Страница 64 - гдз по химии 8 класс задачник Кузнецова, Левкин

5-107. Формулы перечисленных ниже солей запишите в одну из колонок таблицы.

Соль сильного основания и сильной кислоты

Соль сильного основания и слабой кислоты

Соль слабого основания и сильной кислоты

Соль слабого основания и слабой кислоты

Перечень солей:

а) сульфид натрия

ацетат цинка

карбонат бария

силикат калия

б) нитрат меди$(II)$

силикат цинка

сульфат калия

сульфид меди$(II)$

в) ацетат свинца$(II)$

хлорид калия

сульфат ртути$(II)$

хлорид алюминия

г) сульфат калия

цианид аммония

нитрат аммония

нитрит натрия

Для классификации солей необходимо определить, каким по силе основанием (гидроксидом металла или аммония) и какой по силе кислотой они образованы. Тип соли определяет ее поведение в водном растворе, в частности, характер гидролиза.

Для справки:

• Сильные основания: гидроксиды щелочных металлов ($LiOH, NaOH, KOH$ и др.) и некоторых щелочноземельных металлов ($Ca(OH)_2, Sr(OH)_2, Ba(OH)_2$).
• Слабые основания: гидроксид аммония $NH_4OH$, гидроксиды амфотерных металлов ($Al(OH)_3, Zn(OH)_2, Pb(OH)_2$) и большинства d-элементов ($Cu(OH)_2, Fe(OH)_2, Hg(OH)_2$ и др.).
• Сильные кислоты: $HCl, HBr, HI, HNO_3, H_2SO_4, HClO_4, HClO_3$.
• Слабые кислоты: $H_2S, H_2CO_3, H_2SiO_3, CH_3COOH, HCN, HNO_2$ и многие другие.

Соль сильного основания и сильной кислоты

К этому типу относятся соли, образованные катионом сильного основания и анионом сильной кислоты. Такие соли не подвергаются гидролизу, и среда их водных растворов нейтральна ($pH \approx 7$). Из предложенного списка к этому типу относятся:

• Сульфат калия, образованный сильным основанием $KOH$ и сильной кислотой $H_2SO_4$.
• Хлорид калия, образованный сильным основанием $KOH$ и сильной кислотой $HCl$.

Ответ: $K_2SO_4$, $KCl$.

Соль сильного основания и слабой кислоты

К этому типу относятся соли, образованные катионом сильного основания и анионом слабой кислоты. В водном растворе эти соли гидролизуются по аниону, создавая щелочную среду ($pH > 7$). Из предложенного списка к этому типу относятся:

• Сульфид натрия, образованный сильным основанием $NaOH$ и слабой кислотой $H_2S$.
• Карбонат бария, образованный сильным основанием $Ba(OH)_2$ и слабой кислотой $H_2CO_3$.
• Силикат калия, образованный сильным основанием $KOH$ и слабой кислотой $H_2SiO_3$.
• Нитрит натрия, образованный сильным основанием $NaOH$ и слабой кислотой $HNO_2$.

Ответ: $Na_2S$, $BaCO_3$, $K_2SiO_3$, $NaNO_2$.

Соль слабого основания и сильной кислоты

К этому типу относятся соли, образованные катионом слабого основания и анионом сильной кислоты. В водном растворе эти соли гидролизуются по катиону, создавая кислую среду ($pH < 7$). Из предложенного списка к этому типу относятся:

• Нитрат меди(II), образованный слабым основанием $Cu(OH)_2$ и сильной кислотой $HNO_3$.
• Сульфат ртути(II), образованный слабым основанием $Hg(OH)_2$ и сильной кислотой $H_2SO_4$.
• Нитрат аммония, образованный слабым основанием $NH_4OH$ и сильной кислотой $HNO_3$.
• Хлорид алюминия, образованный слабым основанием $Al(OH)_3$ и сильной кислотой $HCl$.

Ответ: $Cu(NO_3)_2$, $HgSO_4$, $NH_4NO_3$, $AlCl_3$.

