Решение задач по теме "Классы неорганических соединений"

Задача 149. 
Можно ли получить раствор, содержащий одновременно: а) Ва(ОН)2 и HCl; б) СаСI2 и Na2СО3; в) NaCl и AgNO3 ; г) КСI и NaNO3. Указать, какие комбинации невозможны и почему.
Решение:
а) Ba(OH)2 и  HCl – сильные электролиты, поэтому в водных растворах диссоциируют полностью:

основания, кислоты

Находящиеся в растворе ионы Ba2+ и Cl-  не связываются с ионами H+  и OH-  с образованием осадка, газа или слабого электролита. Поэтому раствор Ba(OH)2 и  HCl будет существовать.

б) Растворимые соли CaCl2 и Na2CO3 как сильные электролиты в водных растворах диссоциируют полностью по схемам:

основания, кислоты

Ионы Ca2+  и CO3-  связываются друг с другом, образуя осадок  - не растворимая соль. В растворе останутся ионы   Cl- и  OH-, которые не связываются друг с другом, молекулами CaCO3  и ионами воды H+  и  OH-. Поэтому невозможно получить раствор, содержащий одновременно CaCl2 и Na2CO3, так как выпадает осадок СаСО3.

в) NaCl  и AgNO3, как сильные электролиты в водных растворах диссоциируют полностью по схемам:

NaCl ⇔ Na+ + Cl-;
AgNO3 ⇔ Ag+ + NO3-.

Ионы Ag+  и Cl-  связываются друг с другом, образуя осадок AgCl. В растворе остаются ионы Na+  и  NO3-, которые не связываются друг с другом с молекулами AgCl, ионами воды  H+ и OH-  и не образуют осадок, газ или слабый электролит. Поэтому невозможно получить раствор, содержащий одновременно NaCl  и AgNO3, так как выпадает осадок AgCl.

г) КСI и NaNO3 – растворимые соли, которые в водных растворах полностью распадаются на ионы:

KCl ⇔ K+ + Cl-;
NaNO3 ⇔ Na+NO3-.

Образовавшиеся ионы K+, Na+, Cl-  и NO3- не связываются друг с другом и ионами воды H+  и OH-  и не образуют осадок, газ или слабодиссоциируемое вещество. Таким образом, можно получить раствор одновременно содержащий КСI и NaNO3.


Задача 150. 
Какие из перечисленных кислот образуют кислые соли: HJ, H2Se, H2SeO3, H2C2O4, CH3COOH.
Решение:
Кислые соли образуют многоосновные кислоты, в которых атомы водорода не все замещены на катионы кислоты. Так как кислоты HJ и CH3COOH содержат по одному катиону водорода в составе молекул, то они не могут образовать кислых солей. Кислоты H2Se, H2SeO3, H2C2O4 являются двухосновными кислотами, то они могут образовать кислые соли при замещении одного атома водорода на катион металла. При взаимодействии этих кислот с основаниями, в случае, если кислота взята в избытке, образуется кислая соль, например:

основания, кислоты

Названия кислых солей образуются, так же как и средних, но при этом добавляют приставку «гидро» и указывают наличие незамещённых атомов водорода, число которых обозначают греческими числительными («ди», «три» и т.д.). Например: NaH2HO4 - дигидроортофосфат натрия; KH2AsO4дигидроортоарсенат калия; Mg(HCO3)2 – гидрокарбонат магния.


Задача 151. 
Какие кислоты могут быть получены непосредственным взаимодействием с водой оксидов: Р2О5, СО2, N2O5, NO2, SO2?
Решение:
а) При взаимодействии P2O5 с водой могут образоваться различные кислоты, например  метафосфорная HPO3 и ортофосфорная H3PO4:

Р2О5 + H2O → 2HPO3;
Р2О5 + 3H2O → 2H3PO4.

б) При пропускании углекислого газа через воду образуется раствор слабой угольной кислоты H2CO3:

CO2 + H2O → H2CO3

в) При растворении N2O5 в воде образуется азотная кислота HNO3 – сильный электролит.

г) при взаимодействии NO2 с водой может быть получена смесь двух кислот азотистой HNO2 и азотной HNO3:

2NO2 + H2O → HNO2 + HNO3

В присутствии избытка кислорода в воде образуется только азотная кислота:

4NO2 + O2 + 2H2O  → 4HNO3

д) SO2 хорошо растворим в воде (36 об. ч. SO2 на 1 об. ч. Н2О при 20 0С), при этом образуется сернистая кислота H2SO3 – кислота средней силы:

SO2 + H2O → H2SO3.


Задача 152. 
С какими из перечисленных ниже веществ будет реагировать соляная кислота: N2O5, Zn(ОН)2, СаО, AgNO3, Н3РO3, Н2SO4? Составить уравнения реакций.
Решение:
а) Оксид азота (V) N2O5 является кислотным оксидом, поэтому не реагирует с соляной кислотой HCl.

