Страница 205 - гдз по химии 9 класс учебник Габриелян

1. Найдите в Интернете электронные адреса, раскрывающие содержание ключевых слов и словосочетаний параграфа для создания классного банка данных.

1 Поскольку в задании не указан конкретный параграф, для создания "классного банка данных" можно взять за основу ключевые слова и словосочетания, относящиеся к теме "Базы данных". Ниже представлен список электронных адресов, раскрывающих их содержание.

• База данных (БД) — это совокупность данных, организованных по определённым правилам. Статья раскрывает основные понятия, историю и виды баз данных.
  Электронный адрес:https://ru.wikipedia.org/wiki/База_данных
• Данные и Информация — фундаментальные понятия, лежащие в основе баз данных. Важно понимать различие между ними.
  Электронный адрес (Данные):https://ru.wikipedia.org/wiki/Данные
  Электронный адрес (Информация):https://ru.wikipedia.org/wiki/Информация
• Система управления базами данных (СУБД) — это комплекс программных средств для создания баз данных, их ведения и совместного использования. Примеры: MySQL, Microsoft Access.
  Электронный адрес:https://ru.wikipedia.org/wiki/Система_управления_базами_данных
• Модель данных — это способ структурирования данных. Самой популярной является реляционная модель, где данные хранятся в виде связанных таблиц.
  Электронный адрес:https://ru.wikipedia.org/wiki/Модель_данных
• SQL (Structured Query Language) — язык структурированных запросов, который используется для взаимодействия с базой данных: получения, добавления, изменения и удаления информации.
  Электронный адрес:https://ru.wikipedia.org/wiki/SQL
• Проектирование баз данных — процесс создания схемы базы данных, то есть определение её структуры, таблиц, полей и связей между ними.
  Электронный адрес:https://proglib.io/p/db-design-guide (Руководство по проектированию баз данных для начинающих).

Ответ: Список электронных адресов, раскрывающих содержание ключевых понятий для создания банка данных, приведён выше. Он включает ссылки на ресурсы, объясняющие, что такое база данных, данные, информация, СУБД, модель данных, язык запросов SQL и как осуществляется проектирование баз данных.

2. Используя ресурсы Интернета, подготовьте информационный продукт (по выбору): презентацию по теме урока или сообщение по одному из ключевых слов (словосочетаний) параграфа.

Поскольку в задании не указана конкретная тема урока или ключевые слова из параграфа, в качестве примера будет подготовлено сообщение по одной из фундаментальных тем физики — «Электрический ток».

Сообщение по теме «Электрический ток»

1. Понятие электрического тока

Электрический ток — это направленное (упорядоченное) движение частиц или квазичастиц, являющихся носителями электрического заряда. Такими носителями могут быть: в металлах — электроны, в электролитах — ионы (катионы и анионы), в газах — ионы и электроны, а в полупроводниках — электроны и так называемые «дырки».

2. Условия, необходимые для существования тока

Для возникновения и поддержания электрического тока в проводящей среде необходимо одновременное выполнение двух ключевых условий:

• Наличие свободных носителей заряда — частиц, которые способны свободно перемещаться внутри вещества.
• Наличие внешнего электрического поля, которое создает и поддерживает силу, действующую на носители заряда и заставляющую их двигаться упорядоченно. Это поле создается источниками тока, такими как гальванические элементы (батарейки), аккумуляторы или электрические генераторы.

3. Основные характеристики электрического тока

Электрический ток описывается несколькими основными физическими величинами:

• Сила тока ($I$) — скалярная величина, которая определяется как отношение электрического заряда ($q$), прошедшего через поперечное сечение проводника, ко времени его прохождения ($t$). Единицей измерения силы тока в Международной системе единиц (СИ) является Ампер (А). Формула для расчета: $I = \frac{q}{t}$.
• Напряжение ($U$) — физическая величина, равная работе, которую совершает электрическое поле при перемещении единичного положительного заряда между двумя точками. Единица измерения напряжения — Вольт (В).
• Сопротивление ($R$) — свойство проводника ограничивать проходящий через него электрический ток. Сопротивление зависит от материала проводника, его длины и площади поперечного сечения. Единица измерения — Ом (Ом).

Эти три величины взаимосвязаны фундаментальным законом Ома для участка цепи, который гласит: сила тока на участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого участка и обратно пропорциональна его сопротивлению.

Математически закон Ома выражается формулой: $I = \frac{U}{R}$.

