Страница 169 - гдз по химии 8 класс учебник Рудзитис, Фельдман

3. Назовите следующие соли: $ \text{NaCl} $, $ \text{Al}(\text{NO}_3)_3 $, $ \text{K}_3\text{PO}_4 $, $ \text{Na}_2\text{SO}_4 $, $ \text{Na}_2\text{S} $, $ \text{Na}_2\text{SO}_3 $, $ \text{FeSO}_4 $, $ \text{AgNO}_3 $, $ \text{Fe}_2(\text{SO}_4)_3 $, $ \text{Na}_2\text{CO}_3 $, $ \text{NaHCO}_3 $.

$NaCl$

Соль образована катионом металла натрия ($Na^+$) и анионом кислотного остатка соляной кислоты ($HCl$) – хлорид-ионом ($Cl^−$). Натрий – щелочной металл, имеет постоянную степень окисления +1. Название соли состоит из названия аниона и названия катиона в родительном падеже.

Ответ: хлорид натрия.

$Al(NO_3)_3$

Соль образована катионом металла алюминия ($Al^{3+}$) и анионом кислотного остатка азотной кислоты ($HNO_3$) – нитрат-ионом ($NO_3^−$). Алюминий имеет постоянную степень окисления +3.

Ответ: нитрат алюминия.

$K_3PO_4$

Соль образована катионом металла калия ($K^+$) и анионом кислотного остатка ортофосфорной кислоты ($H_3PO_4$) – фосфат-ионом ($PO_4^{3−}$). Калий – щелочной металл, имеет постоянную степень окисления +1.

Ответ: фосфат калия.

$Na_2SO_4$

Соль образована катионом металла натрия ($Na^+$) и анионом кислотного остатка серной кислоты ($H_2SO_4$) – сульфат-ионом ($SO_4^{2−}$).

Ответ: сульфат натрия.

$Na_2S$

Соль образована катионом металла натрия ($Na^+$) и анионом кислотного остатка сероводородной кислоты ($H_2S$) – сульфид-ионом ($S^{2−}$).

Ответ: сульфид натрия.

$Na_2SO_3$

Соль образована катионом металла натрия ($Na^+$) и анионом кислотного остатка сернистой кислоты ($H_2SO_3$) – сульфит-ионом ($SO_3^{2−}$).

Ответ: сульфит натрия.

$FeSO_4$

Соль образована катионом металла железа ($Fe$) и сульфат-ионом ($SO_4^{2−}$). Так как сульфат-ион имеет заряд -2, для электронейтральности молекулы катион железа должен иметь заряд +2. Железо – металл с переменной степенью окисления, поэтому в названии необходимо указать его валентность (степень окисления) римской цифрой.

Ответ: сульфат железа(II).

$AgNO_3$

Соль образована катионом металла серебра ($Ag^+$) и нитрат-ионом ($NO_3^−$). Серебро в соединениях обычно проявляет степень окисления +1.

Ответ: нитрат серебра.

$Fe_2(SO_4)_3$

Соль образована катионом металла железа ($Fe$) и сульфат-ионом ($SO_4^{2−}$). В формуле три сульфат-иона, их суммарный заряд равен $3 \times (-2) = -6$. Два катиона железа должны компенсировать этот заряд, имея суммарный заряд +6. Следовательно, степень окисления каждого катиона железа равна +3. Валентность необходимо указать в названии.

Ответ: сульфат железа(III).

$Na_2CO_3$

Соль образована катионом металла натрия ($Na^+$) и анионом кислотного остатка угольной кислоты ($H_2CO_3$) – карбонат-ионом ($CO_3^{2−}$).

Ответ: карбонат натрия.

$NaHCO_3$

Это кислая соль, так как в составе ее аниона ($HCO_3^−$) присутствует атом водорода, способный замещаться на металл. Катион – натрий ($Na^+$), анион – гидрокарбонат-ион. Наличие водорода в анионе обозначается приставкой "гидро-".

Ответ: гидрокарбонат натрия.

4. Перечислите все способы, с помощью которых можно получить сульфат бария. Напишите уравнения соответствующих реакций.

Сульфат бария ($BaSO_4$) — это нерастворимая в воде соль, которую можно получить несколькими способами, в основном основанными на реакциях ионного обмена, где ионы бария ($Ba^{2+}$) и сульфат-ионы ($SO_4^{2-}$) встречаются в растворе, или на реакциях, где атом серы окисляется до степени окисления +6 в присутствии бария.

