Номер A, страница 111 - гдз по химии 9 класс учебник Усманова, Сакарьянова

A

1. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить приведенные ниже превращения. Напишите молекулярные, полные и сокращенные ионные уравнения для следующих реакций:

a) $CO_2 \to H_2CO_3 \to Na_2CO_3 \to CaCO_3$

б) $Ca(HCO_3)_2 + Na_2CO_3 \to$

2. Можно ли приготовить водные растворы следующих веществ:

а) оксид кальция;

б) гидроксид кальция;

в) карбонат кальция;

г) хлорид кальция;

д) гидрокарбонат кальция?

3. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить приведенные ниже превращения. Напишите молекулярные, полные и сокращенные ионные уравнения для следующих реакций:

a) $Bao \to Ba(OH)_2 \to BaCl_2 \to BaSO_4$

б) $Ca \to Cao \to Ca(OH)_2 \to CaCO_3 \to Ca(HCO_3)_2 \to CO_2$

4. Определите какой это металл, если отношение молярных масс оксида и гидрида равно 1,33.

1. а)

Это цепочка из трех химических превращений:

1) $CO₂ → H₂CO₃$

Реакция оксида углерода(IV) с водой с образованием угольной кислоты. Это обратимая реакция.

Молекулярное уравнение: $CO₂ + H₂O ⇌ H₂CO₃$

Поскольку все участники реакции — молекулы (вода - слабый электролит, угольная кислота - слабая и нестабильная), ионные уравнения для этой реакции обычно не записывают.

2) $H₂CO₃ → Na₂CO₃$

Реакция нейтрализации угольной кислоты сильным основанием, например, гидроксидом натрия.

Молекулярное уравнение: $H₂CO₃ + 2NaOH → Na₂CO₃ + 2H₂O$

Полное ионное уравнение: $H₂CO₃ + 2Na⁺ + 2OH⁻ → 2Na⁺ + CO₃^{2-} + 2H₂O$

Сокращенное ионное уравнение: $H₂CO₃ + 2OH⁻ → CO₃^{2-} + 2H₂O$

3) $Na₂CO₃ → CaCO₃$

Реакция обмена между растворимой солью карбонатом натрия и растворимой солью кальция, например, хлоридом кальция, с выпадением нерастворимого осадка карбоната кальция.

Молекулярное уравнение: $Na₂CO₃ + CaCl₂ → CaCO₃↓ + 2NaCl$

Полное ионное уравнение: $2Na⁺ + CO₃^{2-} + Ca^{2+} + 2Cl⁻ → CaCO₃↓ + 2Na⁺ + 2Cl⁻$

Сокращенное ионное уравнение: $Ca^{2+} + CO₃^{2-} → CaCO₃↓$

Ответ: Приведены уравнения реакций, описывающие заданную цепочку превращений, включая молекулярные и ионные формы для реакций в растворе.

1. б)

Реакция обмена между гидрокарбонатом кальция и карбонатом натрия в водном растворе.

Молекулярное уравнение: $Ca(HCO₃)₂ + Na₂CO₃ → CaCO₃↓ + 2NaHCO₃$

Полное ионное уравнение: $Ca^{2+} + 2HCO₃⁻ + 2Na⁺ + CO₃^{2-} → CaCO₃↓ + 2Na⁺ + 2HCO₃⁻$

Сокращенное ионное уравнение: $Ca^{2+} + CO₃^{2-} → CaCO₃↓$

Ответ: Записаны молекулярное, полное и сокращенное ионные уравнения для реакции между гидрокарбонатом кальция и карбонатом натрия.

2. а) оксид кальция: Нет, нельзя. Оксид кальция ($CaO$) — основный оксид, который активно реагирует с водой, образуя гидроксид кальция ($Ca(OH)₂$). Таким образом, в воде будет находиться не оксид кальция, а продукт его реакции с водой. Реакция: $CaO + H₂O → Ca(OH)₂$.

б) гидроксид кальция: Да, можно. Гидроксид кальция ($Ca(OH)₂$) является малорастворимым веществом, но его растворимости достаточно для приготовления насыщенного водного раствора, который называют известковой водой.

в) карбонат кальция: Нет, нельзя. Карбонат кальция ($CaCO₃$, мел, мрамор) практически нерастворим в воде и выпадает в осадок.

г) хлорид кальция: Да, можно. Хлорид кальция ($CaCl₂$) — соль, которая очень хорошо растворяется в воде, образуя прозрачный раствор.

д) гидрокарбонат кальция: Да, можно. Гидрокарбонат кальция ($Ca(HCO₃)₂$) существует только в виде водного раствора и не может быть выделен в твердом виде. Он образуется при пропускании избытка $CO₂$ через суспензию $CaCO₃$.

Ответ: Можно приготовить водные растворы гидроксида кальция, хлорида кальция и гидрокарбоната кальция. Нельзя приготовить водные растворы оксида кальция (т.к. он реагирует с водой) и карбоната кальция (т.к. он нерастворим).

