химических формул гидроксидов необходимо знать валентности металла и гидроксогруппы ($OH^{-}$). Валентность гидроксогруппы всегда равна I. Формула гидроксида составляется таким образом, чтобы число гидроксогрупп соответствовало валентности металла.

Составим формулы для каждого вещества из списка:

• Гидроксид бария: барий ($Ba$) — элемент IIА группы, его валентность равна II. Формула: $Ba(OH)_2$.
• Гидроксид алюминия: алюминий ($Al$) — элемент IIIА группы, его валентность равна III. Формула: $Al(OH)_3$.
• Гидроксид меди(II): валентность меди ($Cu$) указана в названии и равна II. Формула: $Cu(OH)_2$.
• Гидроксид калия: калий ($K$) — элемент IА группы, его валентность равна I. Формула: $KOH$.
• Гидроксид хрома(II): валентность хрома ($Cr$) указана в названии и равна II. Формула: $Cr(OH)_2$.
• Гидроксид никеля(II): валентность никеля ($Ni$) указана в названии и равна II. Формула: $Ni(OH)_2$.

Далее необходимо выбрать щелочи. Щелочи — это растворимые в воде основания. К ним относятся гидроксиды щелочных металлов (IА группа) и щёлочноземельных металлов (IIА группа, начиная с кальция).

Из полученного списка веществ к щелочам относятся:

• $KOH$ (гидроксид калия) — является гидроксидом щелочного металла, хорошо растворим в воде.
• $Ba(OH)_2$ (гидроксид бария) — является гидроксидом щёлочноземельного металла, растворим в воде.

Остальные гидроксиды ($Al(OH)_3$, $Cu(OH)_2$, $Cr(OH)_2$, $Ni(OH)_2$) являются нерастворимыми в воде, поэтому не относятся к классу щелочей.

Ответ: Формулы веществ: гидроксид бария — $Ba(OH)_2$, гидроксид алюминия — $Al(OH)_3$, гидроксид меди(II) — $Cu(OH)_2$, гидроксид калия — $KOH$, гидроксид хрома(II) — $Cr(OH)_2$, гидроксид никеля(II) — $Ni(OH)_2$. Щелочи из этого списка: гидроксид калия ($KOH$) и гидроксид бария ($Ba(OH)_2$).

5-47. Напишите уравнения реакций гидроксида калия

а) с азотной кислотой,

б) с оксидом фосфора(V),

в) с раствором нитрата меди(II).

а) Реакция гидроксида калия ($KOH$), являющегося сильным основанием (щёлочью), с азотной кислотой ($HNO_3$) является реакцией нейтрализации. В результате образуется соль, нитрат калия ($KNO_3$), и вода ($H_2O$).
$KOH + HNO_3 \rightarrow KNO_3 + H_2O$

Ответ: $KOH + HNO_3 \rightarrow KNO_3 + H_2O$.

б) Гидроксид калия ($KOH$) как основание реагирует с кислотным оксидом фосфора(V) ($P_2O_5$). В зависимости от молярного соотношения реагентов могут образовываться разные соли фосфорной кислоты:
1. При избытке гидроксида калия образуется средняя соль — ортофосфат калия:
$6KOH + P_2O_5 \rightarrow 2K_3PO_4 + 3H_2O$
2. При ином соотношении может образоваться кислая соль — гидрофосфат калия:
$4KOH + P_2O_5 \rightarrow 2K_2HPO_4 + H_2O$
3. При избытке оксида фосфора(V) в присутствии воды образуется другая кислая соль — дигидрофосфат калия:
$2KOH + P_2O_5 + H_2O \rightarrow 2KH_2PO_4$

Ответ: Так как в условии не указано соотношение реагентов, возможны несколько вариантов реакции:
$6KOH + P_2O_5 \rightarrow 2K_3PO_4 + 3H_2O$
$4KOH + P_2O_5 \rightarrow 2K_2HPO_4 + H_2O$
$2KOH + P_2O_5 + H_2O \rightarrow 2KH_2PO_4$.

