ГДЗ Химия 9 класc Габриелян О.С. , Остроумов И.Г., Сладков С.А., 2018, §3 ХАРАКТЕРИСТИКА ХИМИЧЕСКОГО ЭЛЕМЕНТА ПО КИСЛОТНООСНОВНЫМ СВОЙСТВАМ ЕГО СОЕДИНЕНИЙ. АМФОТЕРНОСТЬ
Во всех упражнениях
красным цветом приводится решение,
а фиолетовым ― объяснение.
ПРОВЕРЬТЕ СВОИ ЗНАНИЯ
Упражнение 1. Что такое амфотерность?
Амфотерность — это свойство веществ проявлять кислотные или основные свойства в зависимости от природы второго реагента, принимающего участие в реакции.
Приведите примеры амфотерных оксидов и гидроксидов.
Оксиды и гидроксиды бериллия — ВеО и Ве(ОН)2, цинка — ZnO и Zn(OH)2, хрома (III) — Сг2O3 и Сг(ОН)3, алюминия Al2O3 и Al(OH)3 и других металлов в степенях окисления +2, +3, +4.
Запишите уравнения химических реакций, иллюстрирующие их свойства, в молекулярной и ионной формах.
Оксид и гидроксид бериллия — ВеО и Ве(ОН)2
BeO + 2HCl = BeCl2 + H2O
BeO + 2H+ + 2Cl- = Be2+ + 2Cl- + H2O
BeO + 2H+ = Be2+ + H2O


BeO + 2NaOH + H2O = Na2[Be(OH)4] - тетрагидроксобериллат натрия.
BeO + 2Na+ + 2OH- + H2O = 2Na+ + [Be(OH)4]2-
BeO + 2OH- + H2O = [Be(OH)4]2-


Be(OH)2 + 2HCl = BeCl2 + 2H2O
Be(OH)2 + 2H+ + 2Cl- = Be2+ + 2Cl- + 2H2O
Be(OH)2 + 2H+ = Be2+ + 2H2O


Be(OH)2 + 2NaOH = Na2[Be(OH)4]
Be(OH)2 + 2Na+ + 2OH- = 2Na+ + [Be(OH)4]2-
Be(OH)2 + 2OH- = [Be(OH)4]2-


Оксид и гидроксид цинка — ZnO и Zn(OH)2
ZnO + 2HCl = ZnCl2 + H2O
ZnO + 2H+ + 2Cl- = Zn2+ + 2Cl- + H2O
ZnO + 2H+ = Zn2+ + H2O


ZnO + 2NaOH + H2O = Na2[Zn(OH)4] - тетрагидроксоцинкат натрия.
ZnO + 2Na+ + 2OH- + H2O = 2Na+ + [Zn(OH)4]2-
ZnO + 2OH- + H2O = [Zn(OH)4]2-


Zn(OH)2 + 2HCl = ZnCl2 + 2H2O
Zn(OH)2 + 2H+ + 2Cl- = Zn2+ + 2Cl- + 2H2O
Zn(OH)2 + 2H+ = Zn2+ + 2H2O


Zn(OH)2 + 2NaOH = Na2[Zn(OH)4]
Zn(OH)2 + 2Na+ + 2OH- = 2Na+ + [Zn(OH)4]2-
Zn(OH)2 + 2OH- = [Zn(OH)4]2-


Оксид и гидроксид хрома (III) — Сг2O3 и Сг(ОН)3
Cr2O3 + 6HCl = 2CrCl3 + 3H2O
Cr2O3 + 6H+ + 6Cl- = 2Cr3+ + 6Cl- + 3H2O
Cr2O3 + 6H+ =2Cr3+ + 3H2O


Cr2O3 + 2NaOH + 3H2O = 2Na[Cr(OH)4- тетрагидроксохромат натрия.
Cr2O3 + 2Na+ + 2OH- + 3H2O = 2Na+ + [Cr(OH)4]-
Cr2O3 + 2OH- + H2O = [Cr(OH)4]-

Cr(OH)3 + 3HCl = CrCl3 + 3H2O
Cr(OH)3 + 3H+ + 3Cl- = Cr3+ + 3Cl- + 3H2O
Cr(OH)3 + 3H+ = Cr3+ + 3H2O