1. Взаимодействие растворимой соли бария с растворимым сульфатом (реакция ионного обмена)

Это наиболее распространенный лабораторный способ. При сливании растворов, содержащих ионы $Ba^{2+}$ и $SO_4^{2-}$, выпадает белый мелкокристаллический осадок сульфата бария. В качестве соли бария можно использовать хлорид ($BaCl_2$) или нитрат ($Ba(NO_3)_2$), а в качестве сульфата — сульфат натрия ($Na_2SO_4$), калия ($K_2SO_4$) или меди(II) ($CuSO_4$).

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

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

2. Взаимодействие основания с кислотой (реакция нейтрализации)

Сульфат бария образуется при реакции между гидроксидом бария (щёлочью) и серной кислотой. В результате реакции обмена выпадает нерастворимый осадок сульфата бария и образуется вода.

$Ba(OH)_2 + H_2SO_4 \rightarrow BaSO_4\downarrow + 2H_2O$

Ответ: $Ba(OH)_2 + H_2SO_4 \rightarrow BaSO_4\downarrow + 2H_2O$

3. Взаимодействие соли бария с серной кислотой

При добавлении серной кислоты к раствору любой растворимой соли бария образуется осадок $BaSO_4$.

$Ba(NO_3)_2 + H_2SO_4 \rightarrow BaSO_4\downarrow + 2HNO_3$

Серная кислота, как более сильная, также может вытеснять более слабые летучие кислоты из их солей, например, угольную кислоту из карбоната бария (который нерастворим в воде, но реагирует с сильными кислотами).

$BaCO_3 + H_2SO_4 \rightarrow BaSO_4\downarrow + H_2O + CO_2\uparrow$

Ответ: $Ba(NO_3)_2 + H_2SO_4 \rightarrow BaSO_4\downarrow + 2HNO_3$

4. Взаимодействие основного оксида с кислотой

Оксид бария ($BaO$) как основный оксид реагирует с серной кислотой с образованием соли и воды.

$BaO + H_2SO_4 \rightarrow BaSO_4\downarrow + H_2O$

Ответ: $BaO + H_2SO_4 \rightarrow BaSO_4\downarrow + H_2O$

5. Взаимодействие металла с кислотой

Активный металл барий реагирует с серной кислотой, замещая в ней водород. Образующийся сульфат бария нерастворим и покрывает поверхность металла, что может замедлить или остановить реакцию.

$Ba + H_2SO_4 \rightarrow BaSO_4\downarrow + H_2\uparrow$

Ответ: $Ba + H_2SO_4 \rightarrow BaSO_4\downarrow + H_2\uparrow$

6. Взаимодействие основного оксида с кислотным оксидом

Сульфат бария может быть получен прямым синтезом из оксида бария ($BaO$) и оксида серы(VI) ($SO_3$).

$BaO + SO_3 \rightarrow BaSO_4$

Ответ: $BaO + SO_3 \rightarrow BaSO_4$

7. Взаимодействие основания с кислотным оксидом

Гидроксид бария реагирует с оксидом серы(VI), образуя соль и воду.

$Ba(OH)_2 + SO_3 \rightarrow BaSO_4\downarrow + H_2O$

Ответ: $Ba(OH)_2 + SO_3 \rightarrow BaSO_4\downarrow + H_2O$

8. Окислительно-восстановительные реакции

Сульфат бария можно получить окислением соединений бария, где сера имеет более низкую степень окисления, например, сульфида бария ($BaS$).

Окисление кислородом при нагревании (обжиг):

$BaS + 2O_2 \xrightarrow{t^\circ} BaSO_4$

Окисление пероксидом водорода:

$BaS + 4H_2O_2 \rightarrow BaSO_4\downarrow + 4H_2O$

Ответ: $BaS + 2O_2 \xrightarrow{t^\circ} BaSO_4$

5. Напишите уравнения реакций нейтрализации, в результате которых образуются следующие соли:

а) $\text{AlCl}_3$;

б) $\text{BaSO}_4$;

в) $\text{Ba}(\text{NO}_3)_2$;

г) $\text{Na}_3\text{PO}_4$;

д) $\text{NaNO}_3$;

е) $\text{NaHSO}_4$;

ж) $\text{KH}_2\text{PO}_4$;

з) $\text{K}_2\text{HPO}_4$.

а) Соль хлорид алюминия $AlCl_3$ образуется в реакции нейтрализации между соответствующим основанием, гидроксидом алюминия $Al(OH)_3$, и кислотой, соляной кислотой $HCl$. Уравнение реакции полной нейтрализации: $Al(OH)_3 + 3HCl \rightarrow AlCl_3 + 3H_2O$. Ответ: $Al(OH)_3 + 3HCl \rightarrow AlCl_3 + 3H_2O$.

