Страница 39 - гдз по химии 9 класс рабочая тетрадь Габриелян, Сладков

6. С какими веществами из перечисленных будет взаимодействовать раствор хлорида бария?

а) сульфат меди(II)

б) оксид меди(II)

в) гидроксид меди(II)

г) медь

д) цинк

е) гидроксид цинка

ж) карбонат натрия

з) нитрат натрия

Ответ: [ ], [ ]

Запишите уравнения реакций в молекулярной и ионной форме.

Раствор хлорида бария ($BaCl_2$) будет вступать в реакцию ионного обмена с теми веществами из списка, которые при взаимодействии с ним образуют нерастворимое соединение (осадок). Проанализировав список, можно заключить, что такими веществами являются сульфат меди(II) (а) и карбонат натрия (ж).

Ответ: а, ж

Ниже представлены уравнения реакций для указанных веществ в молекулярной и ионной формах.

а) сульфат меди(II)

Реакция с сульфатом меди(II) ($CuSO_4$) протекает с образованием белого осадка сульфата бария ($BaSO_4$).

Молекулярное уравнение:

$BaCl_2 + CuSO_4 \rightarrow BaSO_4\downarrow + CuCl_2$

Полное ионное уравнение:

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

Сокращенное ионное уравнение:

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

ж) карбонат натрия

Реакция с карбонатом натрия ($Na_2CO_3$) протекает с образованием белого осадка карбоната бария ($BaCO_3$).

Молекулярное уравнение:

$BaCl_2 + Na_2CO_3 \rightarrow BaCO_3\downarrow + 2NaCl$

Полное ионное уравнение:

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

Сокращенное ионное уравнение:

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

Остальные вещества не взаимодействуют с раствором хлорида бария по следующим причинам:
- б) оксид меди(II), в) гидроксид меди(II), е) гидроксид цинка — являются нерастворимыми в воде веществами и не вступают в реакцию ионного обмена с раствором соли.
- г) медь и д) цинк — металлы, которые в ряду активности стоят правее бария, поэтому не могут вытеснить его из раствора соли.
- з) нитрат натрия — реакция обмена не идет, так как все возможные продукты ($Ba(NO_3)_2$ и $NaCl$) хорошо растворимы в воде.

7. Цинковую пластинку опустили в 300 г раствора нитрата меди(II), в результате чего её масса увеличилась на 1,11 г, а раствор обесцветился. Рассчитайте массовую долю соли в исходном растворе.

Дано: Решение:

Дано:

$m_{раствора}(Cu(NO_3)_2) = 300$ г

$\Delta m_{пластинки} = +1,11$ г

Раствор обесцветился.

Найти:

$\omega(Cu(NO_3)_2)_{исх} - ?$

Решение:

При погружении цинковой пластинки в раствор нитрата меди(II) происходит реакция замещения, так как цинк является более активным металлом, чем медь. Уравнение реакции:

$Zn + Cu(NO_3)_2 \rightarrow Zn(NO_3)_2 + Cu \downarrow$

Изменение массы пластинки происходит за счёт того, что с неё уходит в раствор цинк и на неё осаждается медь.

Рассчитаем молярные массы металлов:

$M(Zn) \approx 65,38$ г/моль

$M(Cu) \approx 63,55$ г/моль

Из уравнения реакции следует, что на каждый 1 моль растворившегося цинка (уменьшение массы на 65,38 г) на пластинке осаждается 1 моль меди (увеличение массы на 63,55 г).

Следовательно, при протекании реакции масса пластинки должна уменьшаться, так как $M(Zn) > M(Cu)$. В условии задачи указано, что масса пластинки увеличилась, что является физически невозможным для данной реакции. Вероятнее всего, в условии допущена опечатка, и масса пластинки должна была уменьшиться на 1,11 г. Будем решать задачу исходя из этого предположения: $\Delta m_{пластинки} = -1,11$ г.

Пусть в реакцию вступило $x$ моль $Cu(NO_3)_2$. Тогда, согласно уравнению реакции, растворилось $x$ моль цинка и выделилось $x$ моль меди.

Изменение массы пластинки можно выразить формулой:

$\Delta m_{пластинки} = m(Cu) - m(Zn) = x \cdot M(Cu) - x \cdot M(Zn) = x \cdot (M(Cu) - M(Zn))$

Подставим значения:

$-1,11 \text{ г} = x \cdot (63,55 \text{ г/моль} - 65,38 \text{ г/моль})$

$-1,11 \text{ г} = x \cdot (-1,83 \text{ г/моль})$

$x = \frac{-1,11}{-1,83} \approx 0,6066$ моль

По условию, раствор обесцветился. Это означает, что весь нитрат меди(II) прореагировал. Следовательно, количество вещества $Cu(NO_3)_2$ в исходном растворе составляло 0,6066 моль.

Найдем массу $Cu(NO_3)_2$ в исходном растворе. Сначала рассчитаем молярную массу соли:

$M(Cu(NO_3)_2) = M(Cu) + 2 \cdot (M(N) + 3 \cdot M(O)) = 63,55 + 2 \cdot (14,01 + 3 \cdot 16,00) = 187,57$ г/моль

Теперь найдем массу соли:

$m(Cu(NO_3)_2) = n \cdot M = 0,6066 \text{ моль} \cdot 187,57 \text{ г/моль} \approx 113,78$ г

Наконец, рассчитаем массовую долю соли в исходном растворе:

$\omega(Cu(NO_3)_2) = \frac{m(Cu(NO_3)_2)}{m_{раствора}} \cdot 100\%$

$\omega(Cu(NO_3)_2) = \frac{113,78 \text{ г}}{300 \text{ г}} \cdot 100\% \approx 37,93\%$

Ответ: массовая доля нитрата меди(II) в исходном растворе составляет 37,93%.