в) Реакция между раствором гидроксида калия ($KOH$) и раствором нитрата меди(II) ($Cu(NO_3)_2$) является реакцией ионного обмена. Реакция идет до конца, так как одним из продуктов является нерастворимый в воде гидроксид меди(II) ($Cu(OH)_2$), который выпадает в осадок голубого цвета. Второй продукт — растворимая соль нитрат калия ($KNO_3$).
$2KOH + Cu(NO_3)_2 \rightarrow Cu(OH)_2 \downarrow + 2KNO_3$

Ответ: $2KOH + Cu(NO_3)_2 \rightarrow Cu(OH)_2 \downarrow + 2KNO_3$.

5-48. Напишите уравнения реакций гидроксида магния:

а) с серной кислотой,

б) с соляной кислотой,

в) с оксидом серы(VI).

а) Гидроксид магния ($Mg(OH)_2$), являясь основанием, вступает в реакцию нейтрализации с серной кислотой ($H_2SO_4$). В результате этой реакции образуются соль — сульфат магния ($MgSO_4$) — и вода ($H_2O$). Сбалансированное уравнение реакции выглядит следующим образом: $Mg(OH)_2 + H_2SO_4 \rightarrow MgSO_4 + 2H_2O$.

Ответ: $Mg(OH)_2 + H_2SO_4 \rightarrow MgSO_4 + 2H_2O$

б) Гидроксид магния ($Mg(OH)_2$) реагирует с соляной кислотой ($HCl$) также по типу реакции нейтрализации. Продуктами реакции являются соль — хлорид магния ($MgCl_2$) — и вода ($H_2O$). Для полной нейтрализации двух гидроксильных групп в $Mg(OH)_2$ требуется две молекулы соляной кислоты. Уравнение реакции: $Mg(OH)_2 + 2HCl \rightarrow MgCl_2 + 2H_2O$.

Ответ: $Mg(OH)_2 + 2HCl \rightarrow MgCl_2 + 2H_2O$

в) Оксид серы(VI) ($SO_3$) является кислотным оксидом, который соответствует серной кислоте. При его взаимодействии с основанием, таким как гидроксид магния ($Mg(OH)_2$), образуются соль и вода. Солью в данном случае будет сульфат магния ($MgSO_4$). Уравнение этой реакции, которое не требует дополнительной балансировки: $Mg(OH)_2 + SO_3 \rightarrow MgSO_4 + H_2O$.

Ответ: $Mg(OH)_2 + SO_3 \rightarrow MgSO_4 + H_2O$

5-49. Напишите уравнения следующих реакций:

а) взаимодействие щелочи с раствором соли,

б) взаимодействие щелочи с кислотным оксидом,

в) разложение нерастворимого основания при нагревании.

Для написания уравнений реакций необходимо выбрать конкретные реагенты, соответствующие указанным классам веществ и условиям протекания реакции.

Щёлочи вступают в реакции ионного обмена с растворимыми солями, если в результате образуется нерастворимое вещество (осадок). В данном случае, как правило, образуется нерастворимое основание и новая соль. В качестве примера рассмотрим реакцию между гидроксидом натрия ($NaOH$) и сульфатом меди(II) ($CuSO_4$).

Уравнение реакции:

$2NaOH + CuSO_4 \rightarrow Cu(OH)_2 \downarrow + Na_2SO_4$

В ходе этой реакции образуется голубой осадок гидроксида меди(II) и растворимый сульфат натрия.

Ответ: $2NaOH + CuSO_4 \rightarrow Cu(OH)_2 \downarrow + Na_2SO_4$

Щёлочи, как сильные основания, реагируют с кислотными оксидами. В результате таких реакций образуются соль и вода. Это реакция нейтрализации. В качестве примера возьмем реакцию между гидроксидом калия ($KOH$) и оксидом углерода(IV) ($CO_2$, углекислый газ).

Уравнение реакции:

$2KOH + CO_2 \rightarrow K_2CO_3 + H_2O$

В результате реакции образуется растворимая соль карбонат калия и вода. Стоит отметить, что при избытке кислотного оксида может образоваться кислая соль (гидрокарбонат калия): $KOH + CO_2 \rightarrow KHCO_3$.

