Страница 79 - гдз по химии 9 класс рабочая тетрадь Габриелян, Сладков

Часть I

1. Соли азотной кислоты — .

1.

Решение:

Азотная кислота имеет химическую формулу $HNO_3$. Соли, образованные этой кислотой, состоят из катиона (например, иона металла или иона аммония $NH_4^+$) и аниона кислотного остатка — нитрат-иона ($NO_3^-$). Общее название для солей азотной кислоты — нитраты. Примерами таких солей являются нитрат калия ($KNO_3$), нитрат натрия ($NaNO_3$) и нитрат серебра ($AgNO_3$). Слово "нитраты" состоит из 7 букв, что соответствует количеству пустых клеток в задании.

Ответ: нитраты.

2. Соли $NH_4^+$, $K^+$, $Na^+$ и $Ca^{2+}$ — □□□□□□.

В данном задании необходимо вставить пропущенное слово из восьми букв, которое описывает общую характеристику солей катионов аммония ($NH_4^+$), калия ($K^+$), натрия ($Na^+$) и кальция ($Ca^{2+}$).

Для нахождения правильного ответа проанализируем общие свойства солей, образованных этими катионами. Одним из наиболее универсальных свойств, объединяющих все перечисленные соли, является их широкое использование в качестве химических реактивов. Соли натрия, калия, кальция и аммония являются одними из самых фундаментальных и часто используемых веществ в любой химической лаборатории, а также в промышленности. Слово «реактивы» как раз состоит из восьми букв (р-е-а-к-т-и-в-ы) и логически завершает фразу.

Другие возможные варианты, такие как «растворимы», не подходят, поскольку не все соли кальция растворимы (например, карбонат кальция $CaCO_3$), а само слово не соответствует требуемому количеству букв (в слове «растворимы» 10 букв). Вариант «минералы» (8 букв) также возможен, так как многие из этих солей существуют в природе в виде минералов, но это свойство не так универсально, как их применение в качестве реактивов, поскольку многие соли получают синтетическим путем.

Таким образом, наиболее точным и подходящим по всем параметрам является слово «реактивы».

Ответ: реактивы.

3. Физические свойства нитратов:

Нитраты, или соли азотной кислоты ($HNO_3$), обладают рядом характерных физических свойств:

Агрегатное состояние и структура

При стандартных условиях все нитраты являются твёрдыми веществами. Они имеют ионную кристаллическую решётку, состоящую из катионов металла (или иона аммония $NH_4^+$) и нитрат-анионов ($NO_3^−$).

Растворимость в воде

Одно из самых узнаваемых свойств нитратов — их практически полная растворимость в воде. Согласно таблице растворимости, все нитраты считаются растворимыми соединениями. Это свойство широко применяется в химии, например, в качественном анализе.

Цвет

Большинство нитратов — это бесцветные (в измельчённом виде — белые) кристаллы. Однако если в состав соли входит катион переходного металла, который сам по себе окрашен, то и нитрат будет иметь цвет. Например:
- нитрат меди(II) ($Cu(NO_3)_2$) — голубой;
- нитрат никеля(II) ($Ni(NO_3)_2$) — зелёный;
- нитрат кобальта(II) ($Co(NO_3)_2$) — розово-красный.
Нитраты щелочных, щелочноземельных металлов и аммония бесцветны.

Термические свойства

Как ионные соединения, нитраты имеют высокие температуры плавления. Однако они термически неустойчивы и при сильном нагревании разлагаются до достижения температуры кипения. Продукты разложения зависят от химической активности металла, входящего в состав соли.

Гигроскопичность

Многие нитраты гигроскопичны, то есть они способны поглощать водяные пары из воздуха. Например, нитраты натрия ($NaNO_3$), кальция ($Ca(NO_3)_2$) и аммония ($NH_4NO_3$) сильно гигроскопичны и на воздухе могут отсыревать («расплываться»). В то же время нитрат калия ($KNO_3$) этим свойством практически не обладает.

Ответ: Нитраты — твёрдые кристаллические вещества, почти все растворимы в воде. В основном бесцветны, но бывают окрашены, если содержат катион переходного металла (например, $Cu^{2+}$, $Ni^{2+}$). Имеют высокие температуры плавления, но при нагревании разлагаются. Многие из них гигроскопичны (поглощают влагу из воздуха).

4. При нагревании нитраты разлагаются.

а) Нитраты металлов, расположенных в ряду напряжений до магния (кроме нитрата лития), разлагаются на _______ и $O_2$.

Пример:

б) Нитраты металлов, расположенных в ряду напряжений от магния до меди включительно, разлагаются на _______, _______ и $O_2$.

Пример:

в) Нитраты металлов, расположенных в ряду напряжений после меди, разлагаются на _______ .

Пример:

а) Нитраты активных металлов, расположенных в электрохимическом ряду напряжений до магния (за исключением нитрата лития), при термическом разложении образуют нитрит металла и кислород. Таким образом, пропущенное слово — «нитрит металла».

Пример: Разложение нитрата калия:

$2KNO_3 \xrightarrow{t} 2KNO_2 + O_2 \uparrow$

Ответ: нитрит металла. Пример: $2KNO_3 \xrightarrow{t} 2KNO_2 + O_2 \uparrow$.

б) Нитраты металлов, которые находятся в ряду напряжений от магния до меди включительно, а также нитрат лития, разлагаются при нагревании с образованием оксида металла, оксида азота(IV) (диоксида азота) и кислорода. В пропуске необходимо указать «оксид металла, оксид азота(IV)».

Пример: Разложение нитрата меди(II):

$2Cu(NO_3)_2 \xrightarrow{t} 2CuO + 4NO_2 \uparrow + O_2 \uparrow$

Ответ: оксид металла, оксид азота(IV). Пример: $2Cu(NO_3)_2 \xrightarrow{t} 2CuO + 4NO_2 \uparrow + O_2 \uparrow$.