Соль слабого основания и слабой кислоты

К этому типу относятся соли, образованные катионом слабого основания и анионом слабой кислоты. Такие соли подвергаются гидролизу одновременно и по катиону, и по аниону. Среда раствора зависит от относительной силы основания и кислоты. Из предложенного списка к этому типу относятся:

• Ацетат свинца(II), образованный слабым основанием $Pb(OH)_2$ и слабой уксусной кислотой $CH_3COOH$.
• Ацетат цинка, образованный слабым основанием $Zn(OH)_2$ и слабой уксусной кислотой $CH_3COOH$.
• Силикат цинка, образованный слабым основанием $Zn(OH)_2$ и слабой кремниевой кислотой $H_2SiO_3$.
• Цианид аммония, образованный слабым основанием $NH_4OH$ и слабой циановодородной кислотой $HCN$.
• Сульфид меди(II), образованный слабым основанием $Cu(OH)_2$ и слабой сероводородной кислотой $H_2S$.

Ответ: $Pb(CH_3COO)_2$, $Zn(CH_3COO)_2$, $ZnSiO_3$, $NH_4CN$, $CuS$.

5-108. Дайте названия веществам, формулы которых приведены ниже. Укажите тип соли (средняя, кислая, основная).

a) $\text{KHCO}_3$

$\text{Cr}(\text{NO}_3)_3$

$\text{Cr}(\text{OH})_2\text{NO}_3$

$\text{Mg}(\text{HSO}_4)_2$

б) $\text{FeOHSO}_4$

$\text{Fe}_2(\text{SO}_4)_3$

$(\text{CuOH})_2\text{CO}_3$

$\text{NaHS}$

в) $[\text{Fe}(\text{OH})_2]_2\text{SO}_4$

$\text{FeCl}_3$

$\text{NaHSO}_4$

$\text{K}_2\text{CO}_3$

г) $(\text{FeOH})\text{SO}_4$

$\text{Ca}(\text{H}_2\text{PO}_4)_2$

$\text{Li}_2\text{HPO}_4$

$\text{CrOH}(\text{NO}_3)_2$

а)

$KHCO_3$ — гидрокарбонат калия. Ответ: кислая соль.

$Cr(NO_3)_3$ — нитрат хрома(III). Ответ: средняя соль.

$Cr(OH)_2NO_3$ — нитрат дигидроксохрома(III). Ответ: основная соль.

$Mg(HSO_4)_2$ — гидросульфат магния. Ответ: кислая соль.

б)

$FeOHSO_4$ — сульфат гидроксожелеза(III). Ответ: основная соль.

$Fe_2(SO_4)_3$ — сульфат железа(III). Ответ: средняя соль.

$(CuOH)_2CO_3$ — карбонат гидроксомеди(II). Ответ: основная соль.

$NaHS$ — гидросульфид натрия. Ответ: кислая соль.

в)

$[Fe(OH)_2]_2SO_4$ — сульфат дигидроксожелеза(III). Ответ: основная соль.

$FeCl_3$ — хлорид железа(III). Ответ: средняя соль.

$NaHSO_4$ — гидросульфат натрия. Ответ: кислая соль.

$K_2CO_3$ — карбонат калия. Ответ: средняя соль.

г)

$(FeOH)_2SO_4$ — сульфат гидроксожелеза(II). Ответ: основная соль.

$Ca(H_2PO_4)_2$ — дигидрофосфат кальция. Ответ: кислая соль.

$Li_2HPO_4$ — гидрофосфат лития. Ответ: кислая соль.

$CrOH(NO_3)_2$ — нитрат гидроксохрома(III). Ответ: основная соль.