Ответ: $2KOH + CO_2 \rightarrow K_2CO_3 + H_2O$

Нерастворимые основания (кроме гидроксидов щелочных металлов, за исключением $LiOH$) термически неустойчивы и при нагревании разлагаются на соответствующий оксид металла и воду. В качестве примера рассмотрим разложение гидроксида меди(II) ($Cu(OH)_2$), который мы могли получить в реакции из пункта (а).

Уравнение реакции (символ $t$ над стрелкой означает нагревание):

$Cu(OH)_2 \xrightarrow{t} CuO + H_2O$

При нагревании голубой осадок гидроксида меди(II) разлагается с образованием оксида меди(II) черного цвета и воды.

Ответ: $Cu(OH)_2 \xrightarrow{t} CuO + H_2O$

5-50. Из списка оснований выберите те, которые будут взаимодействовать с раствором хлорида железа(III), и напишите уравнения реакций.

Гидроксид меди(II), гидроксид натрия, гидроксид бария, гидроксид цинка.

С раствором хлорида железа(III) ($FeCl_3$) будут взаимодействовать все перечисленные основания. Хлорид железа(III) — это соль, образованная слабым основанием ($Fe(OH)_3$) и сильной кислотой ($HCl$). Реакция обмена с другими основаниями протекает, если образуется еще более слабое (и, как правило, менее растворимое) основание. Гидроксид железа(III) является очень слабым и нерастворимым основанием, поэтому все предложенные основания, будучи более сильными, будут вступать с ним в реакцию.

Гидроксид меди(II)

Гидроксид меди(II) ($Cu(OH)_2$) — нерастворимое в воде основание. Несмотря на свою нерастворимость, он является более сильным основанием, чем гидроксид железа(III), и способен вытеснять его из соли. Движущей силой реакции является образование еще менее растворимого гидроксида железа(III).

$2FeCl_3 + 3Cu(OH)_2 \rightarrow 2Fe(OH)_3 \downarrow + 3CuCl_2$

Ответ: гидроксид меди(II) взаимодействует с раствором хлорида железа(III). Уравнение реакции: $2FeCl_3 + 3Cu(OH)_2 \rightarrow 2Fe(OH)_3 \downarrow + 3CuCl_2$.

Гидроксид натрия

Гидроксид натрия ($NaOH$) — это сильное, растворимое в воде основание (щёлочь). При его добавлении к раствору хлорида железа(III) протекает реакция ионного обмена, в результате которой выпадает объёмный осадок гидроксида железа(III) бурого цвета.

$FeCl_3 + 3NaOH \rightarrow Fe(OH)_3 \downarrow + 3NaCl$

Ответ: гидроксид натрия взаимодействует с раствором хлорида железа(III). Уравнение реакции: $FeCl_3 + 3NaOH \rightarrow Fe(OH)_3 \downarrow + 3NaCl$.

Гидроксид бария

Гидроксид бария ($Ba(OH)_2$) также является сильным растворимым основанием (щёлочью). Реакция с хлоридом железа(III) аналогична реакции с гидроксидом натрия и приводит к образованию нерастворимого гидроксида железа(III).

$2FeCl_3 + 3Ba(OH)_2 \rightarrow 2Fe(OH)_3 \downarrow + 3BaCl_2$

Ответ: гидроксид бария взаимодействует с раствором хлорида железа(III). Уравнение реакции: $2FeCl_3 + 3Ba(OH)_2 \rightarrow 2Fe(OH)_3 \downarrow + 3BaCl_2$.

Гидроксид цинка

Гидроксид цинка ($Zn(OH)_2$) — нерастворимое амфотерное основание. Он является более сильным основанием, чем гидроксид железа(III), и поэтому вступает в реакцию с раствором хлорида железа(III), образуя осадок $Fe(OH)_3$.

$2FeCl_3 + 3Zn(OH)_2 \rightarrow 2Fe(OH)_3 \downarrow + 3ZnCl_2$

Ответ: гидроксид цинка взаимодействует с раствором хлорида железа(III). Уравнение реакции: $2FeCl_3 + 3Zn(OH)_2 \rightarrow 2Fe(OH)_3 \downarrow + 3ZnCl_2$.

