ГДЗ Химия 8 класc Габриелян О.С. , Остроумов И.Г., Сладков С.А., 2018, §30 ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КИСЛОТ В СВЕТЕ ТЕОРИИ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОЙ ДИССОЦИАЦИИ
Красным цветом даются ответыа фиолетовым ― объяснения.
ПРОВЕРЬТЕ СВОИ ЗНАНИЯ
Упражнение 1. Какие электролиты называют кислотами?
Электролиты, которые диссоциируют в воде на катионы водорода и анионы кислотного остатка, называются кислотами.
Какие признаки лежат в основе их классификации?
1. Число атомов водорода, способных замещаться на металл.
2. Наличие кислорода.
3. Растворимость в воде.

4. Устойчивость.
5. Способность к электролитической диссоциации.

Приведите примеры кислот каждого типа.
1. По числу атомов водорода, способных замещаться на металл:
• HCl, HF, HI, HBr, HNO3, HNO2, HClO4 ― одноосновные;
• H2SO4, H2SO3, Н2СO3, H2S, H2SiO3 ― двухосновные;
• Н3РO4 ― трёхосновные.

2. По наличию кислорода в кислотном остатке:
• H2SO4, H2SO3, HNO3, H2SiO3, HNO2, H2CO3, Н3РO4 ― кислородсодержащие;
• HCl, H2S, HBr, HI, HF ― бескислородные.

3. По растворимости в воде:
• HCl, H24, HNO3 ― растворимые;
• H2SiО3 ― нерастворимая.

4. По устойчивости:
• H2SO4, HNO3― устойчивые;
• H2CO3, H2SO3 ― неустойчивые;

5. По способности к электролитической диссоциации:
• HNO3, HI, HBr, HCl, H2SO4 ― сильные;
• H2SO3, H3PO4, HF, HNO2 ― средней силы;
• H2S, H2CO3, H2SiO3 ― слабые;

Охарактеризуйте серную и фосфорную кислоты по всем указанным вами признакам.
Серная кислота H24 ― двухосновная, кислородсодержащая, растворимая, устойчивая, сильная кислота.
Фосфорная кислота Н3РO4 ― трёхосновная, кислородсодержащая, растворимая, устойчивая, кислота средней силы.


Упражнение 2. Назовите общие химические свойства кислот.
1. Все кислоты обладают кислым вкусом.
2. Растворимые в воде кислоты изменяют окраску индикаторов (кроме фенолфталеина).
Напомним, что лакмус, метиловый оранжевый и универсальный индикаторы в кислой среде окрашиваются в красный цвет.
3. Кислоты реагируют с основаниями с образованием соли и воды.

4. Кислоты реагируют с основными оксидами с образованием соли и воды.
Перечислите условия протекания реакций между растворами кислот и металлами.
1. Металлы, стоящие в ряду активности металлов до водорода, способны вытеснять его из растворов сильных кислот (кроме азотной кислоты HNOи концентрированной серной H2SO4).
2. В результате этой реакции должна образоваться растворимая соль.


Упражнение 3. Сформулируйте правило Бертолле, т. е. перечислите условия протекания реакций между растворами кислот и солей. Реакция между растворами электролитов возможна только в том случае, если в результате реакции образуется газ, осадок или слабый электролит (например, вода).

ПРИМЕНИТЕ СВОИ ЗНАНИЯ
Упражнение 1. Запишите уравнения реакций (в молекулярной и ионной формах), характеризующих свойства:
а) серной кислоты;
Взаимодействует с металлами.
H2SO4 + Zn = ZnSO4 + H2
2H+ + SO42- + Zn = Zn2+ + SO42- + H2
2H+ + Zn = Zn2+ + H2

Взаимодействует с основаниями (растворимыми и нерастворимыми).
H2SO4 + 2NaOH = Na2SO4 + 2H2O
2H+ + SO42- + 2Na+ + 2OH- = 2Na+ + SO42- + 2H2O
2H+ + 2OH- = 2H2O               :2
H+ + OH- = H2O