5-109. Составьте формулы следующих солей:

а) гидрокарбонат аммония $(NH_4)HCO_3$, гидросульфид рубидия $RbHS$, гидрофосфат бария $BaHPO_4$;

б) дигидрофосфат бария $Ba(H_2PO_4)_2$, гидросульфит магния $Mg(HSO_3)_2$, гидрофосфат алюминия $Al_2(HPO_4)_3$;

в) бромид гидроксоалюминия $Al(OH)Br_2$, бромид дигидроксоалюминия $Al(OH)_2Br$, нитрат гидроксортути(II) $Hg(OH)NO_3$;

г) карбонат гидроксомеди(II) $(CuOH)_2CO_3$, сульфат гидроксоалюминия $Al(OH)SO_4$, фосфат гидроксоалюминия $Al(OH)PO_4$.

а) гидрокарбонат аммония, гидросульфид рубидия, гидрофосфат бария

Гидрокарбонат аммония — это кислая соль, образованная катионом аммония $NH_4^+$ (заряд +1) и гидрокарбонат-анионом $HCO_3^-$ (заряд -1). Поскольку заряды ионов равны по модулю и противоположны по знаку, для образования электронейтральной формульной единицы требуется один катион и один анион.
Формула: $NH_4HCO_3$.

Гидросульфид рубидия — кислая соль, образованная катионом рубидия $Rb^+$ (заряд +1, так как рубидий — щелочной металл I группы) и гидросульфид-анионом $HS^-$ (заряд -1). Заряды ионов уравновешивают друг друга в соотношении 1:1.
Формула: $RbHS$.

Гидрофосфат бария — кислая соль, состоящая из катиона бария $Ba^{2+}$ (заряд +2, барий — щелочноземельный металл II группы) и гидрофосфат-аниона $HPO_4^{2-}$ (заряд -2). Заряды ионов равны по величине, поэтому для образования нейтральной формульной единицы требуется один катион и один анион.
Формула: $BaHPO_4$.

Ответ: $NH_4HCO_3, RbHS, BaHPO_4$.

б) дигидрофосфат бария, гидросульфит магния, гидрофосфат алюминия

Дигидрофосфат бария — кислая соль, состоящая из катиона бария $Ba^{2+}$ (заряд +2) и дигидрофосфат-аниона $H_2PO_4^-$ (заряд -1). Для компенсации положительного заряда катиона бария требуется два отрицательно заряженных аниона дигидрофосфата: $1 \times (+2) + 2 \times (-1) = 0$.
Формула: $Ba(H_2PO_4)_2$.

Гидросульфит магния — кислая соль, образованная катионом магния $Mg^{2+}$ (заряд +2) и гидросульфит-анионом $HSO_3^-$ (заряд -1). Для достижения электронейтральности необходимо два гидросульфит-иона на один ион магния: $1 \times (+2) + 2 \times (-1) = 0$.
Формула: $Mg(HSO_3)_2$.

Гидрофосфат алюминия — кислая соль, состоящая из катиона алюминия $Al^{3+}$ (заряд +3) и гидрофосфат-аниона $HPO_4^{2-}$ (заряд -2). Для составления формулы находим наименьшее общее кратное для зарядов 3 и 2, которое равно 6. Следовательно, для образования нейтральной формульной единицы необходимо два катиона алюминия и три гидрофосфат-аниона: $2 \times (+3) + 3 \times (-2) = 0$.
Формула: $Al_2(HPO_4)_3$.

Ответ: $Ba(H_2PO_4)_2, Mg(HSO_3)_2, Al_2(HPO_4)_3$.

в) бромид гидроксоалюминия, бромид дигидроксоалюминия, нитрат гидроксортути(II)

Бромид гидроксоалюминия — это основная соль. Она состоит из катиона гидроксоалюминия и аниона бромида. Катион гидроксоалюминия $[Al(OH)]^{2+}$ имеет заряд +2 (алюминий $Al^{3+}$ и гидроксогруппа $OH^-$). Анион бромида $Br^-$ имеет заряд -1. Для нейтрализации заряда катиона требуются два бромид-аниона: $1 \times (+2) + 2 \times (-1) = 0$.
Формула: $Al(OH)Br_2$.