5-51. Закончите уравнения осуществимых реакций:

$Ca + H_2O = ...$

$SO_3 + CO_2 = ...$

$BaO + H_2O = ...$

$CaO + CO_2 = ...$

$P_2O_5 + H_2O = ...$

$CaO + P_2O_5 = ...$

$FeO + H_2O = ...$

$MgO + HCl = ...$

$P_2O_5 + NaOH = ...$

$H_2SO_4 + Cu_2O = ...$

$ZnO + HNO_3 = ...$

$P_2O_5 + Ca(OH)_2 = ...$

$Ca + H_2O = ...$

Кальций – это активный щелочноземельный металл. Он вступает в реакцию с водой, в результате чего образуется гидроксид кальция (гашеная известь) и выделяется газообразный водород. Это реакция замещения.

$Ca + 2H_2O = Ca(OH)_2 + H_2 \uparrow$

Ответ: $Ca + 2H_2O = Ca(OH)_2 + H_2 \uparrow$

$P_2O_5 + H_2O = ...$

Оксид фосфора(V) является кислотным оксидом. При взаимодействии с водой он образует кислоту. В зависимости от условий (температура, соотношение реагентов) могут образовываться разные фосфорные кислоты. При избытке воды образуется ортофосфорная кислота.

$P_2O_5 + 3H_2O = 2H_3PO_4$

Ответ: $P_2O_5 + 3H_2O = 2H_3PO_4$

$P_2O_5 + NaOH = ...$

Это реакция между кислотным оксидом (оксид фосфора(V)) и щелочью (гидроксид натрия). В результате образуется соль и вода. При полном замещении атомов водорода в кислоте образуется средняя соль — фосфат натрия.

$P_2O_5 + 6NaOH = 2Na_3PO_4 + 3H_2O$

Ответ: $P_2O_5 + 6NaOH = 2Na_3PO_4 + 3H_2O$

$SO_3 + CO_2 = ...$

Оксид серы(VI) ($SO_3$) и оксид углерода(IV) ($CO_2$) оба являются кислотными оксидами. Кислотные оксиды между собой не реагируют.

Ответ: Реакция не идет.

$CaO + P_2O_5 = ...$

Взаимодействие основного оксида (оксид кальция) и кислотного оксида (оксид фосфора(V)). Это реакция соединения, в результате которой образуется соль — фосфат кальция.

$3CaO + P_2O_5 = Ca_3(PO_4)_2$

Ответ: $3CaO + P_2O_5 = Ca_3(PO_4)_2$

$H_2SO_4 + Cu_2O = ...$

Оксид меди(I) ($Cu_2O$) является основным оксидом. При реакции с серной кислотой происходит реакция диспропорционирования, так как ион меди(I) неустойчив в кислой среде. В результате образуются сульфат меди(II), металлическая медь и вода.

$H_2SO_4 + Cu_2O = CuSO_4 + Cu \downarrow + H_2O$

Ответ: $H_2SO_4 + Cu_2O = CuSO_4 + Cu \downarrow + H_2O$

$BaO + H_2O = ...$

Оксид бария ($BaO$) — основный оксид, образованный активным щелочноземельным металлом. Он реагирует с водой, образуя сильное основание (щелочь) — гидроксид бария.

$BaO + H_2O = Ba(OH)_2$

Ответ: $BaO + H_2O = Ba(OH)_2$

$FeO + H_2O = ...$

Оксид железа(II) ($FeO$) — основный оксид, но он образован металлом средней активности. Такие оксиды не реагируют с водой при обычных условиях.

Ответ: Реакция не идет.

$ZnO + HNO_3 = ...$

Оксид цинка ($ZnO$) является амфотерным оксидом, он реагирует с сильными кислотами. В реакции с азотной кислотой ($HNO_3$) образуется соль (нитрат цинка) и вода. Это реакция нейтрализации.

$ZnO + 2HNO_3 = Zn(NO_3)_2 + H_2O$

Ответ: $ZnO + 2HNO_3 = Zn(NO_3)_2 + H_2O$

$CaO + CO_2 = ...$

Реакция между основным оксидом (оксид кальция) и кислотным оксидом (оксид углерода(IV)). В результате реакции соединения образуется соль — карбонат кальция.

