Страница 39 - гдз по химии 9 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

11. Соляная кислота вступает в реакцию ионного обмена с веществами, формулы которых

1) $Fe$

2) $NaOH$

3) $HgO$

4) $K_2SO_4$

5) $AgNO_3$

Соляная кислота ($HCl$) — это сильная кислота, которая в водном растворе диссоциирует на ионы водорода ($H^+$) и хлорид-ионы ($Cl^-$). Реакции ионного обмена — это реакции между электролитами, при которых они обмениваются своими ионами. Такие реакции протекают до конца, если в результате образуется малодиссоциирующее вещество (например, вода), нерастворимое вещество (осадок) или газ. Рассмотрим каждый из предложенных вариантов.

1) Fe

Железо ($Fe$) — это металл. Реакция соляной кислоты с железом является реакцией замещения, а не ионного обмена. В ходе этой реакции происходит изменение степеней окисления элементов (железо окисляется от 0 до +2, водород восстанавливается от +1 до 0), поэтому она классифицируется как окислительно-восстановительная реакция.

Уравнение реакции: $Fe + 2HCl \rightarrow FeCl_2 + H_2 \uparrow$

Ответ: не вступает в реакцию ионного обмена.

2) NaOH

Гидроксид натрия ($NaOH$) — это сильное основание (щёлочь). Реакция между кислотой и основанием называется реакцией нейтрализации и является классическим примером реакции ионного обмена. Движущей силой реакции является образование слабого электролита — воды ($H_2O$).

Молекулярное уравнение: $NaOH + HCl \rightarrow NaCl + H_2O$

Полное ионное уравнение: $Na^+ + OH^- + H^+ + Cl^- \rightarrow Na^+ + Cl^- + H_2O$

Сокращённое ионное уравнение: $H^+ + OH^- \rightarrow H_2O$

Ответ: вступает в реакцию ионного обмена.

3) HgO

Оксид ртути(II) ($HgO$) — это основный оксид. Реакция основного оксида с кислотой также относится к реакциям обмена, так как в её результате образуются соль и вода ($H_2O$), которая является слабым электролитом.

Молекулярное уравнение: $HgO + 2HCl \rightarrow HgCl_2 + H_2O$

Хотя $HgO$ является твёрдым веществом, реакцию можно рассматривать как обмен между ионом $O^{2-}$ из кристаллической решётки оксида и ионами $Cl^-$ из кислоты. Образование воды является признаком реакции ионного обмена.

Ответ: вступает в реакцию ионного обмена.

4) K₂SO₄

Сульфат калия ($K_2SO_4$) — это соль, образованная сильным основанием ($KOH$) и сильной кислотой ($H_2SO_4$). Реакция обмена между соляной кислотой и сульфатом калия не протекает, так как все исходные вещества и все возможные продукты ($KCl$ и $H_2SO_4$) являются сильными электролитами и хорошо растворимы в воде. Нет ни одного из условий протекания реакции ионного обмена до конца (образование осадка, газа или слабого электролита).

В растворе просто будут находиться ионы: $2K^+, SO_4^{2-}, H^+, Cl^-$.

Ответ: не вступает в реакцию ионного обмена.

5) AgNO₃

Нитрат серебра ($AgNO_3$) — это растворимая соль. Реакция с соляной кислотой является реакцией ионного обмена, так как в результате образуется нерастворимое в воде вещество (белый творожистый осадок) — хлорид серебра ($AgCl$).

Молекулярное уравнение: $AgNO_3 + HCl \rightarrow AgCl \downarrow + HNO_3$

Полное ионное уравнение: $Ag^+ + NO_3^- + H^+ + Cl^- \rightarrow AgCl \downarrow + H^+ + NO_3^-$

Сокращённое ионное уравнение: $Ag^+ + Cl^- \rightarrow AgCl \downarrow$

Ответ: вступает в реакцию ионного обмена.

