Страница 32 - гдз по химии 9 класс рабочая тетрадь Габриелян, Сладков

Часть II

1. Запишите уравнения реакций, соответствующих

$Li \to Li_2O \to Li_2SO_4 \to Li_3PO_4$

Для окислительно-восстановительных реакций напишите электронный баланс, а для реакций с участием электролитов — полные и сокращённые ионные уравнения.

1)

2)

3)

4) Нерастворимый гидроксид металла + кислота

5) сокращенное ионное уравнение:

6) полное ионное уравнение:

7) и сокращенное ионное уравнение:

1)

Решение:

Превращение $Li \rightarrow Li_2O$. Реакция взаимодействия металлического лития с кислородом. Это окислительно-восстановительная реакция (ОВР).

Молекулярное уравнение:

$4Li + O_2 \rightarrow 2Li_2O$

Электронный баланс:

$Li^0 - 1e^- \rightarrow Li^{+1}$ | 4 (процесс окисления, Li - восстановитель)

$O_2^0 + 4e^- \rightarrow 2O^{-2}$ | 1 (процесс восстановления, $O_2$ - окислитель)

Ответ: $4Li + O_2 \rightarrow 2Li_2O$. Это ОВР. Электронный баланс: $Li^0 - 1e^- \rightarrow Li^{+1}$ (x4); $O_2^0 + 4e^- \rightarrow 2O^{-2}$ (x1).

2)

Решение:

Превращение $Li_2O \rightarrow Li_2SO_4$. Реакция взаимодействия основного оксида $Li_2O$ с сильной кислотой $H_2SO_4$. Это реакция ионного обмена.

Молекулярное уравнение:

$Li_2O + H_2SO_4 \rightarrow Li_2SO_4 + H_2O$

Полное ионное уравнение (оксид лития - твердое вещество, серная кислота - сильный электролит, сульфат лития - растворимая соль, вода - слабый электролит):

$Li_2O(тв) + 2H^+ + SO_4^{2-} \rightarrow 2Li^+ + SO_4^{2-} + H_2O$

Сокращённое ионное уравнение (исключаем ионы $SO_4^{2-}$, не участвующие в реакции):

$Li_2O(тв) + 2H^+ \rightarrow 2Li^+ + H_2O$

Ответ: Молекулярное уравнение: $Li_2O + H_2SO_4 \rightarrow Li_2SO_4 + H_2O$; полное ионное уравнение: $Li_2O(тв) + 2H^+ + SO_4^{2-} \rightarrow 2Li^+ + SO_4^{2-} + H_2O$; сокращённое ионное уравнение: $Li_2O(тв) + 2H^+ \rightarrow 2Li^+ + H_2O$.

3)

Решение:

Превращение $Li_2SO_4 \rightarrow Li_3PO_4$. Реакция обмена между раствором сульфата лития и раствором растворимого фосфата (например, фосфата натрия $Na_3PO_4$) с образованием нерастворимого фосфата лития $Li_3PO_4$.

Молекулярное уравнение:

$3Li_2SO_4 + 2Na_3PO_4 \rightarrow 2Li_3PO_4\downarrow + 3Na_2SO_4$

Полное ионное уравнение (все соли, кроме фосфата лития, являются сильными электролитами и диссоциируют в растворе):

$6Li^+ + 3SO_4^{2-} + 6Na^+ + 2PO_4^{3-} \rightarrow 2Li_3PO_4\downarrow + 6Na^+ + 3SO_4^{2-}$

Сокращённое ионное уравнение (исключаем ионы-наблюдатели $Na^+$ и $SO_4^{2-}$):

$3Li^+ + PO_4^{3-} \rightarrow Li_3PO_4\downarrow$

Ответ: Молекулярное уравнение: $3Li_2SO_4 + 2Na_3PO_4 \rightarrow 2Li_3PO_4\downarrow + 3Na_2SO_4$; полное ионное уравнение: $6Li^+ + 3SO_4^{2-} + 6Na^+ + 2PO_4^{3-} \rightarrow 2Li_3PO_4\downarrow + 6Na^+ + 3SO_4^{2-}$; сокращённое ионное уравнение: $3Li^+ + PO_4^{3-} \rightarrow Li_3PO_4\downarrow$.