H2SO4 + Cu(OH)2↓ = CuSO4 + 2H2O
2H+ + SO42- + Cu(OH)2↓ = Cu2+ + SO42- + 2H2O
2H+ Cu(OH)2 = Cu2+ + 2H2O         
Взаимодействует с основными и амфотерными оксидами.
H2SO4 + Na2O = N2SO4 + H2O
H2SO4 + ZnO = ZnSO4 + H2O
Взаимодействует с солями.
H2SO4 + BaCl2 = 2HCl + BaSO4
2H+ + SO42- + Ba2+ + 2Cl- = 2H+ + 2Cl- + BaSO4
Ba2+ + SO42- = BaSO4


б) соляной кислоты.
Взаимодействует с металлами.
2HCl + Zn = ZnCl2 + H2
2H+ + 2Cl- + Zn = Zn2+ + 2Cl- + H2
2H+ + Zn = Zn2+ + H2

Взаимодействует с основаниями (растворимыми и нерастворимыми).
HCl + NaOH = NaCl + H2O
H+ + Cl- + Na+ + OH- = Na+ + Cl- + H2O
H+ + OH- = H2O
2HCl + Cu(OH)2 = CuCl2 + 2H2O
2H+ + 2Cl- + Cu(OH)2 = Cu2+ + 2Cl- + 2H2O
2H+ + Cu(OH)2 = Cu2+ + 2H2O

Взаимодействует с основными и амфотерными оксидами.
2HCl + CuO = CuCl2 + H2O
HCl + ZnO = ZnCl2 + H2O

Взаимодействует с солями.
HCl + AgNO3 = HNO3 + AgCl↓
H+ + Cl- + Ag+ + NO3- = H+ + NO3- + AgCl↓
Ag+ + Cl- = AgCl↓


Упражнение 2. Запишите в молекулярной и ионной формах уравнения реакций между:
а) азотной кислотой и оксидом кальция;
2HNO3 + CaO = Ca(NO3)2 + H2O
2H+ + 2NO3- + CaO = Ca2+ + 2NO3- + H2O
2H+ + CaO = Ca2+ + H2O

б) азотной кислотой и гидроксидом кальция;
2HNO3 + Ca(OH)2 = Ca(NO3)2 + 2H2O
2H+ + 2NO3- + Ca2+ + 2OH- = Ca2+ + 2NO3- + 2H2O
2H+ + 2OH- = 2H2O       :2
H+ + OН- = H2O

в) азотной кислотой и карбонатом кальция.
2HNO3 + CaCO3↓ = Ca(NO3)2 + H2O + CO2
2H+ + 2NO3- + CaCO3↓ = Ca2+ + 2NO3- + 2H2O + CO2
2H+ + СaCO3 = H2O + CO2


Упражнение 3. С какими из перечисленных веществ реагирует соляная кислота: азот, железо, оксид кальция, серная кислота, гидроксид алюминия, сульфат натрия, нитрат серебра? Напишите уравнения возможных реакций в молекулярном и ионном виде.
2HCl + Fe = FeCl2 + H2
2H+ + 2Cl- + Fe = Fe2+ + 2Cl- + H2
2H+ + Fe = Fe2+ + H2

2HCl + CaO = CaCl2 + H2O
2H+ + 2Cl- + CaO = Ca2+ + 2Cl- + H2O
2H+ + CaO = Ca2+ + H2O

3HCl + Al(OH)3 = AlCl3 + 3H2O
3H+ + 3Cl- + Al(OH)3 = Al3+ + 3Cl- + 3H2O
3H2+ + Al(OH)3 = Al3+ + 3H2O

HCl + AgNO3 = AgCl↓ + HNO3
H+ + Cl- + Ag+ + NO3- = AgCl↓ + H+ + NO3-
Ag+ + Cl- = AgCl↓