Бромид дигидроксоалюминия — основная соль, состоящая из катиона дигидроксоалюминия $[Al(OH)_2]^+$ с зарядом +1 (алюминий $Al^{3+}$ и две гидроксогруппы $2 \times OH^-$) и аниона бромида $Br^-$ с зарядом -1. Заряды уравновешиваются в соотношении 1:1.
Формула: $Al(OH)_2Br$.

Нитрат гидроксортути(II) — основная соль, состоящая из катиона гидроксортути(II) $[Hg(OH)]^+$ с зарядом +1 (ртуть в степени окисления +2, $Hg^{2+}$, и гидроксогруппа $OH^-$) и нитрат-аниона $NO_3^-$ с зарядом -1. Заряды ионов равны по величине, поэтому они объединяются в соотношении 1:1.
Формула: $Hg(OH)NO_3$.

Ответ: $Al(OH)Br_2, Al(OH)_2Br, Hg(OH)NO_3$.

г) карбонат гидроксомеди(II), сульфат гидроксоалюминия, фосфат гидроксоалюминия

Карбонат гидроксомеди(II) — основная соль, образованная катионом гидроксомеди(II) $[Cu(OH)]^+$ с зарядом +1 (медь в степени окисления +2, $Cu^{2+}$, и гидроксогруппа $OH^-$) и карбонат-анионом $CO_3^{2-}$ с зарядом -2. Для образования нейтральной молекулы необходимо два катиона гидроксомеди(II) на один карбонат-анион: $2 \times (+1) + 1 \times (-2) = 0$.
Формула: $(CuOH)_2CO_3$.

Сульфат гидроксоалюминия — основная соль, состоящая из катиона гидроксоалюминия $[Al(OH)]^{2+}$ с зарядом +2 и сульфат-аниона $SO_4^{2-}$ с зарядом -2. Заряды катиона и аниона равны по величине, поэтому их соотношение в формуле 1:1.
Формула: $Al(OH)SO_4$.

Фосфат гидроксоалюминия — основная соль, состоящая из катиона гидроксоалюминия $[Al(OH)]^{2+}$ с зарядом +2 и фосфат-аниона $PO_4^{3-}$ с зарядом -3. Наименьшее общее кратное для зарядов 2 и 3 равно 6. Следовательно, требуется три катиона гидроксоалюминия и два фосфат-аниона: $3 \times (+2) + 2 \times (-3) = 0$.
Формула: $(AlOH)_3(PO_4)_2$.

Ответ: $(CuOH)_2CO_3, Al(OH)SO_4, (AlOH)_3(PO_4)_2$.

5-110. Приведенные ниже формулы определите в одну из колонок таблицы, дайте названия веществам:

а) $H_3PO_4$, $Ba(H_2PO_4)_2$, $Ba_3(PO_4)_2$, $BaOHNO_3$, $Ba(OH)_2$, $BaHPO_4$;

б) $Mg(OH)_2$, $Mg(NO_3)_2$, $Mg(HSO_4)_2$, $H_2SO_4$, $(MgOH)_2SO_4$.

а)

Для классификации предложенных веществ необходимо проанализировать состав каждой химической формулы и определить, к какому классу неорганических соединений они относятся. Затем дать каждому веществу название.

$H_3PO_4$ – это кислота, так как её молекула состоит из атомов водорода, способных замещаться на атомы металла, и кислотного остатка $PO_4$. Название: ортофосфорная (или фосфорная) кислота.
$Ba(OH)_2$ – это основание, так как состоит из катиона металла бария ($Ba^{2+}$) и двух гидроксид-анионов ($OH^-$). Название: гидроксид бария.
$Ba_3(PO_4)_2$ – это средняя соль, так как она является продуктом полного замещения атомов водорода в ортофосфорной кислоте на катионы металла бария. Состоит из катионов металла и анионов кислотного остатка. Название: фосфат бария.
$Ba(H_2PO_4)_2$ – это кислая соль, так как в результате неполного замещения атомов водорода в кислоте в составе аниона ($H_2PO_4^-$) остались атомы водорода. Название: дигидрофосфат бария.
$BaHPO_4$ – это кислая соль, поскольку в составе её аниона ($HPO_4^{2-}$) присутствует атом водорода, который может быть замещен на металл. Название: гидрофосфат бария.
$BaOHNO_3$ (стандартная запись $Ba(OH)NO_3$) – это основная соль, так как в её состав, помимо катиона металла ($Ba^{2+}$) и кислотного остатка ($NO_3^-$), входит гидроксогруппа ($OH^-$). Название: гидроксонитрат бария.