4. Действия электрического тока

Прохождение тока через различные среды сопровождается рядом явлений, которые называют действиями тока:

• Тепловое действие: проводник, по которому течет ток, нагревается (закон Джоуля — Ленца). Это действие используется в лампах накаливания, электроплитах, утюгах и других нагревательных приборах.
• Химическое действие: при прохождении тока через растворы или расплавы электролитов происходит процесс электролиза — выделение веществ на электродах. Это используется для получения чистых металлов, гальваностегии (нанесения металлических покрытий).
• Магнитное (электромагнитное) действие: вокруг любого проводника с током возникает магнитное поле. Это фундаментальное действие тока, которое лежит в основе работы электродвигателей, генераторов, трансформаторов, электромагнитов и реле.

5. Применение электрического тока

Электрический ток является основой современной цивилизации. Он используется повсеместно: для освещения и обогрева жилищ, в бытовой технике (от холодильников до компьютеров), в промышленности для приведения в действие станков и механизмов, в медицине (электрофорез, кардиостимуляторы), на транспорте (электровозы, трамваи, электромобили) и в системах связи (интернет, телефония, радио).

Ответ:

В качестве выполнения задания подготовлен информационный продукт в виде сообщения по теме «Электрический ток». В сообщении последовательно раскрыты основные понятия, условия существования, ключевые характеристики (сила тока, напряжение, сопротивление) и связывающий их закон Ома, различные действия тока, а также примеры его широкого применения в современной жизни.

1. Напишите уравнения реакций (в молекулярной и ионной формах) между растворами веществ:

а) сульфат аммония и хлорид бария;

б) хлорид аммония и нитрат серебра.

а) сульфат аммония и хлорид бария

Реакция ионного обмена между растворами сульфата аммония и хлорида бария. Продуктами реакции являются нерастворимый сульфат бария (выпадает в осадок) и растворимый хлорид аммония.

Молекулярное уравнение:

$(NH_4)_2SO_4 + BaCl_2 \rightarrow BaSO_4 \downarrow + 2NH_4Cl$

Полное ионное уравнение:

$2NH_4^+ + SO_4^{2-} + Ba^{2+} + 2Cl^- \rightarrow BaSO_4 \downarrow + 2NH_4^+ + 2Cl^-$

Сокращенное ионное уравнение:

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

Ответ: Молекулярное уравнение: $(NH_4)_2SO_4 + BaCl_2 \rightarrow BaSO_4 \downarrow + 2NH_4Cl$. Полное ионное уравнение: $2NH_4^+ + SO_4^{2-} + Ba^{2+} + 2Cl^- \rightarrow BaSO_4 \downarrow + 2NH_4^+ + 2Cl^-$. Сокращенное ионное уравнение: $Ba^{2+} + SO_4^{2-} \rightarrow BaSO_4 \downarrow$.

б) хлорид аммония и нитрат серебра

Реакция ионного обмена между растворами хлорида аммония и нитрата серебра. Продуктами реакции являются нерастворимый хлорид серебра (выпадает в осадок) и растворимый нитрат аммония.

Молекулярное уравнение:

$NH_4Cl + AgNO_3 \rightarrow AgCl \downarrow + NH_4NO_3$

Полное ионное уравнение:

$NH_4^+ + Cl^- + Ag^+ + NO_3^- \rightarrow AgCl \downarrow + NH_4^+ + NO_3^-$

Сокращенное ионное уравнение:

$Ag^+ + Cl^- \rightarrow AgCl \downarrow$

Ответ: Молекулярное уравнение: $NH_4Cl + AgNO_3 \rightarrow AgCl \downarrow + NH_4NO_3$. Полное ионное уравнение: $NH_4^+ + Cl^- + Ag^+ + NO_3^- \rightarrow AgCl \downarrow + NH_4^+ + NO_3^-$. Сокращенное ионное уравнение: $Ag^+ + Cl^- \rightarrow AgCl \downarrow$.

2. Напишите уравнения реакций, характеризующих свойства карбоната аммония: взаимодействия с кислотой, щёлочью, солью; реакции разложения. Первые три уравнения запишите также в ионной форме.

Карбонат аммония ($(NH_4)_2CO_3$) — это соль, образованная слабым основанием (гидроксидом аммония $NH_4OH$) и слабой кислотой (угольной кислотой $H_2CO_3$). Это определяет его химические свойства.

взаимодействия с кислотой

При взаимодействии с более сильными кислотами (например, с соляной кислотой $HCl$) выделяется углекислый газ, так как вытесняется слабая и неустойчивая угольная кислота.

