Номер 16, страница 24 - гдз по химии 9 класс сборник задач и упражнений Габриелян, Тригубчак

Упражнения и задачи для самостоятельного решения. 3. Повторение и обобщение материала, изученного в 8 классе - номер 16, страница 24.

Условие.

16. Расставьте коэффициенты в схемах реакций и определите, к какому типу относят каждую реакцию по составу реагентов и продуктов. Составьте описание химического эксперимента по предложенным уравнениям реакций.

a) $CuS + O_2 \rightarrow CuO + SO_2$

б) $CuO + C \rightarrow Cu + CO_2$

в) $CO_2 + CaO \rightarrow CaCO_3$

Решение.

Решение 2.

а) Для того чтобы расставить коэффициенты в уравнении реакции, необходимо уравнять число атомов каждого элемента в левой и правой частях.
Исходная схема: $CuS + O_2 \rightarrow CuO + SO_2$
Слева: 1 атом Cu, 1 атом S, 2 атома O.
Справа: 1 атом Cu, 1 атом S, 1 + 2 = 3 атома O.
Число атомов кислорода не сбалансировано. Чтобы уравнять количество атомов кислорода, можно использовать метод подбора. Удвоим количество меди и серы, поставив коэффициент 2 перед $CuS$:
$2CuS + O_2 \rightarrow CuO + SO_2$
Теперь слева 2 атома меди и 2 атома серы. Уравняем их в правой части:
$2CuS + O_2 \rightarrow 2CuO + 2SO_2$
Теперь посчитаем атомы кислорода справа: 2 в $2CuO$ и 4 в $2SO_2$, итого 6 атомов. Чтобы получить 6 атомов кислорода слева, ставим коэффициент 3 перед $O_2$.
Итоговое уравнение: $2CuS + 3O_2 \rightarrow 2CuO + 2SO_2$.
Проверка:
Слева: Cu = 2, S = 2, O = 3 * 2 = 6.
Справа: Cu = 2, O = 2, S = 2, O = 2 * 2 = 4. Итого: Cu = 2, S = 2, O = 2 + 4 = 6.
Количества атомов равны. Коэффициенты расставлены верно.

Тип реакции: В реакцию вступают сложное вещество (сульфид меди(II)) и простое вещество (кислород). В результате образуются два новых сложных вещества (оксид меди(II) и оксид серы(IV)). Реакция, в ходе которой атомы простого вещества замещают атомы одного из элементов в сложном веществе, называется реакцией замещения.

Описание эксперимента (обжиг сульфида меди): Порошок сульфида меди(II) ($CuS$) черного цвета помещают в жаропрочную посуду (например, в фарфоровую лодочку) и сильно нагревают в токе кислорода или на воздухе. В ходе реакции происходит превращение черного порошка в другое вещество, также черного цвета — оксид меди(II) ($CuO$), и выделяется газ с резким, удушливым запахом — диоксид серы ($SO_2$).

Ответ: $2CuS + 3O_2 \rightarrow 2CuO + 2SO_2$, реакция замещения.

б) Расставим коэффициенты в уравнении: $CuO + C \rightarrow Cu + CO_2$.
Слева: 1 атом Cu, 1 атом O, 1 атом C.
Справа: 1 атом Cu, 2 атома O, 1 атом C.
Число атомов кислорода не сбалансировано. Поставим коэффициент 2 перед оксидом меди ($CuO$) слева, чтобы уравнять кислород:
$2CuO + C \rightarrow Cu + CO_2$
Теперь слева 2 атома меди. Поставим коэффициент 2 перед медью ($Cu$) справа:
$2CuO + C \rightarrow 2Cu + CO_2$
Проверка:
Слева: Cu = 2, O = 2, C = 1.
Справа: Cu = 2, C = 1, O = 2.
Количества атомов равны.

Тип реакции: В реакцию вступают сложное вещество (оксид меди(II)) и простое вещество (углерод). В результате образуются новое простое вещество (медь) и новое сложное вещество (диоксид углерода). Это реакция замещения.

Описание эксперимента (восстановление меди из оксида): Смесь черного порошка оксида меди(II) ($CuO$) и черного порошка угля ($C$) помещают в пробирку. Пробирку закрепляют в штативе и сильно нагревают в пламени горелки. В процессе нагревания черная смесь приобретает характерный красно-розовый цвет, что указывает на образование металлической меди ($Cu$). При этом выделяется бесцветный газ без запаха — диоксид углерода ($CO_2$). Для его обнаружения отводную трубку из пробирки опускают в стакан с известковой водой ($Ca(OH)_2$). Помутнение известковой воды подтверждает наличие углекислого газа.

Ответ: $2CuO + C \rightarrow 2Cu + CO_2$, реакция замещения.

в) Проверим необходимость расстановки коэффициентов в схеме: $CO_2 + CaO \rightarrow CaCO_3$.
Слева: 1 атом C, 2 + 1 = 3 атома O, 1 атом Ca.
Справа: 1 атом Ca, 1 атом C, 3 атома O.
Число атомов каждого элемента в левой и правой частях уравнения одинаково. Коэффициенты не требуются (все равны 1).

Тип реакции: Из двух сложных веществ (оксида углерода(IV) — кислотного оксида, и оксида кальция — основного оксида) образуется одно новое, более сложное вещество (карбонат кальция — соль). Реакции, в которых из двух или нескольких веществ образуется одно новое, называются реакциями соединения.

Описание эксперимента: В колбу или пробирку помещают белый порошок оксида кальция ($CaO$, негашеная известь). Через порошок пропускают углекислый газ ($CO_2$). Реакция идет с небольшим выделением тепла, в результате чего образуется карбонат кальция ($CaCO_3$) — также белый порошок, основной компонент мела и известняка. Поскольку реагент и продукт имеют одинаковый цвет, визуально за ходом реакции следить трудно. Данная реакция является химической основой процесса твердения известкового раствора на воздухе.

Ответ: $CO_2 + CaO \rightarrow CaCO_3$, реакция соединения.