§ 31. Способи одержання оксидів, кислот, основ і солей (Григорович)

ПРИГАДАЙТЕ

Які речовини називають простими?

Простими називають речовини, утворені атомами одного хімічного елемента.

Які групи сполук виділяють із-поміж складних речовин?

Із-поміж складних неорганічних речовин виділяють чотири основні класи сполук: оксиди, кислоти, основи (гідроксиди) та солі.

РОЗУМІННЯ ЯВИЩ ПРИРОДИ (РОБОТА В ГРУПАХ)

378. Запишіть рівняння можливих реакцій:

а) $H_{2} + S t^{\circ} H_{2} S$

б) $H_{2} + B r_{2} = 2HBr$

в) $2K + B r_{2} = 2KBr$

г) $2Al + 3C l_{2} = 2AlC l_{3}$

д) $Ag + H_{2} O \to$ реакція не відбувається (срібло не реагує з водою за жодних умов)

е) $2Al + 6HCl = 2AlC l_{3} + 3 H_{2} ↑$

ж) $C O_{2} + 2KOH = K_{2} C O_{3} + H_{2} O$

и) $BaO + H_{2} O = Ba (OH)_{2}$

к) $NaCl + Cu (OH)_{2} \to$ реакція не відбувається (нерозчинні основи не взаємодіють із солями)

л) $FeS + H_{2} S O_{4} = FeS O_{4} + H_{2} S ↑$

м) $ZnO + 2HN O_{3} = Zn (N O_{3})_{2} + H_{2} O$

н) $Fe (OH)_{2} + K_{2} C O_{3} \to$ реакція не відбувається (нерозчинна основа не реагує з розчинною сіллю)

п) $C r_{2} (S O_{4})_{3} + 6KOH = 2Cr (OH)_{3} ↓ + 3 K_{2} S O_{4}$

р) $2AgN O_{3} + Pb = Pb (N O_{3})_{2} + 2Ag ↓$

с) $S O_{2} + MgO = MgS O_{3}$

т) $CuC l_{2} + HN O_{3} \to$ реакція не відбувається (не утворюється осад, газ чи слабкий електроліт)

у) $Ba (OH)_{2} + N a_{2} S O_{4} = BaS O_{4} ↓ + 2NaOH$

ф) $N a_{2} Si O_{3} + 2HBr = H_{2} Si O_{3} ↓ + 2NaBr$

х) $MgC O_{3} + H_{2} S O_{4} = MgS O_{4} + C O_{2} ↑ + H_{2} O$

ц) $Sn (OH)_{2} + 2HN O_{3} = Sn (N O_{3})_{2} + 2 H_{2} O$

ч) $Cr (N O_{3})_{3} + K_{2} S O_{4} \to$ реакція не відбувається (обидва потенційні продукти є розчинними у воді сильними електролітами)

ш) $Pb (N O_{3})_{2} + 2KCl = PbC l_{2} ↓ + 2KN O_{3}$

379. Доповніть схеми, назвіть продукти реакцій:

а) $2Ca C_{2} + 5 O_{2} \to 2CaO + 4C O_{2} ↑$
Продукти реакції: кальцій оксид, карбон(IV) оксид.

б) $Si H_{4} + 2 O_{2} \to Si O_{2} + 2 H_{2} O$
Продукти реакції: силіцій(IV) оксид, вода.

в) $2ZnS + 3 O_{2} \to 2ZnO + 2S O_{2} ↑$
Продукти реакції: цинк оксид, сульфур(IV) оксид.

г) $C S_{2} + 3 O_{2} \to C O_{2} ↑ + 2S O_{2} ↑$
Продукти реакції: карбон(IV) оксид, сульфур(IV) оксид.

д) $Pb (OH)_{2} t^{\circ} PbO + H_{2} O$
Продукти реакції: плюмбум(II) оксид, вода.

е) $2HN O_{3} t^{\circ} N_{2} O_{5} + H_{2} O$
Продукти реакції: нітроген(V) оксид, вода.

ж) $CaS O_{3} t^{\circ} CaO + S O_{2} ↑$
Продукти реакції: кальцій оксид, сульфур(IV) оксид.

и) $MgC O_{3} t^{\circ} MgO + C O_{2} ↑$
Продукти реакції: магній оксид, карбон(IV) оксид.

к) $CuS O_{4} t^{\circ} CuO + S O_{3} ↑$
Продукти реакції: купрум(II) оксид, сульфур(VI) оксид.

л) $Hg (N O_{3})_{2} t^{\circ} Hg + 2N O_{2} ↑ + O_{2} ↑$
Продукти реакції: ртуть, нітроген(IV) оксид, кисень.

м) $2 C_{2} H_{6} + 7 O_{2} \to 4C O_{2} + 6 H_{2} O$
Продукти реакції: карбон(IV) оксид, вода.