$CaO + CO_2 = CaCO_3$

Ответ: $CaO + CO_2 = CaCO_3$

$MgO + HCl = ...$

Основный оксид магния ($MgO$) реагирует с соляной кислотой ($HCl$) с образованием соли (хлорида магния) и воды. Это реакция обмена (нейтрализации).

$MgO + 2HCl = MgCl_2 + H_2O$

Ответ: $MgO + 2HCl = MgCl_2 + H_2O$

$P_2O_5 + Ca(OH)_2 = ...$

Реакция между кислотным оксидом (оксид фосфора(V)) и основанием (гидроксид кальция). В результате образуется соль (фосфат кальция) и вода.

$P_2O_5 + 3Ca(OH)_2 = Ca_3(PO_4)_2 \downarrow + 3H_2O$

Ответ: $P_2O_5 + 3Ca(OH)_2 = Ca_3(PO_4)_2 \downarrow + 3H_2O$

5-52. Закончите уравнения осуществимых реакций:

$SO_3 + H_2O = ...$ $ZnO + H_2O = ...$ $Ca(OH)_2 + SO_2 = ...$

$N_2O_5 + Ca(OH)_2 = ...$ $ZnO + N_2O_5 = ...$ $H_2SO_4 + MgO = ...$

$MgO + SO_3 = ...$ $Ba + H_2O = ...$ $H_2SO_4 + Al_2O_3 = ...$

$Na_2O + H_2O = ...$ $Cu(OH)_2 = ...$ $SO_3 + KOH = ...$

Решение

$SO_3 + H_2O = ...$

Это реакция между кислотным оксидом (оксид серы(VI)) и водой. В результате таких реакций образуется соответствующая кислота. Для оксида серы(VI) это серная кислота.

Ответ: $SO_3 + H_2O = H_2SO_4$

$N_2O_5 + Ca(OH)_2 = ...$

Это реакция между кислотным оксидом (оксид азота(V)) и основанием (гидроксид кальция). В результате образуется соль и вода. Соль состоит из катиона кальция $Ca^{2+}$ и нитрат-аниона $NO_3^-$, который соответствует оксиду $N_2O_5$. Уравняем коэффициенты.

Ответ: $N_2O_5 + Ca(OH)_2 = Ca(NO_3)_2 + H_2O$

$MgO + SO_3 = ...$

Это реакция между основным оксидом (оксид магния) и кислотным оксидом (оксид серы(VI)). В результате реакции образуется соль — сульфат магния.

Ответ: $MgO + SO_3 = MgSO_4$

$Na_2O + H_2O = ...$

Это реакция между оксидом щелочного металла (оксид натрия) и водой. В результате образуется соответствующая щелочь — гидроксид натрия. Уравняем коэффициенты.

Ответ: $Na_2O + H_2O = 2NaOH$

$ZnO + H_2O = ...$

Оксид цинка $ZnO$ является амфотерным оксидом, нерастворимым в воде. В обычных условиях он не реагирует с водой.

Ответ: Реакция не осуществляется.

$ZnO + N_2O_5 = ...$

Это реакция между амфотерным оксидом (оксид цинка), проявляющим основные свойства, и кислотным оксидом (оксид азота(V)). В результате образуется соль — нитрат цинка.

Ответ: $ZnO + N_2O_5 = Zn(NO_3)_2$

$Ba + H_2O = ...$

Барий — активный щелочноземельный металл, который бурно реагирует с водой с образованием гидроксида и выделением водорода. Уравняем коэффициенты.

Ответ: $Ba + 2H_2O = Ba(OH)_2 + H_2 \uparrow$

$Cu(OH)_2 = ...$

Гидроксид меди(II) — нерастворимое основание, которое при нагревании разлагается на соответствующий оксид и воду.

Ответ: $Cu(OH)_2 \xrightarrow{t^\circ} CuO + H_2O$

$Ca(OH)_2 + SO_2 = ...$

Это реакция между основанием (гидроксид кальция) и кислотным оксидом (оксид серы(IV)). В результате образуется соль (сульфит кальция, который выпадает в осадок) и вода.

Ответ: $Ca(OH)_2 + SO_2 = CaSO_3 \downarrow + H_2O$

$H_2SO_4 + MgO = ...$

Это реакция нейтрализации между кислотой (серная кислота) и основным оксидом (оксид магния). В результате образуется соль (сульфат магния) и вода.

