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: $m(BaSO_4) = 23,3 \text{ г}$.

Вариант 3

1. Напишите уравнения всех возможных реакций между следующими веществами: оксид бария, оксид серы(IV), гидроксид натрия, азотная кислота.

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

Медь $ \to $ Хлорид меди(II) $ \to $ Гидроксид меди(II) $ \to $ Оксид меди(II) $ \to $ Сульфат меди(II) $ \to $ Медь.

3. Напишите уравнения реакций, в результате которых образуется а) карбонат кальция, б) соляная кислота. Найдите возможно большее число различных способов.

4. В трех склянках без этикеток находятся растворы карбоната натрия, нитрата натрия и сульфата натрия. Как химическим путем распознать, какое вещество находится в каждой из склянок? Напишите уравнения реакций; ход распознавания представьте в виде таблицы.

5. Вычислите объем водорода (н.у.), образующегося при взаимодействии 48 г магния с избытком серной кислоты.

1. Напишите уравнения всех возможных реакций между следующими веществами: оксид бария, оксид серы(IV), гидроксид натрия, азотная кислота.

Представленные вещества и их классы:

• Оксид бария ($BaO$) - основный оксид
• Оксид серы(IV) ($SO_2$) - кислотный оксид
• Гидроксид натрия ($NaOH$) - щёлочь (основание)
• Азотная кислота ($HNO_3$) - кислота

Возможные реакции между ними (в основном кислотно-основные взаимодействия):

1. Основный оксид с кислотным оксидом:
$BaO + SO_2 \rightarrow BaSO_3$

2. Основный оксид с кислотой:
$BaO + 2HNO_3 \rightarrow Ba(NO_3)_2 + H_2O$

3. Кислотный оксид со щёлочью. Возможны две реакции в зависимости от соотношения реагентов:
$SO_2 + 2NaOH \rightarrow Na_2SO_3 + H_2O$ (при избытке щёлочи)
$SO_2 + NaOH \rightarrow NaHSO_3$ (при избытке кислотного оксида)

4. Кислота со щёлочью (реакция нейтрализации):
$HNO_3 + NaOH \rightarrow NaNO_3 + H_2O$

Реакции между веществами одного класса (основный оксид и щёлочь, кислотный оксид и кислота) в данных условиях не протекают.

Ответ:
$BaO + SO_2 \rightarrow BaSO_3$
$BaO + 2HNO_3 \rightarrow Ba(NO_3)_2 + H_2O$
$SO_2 + 2NaOH \rightarrow Na_2SO_3 + H_2O$
$SO_2 + NaOH \rightarrow NaHSO_3$
$HNO_3 + NaOH \rightarrow NaNO_3 + H_2O$

2. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить цепочку превращений веществ: Медь → Хлорид меди(II) → Гидроксид меди(II) → Оксид меди(II) → Сульфат меди(II) → Медь.

1. $Cu \rightarrow CuCl_2$ (взаимодействие с хлором при нагревании):
$Cu + Cl_2 \xrightarrow{t} CuCl_2$

2. $CuCl_2 \rightarrow Cu(OH)_2$ (реакция обмена с щёлочью, например, с гидроксидом натрия):
$CuCl_2 + 2NaOH \rightarrow Cu(OH)_2\downarrow + 2NaCl$

3. $Cu(OH)_2 \rightarrow CuO$ (термическое разложение нерастворимого гидроксида меди(II)):
$Cu(OH)_2 \xrightarrow{t} CuO + H_2O$

4. $CuO \rightarrow CuSO_4$ (взаимодействие основного оксида с серной кислотой):
$CuO + H_2SO_4 \rightarrow CuSO_4 + H_2O$

5. $CuSO_4 \rightarrow Cu$ (вытеснение меди из раствора её соли более активным металлом, например, цинком):
$CuSO_4 + Zn \rightarrow ZnSO_4 + Cu\downarrow$

Ответ:
1. $Cu + Cl_2 \xrightarrow{t} CuCl_2$
2. $CuCl_2 + 2NaOH \rightarrow Cu(OH)_2\downarrow + 2NaCl$
3. $Cu(OH)_2 \xrightarrow{t} CuO + H_2O$
4. $CuO + H_2SO_4 \rightarrow CuSO_4 + H_2O$
5. $CuSO_4 + Zn \rightarrow ZnSO_4 + Cu$

3. Напишите уравнения реакций, в результате которых образуется а) карбонат кальция, б) соляная кислота. Найдите возможно большее число различных способов.