н) $2C H_{3} OH + 3 O_{2} \to 2C O_{2} + 4 H_{2} O$
Продукти реакції: карбон(IV) оксид, вода.

380. Як із натрій хлориду одержати натрій сульфат? Запишіть молекулярні та йонно-молекулярні рівняння відповідних реакцій.

Натрій сульфат із натрій хлориду можна одержати реакцією обміну у водному розчині або під дією концентрованої кислоти.

Спосіб 1. Взаємодія розчинів натрій хлориду та аргентум(I) сульфату з випаданням осаду аргентум(I) хлориду:

Молекулярне рівняння:
$2NaCl + A g_{2} S O_{4} = N a_{2} S O_{4} + 2AgCl ↓$
Повне йонне рівняння:
$2N a^{+} + 2C l^{-} + 2A g^{+} + S O_{4}^{2 -} = 2N a^{+} + S O_{4}^{2 -} + 2AgCl ↓$
Скорочене йонне рівняння:
$A g^{+} + C l^{-} = AgCl ↓$

Спосіб 2. Дія концентрованої сульфатної кислоти на кристалічний натрій хлорид при нагріванні:
$2NaC l_{(тв .)} + H_{2} S O_{4 (конц .)} t^{\circ} N a_{2} S O_{4} + 2HCl ↑$
У цій гетерогенній реакції без участі розчинника йони не дисоціюють у воді, тому йонно-молекулярне рівняння не складають.

381. Як із ферум(3+) сульфату одержати ферум(3+) оксид? Запропонуйте два різні способи й запишіть відповідні рівняння реакцій.

Спосіб 1. Двоетапне перетворення через осадження нерозчинного ферум(III) гідроксиду та його подальше термічне розкладання:

1) Осадження нерозчинної основи дією лугу на розчин солі:
$F e_{2} (S O_{4})_{3} + 6NaOH = 2Fe (OH)_{3} ↓ + 3N a_{2} S O_{4}$

2) Прожарювання добутого осаду (термічна дегідратація):
$2Fe (OH)_{3} t^{\circ} F e_{2} O_{3} + 3 H_{2} O$

Спосіб 2. Прямий термічний розклад сухої солі при сильному нагріванні:
$F e_{2} (S O_{4})_{3} t^{\circ} F e_{2} O_{3} + 3S O_{3} ↑$

382. Як із ферум(3+) оксиду у дві стадії одержати ферум(3+) гідроксид? Запишіть молекулярні та йонно-молекулярні рівняння реакцій.

Оскільки ферум(III) оксид не розчиняється у воді і безпосередньо луг не утворює, процес проводять через проміжне одержання розчинної солі.

Стадія 1. Розчинення осно́вного оксиду в кислоті (наприклад, хлоридній):

Молекулярне рівняння:
$F e_{2} O_{3} + 6HCl = 2FeC l_{3} + 3 H_{2} O$
Повне йонне рівняння:
$F e_{2} O_{3} + 6 H^{+} + 6C l^{-} = 2F e^{3 +} + 6C l^{-} + 3 H_{2} O$
Скорочене йонне рівняння:
$F e_{2} O_{3} + 6 H^{+} = 2F e^{3 +} + 3 H_{2} O$

Стадія 2. Осадження ферум(III) гідроксиду дією розчину лугу на одержану сіль:

Молекулярне рівняння:
$FeC l_{3} + 3NaOH = Fe (OH)_{3} ↓ + 3NaCl$
Повне йонне рівняння:
$F e^{3 +} + 3C l^{-} + 3N a^{+} + 3O H^{-} = Fe (OH)_{3} ↓ + 3N a^{+} + 3C l^{-}$
Скорочене йонне рівняння:
$F e^{3 +} + 3O H^{-} = Fe (OH)_{3} ↓$

383. До розчину натрій карбонату масою 200 г із масовою часткою солі 5,3 % додали надлишок хлоридної кислоти. Обчисліть об’єм газу, що виділився (н. у.).

Дано:

$m (р - ну N a_{2} C O_{3}) = 200 г$
$w (N a_{2} C O_{3}) = 5, 3% = 0, 053$
$V_{m} = 22, 4 \frac{л}{моль}$

Знайти:

$V (C O_{2}) - ?$

Розв’язання:

1) Обчислимо масу натрій карбонату в розчині:
$m (N a_{2} C O_{3}) = m (р - ну N a_{2} C O_{3}) \cdot w (N a_{2} C O_{3}) = 200 г \cdot 0, 053 = 10, 6 г$

2) Молярна маса натрій карбонату:
$M (N a_{2} C O_{3}) = 2 \cdot 23 + 12 + 3 \cdot 16 = 106 \frac{г}{моль}$