в) Нитраты малоактивных металлов, которые в ряду напряжений расположены после меди (например, серебро, ртуть), при нагревании разлагаются до свободного металла, оксида азота(IV) и кислорода. В пропуске нужно перечислить все эти продукты.

Пример: Разложение нитрата серебра:

$2AgNO_3 \xrightarrow{t} 2Ag \downarrow + 2NO_2 \uparrow + O_2 \uparrow$

Ответ: металл, оксид азота(IV) и кислород. Пример: $2AgNO_3 \xrightarrow{t} 2Ag \downarrow + 2NO_2 \uparrow + O_2 \uparrow$.

5. Заполните таблицу.

Применение некоторых нитратов

Формула Синоним названия Применение

1) $NaNO_3$

2) $KNO_3$

3) $NH_4NO_3$

4) $Ca(NO_3)_2$

5) $AgNO_3$

1) $NaNO_3$

Синонимом названия нитрата натрия является натриевая селитра. Также его исторически называют чилийской селитрой, так как в Чили находятся его крупнейшие природные месторождения.

Основное применение натриевой селитры — в качестве азотного удобрения в сельском хозяйстве. Также нитрат натрия используется в пищевой промышленности как консервант и фиксатор цвета (пищевая добавка E251), в производстве стекла, эмалей, в металлургии, а также как окислитель в пиротехнических составах и ракетном топливе.

Ответ: Синоним названия: натриевая селитра. Применение: азотное удобрение, пищевой консервант, компонент для производства стекла.

2) $KNO_3$

Синоним названия нитрата калия — калиевая селитра или индийская селитра.

Нитрат калия является ценным калийно-азотным удобрением, снабжающим растения сразу двумя важными элементами. Исторически и по сей день одно из главных его применений — это основной компонент (окислитель) дымного (черного) пороха. В пищевой промышленности используется как консервант (E252). Также его применяют при производстве специальных сортов стекла, например, хрусталя и оптического стекла.

Ответ: Синоним названия: калиевая селитра. Применение: компонент черного пороха, калийно-азотное удобрение.

3) $NH_4NO_3$

Синоним для нитрата аммония — аммиачная селитра.

Аммиачная селитра — одно из самых распространенных и эффективных азотных удобрений, содержащее азот в двух формах (аммонийной и нитратной). Другое важнейшее применение — использование в качестве мощного и недорогого промышленного взрывчатого вещества (часто в смеси с дизельным топливом — АСДТ). Также свойство растворяться в воде с сильным поглощением тепла используется в охлаждающих пакетах мгновенного действия.

Ответ: Синоним названия: аммиачная селитра. Применение: азотное удобрение, компонент промышленных взрывчатых веществ.

4) $Ca(NO_3)_2$

Синонимом для нитрата кальция является кальциевая селитра или норвежская селитра (так как технология его производства была разработана в Норвегии).

Применяется как азотно-кальциевое удобрение, которое не подкисляет почву. В строительстве нитрат кальция используют в качестве добавки к бетону для ускорения его твердения и увеличения прочности, особенно при работах в условиях низких температур. Также используется в холодильной технике и для очистки сточных вод.

Ответ: Синоним названия: кальциевая селитра. Применение: азотно-кальциевое удобрение, добавка в бетон.

5) $AgNO_3$

Распространенный синоним нитрата серебра — ляпис (от латинского lapis — камень), а также историческое название "адский камень" из-за его сильных прижигающих свойств.

В медицине ляпис применяется как антисептическое и прижигающее средство, в частности, в виде ляписного карандаша для удаления бородавок. В аналитической химии раствор нитрата серебра является важнейшим реактивом для качественного определения галогенид-ионов ($Cl^-$, $Br^-$, $I^-$). Также он используется в процессах серебрения, например, при производстве зеркал (реакция "серебряного зеркала") и в гальванике.

Ответ: Синоним названия: ляпис. Применение: антисептическое средство в медицине, реактив в аналитической химии.

6. Селитры —

6. Селитры — это тривиальное (исторически сложившееся) название для нитратов щелочных металлов, щелочноземельных металлов, а также аммония. С химической точки зрения, селитры являются солями азотной кислоты ($HNO_3$). Как правило, это кристаллические вещества, которые хорошо растворяются в воде.

Наиболее известны и широко применяются следующие виды селитр:
– Калийная селитра (индийская селитра) — нитрат калия, химическая формула $KNO_3$.
– Натриевая селитра (чилийская селитра) — нитрат натрия, химическая формула $NaNO_3$.
– Аммиачная селитра — нитрат аммония, химическая формула $NH_4NO_3$.
– Кальциевая селитра (норвежская селитра) — нитрат кальция, химическая формула $Ca(NO_3)_2$.
– Магниевая селитра — нитрат магния, химическая формула $Mg(NO_3)_2$.
– Бариевая селитра — нитрат бария, химическая формула $Ba(NO_3)_2$.

Основное применение селитр связано с высоким содержанием азота в нитрат-ионе ($NO_3^−$), который необходим для роста и развития растений. Поэтому они широко используются в сельском хозяйстве в качестве азотных удобрений. Также селитры применяются в промышленности для:
– производства взрывчатых веществ (например, калийная селитра — ключевой компонент чёрного пороха);
– изготовления пиротехнических составов (нитраты придают пламени определённый цвет);
– производства стекла, эмалей;
– консервации пищевых продуктов (в качестве пищевых добавок).

Ответ: Селитры — это общее техническое название нитратов (солей азотной кислоты) щелочных, щелочноземельных металлов и аммония, которые в основном используются как азотные удобрения, а также в различных отраслях промышленности.