Страница 47 - гдз по химии 9 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

11. Гидроксид натрия в растворе вступает в реакцию

1) с оксидом серы(VI)

2) с хлоридом калия

3) с водой

4) с соляной кислотой

5) с оксидом магния

Гидроксид натрия ($NaOH$) — это сильное основание (щёлочь). Рассмотрим его взаимодействие с каждым из предложенных веществ в водном растворе.

1) с оксидом серы(VI)

Оксид серы(VI) ($SO_3$) является кислотным оксидом, так как ему соответствует сильная серная кислота ($H_2SO_4$). Щёлочи, как представители оснований, реагируют с кислотными оксидами с образованием соли и воды.
Уравнение реакции: $2NaOH + SO_3 \rightarrow Na_2SO_4 + H_2O$.
Продуктами реакции являются сульфат натрия ($Na_2SO_4$) и вода ($H_2O$). Реакция протекает.
Ответ: вступает в реакцию.

2) с хлоридом калия

Хлорид калия ($KCl$) — это соль, образованная сильным основанием ($KOH$) и сильной кислотой ($HCl$). Гидроксид натрия ($NaOH$) — сильное основание. Реакция ионного обмена между щёлочью и солью возможна только в том случае, если в результате образуется нерастворимое вещество (осадок), газ или слабый электролит (например, вода).
Возможное уравнение реакции: $NaOH + KCl \rightleftharpoons NaCl + KOH$.
Все вещества в этой реакции — и исходные, и продукты — являются сильными электролитами и хорошо растворимы в воде. В растворе они существуют в виде ионов: $Na^+ + OH^- + K^+ + Cl^- \rightleftharpoons Na^+ + Cl^- + K^+ + OH^-$. Ионный состав раствора не изменяется, видимых признаков реакции нет, следовательно, реакция не протекает.
Ответ: не вступает в реакцию.

3) с водой

В условии задачи сказано, что гидроксид натрия находится "в растворе", то есть он уже растворен в воде. Растворение $NaOH$ в воде — это физико-химический процесс диссоциации на ионы ($NaOH \rightarrow Na^+ + OH^-$) и их гидратации. Этот процесс не является химической реакцией с образованием новых веществ. Вода в данном случае является растворителем (средой), а не реагентом.
Ответ: не вступает в химическую реакцию (уже находится в водном растворе).

4) с соляной кислотой

Соляная кислота ($HCl$) — сильная кислота. Гидроксид натрия ($NaOH$) — сильное основание. Между кислотой и основанием протекает реакция нейтрализации, в результате которой образуются соль и вода.
Уравнение реакции: $NaOH + HCl \rightarrow NaCl + H_2O$.
Эта реакция является экзотермической и протекает практически до конца.
Ответ: вступает в реакцию.

5) с оксидом магния

Оксид магния ($MgO$) является основным оксидом. Основания (включая щёлочи) не реагируют с другими основными оксидами, так как оба класса соединений проявляют основные свойства.
$NaOH + MgO \rightarrow$ реакция не идет.
Ответ: не вступает в реакцию.

12. Установите соответствие между реагентами и сокращённым ионным уравнением реакции, протекающей между ними.

РЕАГЕНТЫ

A) $Ba(OH)_2 + HNO_3 \rightarrow$

Б) $Ba(OH)_2 + K_2SO_4 \rightarrow$

В) $Ba(OH)_2 + SO_3 \rightarrow$

СОКРАЩЁННОЕ ИОННОЕ УРАВНЕНИЕ РЕАКЦИИ

1) $Ba^{2+} + 2NO_3^{-} = Ba(NO_3)_2$

2) $Ba^{2+} + SO_4^{2-} = BaSO_4 \downarrow$

3) $Ba(OH)_2 + SO_4^{2-} = BaSO_4 \downarrow + 2OH^{-}$

4) $H^{+} + OH^{-} = H_2O$

5) $Ba^{2+} + 2OH^{-} + SO_3 = BaSO_4 \downarrow + H_2O$

Дано:

РЕАГЕНТЫ:

А) $Ba(OH)_2 + HNO_3 \rightarrow$

Б) $Ba(OH)_2 + K_2SO_4 \rightarrow$

В) $Ba(OH)_2 + SO_3 \rightarrow$

СОКРАЩЁННОЕ ИОННОЕ УРАВНЕНИЕ РЕАКЦИИ:

1) $Ba^{2+} + 2NO_3^{-} = Ba(NO_3)_2$

2) $Ba^{2+} + SO_4^{2-} = BaSO_4 \downarrow$

3) $Ba(OH)_2 + SO_4^{2-} = BaSO_4 \downarrow + 2OH^{-}$

4) $H^+ + OH^{-} = H_2O$

5) $Ba^{2+} + 2OH^{-} + SO_3 = BaSO_4 \downarrow + H_2O$

Найти:

Установить соответствие между реагентами (А, Б, В) и номером сокращённого ионного уравнения реакции (1-5).

Решение:

Для каждой пары реагентов запишем молекулярное, полное ионное и сокращённое ионное уравнения, чтобы найти соответствующий вариант.

А) $Ba(OH)_2 + HNO_3 \rightarrow$

Реакция между сильным основанием, гидроксидом бария ($Ba(OH)_2$), и сильной кислотой, азотной кислотой ($HNO_3$), является реакцией нейтрализации. Продуктами реакции являются соль (нитрат бария) и вода.

Молекулярное уравнение реакции:

$Ba(OH)_2 + 2HNO_3 \rightarrow Ba(NO_3)_2 + 2H_2O$

Гидроксид бария, азотная кислота и нитрат бария — сильные электролиты, в водном растворе они диссоциируют на ионы. Вода — слабый электролит.

Полное ионное уравнение:

$Ba^{2+} + 2OH^- + 2H^+ + 2NO_3^- \rightarrow Ba^{2+} + 2NO_3^- + 2H_2O$

Ионы $Ba^{2+}$ и $NO_3^-$ присутствуют в обеих частях уравнения и не участвуют в реакции (являются ионами-наблюдателями), поэтому их можно сократить. Получаем сокращённое ионное уравнение:

$2H^+ + 2OH^- \rightarrow 2H_2O$

После сокращения коэффициентов на 2 получаем простейшую форму:

$H^+ + OH^- = H_2O$

Это уравнение соответствует варианту 4.

Ответ: 4

Б) $Ba(OH)_2 + K_2SO_4 \rightarrow$

Реакция между гидроксидом бария ($Ba(OH)_2$) и сульфатом калия ($K_2SO_4$) является реакцией ионного обмена. Оба реагента растворимы в воде. В результате реакции образуется нерастворимый осадок сульфата бария ($BaSO_4$).

Молекулярное уравнение реакции:

$Ba(OH)_2 + K_2SO_4 \rightarrow BaSO_4 \downarrow + 2KOH$

Гидроксид бария, сульфат калия и образующийся гидроксид калия — сильные электролиты. Сульфат бария — нерастворимое в воде вещество (осадок).

Полное ионное уравнение:

$Ba^{2+} + 2OH^- + 2K^+ + SO_4^{2-} \rightarrow BaSO_4 \downarrow + 2K^+ + 2OH^-$

Ионы $K^+$ и $OH^-$ являются "ионами-наблюдателями" и сокращаются.

Сокращённое ионное уравнение:

$Ba^{2+} + SO_4^{2-} = BaSO_4 \downarrow$

Это уравнение соответствует варианту 2.

Ответ: 2

В) $Ba(OH)_2 + SO_3 \rightarrow$

Реакция между основанием, гидроксидом бария ($Ba(OH)_2$), и кислотным оксидом, оксидом серы(VI) ($SO_3$), приводит к образованию соли и воды. Оксиду серы(VI) соответствует серная кислота ($H_2SO_4$), поэтому образуется соль этой кислоты — сульфат бария ($BaSO_4$).