Ответ:

б)

Аналогично проанализируем вещества из второго списка:

$Mg(OH)_2$ – это основание, так как состоит из катиона металла магния ($Mg^{2+}$) и двух гидроксогрупп ($OH^-$). Название: гидроксид магния.
$H_2SO_4$ – это кислота, так как её молекула состоит из атомов водорода и кислотного остатка сульфата ($SO_4$). Название: серная кислота.
$Mg(NO_3)_2$ – это средняя соль, образованная катионом металла магния ($Mg^{2+}$) и анионом кислотного остатка азотной кислоты ($NO_3^-$). Название: нитрат магния.
$Mg(HSO_4)_2$ – это кислая соль, так как в состав её аниона ($HSO_4^-$) входит атом водорода. Название: гидросульфат магния.
$(MgOH)_2SO_4$ – это основная соль. В её состав входят основные катионы ($MgOH^+$), содержащие гидроксогруппу, и анион кислотного остатка ($SO_4^{2-}$). Название: гидроксосульфат магния.

Ответ:

5-111. Напишите формулы средних, кислых и основных солей, которые теоретически могут быть образованы:

а) гидроксидом цинка и азотной кислотой

б) гидроксидом калия и ортофосфорной кислотой

в) гидроксидом меди(II) и угольной кислотой

г) гидроксидом алюминия и фосфорной кислотой

д) гидроксидом натрия и азотной кислотой

е) гидроксидом железа(III) и серной кислотой

а) гидроксидом цинка и азотной кислотой

Решение

Гидроксид цинка $Zn(OH)_2$ является двухкислотным основанием (содержит две гидроксогруппы $OH^-$), а азотная кислота $HNO_3$ — одноосновной кислотой (содержит один протон $H^+$).

Средняя соль образуется при полной замене гидроксогрупп основания на кислотные остатки. Формула средней соли, нитрата цинка, составляется из катиона $Zn^{2+}$ и аниона $NO_3^-$: $Zn(NO_3)_2$.

Кислые соли не могут быть образованы, так как азотная кислота является одноосновной и не может быть нейтрализована частично.

Основная соль образуется при неполной замене гидроксогрупп в основании. При замене одной группы $OH^-$ в $Zn(OH)_2$ образуется катион гидроксоцинка $[Zn(OH)]^+$. В сочетании с анионом $NO_3^-$ образуется гидроксонитрат цинка: $Zn(OH)NO_3$.

Ответ: средняя соль — нитрат цинка $Zn(NO_3)_2$; основная соль — гидроксонитрат цинка $Zn(OH)NO_3$; кислые соли не образуются.

б) гидроксидом калия и ортофосфорной кислотой

Решение

Гидроксид калия $KOH$ является однокислотным основанием, а ортофосфорная кислота $H_3PO_4$ — трехосновной кислотой.

Средняя соль, фосфат калия, образуется при полной нейтрализации кислоты: $K_3PO_4$.

Кислые соли образуются при неполной нейтрализации трехосновной кислоты:

• при замене одного атома водорода образуется дигидрофосфат калия: $KH_2PO_4$;
• при замене двух атомов водорода образуется гидрофосфат калия: $K_2HPO_4$.

Основные соли не могут быть образованы, так как гидроксид калия является однокислотным.

