Страница 56 - гдз по химии 9 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

12. Установите соответствие между солью и средой её водного раствора.

СОЛЬСРЕДА РАСТВОРА

А) $Cu(NO_3)_2$ 1) щелочная

Б) $K_2CO_3$ 2) нейтральная

В) $HgCl_2$ 3) кислотная

Г) $Na_2SO_4$

Для определения среды водного раствора соли необходимо проанализировать, какими по силе кислотой и основанием образована данная соль. Среда раствора определяется гидролизом – взаимодействием ионов соли с водой.

• Соль, образованная сильным основанием и сильной кислотой, не гидролизуется, и среда ее раствора нейтральная (pH ≈ 7).
• Соль, образованная сильным основанием и слабой кислотой, гидролизуется по аниону, и среда ее раствора щелочная (pH > 7).
• Соль, образованная слабым основанием и сильной кислотой, гидролизуется по катиону, и среда ее раствора кислотная (pH < 7).
• Соль, образованная слабым основанием и слабой кислотой, гидролизуется и по катиону, и по аниону. Среда раствора зависит от относительной силы исходных кислоты и основания.

А) Cu(NO₃)₂

Нитрат меди(II) – это соль, образованная слабым основанием $Cu(OH)_2$ (гидроксид меди(II)) и сильной кислотой $HNO_3$ (азотная кислота).
В водном растворе эта соль подвергается гидролизу по катиону меди $Cu^{2+}$:
$Cu^{2+} + H_2O \rightleftharpoons CuOH^+ + H^+$
В результате гидролиза в растворе образуется избыток ионов водорода $H^+$, что создает кислотную среду.

Ответ: 3) кислотная.

Б) K₂CO₃

Карбонат калия – это соль, образованная сильным основанием $KOH$ (гидроксид калия) и слабой кислотой $H_2CO_3$ (угольная кислота).
В водном растворе эта соль подвергается гидролизу по аниону $CO_3^{2-}$:
$CO_3^{2-} + H_2O \rightleftharpoons HCO_3^- + OH^-$
В результате гидролиза в растворе накапливаются гидроксид-ионы $OH^-$, что создает щелочную среду.

Ответ: 1) щелочная.

В) HgCl₂

Хлорид ртути(II) – это соль, образованная очень слабым основанием $Hg(OH)_2$ (гидроксид ртути(II)) и сильной кислотой $HCl$ (соляная кислота).
В водном растворе эта соль подвергается сильному гидролизу по катиону ртути $Hg^{2+}$:
$Hg^{2+} + H_2O \rightleftharpoons Hg(OH)^+ + H^+$
В результате гидролиза в растворе накапливаются ионы водорода $H^+$, что создает кислотную среду.

Ответ: 3) кислотная.

Г) Na₂SO₄

Сульфат натрия – это соль, образованная сильным основанием $NaOH$ (гидроксид натрия) и сильной кислотой $H_2SO_4$ (серная кислота).
Соли, образованные сильными кислотами и сильными основаниями, не подвергаются гидролизу, так как ни катион $Na^+$, ни анион $SO_4^{2-}$ не взаимодействуют с водой. Поэтому среда раствора будет нейтральной.

Ответ: 2) нейтральная.

13. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

$SO_3 \rightarrow H_2SO_4 \rightarrow K_2SO_4 \rightarrow BaSO_4$

Для одной из реакций ионного обмена напишите сокращённое ионное уравнение.

Решение

Для осуществления данной цепочки превращений необходимо последовательно провести три химические реакции.

1. Превращение $SO_3 \rightarrow H_2SO_4$

Оксид серы(VI) $SO_3$ является кислотным оксидом. При его взаимодействии с водой образуется соответствующая кислота — серная кислота $H_2SO_4$. Эта реакция относится к типу соединения.

Уравнение реакции:

$SO_3 + H_2O \rightarrow H_2SO_4$

Ответ: $SO_3 + H_2O \rightarrow H_2SO_4$

2. Превращение $H_2SO_4 \rightarrow K_2SO_4$

Для получения соли сульфата калия $K_2SO_4$ из серной кислоты $H_2SO_4$ можно провести реакцию нейтрализации с основанием, например, с гидроксидом калия $KOH$. Эта реакция является реакцией ионного обмена.

Уравнение реакции:

$H_2SO_4 + 2KOH \rightarrow K_2SO_4 + 2H_2O$

Ответ: $H_2SO_4 + 2KOH \rightarrow K_2SO_4 + 2H_2O$

3. Превращение $K_2SO_4 \rightarrow BaSO_4$

Сульфат бария $BaSO_4$ — это нерастворимое в воде вещество (белый осадок). Его можно получить путем реакции ионного обмена между раствором сульфата калия $K_2SO_4$ и растворимой солью бария, например, хлоридом бария $BaCl_2$.

Уравнение реакции:

$K_2SO_4 + BaCl_2 \rightarrow BaSO_4 \downarrow + 2KCl$

Ответ: $K_2SO_4 + BaCl_2 \rightarrow BaSO_4 \downarrow + 2KCl$

Сокращенное ионное уравнение

В задании требуется написать сокращенное ионное уравнение для одной из реакций ионного обмена. Выберем последнюю реакцию, так как она является качественной реакцией на сульфат-ион и протекает с образованием осадка.