Молекулярное уравнение реакции:

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

При написании ионного уравнения учтём, что гидроксид бария — сильный электролит, оксид серы(VI) — молекулярное соединение (не электролит), сульфат бария — нерастворимый осадок, вода — слабый электролит.

Ионное уравнение:

$Ba^{2+} + 2OH^- + SO_3 \rightarrow BaSO_4 \downarrow + H_2O$

В этом уравнении нет ионов, которые можно было бы сократить, поэтому оно является одновременно и полным, и сокращённым ионным уравнением.

Это уравнение соответствует варианту 5.

Ответ: 5

13. Приведите два примера молекулярных уравнений реакций, соответствующих сокращенному ионному уравнению
$N_2O_3 + 2OH^- = 2NO_2^- + H_2O$

Данное сокращенное ионное уравнение $N_2O_3 + 2OH^- = 2NO_2^- + H_2O$ описывает взаимодействие кислотного оксида азота(III) со щелочью (растворимым сильным основанием). Чтобы получить молекулярное уравнение, необходимо «добавить» к ионам противоионы (катионы), которые в реакции не участвуют (являются ионами-наблюдателями).

В данном случае источником гидроксид-ионов ($OH^-$) является щелочь, например, гидроксид натрия ($NaOH$) или гидроксид калия ($KOH$). Катионы $Na^+$ или $K^+$ являются ионами-наблюдателями. В продуктах реакции они образуют с нитрит-анионами ($NO_2^-$) соответствующую соль (нитрит натрия $NaNO_2$ или нитрит калия $KNO_2$).

Пример 1

Решение

Выберем в качестве реагента гидроксид натрия ($NaOH$). Это сильная щелочь, которая в воде диссоциирует на ионы $Na^+$ и $OH^-$.

Запишем молекулярное уравнение реакции между оксидом азота(III) и гидроксидом натрия. Согласно сокращенному ионному уравнению, на 1 моль $N_2O_3$ расходуется 2 моль ионов $OH^-$. Следовательно, в реакцию вступает 2 моль $NaOH$. Продуктами будут нитрит натрия ($NaNO_2$) и вода ($H_2O$).

Молекулярное уравнение реакции:$N_2O_3 + 2NaOH = 2NaNO_2 + H_2O$

Для проверки составим полное ионное уравнение. $NaOH$ и $NaNO_2$ — сильные электролиты (растворимые щелочь и соль), $N_2O_3$ и $H_2O$ — оксид и вода, записываются в молекулярном виде.

Полное ионное уравнение:$N_2O_3 + 2Na^+ + 2OH^- = 2Na^+ + 2NO_2^- + H_2O$

Сократив ионы-наблюдатели ($2Na^+$) в обеих частях уравнения, мы получим исходное сокращенное ионное уравнение.

Ответ: $N_2O_3 + 2NaOH = 2NaNO_2 + H_2O$.

Пример 2

Решение

Выберем в качестве реагента гидроксид калия ($KOH$). Это также сильная щелочь, диссоциирующая на ионы $K^+$ и $OH^-$.

По аналогии с первым примером, для реакции с 1 моль $N_2O_3$ потребуется 2 моль $KOH$. Продуктами реакции будут нитрит калия ($KNO_2$) и вода.

Молекулярное уравнение реакции:$N_2O_3 + 2KOH = 2KNO_2 + H_2O$

Проверка через полное ионное уравнение:$N_2O_3 + 2K^+ + 2OH^- = 2K^+ + 2NO_2^- + H_2O$

Сокращение ионов-наблюдателей ($2K^+$) приводит к исходному сокращенному ионному уравнению, что подтверждает правильность составленного молекулярного уравнения.

Ответ: $N_2O_3 + 2KOH = 2KNO_2 + H_2O$.

14. Гидроксид меди(II) используется в самых разных сферах химического и промышленного производства, а также в сельском хозяйстве для уничтожения вредных насекомых, грызунов, сорняков, возбудителей болезней растений и животных. Получают его преимущественно действием щелочей на хлорид меди(II). Напишите уравнение реакции получения гидроксида меди(II) в молекулярной и ионной форме.