Ответ: $H_2SO_4 + MgO = MgSO_4 + H_2O$

$H_2SO_4 + Al_2O_3 = ...$

Это реакция между сильной кислотой (серная кислота) и амфотерным оксидом (оксид алюминия). В результате образуется соль (сульфат алюминия) и вода. Уравняем коэффициенты.

Ответ: $3H_2SO_4 + Al_2O_3 = Al_2(SO_4)_3 + 3H_2O$

$SO_3 + KOH = ...$

Это реакция между кислотным оксидом (оксид серы(VI)) и щелочью (гидроксид калия). В результате образуется средняя соль (сульфат калия) и вода. Уравняем коэффициенты.

Ответ: $SO_3 + 2KOH = K_2SO_4 + H_2O$

5-53. Закончите уравнения осуществимых реакций:

$SO_2 + H_2O = \dots$ $CrO + H_2O = \dots$ $HCl + Al_2O_3 = \dots$

$Cs + H_2O = \dots$ $Cr(OH)_3 = \dots$ $KOH + N_2O_5 = \dots$

$Li_2O + H_2O = \dots$ $MgO + P_2O_5 = \dots$ $CO_2 + Ca(OH)_2 = \dots$

$Na_2O + SO_2 = \dots$ $N_2O_5 + H_2O = \dots$ $H_2SO_4 + Cr_2O_3 = \dots$

$SO_2 + H_2O = ...$

Оксид серы(IV) $SO_2$ является кислотным оксидом. При взаимодействии с водой он образует соответствующую кислоту — сернистую кислоту $H_2SO_3$. Реакция является обратимой.
$SO_2 + H_2O \rightleftharpoons H_2SO_3$

Ответ: $SO_2 + H_2O = H_2SO_3$

$Cs + H_2O = ...$

Цезий ($Cs$) — щелочной металл, очень активно реагирующий с водой. В результате реакции замещения образуется гидроксид цезия ($CsOH$) и выделяется газообразный водород ($H_2$). Уравняем реакцию.
$2Cs + 2H_2O \rightarrow 2CsOH + H_2\uparrow$

Ответ: $2Cs + 2H_2O = 2CsOH + H_2\uparrow$

$Li_2O + H_2O = ...$

Оксид лития ($Li_2O$) — основный оксид. При реакции соединения с водой образуется соответствующее основание — гидроксид лития ($LiOH$). Уравняем реакцию.
$Li_2O + H_2O \rightarrow 2LiOH$

Ответ: $Li_2O + H_2O = 2LiOH$

$Na_2O + SO_2 = ...$

Оксид натрия ($Na_2O$) — основный оксид, а оксид серы(IV) ($SO_2$) — кислотный. При их взаимодействии (реакция соединения) образуется соль — сульфит натрия ($Na_2SO_3$).
$Na_2O + SO_2 \rightarrow Na_2SO_3$

Ответ: $Na_2O + SO_2 = Na_2SO_3$

$CrO + H_2O = ...$

Оксид хрома(II) ($CrO$) является основным оксидом, однако он нерастворим в воде и не реагирует с ней в обычных условиях.

Ответ: Реакция не протекает.

$Cr(OH)_3 = ...$

Это не реакция взаимодействия, а уравнение термического разложения. Гидроксид хрома(III) ($Cr(OH)_3$) — нерастворимое в воде основание. При нагревании он разлагается на оксид хрома(III) ($Cr_2O_3$) и воду ($H_2O$). Уравняем реакцию.
$2Cr(OH)_3 \xrightarrow{t} Cr_2O_3 + 3H_2O$

Ответ: $2Cr(OH)_3 = Cr_2O_3 + 3H_2O$

$MgO + P_2O_5 = ...$

Оксид магния ($MgO$) — основный оксид, а оксид фосфора(V) ($P_2O_5$) — кислотный. При их взаимодействии (реакция соединения) образуется соль — фосфат магния ($Mg_3(PO_4)_2$). Уравняем реакцию.
$3MgO + P_2O_5 \rightarrow Mg_3(PO_4)_2$