Cr(OH)3 + NaOH = Na[Cr(OH)4]
Cr(OH)3 + Na+ + OH- = Na+ + [Cr(OH)4]-
Cr(OH)3 + OH- = [Cr(OH)4]-


Оксид и гидроксид алюминия Al2O3 и Al(OH)3
Al2O3 + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2O
Al2O3 + 6H+ + 6Cl- = 2Al3+ + 6Cl- + 3H2O
Al2O3 + 6H+ =2Al3+ + H2O


Al2O3 + 2NaOH + 3H2O = 2Na[Al(OH)4] - тетрагидроксоалюминат натрия.
Al2O3 + 2Na+ + 2OH- + 3H2O = 2Na+ + [Al(OH)4]-
Al2O3 + 2OH- + H2O = [Al(OH)4]-


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


Al(OH)3 + NaOH = Na[Al(OH)4]
Al(OH)3 + Na+ + OH- = Na+ + [Al(OH)4]-
Al(OH)3 + OH- = [Al(OH)4]-

Упражнение 2. Как изменяются кислотно-основные свойства оксидов и гидроксидов элементов в периодах Периодической системы Д.И.Менделеева?
В периоде с ростом атомного номера элемента кислотные свойства его оксидов и гидроксидов усиливаются, а основные свойства ослабевают. Это обьясняется увеличением степени окисления химического элемента в высшем оксиде и соответствующем гидроксиде.

Примените свои знания
Упражнение 1. Напишите формулы высших оксидов и соответствующих им гидроксидов следующих химических элементов: Na, Mg, Al, N, S, С. Укажите характер каждого вещества, подтвердите его уравнениями соответствующих реакций в молекулярной и ионной формах.
Оксид натрия Na2O и гидроксид натрия NaOH – основной характер.
Na2O + 2HCl = 2NaCl + H2O
Na2O + 2H+ + 2Cl- = 2Na+ + 2Cl- + H2O
Na2O + 2H+ = 2Na+ + H2O

NaOH + HCl = NaCl + H2O
Na+ + OH- + H+ + Cl- = Na+ + Cl- + H2O
H+ + OH- = H2O

Оксид магния MgO и гидроксид магния Mg(OH)2 – основной характер.
MgO + 2HCl = MgCl2 + H2O
MgO + 2H+ + 2Cl- = Mg2+ + 2Cl- + H2O
MgO + 2H+ = Mg2+ + H2O

Mg(OH)2 + 2HCl = MgCl2 + 2H2O
Mg(OH)2 + 2H+ + 2Cl- = Mg2+ + 2Cl- + H2O
Mg(OH)2 + 2H+ = Mg2+ + H2O

Оксид алюминия Al2O3 и гидроксид алюминия Al(OH)3 – амфотерный характер.
Al2O3 + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2O
Al2O3 + 6H+ + 6Cl- = 2Al3+ + 6Cl- + H2O
Al2O3 + 6H+ = 2Al3+ + H2O


Al2O3 + 2NaOH + 3H2O = 2Na[Al(OH)4]
Al2O3 + 2Na+ + 2OH- + 3H2O = 2Na+ + 2[Al(OH)4]-
Al2O3 + 2OH- + 3H2O = 2[Al(OH)4]-

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


Al(OH)3 + NaOH = Na[Al(OH)4]
Al(OH)3 + Na+ + OH- = Na+ + [Al(OH)4]-
Al(OH)3 + OH- = [Al(OH)4]-


Оксид азота (V) N2O5 и азотная кислота HNO3 – кислотный характер.
N2O5 + 2NaOH = 2NaNO3 + H2O
N2O5 + 2Na+ + 2OH- = 2Na+ + 2NO3- + H2O
N2O5 + 2OH- = 2NO3- + H2O

HNO3 + NaOH = NaNO3 + H2O
H+ + NO3- + Na+ + OH- = Na+ + NO3- + H2O
H+ + OH- = H2O

Оксид серы (VI) SO3 и серная кислота H2SO4 – кислотный характер.
SO3 + 2NaOH = Na2SO4 + H2O
SO3 + 2Na+ + 2OH- = 2Na+ + SO42- + H2O
SO3 + 2OH- = SO42- + H2O

