Номер 4, страница 173 - гдз по химии 8 класс учебник Рудзитис, Фельдман

4. По уравнению реакции определите, в каких мольных отношениях следует смешать гидроксид кальция с фосфорной кислотой, чтобы произошла реакция нейтрализации.

Дано:

Реагенты: гидроксид кальция ($Ca(OH)_2$) и фосфорная кислота ($H_3PO_4$).
Тип реакции: полная нейтрализация.

Найти:

Мольное отношение реагентов $n(Ca(OH)_2) : n(H_3PO_4)$.

Решение:

Реакция нейтрализации — это реакция взаимодействия кислоты и основания, в результате которой образуются соль и вода. Для определения мольных отношений реагентов необходимо составить и уравнять уравнение химической реакции.

1. Запишем исходные вещества и продукты реакции. Гидроксид кальция $Ca(OH)_2$ (основание) реагирует с фосфорной кислотой $H_3PO_4$ (кислота). В результате полной нейтрализации образуется средняя соль — фосфат кальция $Ca_3(PO_4)_2$ и вода $H_2O$.
Схема реакции:
$Ca(OH)_2 + H_3PO_4 \rightarrow Ca_3(PO_4)_2 + H_2O$

2. Уравняем реакцию, расставив стехиометрические коэффициенты.

• Начнем с уравнивания атомов кальция (Ca). В правой части в молекуле $Ca_3(PO_4)_2$ их 3, а в левой в $Ca(OH)_2$ — только 1. Ставим коэффициент 3 перед $Ca(OH)_2$:
  $3Ca(OH)_2 + H_3PO_4 \rightarrow Ca_3(PO_4)_2 + H_2O$
• Теперь уравняем кислотные остатки ($PO_4$). В правой части их 2, а в левой — 1. Ставим коэффициент 2 перед $H_3PO_4$:
  $3Ca(OH)_2 + 2H_3PO_4 \rightarrow Ca_3(PO_4)_2 + H_2O$
• Осталось уравнять атомы водорода (H) и кислорода (O), посчитав их количество в левой части и подобрав коэффициент для воды ($H_2O$) в правой части.
  Атомов водорода в левой части: в $3Ca(OH)_2$ их $3 \times 2 = 6$; в $2H_3PO_4$ их $2 \times 3 = 6$. Всего $6 + 6 = 12$ атомов H.
  Чтобы в правой части также было 12 атомов водорода, перед $H_2O$ необходимо поставить коэффициент 6 ($6 \times 2 = 12$).
  $3Ca(OH)_2 + 2H_3PO_4 \rightarrow Ca_3(PO_4)_2 + 6H_2O$
• Проверим баланс атомов кислорода.
  Слева: в $3Ca(OH)_2$ их $3 \times 2 = 6$; в $2H_3PO_4$ их $2 \times 4 = 8$. Всего $6 + 8 = 14$ атомов O.
  Справа: в $Ca_3(PO_4)_2$ их $2 \times 4 = 8$; в $6H_2O$ их $6 \times 1 = 6$. Всего $8 + 6 = 14$ атомов O.
  Уравнение сбалансировано.

3. Сбалансированное уравнение реакции показывает, что для полной нейтрализации 3 моль гидроксида кальция реагируют с 2 моль фосфорной кислоты.
Таким образом, мольное отношение реагентов составляет:
$n(Ca(OH)_2) : n(H_3PO_4) = 3 : 2$

Ответ: Чтобы произошла реакция нейтрализации, гидроксид кальция и фосфорную кислоту следует смешать в мольном отношении $3:2$.