Ответ: $3MgO + P_2O_5 = Mg_3(PO_4)_2$

$N_2O_5 + H_2O = ...$

Оксид азота(V) ($N_2O_5$) — кислотный оксид. При взаимодействии с водой он образует соответствующую сильную кислоту — азотную кислоту ($HNO_3$). Уравняем реакцию.
$N_2O_5 + H_2O \rightarrow 2HNO_3$

Ответ: $N_2O_5 + H_2O = 2HNO_3$

$HCl + Al_2O_3 = ...$

Оксид алюминия ($Al_2O_3$) является амфотерным оксидом, поэтому он реагирует с сильными кислотами, такими как соляная кислота ($HCl$). В результате реакции обмена образуется соль — хлорид алюминия ($AlCl_3$) и вода ($H_2O$). Уравняем реакцию.
$6HCl + Al_2O_3 \rightarrow 2AlCl_3 + 3H_2O$

Ответ: $6HCl + Al_2O_3 = 2AlCl_3 + 3H_2O$

$KOH + N_2O_5 = ...$

Гидроксид калия ($KOH$) — сильное основание (щелочь), а оксид азота(V) ($N_2O_5$) — кислотный оксид. В результате реакции нейтрализации образуется соль — нитрат калия ($KNO_3$) и вода ($H_2O$). Уравняем реакцию.
$2KOH + N_2O_5 \rightarrow 2KNO_3 + H_2O$

Ответ: $2KOH + N_2O_5 = 2KNO_3 + H_2O$

$CO_2 + Ca(OH)_2 = ...$

Оксид углерода(IV) ($CO_2$), или углекислый газ, — кислотный оксид, который реагирует с основанием, гидроксидом кальция ($Ca(OH)_2$, известковая вода). В результате образуется нерастворимая соль — карбонат кальция ($CaCO_3$), который выпадает в осадок, и вода ($H_2O$). Эта реакция является качественной для обнаружения углекислого газа.
$CO_2 + Ca(OH)_2 \rightarrow CaCO_3\downarrow + H_2O$

Ответ: $CO_2 + Ca(OH)_2 = CaCO_3\downarrow + H_2O$

$H_2SO_4 + Cr_2O_3 = ...$

Оксид хрома(III) ($Cr_2O_3$) — амфотерный оксид, который реагирует с сильными кислотами, в данном случае с серной кислотой ($H_2SO_4$). В результате реакции обмена образуется соль — сульфат хрома(III) ($Cr_2(SO_4)_3$) и вода ($H_2O$). Уравняем реакцию.
$3H_2SO_4 + Cr_2O_3 \rightarrow Cr_2(SO_4)_3 + 3H_2O$

Ответ: $3H_2SO_4 + Cr_2O_3 = Cr_2(SO_4)_3 + 3H_2O$

5-54. Из списка оснований выберите те, которые разлагаются при нагревании: гидроксид железа(III), гидроксид бария, гидроксид цинка, гидроксид свинца(II), гидроксид натрия. Напишите уравнения реакций.

5-55. Напишите уравнения реакций

Способность оснований разлагаться при нагревании зависит от их свойств. Как правило, нерастворимые основания и амфотерные гидроксиды разлагаются при нагревании на оксид и воду, в то время как гидроксиды щелочных и большинства щелочноземельных металлов (щелочи) являются термически устойчивыми.

гидроксид железа(III)

Гидроксид железа(III), $Fe(OH)_3$, — это нерастворимое в воде основание. При нагревании он разлагается на оксид железа(III) и воду. Уравнение реакции:
$2Fe(OH)_3 \xrightarrow{t} Fe_2O_3 + 3H_2O$.

Ответ: разлагается. Уравнение реакции: $2Fe(OH)_3 \xrightarrow{t} Fe_2O_3 + 3H_2O$.

гидроксид бария

Гидроксид бария, $Ba(OH)_2$, — это растворимое основание (щелочь). Он является термически устойчивым и при умеренном нагревании не разлагается.

Ответ: не разлагается.

гидроксид цинка

Гидроксид цинка, $Zn(OH)_2$, — это амфотерный гидроксид, нерастворимый в воде. Он разлагается при нагревании на оксид цинка и воду. Уравнение реакции:
$Zn(OH)_2 \xrightarrow{t} ZnO + H_2O$.