H2SO4 + 2NaOH = Na2SO4 + 2H2O
2H+ + SO42- + 2Na+ + 2OH- = 2Na+ + SO42- + 2H2O
2H+ + 2OH- = 2H2O      :2
H+ + OH- = H2O

Оксид углерода (IV) CO2 и угольная кислота H2CO3 – кислотный характер.
CO2 + 2NaOH = Na2CO3 + H2O
CO2 + 2Na+ + 2OH- = 2Na+ + CO32- + H2O
CO2 + 2OH- = CO32- + H2O

H2CO3 + 2NaOH = Na2CO3 + 2H2O
H2CO3 + 2Na+ + 2OH- = 2Na+ + CO32- + 2H2O
H2CO3 + 2OH- = CO32- + 2H2O


Упражнение 2. Запишите уравнения химических реакций между веществами:
а) оксид стронция и вода;
SrO + H2O = Sr(OH)2
б) оксид марганца (VII) и вода;
Mn2O7 + H2O = 2HMnO4
в) гидроксид калия и сульфат меди(II);
2KOH + CuSO4 = Cu(OH)2↓ + K2SO4
г) гидроксид цинка и серная кислота;
Zn(OH)2↓ + H2SO4 = ZnSO4 + 2H2O
д) гидроксид цинка и гидроксид натрия.
Zn(OH)2 + NaOH = Na2[Zn(OH)4]

Упражнение  3. Образуется ли осадок при добавлении 50 г 2%-ного раствора сульфата цинка к 40 г 8%-ного раствора гидроксида калия? Ответ обоснуйте расчётами.
Дано: m1(р-ра)=50 г, ω(ZnSO4)=2%, или 0,02,
        m2(р-ра)=40 г, ω(KOH)=8%, или 0,08
Найти: образуется ли осадок Zn(OH)2↓ ?
Решение
1.
Найдём массы сульфата цинка и гидроксида калия в растворах:
m(ZnSO4) = m(р-ра) • ω(ZnSO4) = 50 г • 0,02=1 г
m(KOH) = m(р-ра) • ω(KOH) = 40 г • 0,08=3,2 г
2.
Находим количество вещества сульфата цинка массой 1 г.
Mr(ZnSO4)=Ar(Zn)+Ar(S)+4•Ar(O)=65+32+4•16=161, а M(ZnSO4)=161 г/моль
ʋ(ZnSO4) = m(ZnSO4)/M(ZnSO4)=1 г : 161 г/моль=0,0062 моль

3. Находим количество вещества гидроксида калия массой 3,2 г.
Mr(KOH)=Ar(K)+Ar(O)+Ar(H)=39+16+1=56, а M(KOH)=56 г/моль
ʋ(KOH)=m(KOH)/M(KOH)=3,2 г : 56 г/моль=0,057 моль
4.
Составим химическое уравнение:
ZnSO4 + 2KOH = Zn(OH)2↓ + K2SO4
1 моль   2 моль
По уравнению реакции для образования осадка количество вещества гидроксида калия должно быть в 2 раза больше, чем количества вещества сульфата цинка, то есть ʋ1(KOH)=2•ʋ(ZnSO4)=2•0,0062 моль=0,0124 моль, а в условии задачи ʋ(KOH)=0,057 моль, следовательно в избытке реагента гидроксида калия образующийся осадок амфотерного гидроксида Zn(OH)2 растворится.

Zn(OH)2 + NaOH = Na2[Zn(OH)4] растворимая соль
Ответ: осадок не образуется.


Упражнение 4. Массовая доля марганца в основном оксиде равна 77,46 %, а в кислотном — 49,55 %. Определите формулы оксидов.
Дано: ω1(Mn)=77,46%, или 0,7746, ω2(Mn)=49,55%, или 0,4955
Найти: формулы оксидов MnхОу -?
Решение.

