Решение задачи: Классификация веществ (основания, соли, оксиды)

Вариант 2

1. Из указанных формул веществ (CuO, HNO₃, Ca(OH)₂, NaCl, BaO, HBr, NaOH, Al(NO₃)₃) выпишите формулы:

а) оснований;

б) солей.

Решение:

а) Основания:

Основания – это сложные вещества, состоящие из атомов металла и одной или нескольких гидроксильных групп (OH).

Из предложенного списка основаниями являются:

Ca(OH)₂ (гидроксид кальция)

NaOH (гидроксид натрия)

б) Соли:

Соли – это сложные вещества, состоящие из атомов металла и кислотного остатка.

Из предложенного списка солями являются:

NaCl (хлорид натрия)

Al(NO₃)₃ (нитрат алюминия)

2. Назовите вещества: K₂SO₄, SiO₂, H₂CO₃, Ca(OH)₂. Укажите, к какому классу соединений относится каждое из них.

Решение:

K₂SO₄ – сульфат калия. Класс: соль.

SiO₂ – оксид кремния (IV) или диоксид кремния. Класс: оксид (кислотный).

H₂CO₃ – угольная кислота. Класс: кислота.

Ca(OH)₂ – гидроксид кальция. Класс: основание.

3. Составьте уравнения химических реакций, укажите их тип.

а) Cu(OH)₂ + HNO₃ →

б) Na₂O + H₂O →

в) Zn + HCl →

Решение:

а) Cu(OH)₂ + 2HNO₃ → Cu(NO₃)₂ + 2H₂O

Тип реакции: реакция обмена (нейтрализации, так как реагируют основание и кислота).

б) Na₂O + H₂O → 2NaOH

Тип реакции: реакция соединения (оксид щелочного металла реагирует с водой, образуя щелочь).

в) Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂↑

Тип реакции: реакция замещения (металл, стоящий в ряду активности до водорода, вытесняет водород из кислоты).

4. Запишите уравнение реакции нейтрализации, в результате которой образуется хлорид калия. Рассчитайте массу (г) соли, если известно, что в реакцию вступает основание массой 11,2 г.

Решение:

Реакция нейтрализации, в результате которой образуется хлорид калия (KCl), происходит между гидроксидом калия (KOH) и соляной кислотой (HCl).

Уравнение реакции:

KOH + HCl → KCl + H₂O

Дано:

Масса основания (KOH) = 11,2 г

Найти: массу соли (KCl).

1. Вычислим молярную массу KOH:

\(M(\text{KOH}) = A_r(\text{K}) + A_r(\text{O}) + A_r(\text{H})\)

\(M(\text{KOH}) = 39 + 16 + 1 = 56 \text{ г/моль}\)

2. Вычислим количество вещества KOH:

\(n(\text{KOH}) = \frac{m(\text{KOH})}{M(\text{KOH})}\)

\(n(\text{KOH}) = \frac{11,2 \text{ г}}{56 \text{ г/моль}} = 0,2 \text{ моль}\)

3. По уравнению реакции видно, что 1 моль KOH образует 1 моль KCl. Значит, количество вещества KCl равно количеству вещества KOH:

\(n(\text{KCl}) = n(\text{KOH}) = 0,2 \text{ моль}\)

4. Вычислим молярную массу KCl:

\(M(\text{KCl}) = A_r(\text{K}) + A_r(\text{Cl})\)

\(M(\text{KCl}) = 39 + 35,5 = 74,5 \text{ г/моль}\)

5. Вычислим массу KCl:

\(m(\text{KCl}) = n(\text{KCl}) \cdot M(\text{KCl})\)

\(m(\text{KCl}) = 0,2 \text{ моль} \cdot 74,5 \text{ г/моль} = 14,9 \text{ г}\)

Ответ: Масса образовавшейся соли (хлорида калия) составляет 14,9 г.

5. Укажите, с какими из перечисленных веществ (CuO, H₂SO₄, CO₂, Mg(OH)₂, Au, P₂O₅, NaNO₃, FeCl₃) реагирует гидроксид натрия.

Составьте уравнения возможных реакций.

Решение:

Гидроксид натрия (NaOH) – это сильное основание (щелочь). Оно реагирует с:

• Кислотными оксидами
• Кислотами
• Амфотерными оксидами и гидроксидами (в данном списке нет)
• Солями, если образуется осадок или газ (или слабый электролит, но в школьном курсе чаще рассматривают осадок/газ)

Рассмотрим каждое вещество из списка:

1. CuO (оксид меди(II)) – это основной оксид. Основные оксиды не реагируют со щелочами. Реакции нет.

2. H₂SO₄ (серная кислота) – кислота. Щелочь реагирует с кислотой (реакция нейтрализации).

Уравнение реакции:

2NaOH + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + 2H₂O

3. CO₂ (оксид углерода(IV)) – кислотный оксид. Щелочь реагирует с кислотным оксидом.

Уравнение реакции:

2NaOH + CO₂ → Na₂CO₃ + H₂O

4. Mg(OH)₂ (гидроксид магния) – нерастворимое основание. Основания не реагируют друг с другом. Реакции нет.

5. Au (золото) – инертный металл. Щелочи не реагируют с золотом. Реакции нет.

6. P₂O₅ (оксид фосфора(V)) – кислотный оксид. Щелочь реагирует с кислотным оксидом.

Уравнение реакции:

6NaOH + P₂O₅ → 2Na₃PO₄ + 3H₂O

7. NaNO₃ (нитрат натрия) – соль. Для реакции между щелочью и солью необходимо, чтобы образовался осадок или газ. Нитрат натрия – соль щелочного металла, все нитраты растворимы. При реакции с NaOH не образуется ни осадка, ни газа. Реакции нет.

8. FeCl₃ (хлорид железа(III)) – соль. При реакции с NaOH образуется нерастворимый гидроксид железа(III) (Fe(OH)₃) и растворимая соль NaCl.

Уравнение реакции:

FeCl₃ + 3NaOH → Fe(OH)₃↓ + 3NaCl

Итак, гидроксид натрия реагирует со следующими веществами:

• H₂SO₄
• CO₂
• P₂O₅
• FeCl₃