12. Установите соответствие между реагентами и признаком протекающей между ними реакции.

РЕАГЕНТЫ

A) $HNO_3 + NaOH \to$

Б) $H_2SO_4 + BaCl_2 \to$

В) $HCl + CaCO_3 \to$

ПРИЗНАК РЕАКЦИИ

1) образование белого осадка

2) выделение энергии

3) появление запаха

4) нет видимых признаков

5) растворение вещества белого цвета, выделение газа

А) $HNO_3 + NaOH \rightarrow$

Это реакция нейтрализации между сильной кислотой (азотная кислота) и сильным основанием (гидроксид натрия). Уравнение реакции выглядит так: $HNO_3 + NaOH \rightarrow NaNO_3 + H_2O$. В продуктах реакции — растворимая соль нитрат натрия и вода. При смешивании двух бесцветных растворов не образуется ни осадка, ни газа, не происходит изменения цвета. Однако, как и все реакции нейтрализации, эта реакция является экзотермической, то есть протекает с выделением тепла (энергии). Следовательно, правильный признак реакции — выделение энергии.

Ответ: 2

Б) $H_2SO_4 + BaCl_2 \rightarrow$

Это реакция ионного обмена между серной кислотой и хлоридом бария. Уравнение реакции: $H_2SO_4 + BaCl_2 \rightarrow BaSO_4 \downarrow + 2HCl$. В результате взаимодействия ионов бария $Ba^{2+}$ и сульфат-ионов $SO_4^{2-}$ образуется сульфат бария $BaSO_4$. Это вещество является нерастворимым в воде и выпадает в виде плотного белого осадка. Таким образом, признаком данной реакции является образование белого осадка.

Ответ: 1

В) $HCl + CaCO_3 \rightarrow$

Это реакция между сильной кислотой (соляная кислота) и солью слабой кислоты (карбонат кальция). Карбонат кальция — это твердое вещество белого цвета, нерастворимое в воде. Реакция протекает по уравнению: $2HCl + CaCO_3 \rightarrow CaCl_2 + H_2O + CO_2 \uparrow$. В ходе реакции твердый карбонат кальция растворяется, и наблюдается интенсивное выделение пузырьков газа — углекислого газа ($CO_2$), который не имеет цвета и запаха. Следовательно, признаками реакции являются растворение вещества белого цвета и выделение газа.

Ответ: 5

13. Напишите молекулярные и ионные уравнения, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

$MnO \rightarrow MnCl_2 \rightarrow Mn(OH)_2$

MnO → MnCl₂
Решение:
Для осуществления данного превращения необходимо провести реакцию между оксидом марганца(II) и кислотой. Оксид марганца(II) (MnO) является основным оксидом, который реагирует с кислотами с образованием соли и воды. Чтобы получить хлорид марганца(II) (MnCl₂), в качестве реагента следует использовать соляную кислоту (HCl).
Молекулярное уравнение реакции выглядит следующим образом:
MnO + 2HCl → MnCl₂ + H₂O
Теперь запишем ионные уравнения. MnO - нерастворимый в воде оксид, записывается в молекулярном виде. HCl - сильная кислота, диссоциирует на ионы. MnCl₂ - растворимая соль, также диссоциирует. H₂O - слабый электролит, записывается в молекулярном виде.
Полное ионное уравнение:
MnO + 2H⁺ + 2Cl⁻ → Mn²⁺ + 2Cl⁻ + H₂O
Для получения сокращенного ионного уравнения необходимо исключить из обеих частей полного ионного уравнения одинаковые ионы (в данном случае это хлорид-ионы Cl⁻).
Сокращенное ионное уравнение:
MnO + 2H⁺ → Mn²⁺ + H₂O
Ответ:
Молекулярное уравнение: MnO + 2HCl → MnCl₂ + H₂O
Полное ионное уравнение: MnO + 2H⁺ + 2Cl⁻ → Mn²⁺ + 2Cl⁻ + H₂O
Сокращенное ионное уравнение: MnO + 2H⁺ → Mn²⁺ + H₂O