а) Способы получения карбоната кальция ($CaCO_3$):

1. Взаимодействие основного оксида (оксида кальция) с кислотным оксидом (оксидом углерода(IV)):
$CaO + CO_2 \xrightarrow{t} CaCO_3$

2. Пропускание углекислого газа через раствор гидроксида кальция (известковую воду):
$Ca(OH)_2 + CO_2 \rightarrow CaCO_3\downarrow + H_2O$

3. Реакция ионного обмена между растворимой солью кальция и растворимым карбонатом:
$CaCl_2 + Na_2CO_3 \rightarrow CaCO_3\downarrow + 2NaCl$

4. Реакция ионного обмена между гидроксидом кальция и растворимым карбонатом:
$Ca(OH)_2 + K_2CO_3 \rightarrow CaCO_3\downarrow + 2KOH$

5. Термическое разложение гидрокарбоната кальция:
$Ca(HCO_3)_2 \xrightarrow{t} CaCO_3\downarrow + H_2O + CO_2\uparrow$

Ответ:
$CaO + CO_2 \rightarrow CaCO_3$
$Ca(OH)_2 + CO_2 \rightarrow CaCO_3\downarrow + H_2O$
$CaCl_2 + Na_2CO_3 \rightarrow CaCO_3\downarrow + 2NaCl$
$Ca(OH)_2 + K_2CO_3 \rightarrow CaCO_3\downarrow + 2KOH$
$Ca(HCO_3)_2 \xrightarrow{t} CaCO_3\downarrow + H_2O + CO_2\uparrow$

б) Способы получения соляной кислоты ($HCl$):

1. Прямой синтез из простых веществ (водорода и хлора) на свету или при нагревании:
$H_2 + Cl_2 \xrightarrow{h\nu} 2HCl$

2. Вытеснение летучей соляной кислоты из её солей менее летучей кислотой (сульфатный метод):
$2NaCl (тв.) + H_2SO_4 (конц.) \xrightarrow{t} Na_2SO_4 + 2HCl\uparrow$

3. Гидролиз некоторых ковалентных хлоридов, например, хлорида фосфора(V):
$PCl_5 + 4H_2O \rightarrow H_3PO_4 + 5HCl$

4. Реакция ионного обмена, в результате которой образуется нерастворимый осадок:
$BaCl_2 + H_2SO_4 \rightarrow BaSO_4\downarrow + 2HCl$

Ответ:
$H_2 + Cl_2 \xrightarrow{h\nu} 2HCl$
$2NaCl (тв.) + H_2SO_4 (конц.) \rightarrow Na_2SO_4 + 2HCl\uparrow$
$PCl_5 + 4H_2O \rightarrow H_3PO_4 + 5HCl$
$BaCl_2 + H_2SO_4 \rightarrow BaSO_4\downarrow + 2HCl$

4. В трех склянках без этикеток находятся растворы карбоната натрия, нитрата натрия и сульфата натрия. Как химическим путем распознать, какое вещество находится в каждой из склянок? Напишите уравнения реакций; ход распознавания представьте в виде таблицы.

Для распознавания растворов карбоната натрия ($Na_2CO_3$), нитрата натрия ($NaNO_3$) и сульфата натрия ($Na_2SO_4$) необходимо провести качественные реакции на анионы $CO_3^{2-}$ и $SO_4^{2-}$. План распознавания и результаты можно представить в виде таблицы.