б) Соль сульфат бария $BaSO_4$ образуется при взаимодействии гидроксида бария $Ba(OH)_2$ с серной кислотой $H_2SO_4$. Это реакция нейтрализации, в результате которой также образуется вода: $Ba(OH)_2 + H_2SO_4 \rightarrow BaSO_4 + 2H_2O$. Ответ: $Ba(OH)_2 + H_2SO_4 \rightarrow BaSO_4 + 2H_2O$.

в) Соль нитрат бария $Ba(NO_3)_2$ является продуктом реакции нейтрализации между гидроксидом бария $Ba(OH)_2$ и азотной кислотой $HNO_3$. Уравнение реакции: $Ba(OH)_2 + 2HNO_3 \rightarrow Ba(NO_3)_2 + 2H_2O$. Ответ: $Ba(OH)_2 + 2HNO_3 \rightarrow Ba(NO_3)_2 + 2H_2O$.

г) Средняя соль фосфат натрия $Na_3PO_4$ образуется при полной нейтрализации ортофосфорной кислоты $H_3PO_4$ гидроксидом натрия $NaOH$. Для этого реагенты должны быть в мольном соотношении 1:3. Уравнение реакции: $3NaOH + H_3PO_4 \rightarrow Na_3PO_4 + 3H_2O$. Ответ: $3NaOH + H_3PO_4 \rightarrow Na_3PO_4 + 3H_2O$.

д) Соль нитрат натрия $NaNO_3$ получают реакцией нейтрализации между гидроксидом натрия $NaOH$ и азотной кислотой $HNO_3$. Реакция протекает в мольном соотношении 1:1: $NaOH + HNO_3 \rightarrow NaNO_3 + H_2O$. Ответ: $NaOH + HNO_3 \rightarrow NaNO_3 + H_2O$.

е) Кислая соль гидросульфат натрия $NaHSO_4$ образуется при неполной нейтрализации серной кислоты $H_2SO_4$ гидроксидом натрия $NaOH$. Для этого необходимо взять реагенты в мольном соотношении 1:1: $NaOH + H_2SO_4 \rightarrow NaHSO_4 + H_2O$. Ответ: $NaOH + H_2SO_4 \rightarrow NaHSO_4 + H_2O$.

ж) Кислая соль дигидрофосфат калия $KH_2PO_4$ образуется при взаимодействии ортофосфорной кислоты $H_3PO_4$ с гидроксидом калия $KOH$ в мольном соотношении 1:1. Происходит замещение одного атома водорода в кислоте на калий: $KOH + H_3PO_4 \rightarrow KH_2PO_4 + H_2O$. Ответ: $KOH + H_3PO_4 \rightarrow KH_2PO_4 + H_2O$.

з) Кислая соль гидрофосфат калия $K_2HPO_4$ образуется при взаимодействии ортофосфорной кислоты $H_3PO_4$ с гидроксидом калия $KOH$ в мольном соотношении 1:2. Происходит замещение двух атомов водорода в кислоте на калий: $2KOH + H_3PO_4 \rightarrow K_2HPO_4 + 2H_2O$. Ответ: $2KOH + H_3PO_4 \rightarrow K_2HPO_4 + 2H_2O$.

1. Установите соответствие между химической формулой вещества и его названием.

1) $FeCl_3$

2) $Cu(NO_3)_2$

3) $Al_2(SO_4)_3$

4) $K_2CO_3$

А. нитрат меди(II)

Б. карбонат калия

В. хлорид железа(III)

Г. сульфат алюминия

Для установления соответствия необходимо проанализировать каждую химическую формулу и определить название соответствующего вещества, основываясь на правилах номенклатуры неорганических соединений.

1) FeCl₃

Данная формула соответствует соли, образованной катионом железа (Fe) и анионами хлора (Cl). Хлор в солях с металлами является хлорид-ионом и имеет степень окисления (заряд) $-1$. В формуле указано 3 аниона хлора, следовательно, их суммарный заряд составляет $3 \times (-1) = -3$. Молекула в целом электронейтральна, поэтому катион железа должен компенсировать этот отрицательный заряд, имея заряд $+3$ ($Fe^{3+}$). Железо является металлом с переменной валентностью, поэтому ее необходимо указывать в названии римской цифрой в скобках. Таким образом, вещество является хлоридом железа(III). Это соответствует варианту В.
Ответ: В