MnCl₂ → Mn(OH)₂
Решение:
Для получения гидроксида марганца(II) (Mn(OH)₂) из его растворимой соли хлорида марганца(II) (MnCl₂) необходимо провести реакцию обмена с растворимым основанием (щелочью). В результате реакции образуется нерастворимый гидроксид Mn(OH)₂, который выпадает в осадок. В качестве щелочи можно использовать, например, гидроксид натрия (NaOH) или гидроксид калия (KOH). Возьмем для примера NaOH.
Молекулярное уравнение реакции:
MnCl₂ + 2NaOH → Mn(OH)₂↓ + 2NaCl
Запишем ионные уравнения. MnCl₂, NaOH и NaCl - растворимые сильные электролиты, они диссоциируют на ионы. Mn(OH)₂ - нерастворимое основание (осадок), записывается в молекулярном виде.
Полное ионное уравнение:
Mn²⁺ + 2Cl⁻ + 2Na⁺ + 2OH⁻ → Mn(OH)₂↓ + 2Na⁺ + 2Cl⁻
Исключив одинаковые ионы (Na⁺ и Cl⁻) из обеих частей уравнения, получим сокращенное ионное уравнение.
Сокращенное ионное уравнение:
Mn²⁺ + 2OH⁻ → Mn(OH)₂↓
Ответ:
Молекулярное уравнение: MnCl₂ + 2NaOH → Mn(OH)₂↓ + 2NaCl
Полное ионное уравнение: Mn²⁺ + 2Cl⁻ + 2Na⁺ + 2OH⁻ → Mn(OH)₂↓ + 2Na⁺ + 2Cl⁻
Сокращенное ионное уравнение: Mn²⁺ + 2OH⁻ → Mn(OH)₂↓

14. Определите массу соли, полученной при взаимодействии 8 г оксида магния с избытком серной кислоты.

Дано:

масса оксида магния $m(MgO) = 8$ г

серная кислота $H_2SO_4$ - в избытке

Найти:

массу соли (сульфата магния) $m(MgSO_4)$ - ?

Решение:

1. Запишем уравнение реакции взаимодействия оксида магния с серной кислотой. Оксид магния ($MgO$), являясь основным оксидом, реагирует с серной кислотой ($H_2SO_4$) с образованием соли сульфата магния ($MgSO_4$) и воды ($H_2O$).

$MgO + H_2SO_4 \rightarrow MgSO_4 + H_2O$

Уравнение реакции сбалансировано, стехиометрические коэффициенты всех веществ равны 1. Это означает, что из 1 моль оксида магния образуется 1 моль сульфата магния.

2. Рассчитаем молярные массы оксида магния ($MgO$) и сульфата магния ($MgSO_4$), используя относительные атомные массы элементов из Периодической системы Д.И. Менделеева ($Ar(Mg)=24$, $Ar(O)=16$, $Ar(S)=32$):

Молярная масса оксида магния: $M(MgO) = 24 + 16 = 40$ г/моль.

Молярная масса сульфата магния: $M(MgSO_4) = 24 + 32 + 4 \cdot 16 = 120$ г/моль.

3. Найдем количество вещества (число моль) оксида магния. Согласно условию задачи, серная кислота находится в избытке, следовательно, оксид магния является лимитирующим реагентом, и расчеты ведутся по нему.

$n(MgO) = \frac{m(MgO)}{M(MgO)} = \frac{8 \text{ г}}{40 \text{ г/моль}} = 0.2$ моль.

4. По уравнению реакции определим количество вещества образовавшейся соли. Соотношение количеств веществ $n(MgO) : n(MgSO_4) = 1 : 1$.

Следовательно, количество вещества сульфата магния равно количеству вещества оксида магния:

$n(MgSO_4) = n(MgO) = 0.2$ моль.