3) Кількість речовини $N a_{2} C O_{3}$ :
$n (N a_{2} C O_{3}) = \frac{m ( N a _{2} C O _{3} )}{M ( N a _{2} C O _{3} )} = \frac{10 , 6 г}{106 \frac{г}{моль}} = 0, 1 моль$

4) Рівняння реакції:
$N a_{2} C O_{3} + 2HCl = 2NaCl + C O_{2} ↑ + H_{2} O$

5) За рівнянням реакції:
$n (C O_{2}) = n (N a_{2} C O_{3}) = 0, 1 моль$

6) Об’єм карбон(IV) оксиду (н. у.):
$V (C O_{2}) = n (C O_{2}) \cdot V_{m} = 0, 1 моль \cdot 22, 4 \frac{л}{моль} = 2, 24 л$

Відповідь: $V (C O_{2}) = 2, 24 л$ .

384. Кальцій карбонат масою 0,5 кг обробили надлишком розчину нітратної кислоти. Обчисліть масу солі, яку можна одержати в такий спосіб.

Дано:

$m (CaC O_{3}) = 0, 5 кг = 500 г$

Знайти:

$m (Ca (N O_{3})_{2}) - ?$

Розв’язання:

1) Молярні маси речовин:
$M (CaC O_{3}) = 40 + 12 + 3 \cdot 16 = 100 \frac{г}{моль}$
$M (Ca (N O_{3})_{2}) = 40 + 2 \cdot (14 + 3 \cdot 16) = 164 \frac{г}{моль}$

2) Кількість речовини кальцій карбонату:
$n (CaC O_{3}) = \frac{m ( CaC O _{3} )}{M ( CaC O _{3} )} = \frac{500 г}{100 \frac{г}{моль}} = 5 моль$

3) Рівняння реакції:
$CaC O_{3} + 2HN O_{3} = Ca (N O_{3})_{2} + C O_{2} ↑ + H_{2} O$

4) За рівнянням реакції кількість речовини солі:
$n (Ca (N O_{3})_{2}) = n (CaC O_{3}) = 5 моль$

5) Маса утвореного кальцій нітрату:
$m (Ca (N O_{3})_{2}) = n (Ca (N O_{3})_{2}) \cdot M (Ca (N O_{3})_{2}) = 5 моль \cdot 164 \frac{г}{моль} = 820 г = 0, 82 кг$

Відповідь: $m (Ca (N O_{3})_{2}) = 820 г$ (або $0, 82 кг$ ).

385. Розчин масою 50 г із масовою часткою сульфатної кислоти 7,35 % змішали з розчином натрій гідроксиду. Отриманий розчин не змінює забарвлення лакмусу. Обчисліть масу солі в кінцевому розчині.

Дано:

$m (р - ну H_{2} S O_{4}) = 50 г$
$w (H_{2} S O_{4}) = 7, 35% = 0, 0735$

Знайти:

$m (N a_{2} S O_{4}) - ?$

Розв’язання:

1) Оскільки отриманий розчин не змінює забарвлення лакмусу (середовище нейтральне), відбулася повна нейтралізація з утворенням середньої солі — натрій сульфату $N a_{2} S O_{4}$ .

2) Знайдемо масу чистої сульфатної кислоти в розчині:
$m (H_{2} S O_{4}) = m (р - ну H_{2} S O_{4}) \cdot w (H_{2} S O_{4}) = 50 г \cdot 0, 0735 = 3, 675 г$

3) Молярні маси речовин:
$M (H_{2} S O_{4}) = 2 \cdot 1 + 32 + 4 \cdot 16 = 98 \frac{г}{моль}$
$M (N a_{2} S O_{4}) = 2 \cdot 23 + 32 + 4 \cdot 16 = 142 \frac{г}{моль}$

4) Кількість речовини сульфатної кислоти:
$n (H_{2} S O_{4}) = \frac{m ( H _{2} S O _{4} )}{M ( H _{2} S O _{4} )} = \frac{3 , 675 г}{98 \frac{г}{моль}} = 0, 0375 моль$

5) Рівняння реакції нейтралізації:
$H_{2} S O_{4} + 2NaOH = N a_{2} S O_{4} + 2 H_{2} O$

6) За стехіометричним співвідношенням:
$n (N a_{2} S O_{4}) = n (H_{2} S O_{4}) = 0, 0375 моль$

7) Маса утвореного натрій сульфату:
$m (N a_{2} S O_{4}) = n (N a_{2} S O_{4}) \cdot M (N a_{2} S O_{4}) = 0, 0375 моль \cdot 142 \frac{г}{моль} = 5, 325 г$

Відповідь: $m (N a_{2} S O_{4}) = 5, 325 г$ .

§ 31. Способи одержання оксидів, кислот, основ і солей (Григорович)

Теги статті:

До уроку