І способ
1. Вычисляем массовые доли кислорода в оксидах.
ω1(О)=1-ω1(Mn)=1-0,7746=0,2254
ω2(О)=1-ω2(Mn)=1-0,4955=0,5045
2. Отношение количества атомов находят как деление числовых значений массовых долей химических элементов, входящих в состав данного соединения, на их относительные атомные массы:
x:у=ω1(Mn)/Ar(Mn) : ω1(О)/Ar(О)=0,7746/55 : 0,2254/16=0,014084:0,014084=1:1
С вычисления видно, что в данном веществе на один атом марганца приходится один атом кислорода, следовательно химическая формула основного оксида MnO.
x:у= ω2(Mn)/Ar(Mn) : ω2(О)/Ar(О)=0,4955/55 : 0,5045/16=0,00900909:0,03153125

Если соотношение между атомами выражено не целыми, а дробными числами, то считаем, что меньшее число (0,03153125) равно единице и большее число делим на него:
х:у=0,00900909/0,00900909:0,03153125/0,00900909=1:3,5

Приведем к ближайшему целому числу соотношение, умножив его на 2, получим:
х:у=12 : 3,52=2:7

С вычисления видно, что в данном веществе на два атома марганца приходится семь атомов кислорода, следовательно химическая формула кислотного оксида Mn2O7.
ІІ способ

1. С формулы вычисления массовой доли элемента ω(Mn)=xAr(Mn):M(MnxOу) выражаем молярную массу для основного оксида:
M(MnxOу)=xAr(Mn)/ω(Mn)=55х/0,7746=71х
По определению M(MnxOу)=xAr(Mn)+yAr(O)=55x+16y
Приравняем левую и правую части выражений, получим уравнение:
71х=55х+16у, отсюда х=у=1, что соответствует формуле MnO
2. С формулы вычисления массовой доли элемента ω(Mn)=xAr(Mn):M(MnxOу) выражаем молярную массу для кислотного оксида:
M(MnxOу)=xAr(Mn)/ω(Mn)=55х/0,4955=111х
По определению M(MnxOу)=xAr(Mn)+yAr(O)=55x+16y

Приравняем левую и правую части выражений, получим уравнение:
111х=55х+16у,
111х-55х=16у
56х=16у

у=56х:16
у=3,5х
Приведем к ближайшему целому числу соотношение, умножив его на 2, получим:
2у=7х, отсюда по свойству пропорции х:у=2:7, что соответствует формуле Mn2O7
Ответ: формула основного оксида MnO и формула кислотного оксида Mn2O7.

Для тех, кто хочет знать больше.
Покажем, почему отношение количества атомов находят как деление числовых значений массовых долей химических элементов, входящих в состав данного соединения, на их относительные атомные массы.
Обозначим через переменные А, В химические элементы.
Из формул вычисления массовых долей элементов в соединении:
ω(А)=х•Ar(А)/Mr(соединения) и  ω(В)=y•Ar(В)/Mr(соединения),
выразим количества атомов:
x=(ω(А)•Mr(соединения))/Ar(А) и y=(ω(В)•Mr(соединения))/Ar(В)
и вычислим их отношение:
x:y=(ω(А)•Mr(соединения))/Ar(А) : (ω(В)•Mr(соединения))/Ar(В)=
=(ω(А)•Mr(соединения))/Ar(А) • Ar(В)/(ω(В)•Mr(соединения))=
=(ω(А)/Ar(А))•(Ar(В)/ω(В)), следовательно x:y=ω(А)/Ar(А):ω(В)/Ar(В)


ВЫРАЗИТЕ МНЕНИЕ
Упражнение 1. Аргументируйте свою точку зрения на порядок добавления реагентов друг к другу при получении амфотерного гидроксида. Что произойдёт, если изменить порядок добавления реактивов: к раствору щёлочи добавлять по каплям раствор соли?
Ответ: не образуется осадок амфотерного гидроксида, поскольку амфотерный гидроксид Zn(OH)2↓  взаимодействует с избытком раствора щёлочи.
2NaOH + ZnCl2 = 2NaCl + Zn(OH)2
Zn(OH)2↓ + 2NaOH = Na2ZnO2 + 2H2O
                       цинкат натрия

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


В каком классе вы учитесь?