Уравнения протекающих реакций:

1. Реакция с кислотой для обнаружения карбонат-иона:
$Na_2CO_3 + 2HCl \rightarrow 2NaCl + H_2O + CO_2\uparrow$

2. Реакция с солью бария для обнаружения сульфат-иона:
$Na_2SO_4 + BaCl_2 \rightarrow BaSO_4\downarrow + 2NaCl$

Ответ: Для распознавания веществ необходимо сначала к пробам из каждой склянки добавить раствор сильной кислоты (например, $HCl$). В склянке с карбонатом натрия будет наблюдаться выделение газа ($CO_2$). К оставшимся двум пробам, где реакции не было, следует добавить раствор соли бария (например, $BaCl_2$). В склянке с сульфатом натрия выпадет белый осадок ($BaSO_4$). Склянка, в которой не произошло видимых изменений ни на первом, ни на втором этапе, содержит нитрат натрия. Уравнения реакций: $Na_2CO_3 + 2HCl \rightarrow 2NaCl + H_2O + CO_2\uparrow$; $Na_2SO_4 + BaCl_2 \rightarrow BaSO_4\downarrow + 2NaCl$.

5. Вычислите объем водорода (н.у.), образующегося при взаимодействии 48 г магния с избытком серной кислоты.

Дано:
Масса магния $m(Mg) = 48 \text{ г}$
Серная кислота ($H_2SO_4$) - в избытке
Условия - нормальные (н.у.)

Найти:

Объем водорода $V(H_2)$ - ?

Решение:

1. Запишем уравнение химической реакции магния с серной кислотой:
$Mg + H_2SO_4 \rightarrow MgSO_4 + H_2\uparrow$

2. Найдем количество вещества магния ($Mg$), вступившего в реакцию. Молярная масса магния $M(Mg) \approx 24 \text{ г/моль}$.
$n(Mg) = \frac{m(Mg)}{M(Mg)} = \frac{48 \text{ г}}{24 \text{ г/моль}} = 2 \text{ моль}$

3. По уравнению реакции определим количество вещества водорода ($H_2$). Из уравнения видно, что стехиометрическое соотношение $Mg$ и $H_2$ составляет 1:1.
$\frac{n(Mg)}{1} = \frac{n(H_2)}{1}$
$n(H_2) = n(Mg) = 2 \text{ моль}$

4. Рассчитаем объем водорода, который образуется при нормальных условиях (н.у.). Молярный объем идеального газа при н.у. равен $V_m = 22.4 \text{ л/моль}$.
$V(H_2) = n(H_2) \cdot V_m = 2 \text{ моль} \cdot 22.4 \text{ л/моль} = 44.8 \text{ л}$

Ответ: объем водорода, образующегося при реакции, составляет $44.8$ л.

Вариант 4

1. Напишите уравнения всех возможных реакций между следующими веществами: нитрат бария, гидроксид натрия, сульфат меди(II), соляная кислота.

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

Водород → Соляная кислота → Хлорид железа(II) → Хлорид магния → Соляная кислота → Хлорид натрия.

3. Напишите уравнения реакций, в результате которых образуется а) фосфат кальция, б) гидроксид алюминия. Найдите возможно большее число различных способов.

4. В трех колбах без этикеток находятся растворы серной кислоты, сульфата натрия, нитрата натрия. Как химическим путем идентифицировать вещества? Напишите уравнения реакций; ход распознавания оформите в виде таблицы.

5. Вычислите массу гидроксида калия, образовавшегося при взаимодействии 3,9 г калия с избытком воды.

1. Для определения возможных реакций необходимо попарно рассмотреть взаимодействие предложенных веществ: нитрат бария ($Ba(NO_3)_2$), гидроксид натрия ($NaOH$), сульфат меди(II) ($CuSO_4$), соляная кислота ($HCl$). Реакции ионного обмена идут до конца, если в результате образуется осадок, газ или малодиссоциирующее вещество (например, вода).

• Взаимодействие сульфата меди(II) с гидроксидом натрия. В результате реакции образуется нерастворимый голубой осадок гидроксида меди(II).

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

• Взаимодействие нитрата бария с сульфатом меди(II). В результате реакции образуется нерастворимый белый осадок сульфата бария.

  $Ba(NO_3)_2 + CuSO_4 \rightarrow BaSO_4 \downarrow + Cu(NO_3)_2$

• Взаимодействие соляной кислоты с гидроксидом натрия (реакция нейтрализации). В результате образуется соль и вода.