Молекулярное уравнение:

$K_2SO_4 + BaCl_2 \rightarrow BaSO_4 \downarrow + 2KCl$

Полное ионное уравнение (с учетом того, что $K_2SO_4$, $BaCl_2$ и $KCl$ — сильные электролиты и диссоциируют в растворе, а $BaSO_4$ — нерастворимый осадок):

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

Для получения сокращенного ионного уравнения необходимо исключить из обеих частей полного ионного уравнения ионы-наблюдатели, которые не участвуют в реакции (в данном случае это $K^+$ и $Cl^-$).

Сокращенное ионное уравнение:

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

Ответ: $Ba^{2+} + SO_4^{2-} \rightarrow BaSO_4 \downarrow$

14. Эта соль образует такие известные и распространённые минералы, как мел, известняк и мрамор, входит в состав скорлупы яиц и раковин моллюсков. При обжиге эта соль разлагается. Приведите формулу и химическое название этой соли. Напишите уравнение реакции её разложения.

Решение

В задаче описана соль, которая образует минералы, такие как мел, известняк и мрамор, а также является основной составляющей яичной скорлупы и раковин моллюсков. Все эти вещества представляют собой одну и ту же соль — карбонат кальция.

Химическая формула этой соли — $CaCO_3$.

При обжиге (термическом разложении при высокой температуре) карбонат кальция разлагается на два оксида: оксид кальция (CaO, негашёная известь) и оксид углерода(IV) (CO₂, углекислый газ).

Уравнение реакции разложения выглядит следующим образом:

$CaCO_3 \xrightarrow{\ t^{\circ}\ } CaO + CO_2\uparrow$

Ответ: Формула соли — $CaCO_3$, химическое название — карбонат кальция. Уравнение реакции её разложения: $CaCO_3 \xrightarrow{\ t^{\circ}\ } CaO + CO_2$.

1. К солям относят все вещества, формулы которых

1) $Li_2S$, $HNO_3$, $K_2SiO_3$

2) $BaCO_3$, $Na_2HPO_4$, $FeCl_2$

3) $NaNO_3$, $CuOHCl$, $Fe_2O_3$

4) $Na_3PO_4$, $LiCl$, $Ca(OH)_2$

Решение

Для того чтобы найти ряд, в котором все вещества относятся к солям, необходимо проанализировать химическую природу каждого соединения в предложенных вариантах. Соли — это сложные вещества, которые с точки зрения теории электролитической диссоциации состоят из катионов металла (или катиона аммония $NH_4^+$) и анионов кислотного остатка.

1)

Рассмотрим вещества из первого ряда: $Li_2S$, $HNO_3$, $K_2SiO_3$.

$Li_2S$ — сульфид лития. Это соединение состоит из катионов лития $Li^+$ и аниона кислотного остатка сероводородной кислоты — сульфид-иона $S^{2-}$. Следовательно, $Li_2S$ является солью (средней солью).

$HNO_3$ — азотная кислота. Это вещество при диссоциации в водном растворе образует катионы водорода $H^+$ и анионы кислотного остатка $NO_3^{-}$. Наличие катионов водорода в качестве единственного вида катионов определяет это вещество как кислоту.

$K_2SiO_3$ — силикат калия. Это соединение состоит из катионов калия $K^+$ и аниона кислотного остатка кремниевой кислоты — силикат-иона $SiO_3^{2-}$. Следовательно, $K_2SiO_3$ является солью (средней солью).

Так как в данном ряду присутствует кислота ($HNO_3$), этот вариант ответа не является верным.

2)

Рассмотрим вещества из второго ряда: $BaCO_3$, $Na_2HPO_4$, $FeCl_2$.

$BaCO_3$ — карбонат бария. Это соединение состоит из катионов бария $Ba^{2+}$ и аниона кислотного остатка угольной кислоты — карбонат-иона $CO_3^{2-}$. Следовательно, $BaCO_3$ является солью (средней солью).

$Na_2HPO_4$ — гидрофосфат натрия. Это соединение состоит из катионов натрия $Na^+$ и кислотного аниона $HPO_4^{2-}$, который является остатком ортофосфорной кислоты ($H_3PO_4$) с неполным замещением атомов водорода. Такие соли называются кислыми. Тем не менее, это соль.

$FeCl_2$ — хлорид железа(II). Это соединение состоит из катионов железа(II) $Fe^{2+}$ и аниона кислотного остатка соляной кислоты — хлорид-иона $Cl^{-}$. Следовательно, $FeCl_2$ является солью (средней солью).

Все три вещества в данном ряду ($BaCO_3$, $Na_2HPO_4$, $FeCl_2$) являются солями. Этот вариант является правильным.

3)

Рассмотрим вещества из третьего ряда: $NaNO_3$, $CuOHCl$, $Fe_2O_3$.

$NaNO_3$ — нитрат натрия. Это соединение состоит из катионов натрия $Na^+$ и аниона кислотного остатка азотной кислоты — нитрат-иона $NO_3^{-}$. Это средняя соль.