4)

Решение:

Превращение $Li \rightarrow Li_2SO_4$. Реакция замещения между активным металлом литием и разбавленной серной кислотой. Это ОВР.

Молекулярное уравнение:

$2Li + H_2SO_4 (разб.) \rightarrow Li_2SO_4 + H_2\uparrow$

Электронный баланс:

$Li^0 - 1e^- \rightarrow Li^{+1}$ | 2 (процесс окисления, Li - восстановитель)

$2H^{+1} + 2e^- \rightarrow H_2^0$ | 1 (процесс восстановления, $H^+$ - окислитель)

Ответ: $2Li + H_2SO_4 \rightarrow Li_2SO_4 + H_2\uparrow$. Это ОВР. Электронный баланс: $Li^0 - 1e^- \rightarrow Li^{+1}$ (x2); $2H^{+1} + 2e^- \rightarrow H_2^0$ (x1).

5)

Решение:

Превращение $Li_2O \rightarrow Li_3PO_4$. Реакция обмена между основным оксидом $Li_2O$ и ортофосфорной кислотой $H_3PO_4$.

Молекулярное уравнение:

$3Li_2O + 2H_3PO_4 \rightarrow 2Li_3PO_4\downarrow + 3H_2O$

Полное ионное уравнение (оксид лития и фосфат лития - нерастворимы, ортофосфорная кислота - слабый электролит, вода - слабый электролит):

$3Li_2O(тв) + 2H_3PO_4 \rightarrow 2Li_3PO_4\downarrow + 3H_2O$

Сокращённое ионное уравнение в данном случае совпадает с полным ионным и молекулярным, так как все участники являются слабыми электролитами или находятся в твердой фазе.

Ответ: Молекулярное уравнение: $3Li_2O + 2H_3PO_4 \rightarrow 2Li_3PO_4\downarrow + 3H_2O$; полное и сокращённое ионные уравнения совпадают с молекулярным.

6)

Решение:

Превращение $Li_2O \rightarrow Li$ (обратная реакция). Получение металлического лития электролизом расплава его оксида. Это ОВР.

Молекулярное уравнение:

$2Li_2O \xrightarrow{электролиз} 4Li + O_2\uparrow$

Электронный баланс (процессы на электродах):

Катод (-): $Li^{+1} + 1e^- \rightarrow Li^0$ | 4 (процесс восстановления)

Анод (+): $2O^{-2} - 4e^- \rightarrow O_2^0$ | 1 (процесс окисления)

Ответ: $2Li_2O \xrightarrow{электролиз} 4Li + O_2\uparrow$. Это ОВР. Процессы: на катоде $Li^{+1} + 1e^- \rightarrow Li^0$, на аноде $2O^{-2} - 4e^- \rightarrow O_2^0$.

7)

Решение:

Превращение $Li_3PO_4 \rightarrow Li_2SO_4$ (обратная реакция). Реакция обмена между нерастворимым фосфатом лития и сильной серной кислотой.

Молекулярное уравнение:

$2Li_3PO_4 + 3H_2SO_4 \rightarrow 3Li_2SO_4 + 2H_3PO_4$

Полное ионное уравнение ($Li_3PO_4$ - нерастворимая соль, $H_2SO_4$ - сильная кислота, $Li_2SO_4$ - растворимая соль, $H_3PO_4$ - слабая кислота):

$2Li_3PO_4(тв) + 6H^+ + 3SO_4^{2-} \rightarrow 6Li^+ + 3SO_4^{2-} + 2H_3PO_4$

Сокращённое ионное уравнение (исключаем сульфат-ионы):

$2Li_3PO_4(тв) + 6H^+ \rightarrow 6Li^+ + 2H_3PO_4$

После сокращения коэффициентов на 2:

$Li_3PO_4(тв) + 3H^+ \rightarrow 3Li^+ + H_3PO_4$

Ответ: Молекулярное уравнение: $2Li_3PO_4 + 3H_2SO_4 \rightarrow 3Li_2SO_4 + 2H_3PO_4$; полное ионное уравнение: $2Li_3PO_4(тв) + 6H^+ + 3SO_4^{2-} \rightarrow 6Li^+ + 3SO_4^{2-} + 2H_3PO_4$; сокращённое ионное уравнение: $Li_3PO_4(тв) + 3H^+ \rightarrow 3Li^+ + H_3PO_4$.