б) гидроксид цинка Zn(ОН)2 является амфотерным основанием, поэтому реагирует как с основаниями, так и с кислотами. Реакция между Zn(ОН)2 и HCl протекает:

Zn(ОН)2 + 2HCl →ZnCl2 + 2H2O

в) Оксид кальция СаО является основным оксидом, поэтому реагирует с соляной кислотой:

CaO + 2HCl → CaCl2 + H2O

г) Нитрат серебра AgNO3 – сильный электролит, который в водных растворах диссоциирует на ионы Ag+ и  NO3-, а соляная кислота как электролит распадается на ионы H+ и  Cl-. Ионы Ag+ и  Cl-, соединяясь, образуют нерастворимую соль AgCl, которая выпадает в осадок. Реакция между нитратом серебра и соляной кислотой протекает по схеме:

AgNO3 + HCl →AgC↓ + HNO3

д) Ортофосфорная кислота Н3РO4, серная кислота H2SO4 и соляная кислота HCl – электролиты, которые в водных растворах распадаются на ионы:

Н3Р04 ⇔ 3H+ + PO43-;
H2SO4⇔ 2H+ + SO42-;
HCl ⇔  H+ + Cl-.

Ионы PO43-, SO42-, H+  и  Cl- не связываются друг с другом, не образуют осадок, газ или малодиссоциируемое вещество. Поэтому Н3РO3 и Н2SO4 не реагируют с HCl.


Задача 153. 
Какие из указанных веществ реагируют с гидроксидом натрия: HNO3, CaO, CO2, CuSO4, Cd(OH)2, P2O5. Составить уравнения реакций.
Решение:
а) Азотная кислота как кислота вступает в реакцию нейтрализации с основанием NaOH, при этом образуется соль и вода:

HNO3 + NaOH  NaNO3 + H2

б) Оксид кальция СаО – основной оксид, поэтому не будет реагировать с NaOH – сильным основанием.                          

в) Оксид углерода (II) СО2 – кислотный оксид, поэтому будет реагировать с гидроксидом NaOH с образованием соли и воды:

CO2 + 2NaOH  NaO3 + H2O

г) CuSO4 и NaOH – сильные электролиты, поэтому в водных растворах распадаются на ионы: 

CuSO4 ⇔ Cu2+ + SO42-;
NaOH ⇔ Na+ + OH-

 

Ионы Cu2+  и OH-  связываются друг с другом, образуя осадок из нерастворимого Cu(OH)2. Значит, между CuSO4 и NaOH реакция протекает по уравнению:                                  

д) Гидроксид кадмия Сd(OH)2 имеет слабо выраженные кислотные свойства, поэтому в растворе гидроксида натрия высокой концентрации при длительном кипячении образует неустойчивые гексагидроксокадмиат(I) – ионы  [Cd(OH)6]4-:

Сd(OH)2 + 4NaOH  → Na4[Cd(OH)6]

Оксид фосфора(V) Р2О5 – кислотный оксид, поэтому будет реагировать с раствором гидроксида натрия с образованием соли и воды:

Р2О5 + 6NaOH → 2Na3PO4


Задача 154. 
Написать уравнения реакций, свидетельствующих об основных свойствах FeO, Cs2O, HgO, Bi2O3.
Решение:
Оксиды FeO, Cs2O, HgO, Bi2O3 имеют основной характер, поэтому все они растворяются в кислотах с образованием соли и воды:

основания, кислоты


Задача 155. 
Написать уравнения реакций, доказывающих кислотный характер SеО2, SО3, Мn2O7, Р2O5, СrО3.
Решение:
Кислотные оксиды SеО2, SО3, Мn2O7, Р2O5 и СrО3 при взаимодействии с водой образуют соответствующие кислоты. Все они проявляют кислотные свойства, взаимодействуют как с основаниями, так и с основными оксидами:

основания, кислоты


Задача 156. 
Составить уравнения реакций получения хлорида магния: а) действием кислоты на металл; б) действием кислоты на основание; в) действием кислоты на соль.
Решение:
Уравнения реакций получения хлорида магния:

а) Действием кислоты на металл:

Ma + 2HCl → MaCl2 + H2

б) Действием кислоты на основание:

Mg(OH)2 + 2HCl → MgCl2 + 2H2O

в) Действием кислоты на соль:

MgSO4 + 2HCl → MgCl2 + H2SO4


Задача 157. 
Составить уравнения реакций между кислотами и основаниями, приводящих к образованию солей: NaNO3, NaHSO4, Na2HPO4, K2S, Fe2(SO4)3.
Решение:
Уравнения реакций образования солей:

основания, кислоты


Задача 158. 
Какие вещества могут быть получены при взаимодействии кислоты с солью? Кислоты с основанием? Соли с солью? Привести примеры реакций.
Решение:
а) При взаимодействии кислоты с солью могут быть получены кислота и соль, а также и другие вещества, например оксиды и вода:

CuS + 10HNO3  Cu(NO3)2 + H2SO4 + 8NO2 + 4H2O
CaF2 + H2SO4 → CaSO4 + 2HF

б) При взаимодействии кислоты с основанием (реакция нейтрализации) образуются соль и вода:

NaOH + HCl  NaCl + H2O;
Zn(OH)+ H2SO4  ZnSO4 + 2H2O

в) Реакция между солями идёт, если при этом образуется малорастворимое соединение (реакция обмена). При взаимодействии соли с солью образуются новые соли, одна из них нерастворима:

AgNO3 + HCl  AgCl + HNO3;
BaCl2 + Na2SO4  BaSO4 + 2NaCl