2) Cu(NO₃)₂

Данная формула соответствует соли, образованной катионом меди (Cu) и кислотным остатком азотной кислоты – нитрат-ионом ($NO_3^{-}$). Нитрат-ион имеет заряд $-1$. Индекс 2 за скобками означает, что в составе соли два нитрат-иона, их суммарный заряд составляет $2 \times (-1) = -2$. Для соблюдения электронейтральности молекулы катион меди должен иметь заряд $+2$ ($Cu^{2+}$). Медь также является металлом с переменной валентностью. Следовательно, вещество является нитратом меди(II). Это соответствует варианту А.
Ответ: А

3) Al₂(SO₄)₃

Данная формула соответствует соли, образованной катионом алюминия (Al) и кислотным остатком серной кислоты – сульфат-ионом ($SO_4^{2-}$). Сульфат-ион имеет заряд $-2$. Индекс 3 за скобками означает, что в составе соли три сульфат-иона, их суммарный заряд составляет $3 \times (-2) = -6$. В формуле указано 2 атома алюминия. Чтобы скомпенсировать отрицательный заряд, их суммарный положительный заряд должен быть равен $+6$. Таким образом, заряд каждого катиона алюминия составляет $ +6 / 2 = +3 $ ($Al^{3+}$). Алюминий имеет постоянную валентность III, поэтому в названии ее указывать не принято. Следовательно, вещество является сульфатом алюминия. Это соответствует варианту Г.
Ответ: Г

4) K₂CO₃

Данная формула соответствует соли, образованной катионом калия (K) и кислотным остатком угольной кислоты – карбонат-ионом ($CO_3^{2-}$). Карбонат-ион имеет заряд $-2$. Калий является щелочным металлом и имеет постоянную степень окисления $+1$. Наличие двух атомов калия в формуле ($K_2$) дает суммарный положительный заряд $2 \times (+1) = +2$, который компенсирует заряд карбонат-иона. Следовательно, вещество является карбонатом калия. Это соответствует варианту Б.
Ответ: Б

2. Установите соответствие между химической формулой соли и классом, к которому она относится.

1) $NaHCO_3$

2) $Cu(OH)Cl$

3) $Na_2CO_3$

4) $Na_2[Zn(OH)_4]$

А. средние соли

Б. кислые соли

В. основные соли

Г. комплексные соли

1) $NaHCO_3$

Гидрокарбонат натрия ($NaHCO_3$) — это соль, образованная сильным основанием ($NaOH$) и слабой двухосновной кислотой ($H_2CO_3$). В составе соли присутствует катион металла ($Na^+$) и кислотный остаток ($HCO_3^-$), который содержит атом водорода. Соли, в которых атомы водорода в многоосновной кислоте замещены на атомы металла лишь частично, называются кислыми. Следовательно, $NaHCO_3$ — это кислая соль.

Ответ: Б

2) $Cu(OH)Cl$

Гидроксохлорид меди(ii) ($Cu(OH)Cl$) — это соль, образованная слабым двухкислотным основанием ($Cu(OH)_2$) и сильной кислотой ($HCl$). В составе соли присутствует катионная группа $[Cu(OH)]^+$, содержащая гидроксогруппу ($OH^-$), и анион кислотного остатка ($Cl^-$). Соли, в которых гидроксогруппы в многокислотном основании замещены на кислотные остатки лишь частично, называются основными. Следовательно, $Cu(OH)Cl$ — это основная соль.

Ответ: В

3) $Na_2CO_3$

Карбонат натрия ($Na_2CO_3$) — это соль, состоящая из катионов металла ($Na^+$) и анионов кислотного остатка ($CO_3^{2-}$). Эта соль является продуктом полного замещения атомов водорода в угольной кислоте ($H_2CO_3$) на катионы натрия. Такие соли, не содержащие в своем составе ни атомов водорода, способных замещаться на металл, ни гидроксогрупп, называются средними или нормальными солями. Следовательно, $Na_2CO_3$ — это средняя соль.

Ответ: А

4) $Na_2[Zn(OH)_4]$

Тетрагидроксоцинкат натрия ($Na_2[Zn(OH)_4]$) — это соль, в состав которой входит комплексный ион, заключенный в квадратные скобки. В данном случае это комплексный анион $[Zn(OH)_4]^{2-}$, где $Zn$ — центральный атом (комплексообразователь), а $OH^-$ — лиганды. Катионы натрия ($Na^+$) находятся во внешней сфере. Соли, содержащие комплексные ионы, относятся к классу комплексных солей. Следовательно, $Na_2[Zn(OH)_4]$ — это комплексная соль.

Ответ: Г