2. Гидроксид калия взаимодействует со следующими вещества-ми из перечня:

а) оксид углерода(II)

б) оксид меди(II)

в) оксид цинка

г) хлорид цинка

д) хлорид аммония

е) гидроксид железа(II)

Ответ: , ,

Запишите уравнения реакций в молекулярной и ионной форме.

1)

2)

3)

Гидроксид калия ($KOH$) — это сильное основание (щелочь). Он вступает в реакции со следующими классами веществ:

1. С кислотными и амфотерными оксидами.
2. С кислотами и амфотерными гидроксидами.
3. С солями, если в результате реакции обмена образуется осадок, газ или слабый электролит (например, вода).

Проанализируем вещества из перечня:

а) Оксид углерода(II) ($CO$) — несолеобразующий оксид, не реагирует с щелочами в обычных условиях.
б) Оксид меди(II) ($CuO$) — основный оксид, не реагирует с основаниями.
в) Оксид цинка ($ZnO$) — амфотерный оксид, поэтому он реагирует с гидроксидом калия.
г) Хлорид цинка ($ZnCl_2$) — соль, которая при реакции с гидроксидом калия образует нерастворимый гидроксид цинка ($Zn(OH)_2\downarrow$). Следовательно, реакция происходит.
д) Хлорид аммония ($NH_4Cl$) — соль, которая при реакции с щелочью образует газообразный аммиак ($NH_3\uparrow$) и воду. Реакция происходит.
е) Гидроксид железа(II) ($Fe(OH)_2$) — нерастворимое основание, не проявляющее амфотерных свойств, поэтому не реагирует с щелочью.

Таким образом, гидроксид калия взаимодействует с оксидом цинка, хлоридом цинка и хлоридом аммония.

Ответ: в, г, д

Ниже приведены уравнения реакций в молекулярной и ионной формах.

1) Реакция с оксидом цинка (в)

При взаимодействии амфотерного оксида цинка с водным раствором щелочи образуется комплексная соль — тетрагидроксоцинкат калия.

Молекулярное уравнение:
$ZnO + 2KOH + H_2O \rightarrow K_2[Zn(OH)_4]$

Полное ионное уравнение (оксид цинка — твердое вещество, не диссоциирует):
$ZnO + 2K^+ + 2OH^- + H_2O \rightarrow 2K^+ + [Zn(OH)_4]^{2-}$

Сокращенное ионное уравнение:
$ZnO + 2OH^- + H_2O \rightarrow [Zn(OH)_4]^{2-}$

Ответ: Сокращенное ионное уравнение: $ZnO + 2OH^- + H_2O \rightarrow [Zn(OH)_4]^{2-}$

2) Реакция с хлоридом цинка (г)

Это реакция ионного обмена между солью и щелочью, в результате которой выпадает осадок гидроксида цинка(II).

Молекулярное уравнение:
$ZnCl_2 + 2KOH \rightarrow Zn(OH)_2\downarrow + 2KCl$

Полное ионное уравнение:
$Zn^{2+} + 2Cl^- + 2K^+ + 2OH^- \rightarrow Zn(OH)_2\downarrow + 2K^+ + 2Cl^-$

Сокращенное ионное уравнение:
$Zn^{2+} + 2OH^- \rightarrow Zn(OH)_2\downarrow$

Ответ: Сокращенное ионное уравнение: $Zn^{2+} + 2OH^- \rightarrow Zn(OH)_2\downarrow$

3) Реакция с хлоридом аммония (д)

Это реакция ионного обмена между солью аммония и щелочью, в результате которой выделяется газ (аммиак) и образуется вода.

Молекулярное уравнение:
$NH_4Cl + KOH \rightarrow KCl + NH_3\uparrow + H_2O$

Полное ионное уравнение:
$NH_4^+ + Cl^- + K^+ + OH^- \rightarrow K^+ + Cl^- + NH_3\uparrow + H_2O$

Сокращенное ионное уравнение:
$NH_4^+ + OH^- \rightarrow NH_3\uparrow + H_2O$

Ответ: Сокращенное ионное уравнение: $NH_4^+ + OH^- \rightarrow NH_3\uparrow + H_2O$