  $HCl + NaOH \rightarrow NaCl + H_2O$

• Взаимодействие нитрата бария с соляной кислотой. В результате образуется нерастворимый белый осадок сульфата бария (если бы кислота была серной). Однако соляная кислота с сульфатом меди(II) или нитратом бария не реагирует, так как все возможные продукты растворимы и являются сильными электролитами.

Ответ:

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

$Ba(NO_3)_2 + CuSO_4 \rightarrow BaSO_4 \downarrow + Cu(NO_3)_2$

$HCl + NaOH \rightarrow NaCl + H_2O$

2. Цепочка превращений: Водород $\rightarrow$ Соляная кислота $\rightarrow$ Хлорид железа(II) $\rightarrow$ Хлорид магния $\rightarrow$ Соляная кислота $\rightarrow$ Хлорид натрия.

1. Получение соляной кислоты из водорода. Реакция прямого синтеза с хлором при освещении или нагревании.

   $H_2 + Cl_2 \xrightarrow{h\nu} 2HCl$

2. Получение хлорида железа(II) из соляной кислоты. Реакция замещения с железом.

   $2HCl + Fe \rightarrow FeCl_2 + H_2 \uparrow$

3. Получение хлорида магния из хлорида железа(II). Реакция замещения с более активным металлом — магнием.

   $FeCl_2 + Mg \rightarrow MgCl_2 + Fe \downarrow$

4. Получение соляной кислоты из хлорида магния. Реакция обмена с концентрированной серной кислотой при нагревании (серная кислота как менее летучая вытесняет летучую соляную кислоту).

   $MgCl_2 (\text{тв.}) + H_2SO_4 (\text{конц.}) \xrightarrow{t} MgSO_4 + 2HCl \uparrow$

5. Получение хлорида натрия из соляной кислоты. Реакция нейтрализации с гидроксидом натрия.

   $HCl + NaOH \rightarrow NaCl + H_2O$

Ответ:

$H_2 + Cl_2 \rightarrow 2HCl$

$2HCl + Fe \rightarrow FeCl_2 + H_2$

$FeCl_2 + Mg \rightarrow MgCl_2 + Fe$

$MgCl_2 + H_2SO_4 (\text{конц.}) \rightarrow MgSO_4 + 2HCl$

$HCl + NaOH \rightarrow NaCl + H_2O$

3. а) фосфат кальция ($Ca_3(PO_4)_2$)

Фосфат кальция — нерастворимая соль, которую можно получить несколькими способами:

• Реакция обмена между двумя растворимыми солями:

  $3CaCl_2 + 2K_3PO_4 \rightarrow Ca_3(PO_4)_2 \downarrow + 6KCl$

• Реакция нейтрализации между кислотой и основанием:

  $2H_3PO_4 + 3Ca(OH)_2 \rightarrow Ca_3(PO_4)_2 \downarrow + 6H_2O$

• Взаимодействие основного оксида с кислотой:

  $3CaO + 2H_3PO_4 \rightarrow Ca_3(PO_4)_2 \downarrow + 3H_2O$

• Взаимодействие кислотного оксида с основанием:

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

Ответ:

$3CaCl_2 + 2K_3PO_4 \rightarrow Ca_3(PO_4)_2 \downarrow + 6KCl$

$2H_3PO_4 + 3Ca(OH)_2 \rightarrow Ca_3(PO_4)_2 \downarrow + 6H_2O$

$3CaO + 2H_3PO_4 \rightarrow Ca_3(PO_4)_2 \downarrow + 3H_2O$

б) гидроксид алюминия ($Al(OH)_3$)

Гидроксид алюминия — нерастворимое амфотерное основание, его можно получить следующими способами:

• Реакция обмена между солью алюминия и щелочью (щелочь нужно добавлять аккуратно, не допуская избытка, так как $Al(OH)_3$ в нем растворяется):

  $AlCl_3 + 3NaOH \rightarrow Al(OH)_3 \downarrow + 3NaCl$

• Реакция обмена между солью алюминия и слабым основанием (например, гидратом аммиака):