Ответ: разлагается. Уравнение реакции: $Zn(OH)_2 \xrightarrow{t} ZnO + H_2O$.

гидроксид свинца(II)

Гидроксид свинца(II), $Pb(OH)_2$, — это амфотерный гидроксид, нерастворимый в воде. При нагревании он разлагается с образованием оксида свинца(II) и воды. Уравнение реакции:
$Pb(OH)_2 \xrightarrow{t} PbO + H_2O$.

Ответ: разлагается. Уравнение реакции: $Pb(OH)_2 \xrightarrow{t} PbO + H_2O$.

гидроксид натрия

Гидроксид натрия, $NaOH$, — это гидроксид щелочного металла, сильная щелочь. Он очень термически устойчив и при нагревании не разлагается, а плавится.

Ответ: не разлагается.

5-55. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно получить

а) гидроксид бария

б) гидроксид свинца(II)

а) гидроксид бария

Гидроксид бария $Ba(OH)_2$ является растворимым в воде основанием (щелочью). Его можно получить несколькими способами.

1. Взаимодействие активного металла бария с водой. Барий, как щелочноземельный металл, бурно реагирует с водой с образованием гидроксида и выделением водорода.

Уравнение реакции:

$Ba + 2H_2O \rightarrow Ba(OH)_2 + H_2 \uparrow$

2. Взаимодействие оксида бария с водой. Оксид бария ($BaO$) является основным оксидом и при реакции с водой образует соответствующее основание — гидроксид бария.

Уравнение реакции:

$BaO + H_2O \rightarrow Ba(OH)_2$

Ответ: $Ba + 2H_2O \rightarrow Ba(OH)_2 + H_2 \uparrow$ или $BaO + H_2O \rightarrow Ba(OH)_2$.

б) гидроксид свинца(II)

Гидроксид свинца(II) $Pb(OH)_2$ является нерастворимым в воде основанием. Нерастворимые основания, как правило, получают реакцией ионного обмена между растворимой солью соответствующего металла и щелочью (растворимым основанием). В результате реакции целевой гидроксид выпадает в осадок.

Для получения гидроксида свинца(II) можно использовать любую растворимую соль свинца(II), например, нитрат свинца(II) $Pb(NO_3)_2$, и любую щелочь, например, гидроксид натрия $NaOH$.

Уравнение реакции:

$Pb(NO_3)_2 + 2NaOH \rightarrow Pb(OH)_2 \downarrow + 2NaNO_3$

Ответ: $Pb(NO_3)_2 + 2NaOH \rightarrow Pb(OH)_2 \downarrow + 2NaNO_3$.

5-56. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно получить

а) гидроксид калия,

б) гидроксид железа(III).

Решение

а) гидроксид калия

Гидроксид калия ($KOH$) — это сильное, растворимое в воде основание, которое также называют щёлочью. Его можно получить несколькими способами. Ниже приведены два распространённых метода.

1. Взаимодействие металлического калия с водой. Калий является активным щелочным металлом и бурно реагирует с водой, образуя гидроксид калия и газообразный водород.

$2K + 2H_2O \rightarrow 2KOH + H_2 \uparrow$

2. Взаимодействие оксида калия с водой. Оксид калия ($K_2O$) является основным оксидом и при реакции с водой образует соответствующее ему основание — гидроксид калия.

$K_2O + H_2O \rightarrow 2KOH$

Ответ: $2K + 2H_2O \rightarrow 2KOH + H_2 \uparrow$

б) гидроксид железа(III)

Гидроксид железа(III) ($Fe(OH)_3$) — это нерастворимое в воде основание. Его получают с помощью реакции ионного обмена, при которой взаимодействуют раствор соли железа(III) и раствор щёлочи. В результате реакции гидроксид железа(III) выпадает в виде характерного бурого осадка.

Для примера возьмём реакцию между хлоридом железа(III) ($FeCl_3$) и гидроксидом натрия ($NaOH$).

$FeCl_3 + 3NaOH \rightarrow Fe(OH)_3 \downarrow + 3NaCl$

Ответ: $FeCl_3 + 3NaOH \rightarrow Fe(OH)_3 \downarrow + 3NaCl$