Упражнение 4. Найдите массу 10%-ного раствора соляной кислоты, необходимой для нейтрализации 160 г 5%-ного раствора гидроксида натрия.
Дано: ω(NaOH)=5%, m(р-ра NaOH)=160 г, ω(HCl)=10%
Найти: m1(р-ра HCl)-?
Решение:
1-й способ

1. Вычисляем массу растворённого гидроксида натрия в растворе:
m(NaOH)=ω(NaOH)•m(р-ра NaOH):100%=5%•160 г:100%=8 г
2.Количество вещества заданной массы рассчитываем по формуле: ʋ=m/M, где M  молярная масса.
Mr(NaOH)=Ar(Na)+Ar(O)+Ar(H)=23+16+1=40, поэтому M(NaOH)=40 г/моль
ʋ(NaOH)=m(NaOH)/M(NaOH)=8 г : 40 г/моль = 0,2 моль
3. Составим химическое уравнение:
HCl + NaOH = NaCl + H2O

По уравнению реакцииʋ(HCl):ʋ(NaOH)=1:1, количество вещества одинаковое, поэтому
ʋ(HCl)=ʋ(NaOH)=0,2 моль
4. Рассчытываем массу соляной кислоты в количестве вещества 0,2 моль по формуле: m=ʋ•M.
Mr(HCl)=Ar(H)+Ar(Cl)=1+35,5=36,5, поэтому M(HCl)=36,5 г/моль
m(HCl)=ʋ(HCl)•M(HCl)=0,2 моль • 36,5 г/моль = 7,3 г

5.Рассчитаем массу раствора:
m(р-ра HCl)=(m(HCl)/ω(HCl))•100%=(7,3 г : 10%)•100%=73 г
2-й способ
1. Рассчитаем массу растворённого гидроксида натрия в растворе:
m(NaOH)=ω(NaOH)•m(р-ра NaOH):100%=5%•160 г:100%=8 г
2. Составим химическое уравнение:
х г              8 г
HCl   +    NaOH  =  NaCl  +  H2O
36,5 г         40 г

Над формулами соединений HCl и NaOH записываем неизвестную массу соляной кислоты (х г) и вычисленную массу гидроксида натрия (8 г), а под формулами соединений - массы соответствующих количеств веществ согласно коэффициентам в химическом уравнении. Для этого вычисляем молярную массу веществ и, соответственно, массу 1 моль соляной кислоты и 1 моль гидроксида натрия, поскольку прореагировало 1 моль соляной кислоты HCl и 1 моль гидроксида натрия NaOH.
Mr(HCl)=Ar(H)+Ar(Cl)=1+35,5=36,5, поэтому M(HCl)=36,5 г/моль. Масса 1 моль=36,5 г
Mr(NaOH)=Ar(Na)+Ar(O)+Ar(H)=23+16+1=40, поэтому M(NaOH)=40 г/моль. Маса 1 моль=40 г

3. Массу соляной кислоты рассчитываем с помощью пропорции:
40 г / 8 г = 36,5 г / х г, отсюда
х=m(HCl)=36,5 г • 8 г : 40 г=7,3 г
4.Рассчитаем массу раствора:
m(р-ра HCl)=(m(HCl)/ω(HCl))•100%=(7,3 г : 10%)•100%=73 г

Ответ: 73 г


Упражнение 5. Какая масса мрамора, содержащего 96% карбоната кальция, потребуется для получения 89,6 л (н. у.) углекислого газа при взаимодействии его с азотной кислотой? Какая масса 20%-ного раствора кислоты потребуется для этой реакции?
Дано: ω(СаСО3)=96%, или 0,96, V(CO2)=89,6 л, ω(HNO3)=20%, или 0,2.
Найти: m(СaCO3)-?, m(раствора HNO3)-?
Решение:
1-й способ