Молекулярное уравнение:

$(NH_4)_2CO_3 + 2HCl \rightarrow 2NH_4Cl + CO_2\uparrow + H_2O$

Полное ионное уравнение:

$2NH_4^+ + CO_3^{2-} + 2H^+ + 2Cl^- \rightarrow 2NH_4^+ + 2Cl^- + CO_2\uparrow + H_2O$

Сокращенное ионное уравнение:

$CO_3^{2-} + 2H^+ \rightarrow CO_2\uparrow + H_2O$

Ответ: $(NH_4)_2CO_3 + 2HCl \rightarrow 2NH_4Cl + CO_2\uparrow + H_2O$; $CO_3^{2-} + 2H^+ \rightarrow CO_2\uparrow + H_2O$.

взаимодействия с щёлочью

При взаимодействии с щелочами (например, с гидроксидом натрия $NaOH$) выделяется аммиак, так как вытесняется слабое и неустойчивое основание — гидроксид аммония.

Молекулярное уравнение:

$(NH_4)_2CO_3 + 2NaOH \rightarrow Na_2CO_3 + 2NH_3\uparrow + 2H_2O$

Полное ионное уравнение:

$2NH_4^+ + CO_3^{2-} + 2Na^+ + 2OH^- \rightarrow 2Na^+ + CO_3^{2-} + 2NH_3\uparrow + 2H_2O$

Сокращенное ионное уравнение:

$NH_4^+ + OH^- \rightarrow NH_3\uparrow + H_2O$

Ответ: $(NH_4)_2CO_3 + 2NaOH \rightarrow Na_2CO_3 + 2NH_3\uparrow + 2H_2O$; $NH_4^+ + OH^- \rightarrow NH_3\uparrow + H_2O$.

взаимодействия с солью

Карбонат аммония вступает в реакции ионного обмена с растворимыми солями, если в результате образуется нерастворимый осадок. Например, с хлоридом бария $BaCl_2$ образуется нерастворимый карбонат бария $BaCO_3$.

Молекулярное уравнение:

$(NH_4)_2CO_3 + BaCl_2 \rightarrow BaCO_3\downarrow + 2NH_4Cl$

Полное ионное уравнение:

$2NH_4^+ + CO_3^{2-} + Ba^{2+} + 2Cl^- \rightarrow BaCO_3\downarrow + 2NH_4^+ + 2Cl^-$

Сокращенное ионное уравнение:

$CO_3^{2-} + Ba^{2+} \rightarrow BaCO_3\downarrow$

Ответ: $(NH_4)_2CO_3 + BaCl_2 \rightarrow BaCO_3\downarrow + 2NH_4Cl$; $CO_3^{2-} + Ba^{2+} \rightarrow BaCO_3\downarrow$.

реакции разложения

Карбонат аммония — термически неустойчивое соединение. Уже при комнатной температуре он медленно, а при нагревании (около 60 °C) быстро разлагается на аммиак, углекислый газ и воду.

Молекулярное уравнение:

$(NH_4)_2CO_3 \xrightarrow{t} 2NH_3\uparrow + CO_2\uparrow + H_2O$

Ответ: $(NH_4)_2CO_3 \xrightarrow{t} 2NH_3\uparrow + CO_2\uparrow + H_2O$.

3. С многоосновными кислотами аммиак образует не только средние, но и кислые соли. Напишите формулы кислых солей, которые он может дать при взаимодействии с фосфорной кислотой. Назовите их и напишите уравнения диссоциации этих солей.

Решение

Аммиак ($NH_3$), являясь основанием, реагирует с многоосновными кислотами с образованием солей. Фосфорная кислота ($H_3PO_4$) является трехосновной, поэтому в реакции с аммиаком она может образовывать как среднюю соль (фосфат аммония), так и две кислые соли. Кислые соли образуются при неполном замещении атомов водорода в молекуле кислоты на катион аммония ($NH_4^+$).

Дигидрофосфат аммония

Эта кислая соль образуется, когда один из трех атомов водорода в молекуле фосфорной кислоты замещается на один катион аммония.

Формула соли: $NH_4H_2PO_4$.

Название: дигидрофосфат аммония.

Уравнение диссоциации (как сильного электролита):

$NH_4H_2PO_4 \rightarrow NH_4^+ + H_2PO_4^-$

Ответ: Формула: $NH_4H_2PO_4$, название: дигидрофосфат аммония, уравнение диссоциации: $NH_4H_2PO_4 \rightarrow NH_4^+ + H_2PO_4^-$.

Гидрофосфат аммония

Эта кислая соль образуется, когда два из трех атомов водорода в молекуле фосфорной кислоты замещаются на два катиона аммония.