$CuOHCl$ — гидроксохлорид меди(II). Это соединение можно рассматривать как продукт неполного замещения гидроксогрупп в основании $Cu(OH)_2$ на кислотные остатки. Оно состоит из основного катиона $[CuOH]^+$ и кислотного остатка $Cl^{-}$. Такие соли называются основными. Это соль.

$Fe_2O_3$ — оксид железа(III). Это бинарное соединение железа с кислородом, которое относится к классу оксидов (в данном случае, амфотерный оксид). Оксиды не являются солями.

Так как в данном ряду присутствует оксид ($Fe_2O_3$), этот вариант ответа не является верным.

4)

Рассмотрим вещества из четвертого ряда: $Na_3PO_4$, $LiCl$, $Ca(OH)_2$.

$Na_3PO_4$ — фосфат натрия. Это соединение состоит из катионов натрия $Na^+$ и аниона кислотного остатка ортофосфорной кислоты — фосфат-иона $PO_4^{3-}$. Это средняя соль.

$LiCl$ — хлорид лития. Это соединение состоит из катионов лития $Li^+$ и аниона кислотного остатка соляной кислоты — хлорид-иона $Cl^{-}$. Это средняя соль.

$Ca(OH)_2$ — гидроксид кальция. Это вещество при диссоциации в водном растворе образует катионы металла $Ca^{2+}$ и гидроксогруппы $OH^{-}$. Наличие гидроксид-анионов в качестве единственного вида анионов определяет это вещество как основание.

Так как в данном ряду присутствует основание ($Ca(OH)_2$), этот вариант ответа не является верным.

Таким образом, единственным рядом, в котором все вещества являются солями, является ряд под номером 2.

Ответ: 2.

2. Верны ли следующие суждения о свойствах солей?

А. Свойства солей зависят от катиона металла (или аммония) и аниона кислотного остатка.

Б. Соли взаимодействуют со щелочами и кислотами без ограничения.

1) верно только А

2) верно только Б

3) оба суждения верны

4) оба суждения неверны

А. Свойства солей зависят от катиона металла (или аммония) и аниона кислотного остатка.

Данное суждение является верным. Соль — это ионное соединение, состоящее из катиона (положительно заряженного иона металла или иона аммония $NH_4^+$) и аниона (отрицательно заряженного кислотного остатка). Именно природа и свойства этих ионов определяют все физические и химические свойства соли.

Например, растворимость солей различна: хлорид натрия ($NaCl$) хорошо растворим в воде, а хлорид серебра ($AgCl$) практически нерастворим, что обусловлено различием катионов ($Na^+$ и $Ag^+$). Характер среды водного раствора также зависит от ионов: раствор хлорида аммония ($NH_4Cl$) имеет кислую среду из-за гидролиза по катиону, а раствор карбоната натрия ($Na_2CO_3$) — щелочную из-за гидролиза по аниону. Окраска многих солей определяется катионом: сульфат меди(II) ($CuSO_4$) в виде кристаллогидрата имеет синий цвет, а сульфат натрия ($Na_2SO_4$) — белый. Таким образом, свойства каждой соли уникальны и напрямую зависят от её ионного состава.

Б. Соли взаимодействуют со щелочами и кислотами без ограничений.

Данное суждение является неверным. Реакции солей с кислотами и щелочами протекают не всегда, а только при выполнении определенных условий (ограничений). Эти реакции относятся к реакциям ионного обмена и идут до конца, только если один из продуктов уходит из сферы реакции (образуется осадок, газ или слабый электролит, например, вода).

Взаимодействие с кислотами: Реакция между солью и кислотой протекает, если образуется осадок, выделяется газ или образуется более слабая кислота. Например, реакция $AgNO_3 + HCl \rightarrow AgCl \downarrow + HNO_3$ идет, так как образуется нерастворимый хлорид серебра. Реакция $Na_2CO_3 + 2HCl \rightarrow 2NaCl + H_2O + CO_2 \uparrow$ идет, так как выделяется углекислый газ. Однако реакция между хлоридом натрия и азотной кислотой ($NaCl + HNO_3$) не протекает, так как все возможные продукты растворимы и являются сильными электролитами.

Взаимодействие со щелочами: Реакция между солью и щелочью (растворимым основанием) протекает, если оба исходных вещества растворимы, и в результате реакции образуется нерастворимое основание (осадок) или выделяется газ. Например, реакция $CuSO_4 + 2NaOH \rightarrow Cu(OH)_2 \downarrow + Na_2SO_4$ идет, так как образуется нерастворимый гидроксид меди(II). Реакция $NH_4Cl + KOH \rightarrow KCl + H_2O + NH_3 \uparrow$ идет, так как выделяется газообразный аммиак. В то же время реакция между хлоридом калия и гидроксидом натрия ($KCl + NaOH$) не идет, так как не образуется ни осадка, ни газа.

Следовательно, утверждение о взаимодействии "без ограничений" является ложным.

Итак, суждение А является верным, а суждение Б — неверным. Следовательно, из предложенных вариантов правильным является "верно только А", что соответствует варианту 1.

Ответ: 1