  $Al_2(SO_4)_3 + 6NH_3 \cdot H_2O \rightarrow 2Al(OH)_3 \downarrow + 3(NH_4)_2SO_4$

• Пропускание углекислого газа через раствор алюмината (соли, содержащей алюминий в анионе):

  $Na[Al(OH)_4] + CO_2 \rightarrow Al(OH)_3 \downarrow + NaHCO_3$

• Полный необратимый гидролиз солей, образованных катионом алюминия и анионом слабой летучей кислоты (например, сульфида алюминия):

  $Al_2S_3 + 6H_2O \rightarrow 2Al(OH)_3 \downarrow + 3H_2S \uparrow$

Ответ:

$AlCl_3 + 3NaOH \rightarrow Al(OH)_3 \downarrow + 3NaCl$

$Al_2(SO_4)_3 + 6NH_3 \cdot H_2O \rightarrow 2Al(OH)_3 \downarrow + 3(NH_4)_2SO_4$

$Na[Al(OH)_4] + CO_2 \rightarrow Al(OH)_3 \downarrow + NaHCO_3$

4. В трех колбах находятся растворы: серная кислота ($H_2SO_4$), сульфат натрия ($Na_2SO_4$) и нитрат натрия ($NaNO_3$).

Решение

План распознавания:

1. Сначала определим кислоту. Кислоты реагируют с карбонатами с выделением углекислого газа. Это позволит однозначно идентифицировать серную кислоту.

2. Далее различим оставшиеся две соли: сульфат натрия и нитрат натрия. Для этого проведем качественную реакцию на сульфат-ион ($SO_4^{2-}$) с помощью растворимой соли бария (например, $BaCl_2$). С сульфатом натрия выпадет белый осадок сульфата бария, а с нитратом натрия реакции не будет.

Ход распознавания в виде таблицы:

Вывод: Вещество, реагирующее с карбонатом натрия, — серная кислота. Из двух оставшихся веществ то, которое не реагирует с хлоридом бария, — нитрат натрия. Третье вещество — сульфат натрия.

Уравнения реакций:

$H_2SO_4 + Na_2CO_3 \rightarrow Na_2SO_4 + H_2O + CO_2 \uparrow$

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

$H_2SO_4 + BaCl_2 \rightarrow BaSO_4 \downarrow + 2HCl$

Ответ: Сначала с помощью раствора карбоната натрия идентифицируется серная кислота (выделение газа). Затем с помощью раствора хлорида бария из двух оставшихся солей определяется сульфат натрия (выпадение осадка). Колба, в которой не произошло видимых изменений ни в одном из тестов, содержит нитрат натрия. Уравнения реакций приведены выше.

5. Дано:

$m(K) = 3,9 \text{ г}$

Вода ($H_2O$) в избытке

Найти:

$m(KOH) - ?$

Решение:

1. Составляем уравнение реакции взаимодействия калия с водой:

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

2. Вычисляем молярные массы калия и гидроксида калия. Используем значения относительных атомных масс из Периодической системы Д.И. Менделеева: $Ar(K) = 39$, $Ar(O) = 16$, $Ar(H) = 1$.

$M(K) = 39 \text{ г/моль}$

$M(KOH) = 39 + 16 + 1 = 56 \text{ г/моль}$

3. Находим количество вещества (число моль) калия, вступившего в реакцию:

$n(K) = \frac{m(K)}{M(K)} = \frac{3,9 \text{ г}}{39 \text{ г/моль}} = 0,1 \text{ моль}$

4. По уравнению реакции определяем количество вещества образовавшегося гидроксида калия. Соотношение количеств веществ калия и гидроксида калия составляет $n(K) : n(KOH) = 2 : 2 = 1 : 1$.

$n(KOH) = n(K) = 0,1 \text{ моль}$

5. Рассчитываем массу образовавшегося гидроксида калия:

$m(KOH) = n(KOH) \times M(KOH) = 0,1 \text{ моль} \times 56 \text{ г/моль} = 5,6 \text{ г}$

Ответ: $5,6$ г