Формула соли: $(NH_4)_2HPO_4$.

Название: гидрофосфат аммония (или, для большей точности, гидрофосфат диаммония).

Уравнение диссоциации (как сильного электролита):

$(NH_4)_2HPO_4 \rightarrow 2NH_4^+ + HPO_4^{2-}$

Ответ: Формула: $(NH_4)_2HPO_4$, название: гидрофосфат аммония, уравнение диссоциации: $(NH_4)_2HPO_4 \rightarrow 2NH_4^+ + HPO_4^{2-}$.

4. Составьте молекулярные и, где это возможно, ионные уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие переходы:

$N_2 \xrightarrow{1} NH_3 \xrightarrow{2} (NH_4)_2HPO_4 \xrightarrow{3} NH_4Cl \xrightarrow{4} NH_4NO_3$.

1) Для осуществления перехода $N_2 \rightarrow NH_3$ (получение аммиака из азота) используется промышленный процесс Габера-Боша — реакция азота с водородом при высокой температуре, давлении и в присутствии катализатора.

Молекулярное уравнение:

$N_2 + 3H_2 \rightleftharpoons 2NH_3$

Данная реакция является гомогенной газофазной, все участники — неэлектролиты. Следовательно, ионные уравнения для нее не составляются.

Ответ: Молекулярное уравнение: $N_2 + 3H_2 \rightleftharpoons 2NH_3$. Ионное уравнение для данной реакции составить невозможно.

2) Для осуществления перехода $NH_3 \rightarrow (NH_4)_2HPO_4$ (получение гидрофосфата аммония) необходимо провести реакцию нейтрализации между основанием (аммиаком) и кислотой (ортофосфорной).

Молекулярное уравнение:

$2NH_3 + H_3PO_4 \rightarrow (NH_4)_2HPO_4$

В водном растворе аммиак и ортофосфорная кислота являются слабыми электролитами, а гидрофосфат аммония — растворимая соль, сильный электролит, диссоциирующий на ионы $2NH_4^+$ и $HPO_4^{2-}$.

Полное и сокращенное ионное уравнение (в данном случае они совпадают, так как в левой части нет сильных электролитов, которые можно было бы сократить):

$2NH_3 + H_3PO_4 \rightarrow 2NH_4^+ + HPO_4^{2-}$

Ответ: Молекулярное уравнение: $2NH_3 + H_3PO_4 \rightarrow (NH_4)_2HPO_4$. Сокращенное ионное уравнение: $2NH_3 + H_3PO_4 \rightarrow 2NH_4^+ + HPO_4^{2-}$.

3) Для осуществления перехода $(NH_4)_2HPO_4 \rightarrow NH_4Cl$ (получение хлорида аммония) можно использовать реакцию ионного обмена. Необходимо добавить к раствору гидрофосфата аммония растворимую соль, содержащую хлорид-ионы, катион которой образует нерастворимый осадок с гидрофосфат-ионом. Таким реагентом может быть хлорид бария ($BaCl_2$).

Молекулярное уравнение:

$(NH_4)_2HPO_4 + BaCl_2 \rightarrow 2NH_4Cl + BaHPO_4\downarrow$

Для составления ионных уравнений учтем, что $(NH_4)_2HPO_4$, $BaCl_2$ и $NH_4Cl$ — растворимые соли (сильные электролиты), а $BaHPO_4$ — нерастворимый осадок.

Полное ионное уравнение:

$2NH_4^+ + HPO_4^{2-} + Ba^{2+} + 2Cl^- \rightarrow 2NH_4^+ + 2Cl^- + BaHPO_4\downarrow$

Сократив ионы-наблюдатели ($2NH_4^+$ и $2Cl^-$), получим сокращенное ионное уравнение:

$Ba^{2+} + HPO_4^{2-} \rightarrow BaHPO_4\downarrow$

Ответ: Молекулярное уравнение: $(NH_4)_2HPO_4 + BaCl_2 \rightarrow 2NH_4Cl + BaHPO_4\downarrow$. Сокращенное ионное уравнение: $Ba^{2+} + HPO_4^{2-} \rightarrow BaHPO_4\downarrow$.

4) Для осуществления перехода $NH_4Cl \rightarrow NH_4NO_3$ (получение нитрата аммония) также используется реакция ионного обмена. К раствору хлорида аммония необходимо добавить реагент, который свяжет ионы хлора в осадок. Таким реагентом является нитрат серебра ($AgNO_3$), так как хлорид серебра ($AgCl$) нерастворим.