3. а)

1) $BaO → Ba(OH)₂$

Молекулярное уравнение: $BaO + H₂O → Ba(OH)₂$. Для этой реакции, где твердое вещество реагирует с жидкостью, ионные уравнения обычно не пишут.

2) $Ba(OH)₂ → BaCl₂$

Молекулярное уравнение: $Ba(OH)₂ + 2HCl → BaCl₂ + 2H₂O$

Полное ионное уравнение: $Ba^{2+} + 2OH⁻ + 2H⁺ + 2Cl⁻ → Ba^{2+} + 2Cl⁻ + 2H₂O$

Сокращенное ионное уравнение: $H⁺ + OH⁻ → H₂O$

3) $BaCl₂ → BaSO₄$

Молекулярное уравнение: $BaCl₂ + Na₂SO₄ → BaSO₄↓ + 2NaCl$

Полное ионное уравнение: $Ba^{2+} + 2Cl⁻ + 2Na⁺ + SO₄^{2-} → BaSO₄↓ + 2Na⁺ + 2Cl⁻$

Сокращенное ионное уравнение: $Ba^{2+} + SO₄^{2-} → BaSO₄↓$

Ответ: Приведены уравнения реакций для цепочки превращений $BaO → Ba(OH)₂ → BaCl₂ → BaSO₄$.

3. б)

1) $Ca → CaO$ (горение кальция в кислороде)

Молекулярное уравнение: $2Ca + O₂ \xrightarrow{t°} 2CaO$

2) $CaO → Ca(OH)₂$ (реакция с водой)

Молекулярное уравнение: $CaO + H₂O → Ca(OH)₂$

3) $Ca(OH)₂ → CaCO₃$ (реакция с углекислым газом)

Молекулярное уравнение: $Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃↓ + H₂O$

Полное ионное уравнение: $Ca^{2+} + 2OH⁻ + CO₂ → CaCO₃↓ + H₂O$

Сокращенное ионное уравнение: $Ca^{2+} + 2OH⁻ + CO₂ → CaCO₃↓ + H₂O$

4) $CaCO₃ → Ca(HCO₃)₂$ (растворение осадка в избытке углекислого газа)

Молекулярное уравнение: $CaCO₃ + CO₂ + H₂O → Ca(HCO₃)₂$

5) $Ca(HCO₃)₂ → CO₂$ (термическое разложение гидрокарбоната)

Молекулярное уравнение: $Ca(HCO₃)₂ \xrightarrow{t°} CaCO₃↓ + H₂O + CO₂↑$

Полное ионное уравнение: $Ca^{2+} + 2HCO₃⁻ \xrightarrow{t°} CaCO₃↓ + H₂O + CO₂↑$

Сокращенное ионное уравнение: $Ca^{2+} + 2HCO₃⁻ \xrightarrow{t°} CaCO₃↓ + H₂O + CO₂↑$

Ответ: Приведены уравнения реакций для цепочки превращений $Ca → CaO → Ca(OH)₂ → CaCO₃ → Ca(HCO₃)₂ → CO₂$.

4. Дано:

Отношение молярной массы оксида металла к молярной массе его гидрида равно 1,33.

$ \frac{M(\text{оксид})}{M(\text{гидрид})} = 1.33 $

Найти:

Неизвестный металл (Me).

Решение:

Пусть искомый металл — Me, его относительная атомная масса — $A_r(\text{Me}) = x$, а его валентность в оксиде и гидриде — $n$.

Предположим, что металл проявляет валентность $n=2$, как, например, щелочноземельные металлы. Тогда формула его оксида будет $MeO$, а гидрида — $MeH₂$.

Молярная масса оксида: $M(MeO) = x + M(O) = x + 16$ г/моль.

Молярная масса гидрида: $M(MeH₂) = x + 2 \cdot M(H) = x + 2$ г/моль.

Составим уравнение согласно условию задачи:

$ \frac{x + 16}{x + 2} = 1.33 $

Решим это уравнение относительно $x$:

$ x + 16 = 1.33(x + 2) $

$ x + 16 = 1.33x + 2.66 $

$ 16 - 2.66 = 1.33x - x $

$ 13.34 = 0.33x $

$ x = \frac{13.34}{0.33} \approx 40.42 $

Полученное значение атомной массы близко к относительной атомной массе кальция ($Ca$), которая равна 40,08.

Проверим наше предположение. Для кальция ($Ca$, валентность II):

Оксид — $CaO$, $M(CaO) = 40.08 + 16.00 = 56.08$ г/моль.

Гидрид — $CaH₂$, $M(CaH₂) = 40.08 + 2 \cdot 1.01 = 42.10$ г/моль.

Отношение их молярных масс: $ \frac{56.08}{42.10} \approx 1.332 $

Данное значение соответствует условию задачи. Проверка других возможных валентностей (например, I или III) приводит к физически невозможным результатам (отрицательная масса).

Ответ: искомый металл — кальций (Ca).