Ответ: средняя соль — фосфат калия $K_3PO_4$; кислые соли — дигидрофосфат калия $KH_2PO_4$ и гидрофосфат калия $K_2HPO_4$; основные соли не образуются.

в) гидроксидом меди(II) и угольной кислотой

Решение

Гидроксид меди(II) $Cu(OH)_2$ — двухкислотное основание. Угольная кислота $H_2CO_3$ — двухосновная кислота.

Средняя соль, карбонат меди(II), образуется при полной нейтрализации: $CuCO_3$.

Кислая соль, гидрокарбонат меди(II), образуется при частичной нейтрализации кислоты (сохраняется один атом $H^+$ в анионе $HCO_3^-$): $Cu(HCO_3)_2$.

Основная соль, гидроксокарбонат меди(II), образуется при частичной нейтрализации основания (сохраняется одна группа $OH^-$ в катионе $[Cu(OH)]^+$). Для уравнивания зарядов с анионом $CO_3^{2-}$ требуется два таких катиона: $(CuOH)_2CO_3$.

Ответ: средняя соль — карбонат меди(II) $CuCO_3$; кислая соль — гидрокарбонат меди(II) $Cu(HCO_3)_2$; основная соль — гидроксокарбонат меди(II) $(CuOH)_2CO_3$.

г) гидроксидом алюминия и фосфорной кислотой

Решение

Гидроксид алюминия $Al(OH)_3$ — трехкислотное основание. Фосфорная кислота $H_3PO_4$ — трехосновная кислота. Возможно образование множества солей.

Средняя соль, фосфат алюминия, образуется при полной нейтрализации: $AlPO_4$.

Кислые соли образуются при частичной нейтрализации кислоты:

• дигидрофосфат алюминия: $Al(H_2PO_4)_3$;
• гидрофосфат алюминия: $Al_2(HPO_4)_3$.

Основные соли образуются при частичной нейтрализации основания. Также возможно образование смешанных солей, которые являются одновременно и основными, и кислыми:

• гидроксогидрофосфат алюминия: $Al(OH)HPO_4$;
• дигидроксодигидрофосфат алюминия: $Al(OH)_2H_2PO_4$.

Ответ: средняя соль — $AlPO_4$; кислые соли — $Al(H_2PO_4)_3$, $Al_2(HPO_4)_3$; основные соли — $Al(OH)HPO_4$, $Al(OH)_2H_2PO_4$ (и другие).

д) гидроксидом натрия и азотной кислотой

Решение

Гидроксид натрия $NaOH$ является однокислотным основанием, а азотная кислота $HNO_3$ — одноосновной кислотой. При их взаимодействии возможна только полная нейтрализация.

Средняя соль, нитрат натрия: $NaNO_3$.

Кислые и основные соли не могут быть образованы, так как и кислота, и основание имеют основность/кислотность, равную единице.

Ответ: может быть образована только средняя соль — нитрат натрия $NaNO_3$.

е) гидроксидом железа(III) и серной кислотой

Решение

Гидроксид железа(III) $Fe(OH)_3$ — трехкислотное основание. Серная кислота $H_2SO_4$ — двухосновная кислота.

Средняя соль, сульфат железа(III), образуется при полной нейтрализации: $Fe_2(SO_4)_3$.

Кислая соль, гидросульфат железа(III), образуется при частичной нейтрализации кислоты (анион $HSO_4^-$): $Fe(HSO_4)_3$.

Основные соли образуются при частичной нейтрализации основания:

• гидроксосульфат железа(III) (катион $[Fe(OH)]^{2+}$ и анион $SO_4^{2-}$): $Fe(OH)SO_4$;
• дигидроксосульфат железа(III) (катион $[Fe(OH)_2]^+$ и анион $SO_4^{2-}$): $[Fe(OH)_2]_2SO_4$.

Ответ: средняя соль — $Fe_2(SO_4)_3$; кислая соль — $Fe(HSO_4)_3$; основные соли — $Fe(OH)SO_4$, $[Fe(OH)_2]_2SO_4$.