5. Теперь можем рассчитать массу полученной соли (сульфата магния).

$m(MgSO_4) = n(MgSO_4) \cdot M(MgSO_4) = 0.2 \text{ моль} \cdot 120 \text{ г/моль} = 24$ г.

Ответ: масса полученной соли составляет 24 г.

1. Какая формула соответствует одноосновной бескислородной кислоте?

1) $H_2S$ 2) $HCl$ 3) $HNO_3$ 4) $H_2SO_3$

Для того чтобы ответить на этот вопрос, необходимо проанализировать каждый из предложенных вариантов на соответствие двум условиям: кислота должна быть одноосновной и бескислородной.

• Одноосновная кислота – это кислота, молекула которой содержит один атом водорода, способный замещаться на атом металла. При диссоциации такая кислота отщепляет один катион водорода $H^+$.
• Бескислородная кислота – это кислота, в состав молекулы которой не входят атомы кислорода.

Рассмотрим предложенные формулы:

1) $H_2S$ (сероводородная кислота)
Эта кислота является бескислородной, так как в ее формуле отсутствует кислород. Однако она является двухосновной, поскольку содержит два атома водорода, способных к диссоциации. Следовательно, этот вариант не подходит.

2) $HCl$ (соляная или хлороводородная кислота)
Эта кислота является бескислородной, так как не содержит атомов кислорода. Она также является одноосновной, потому что в ее молекуле содержится один атом водорода, который отщепляется при диссоциации: $HCl \rightarrow H^+ + Cl^-$. Этот вариант удовлетворяет обоим условиям.

3) $HNO_3$ (азотная кислота)
Эта кислота является одноосновной, так как содержит один атом водорода. Однако она является кислородсодержащей, так как в ее формуле есть три атома кислорода. Следовательно, этот вариант не подходит.

4) $H_2SO_3$ (сернистая кислота)
Эта кислота является двухосновной (два атома водорода) и кислородсодержащей (три атома кислорода). Таким образом, она не удовлетворяет ни одному из требуемых условий.

Ответ: 2

2. К сильным электролитам относят кислоту

1) сероводородную

2) кремниевую

3) соляную

4) сернистую

Для ответа на данный вопрос необходимо проанализировать каждую из предложенных кислот и определить её силу как электролита. Сильные электролиты — это вещества, которые при растворении в воде практически полностью диссоциируют (распадаются) на ионы.

1) сероводородную

Сероводородная кислота ($H_2S$) является слабой двухосновной кислотой. В водном растворе она диссоциирует обратимо и лишь в незначительной степени. Реакция диссоциации $H_2S \rightleftharpoons H^+ + HS^-$ сильно смещена влево. Из-за неполной диссоциации сероводородная кислота является слабым электролитом.

Ответ: сероводородная кислота является слабым электролитом.

2) кремниевую

Кремниевая кислота ($H_2SiO_3$) — это очень слабая кислота, которая к тому же практически нерастворима в воде. Та небольшая часть, что растворяется, диссоциирует в ничтожной степени. Следовательно, кремниевая кислота является очень слабым электролитом.

Ответ: кремниевая кислота является очень слабым электролитом.

3) соляную

Соляная (хлороводородная) кислота ($HCl$) является сильной одноосновной кислотой. В водных растворах она практически полностью (нацело) диссоциирует на ионы водорода ($H^+$) и хлорид-ионы ($Cl^-$) по уравнению: $HCl \rightarrow H^+ + Cl^-$. Благодаря высокой степени диссоциации соляная кислота является сильным электролитом.

Ответ: соляная кислота является сильным электролитом.

4) сернистую

Сернистая кислота ($H_2SO_3$) является кислотой средней силы и существует только в растворе. Её диссоциация в воде происходит ступенчато и не до конца, поэтому она классифицируется как слабый электролит.

Ответ: сернистая кислота является слабым электролитом.