1. Вычисляем количество вещества углекислого газа объёмом 89,6 л по формуле: ʋ= V/VM, где VM=22,4 л/моль – молярный объём.
ʋ(CO2)=V(CO2)/VM=89,6 л : 22,4 л/моль = 4 моль
2. Составим химическое уравнение:
СaCO3 + 2HNO3 = Ca(NO3)2 + H2O + CO2

По уравнению реакции ʋ(СaCO3):ʋ(CO2)=1:1, количество вещества одинаковое, поэтому
ʋ(СaCO3)=ʋ(CO2)=4 моль
По уравнению реакции ʋ(HNO3):ʋ(CO2)=2:1, количество вещества азотной кислоты в 2 раза больше, чем количество вещества углекислого газа, поэтому
ʋ(HNO3)=2•ʋ(CO2)=2•4 моль=8 моль
3.Рассчытываем массу вещества в заданной порции по формуле: m=ʋ•M, где M  молярная масса.
Mr(СaCO3)=Ar(Сa)+Ar(C)+3•Ar(O)=40+12+3•16=100, поэтому M(СaCO3)=100 г/моль
m(СaCO3)=ʋ(СaCO3)•M(СaCO3)=4 моль • 100 г/моль = 400 г
Mr(HNO3)=Ar(H)+Ar(N)+3•Ar(O)=1+14+3•16=63, поэтому M(HNO3)=63 г/моль
m(HNO3)=ʋ(HNO3)•M(HNO3)=8 моль • 63 г/моль = 504 г

4.Рассчитаем массу образца (мрамора):
m(мрамора)=m(CaCO3)/ω(CaCO3)=400 г : 0,96=416,7 г
5. Рассчитаем массу раствора азотной кислоты:
m(р-ра HNO3)=m(HNO3)/ω(HNO3)=504 г : 0,2=2520 г
2-й способ
1. Составим химическое уравнение:
x г             у г                                       89,6 л
СaCO3 + 2HNO3 = Ca(NO3)2 + H2O + CO2
100 г          126 г                                    22,4 л

Над формулами соединений СaCO3, HNO3 и CO2 записываем неизвестную массу карбоната кальция и азотной кислоты (х г и у г соответственно) и объём углекислого газа (89,6 л), а под формулами соединений - массы и объём соответствующих количеств веществ согласно коэффициентам в химическом уравнении. Для этого вычисляем молярную массу веществ и, соответственно, массу 1 моль карбоната кальция и 2 моль азотной кислоты, поскольку прореагировало 1 моль карбоната кальция СaCO3 и 2 моль азотной кислоты HNO3 с образованием 1 моль углекислого газа СО2 ( 1 моль любого газа при н.у. занимает объём 22,4 л).
Mr(СaCO3)=Ar(Сa)+Ar(C)+3•Ar(O)=40+12+3•16=100, поэтому M(СaCO3)=100 г/моль. Маса 1 моль = 100 г
Mr(HNO3)=Ar(H)+Ar(N)+3•Ar(O)=1+14+3•16=63, поэтому M(HNO3)=63 г/моль
Маса 1 моль=63 г, а 2 моль=126 г

2.Массу карбоната кальция рассчитываем с помощью пропорции:
100 г / х г = 22,4 л / 89,6 л, отсюда
х=m(CaCO3)=89,6 г • 100 г : 22,4=400 г
3. Массу азотной кислоты рассчитываем с помощью пропорции:
126 г / х г = 22,4 л / 89,6 л, отсюда
х=m(HNO3)=89,6 г • 126 г : 22,4=504 г
4. Рассчитаем массу образца (мрамора):
m(мрамора)= m(CaCO3)/ω(CaCO3)=400 г : 0,96=416,7 г
5. Рассчитаем массу раствора азотной кислоты:
m(р-ра HNO3)=m(HNO3)/ω(HNO3)=504 г : 0,2=2520 г=2 кг 520 г
Ответ: масса мрамора 416,7 г, масса раствора азотной кислоты 2 кг 520 г.

%USERNAME%, оставишь комментарий?
Имя:*
E-Mail:


В каком классе вы учитесь?