Решение

В задаче требуется написать уравнения реакции получения гидроксида меди(II) ($Cu(OH)_2$) из хлорида меди(II) ($CuCl_2$) и щелочи. В качестве щелочи для реакции можно взять гидроксид натрия ($NaOH$). Реакция между солью и щелочью является реакцией ионного обмена. Она протекает, если в результате образуется осадок, газ или вода. В данном случае образуется нерастворимый в воде гидроксид меди(II), который выпадает в осадок.

Уравнение реакции получения гидроксида меди(II) в молекулярной форме

Молекулярное уравнение представляет собой запись химической реакции с использованием полных формул веществ. Уравнение реакции между хлоридом меди(II) и гидроксидом натрия выглядит следующим образом:

$CuCl_2 + 2NaOH \rightarrow Cu(OH)_2 \downarrow + 2NaCl$

Продуктами реакции являются гидроксид меди(II) (синий осадок) и хлорид натрия (растворимая соль).

Ответ: $CuCl_2 + 2NaOH \rightarrow Cu(OH)_2 \downarrow + 2NaCl$

Уравнение реакции получения гидроксида меди(II) в ионной форме

Ионные уравнения показывают, какие ионы реально участвуют в химическом превращении. Для их составления сильные электролиты (растворимые соли, щелочи) записывают в виде ионов, а нерастворимые вещества — в молекулярном виде.

Полное ионное уравнение учитывает все ионы, присутствующие в растворе. $CuCl_2, NaOH, NaCl$ — растворимые сильные электролиты, а $Cu(OH)_2$ — нерастворимое основание (осадок).

$Cu^{2+} + 2Cl^{-} + 2Na^{+} + 2OH^{-} \rightarrow Cu(OH)_2 \downarrow + 2Na^{+} + 2Cl^{-}$

Сокращенное ионное уравнение получается после исключения из полного ионного уравнения ионов-наблюдателей (тех, что не изменились в ходе реакции, в данном случае $Na^{+}$ и $Cl^{-}$). Оно отражает суть химического процесса.

$Cu^{2+} + 2OH^{-} \rightarrow Cu(OH)_2 \downarrow$

Данное уравнение показывает, что реакция сводится к взаимодействию катионов меди $Cu^{2+}$ и гидроксид-анионов $OH^{-}$ с образованием осадка.

Ответ: Полное ионное уравнение: $Cu^{2+} + 2Cl^{-} + 2Na^{+} + 2OH^{-} \rightarrow Cu(OH)_2 \downarrow + 2Na^{+} + 2Cl^{-}$; Сокращенное ионное уравнение: $Cu^{2+} + 2OH^{-} \rightarrow Cu(OH)_2 \downarrow$.

1. К однокислотным основаниям относят гидроксид

1) кальция

2) калия

3) бария

4) магния

Решение

Однокислотными основаниями называют гидроксиды, которые содержат в своей молекуле одну гидроксогруппу ($OH^-$) и способны реагировать с одной молекулой одноосновной кислоты. Кислотность основания определяется числом гидроксогрупп.

Рассмотрим химические формулы гидроксидов, предложенных в вариантах ответа:

1) кальция
Гидроксид кальция имеет формулу $Ca(OH)_2$. В его молекуле содержатся две гидроксогруппы, следовательно, это двухкислотное основание.

2) калия
Гидроксид калия имеет формулу $KOH$. В его молекуле содержится одна гидроксогруппа, следовательно, это однокислотное основание.

3) бария
Гидроксид бария имеет формулу $Ba(OH)_2$. В его молекуле содержатся две гидроксогруппы, следовательно, это двухкислотное основание.

4) магния
Гидроксид магния имеет формулу $Mg(OH)_2$. В его молекуле содержатся две гидроксогруппы, следовательно, это двухкислотное основание.

Таким образом, к однокислотным основаниям из представленного списка относится только гидроксид калия.

Ответ: 2