Молекулярное уравнение:

$NH_4Cl + AgNO_3 \rightarrow NH_4NO_3 + AgCl\downarrow$

Учтем, что $NH_4Cl$, $AgNO_3$ и $NH_4NO_3$ — растворимые соли (сильные электролиты), а $AgCl$ — нерастворимый осадок.

Полное ионное уравнение:

$NH_4^+ + Cl^- + Ag^+ + NO_3^- \rightarrow NH_4^+ + NO_3^- + AgCl\downarrow$

Сократив ионы-наблюдатели ($NH_4^+$ и $NO_3^-$), получим сокращенное ионное уравнение:

$Ag^+ + Cl^- \rightarrow AgCl\downarrow$

Ответ: Молекулярное уравнение: $NH_4Cl + AgNO_3 \rightarrow NH_4NO_3 + AgCl\downarrow$. Сокращенное ионное уравнение: $Ag^+ + Cl^- \rightarrow AgCl\downarrow$.

5. Определите количество вещества, объём (н. у.) и массу аммиака, необходимого для получения 250 кг сульфата аммония, используемого в качестве удобрения.

Дано:

$m((NH_4)_2SO_4) = 250 \text{ кг}$

Справочные данные и перевод в систему СИ:

$M(NH_3) = 17 \text{ г/моль} = 17 \times 10^{-3} \text{ кг/моль}$
$M((NH_4)_2SO_4) = 132 \text{ г/моль} = 132 \times 10^{-3} \text{ кг/моль}$
$V_m = 22.4 \text{ л/моль} = 22.4 \times 10^{-3} \text{ м³/моль}$ (молярный объем газа при нормальных условиях)

Найти:

$n(NH_3) - ?$
$V(NH_3) \text{ (н. у.)} - ?$
$m(NH_3) - ?$

Решение:

Процесс получения сульфата аммония, используемого в качестве удобрения, можно описать следующим уравнением реакции между аммиаком и серной кислотой:

$2NH_3 + H_2SO_4 \rightarrow (NH_4)_2SO_4$

Прежде всего, рассчитаем количество вещества (число молей) для 250 кг сульфата аммония. Используем для этого молярную массу сульфата аммония, которую можно рассчитать по таблице Менделеева (атомные массы округляем до целых: N=14, H=1, S=32, O=16):

$M((NH_4)_2SO_4) = 2 \cdot (14 + 4 \cdot 1) + 32 + 4 \cdot 16 = 2 \cdot 18 + 32 + 64 = 132 \text{ г/моль}$

Теперь найдем количество вещества сульфата аммония:

$n((NH_4)_2SO_4) = \frac{m((NH_4)_2SO_4)}{M((NH_4)_2SO_4)} = \frac{250 \text{ кг}}{132 \times 10^{-3} \text{ кг/моль}} \approx 1893.94 \text{ моль}$

Используя это значение, мы можем найти все требуемые величины для аммиака.

Количество вещества аммиака

Из уравнения реакции следует, что для образования 1 моль сульфата аммония необходимо 2 моль аммиака. Стехиометрическое соотношение $n(NH_3) : n((NH_4)_2SO_4) = 2 : 1$.

$n(NH_3) = 2 \cdot n((NH_4)_2SO_4) = 2 \cdot 1893.94 \text{ моль} \approx 3787.88 \text{ моль}$

Ответ: количество вещества аммиака, необходимое для реакции, составляет примерно $3788 \text{ моль}$.

Объём (н. у.) аммиака

Объем аммиака при нормальных условиях (н. у.) определяется умножением количества вещества на молярный объем газа при н. у., который равен $V_m = 22.4 \text{ л/моль}$ или $22.4 \times 10^{-3} \text{ м³/моль}$.

$V(NH_3) = n(NH_3) \cdot V_m = 3787.88 \text{ моль} \cdot 22.4 \times 10^{-3} \text{ м³/моль} \approx 84.8485 \text{ м³}$

Ответ: объем аммиака при нормальных условиях составляет примерно $84.85 \text{ м³}$.

Масса аммиака

Массу аммиака можно найти, умножив его количество вещества на его молярную массу ($M(NH_3) = 17 \text{ г/моль} = 17 \times 10^{-3} \text{ кг/моль}$).

$m(NH_3) = n(NH_3) \cdot M(NH_3) = 3787.88 \text{ моль} \cdot 17 \times 10^{-3} \text{ кг/моль} \approx 64.394 \text{ кг}$

Ответ: масса необходимого аммиака составляет примерно $64.4 \text{ кг}$.