Решение задач по химии на строение и свойства гидроксидов, солей и оксидов

 

 

 

 

 

 

Задача 165. 
Какие из указанных гидроксидов могут образовать основные соли: а)  Cu(OH)₂; б)  Ca(OH)₂; в)  LiOH; г)  Al(OH)₃; д)  KOH?
Решение:
а) Гидроксид меди (II)  Cu(OH)₂ – двухкислотный гидроксид, поэтому может образовать основные соли, например сульфат гидроксомеди (II) или хлорид гидроксомеди (II), например: 

б) Гидроксид кальция  Ca(OH)₂ - двухкислотный гидроксид, поэтому может образовать основные соли, например сульфат гидроксокальция или хлорид гидроксокальция, например: 

в) Гидроксид лития LiOH - однокислотный гидроксид, поэтому не может образовывать основные соли.

г) Гидроксид алюминия Al(OH)₃ – трёхкислотный гидроксид, поэтому может образовывыть одноосновные и двухосновные соли, например: 

д) Гидроксид калия KOH  - однокислотный гидроксид, поэтому основные соли не образует. 

Ответ: а), б), г).2

---

Задача 166. 
Ангидридом какой кислоты является Р₂О₅: а) фосфористой; б) двуфосфорной; в) ортофосфорной?
Решение:
Оксид фосфора Р₂О₅  является ангидридом ортофосфорной кислоты Н₃РО₄ и двуфосфорной кислоты Н₄Р₂О₇. При взаимодействии с водой оксид фосфора (V) образует ортофосфорную и полифосфоные кислоты (в кристаллическом состоянии выделена только простейшая двуфосфорная кислота): 

Р₂О₅ + 3H₂O = 2H₃PO₄;
                                   Р₂О₅ + 2H₂O = 2Н₄Р₂О₇.                                  

Структурная формула ортофосфорной кислоты  H₃PO₄: 

Структурная формула двуфосфорной кислоты  Н₄Р₂О₇: 

Таким образом, двуфосфорная кислота представляет собой продукт соединения двух тетраэдров РО₄-.

Ангидридом фосфористой кислоты H₃PO₃  является оксид фосфора (III) Р₂О₃, который под действием холодной воды медленно взаимодействует с ней, образуя кислоту: 

Р₂О₃ + 3H₂O = 2H₃PO₃                               

Ответ: а; б.

---

Задача 167. 
Ангидридом какой кислоты можно считать С1₂О₇: а) хлорной; б) хлорноватой; в) хлорноватистой?
Решение:
а) Оксид хлора (VII) С1₂О₇ можно считать ангидридом хлорной кислоты HClO₄, потому что если нагреть хлорную кислоту в присутствии Р₂О₅, отнимающим воду, то образуется оксид хлора (VII): 

2HClO₄ + P₂O₅ + 2H₂O =
= 2H₃PO₄ + Cl₂O₇ 

Оксид хлора (VII) С1₂О₇ c водой не смешивается, их взаимодействие происходит на границе раздела фаз, при этом образуется хлорная кислота: 

С1₂О₇ + H₂O = 2HClO₄ 

В соединениях С1₂О₇ и HClO₄ атом хлора находится в своей степени окисления +7.

б) Ангидрид хлорноватой кислоты HClO₃ не известен. При действии концентрированной серной кислоты на соль хлорноватой кислоты KClO₃ вместо него выделяется жёлто-бурый газ с характерным запахом – оксид хлора (IV) ClO₂.

в) Ангидридом хлорноватистой кислоты HOCl можно считать оксид хлора (I) Cl₂O, потому что в водных растворах кислоты устанавливается два равновесия: 

HOCl ⇔ H⁺ + OCl^-;
                                          2HOCl ⇔ Cl₂O + H₂O                                        

Ответ: а).  

---

Задача 168.  
Какие из приведенных соединений относятся к пероксидам а) NO₂; б) K₂O₂; в) BaO₂; г) MnO₂? 
Решение:
Пероксидами или перекисями называются соли перекиси водорода Н₂О₂. Пероксиды состоят из положительно заряжённых ионов металла и отрицательно заряжённых ионов. Степень окисления кислорода в пероксидах равна -1.

а) NO₂ – оксид азота (IV). Степень окисления кислорода в данном соединении равна -1, а азота – равна +4. Значит, NO₂ – не пероксид.

б) К₂О₂ – пероксид калия. Степень окисления калия всегда равна +1, значит, степень окисления кислорода в этом соединении будет равна -1. Таким образом, К₂О₂ – пероксид.

в) ВаО₂ – пероксид бария. Степень окисления бария в соединениях всегда  равна +2, значит, степень окисления кислорода в данном соединении равна -1. Таким образом, ВаО₂ – пероксид.

г) MnO₂ – оксид марганца (IV). Степень окисления атома марганца равна +4, а степень окисления кислорода в данном соединении равна -2, значит, MnO₂ – оксид.

Ответ: б), в).

---

Задача 169. 
В реакции нейтрализации гидроксида калия ортомышьяковой кислотой эквивалентная масса последней оказалась равной 142 г/моль. Какая соль при этом образовалась: а) ортоарсенат калия; б) гидроортоарсенат калия; в) дигидроортоарсенат калия?
Решение:
Мольная масса ортомышьяковой кислоты равнв 142г/моль.
Уравнения реакций образования :

В реакции а) три иона H⁺ замещаются на K⁺ , т.е, N(H⁺) = 3. Следовательно, согласно формуле fэкв(кислоты) = 1/N(H⁺)   фактор эквивалентности ортомышьяковой кислоты в реакции а) будет равен f_экв(H₃AsO₄) = 1/N(H⁺) = 1/3.  В реакции б) два иона H⁺ замещаются на K⁺, т.е, N(H⁺) =2 и f_экв(H₃AsO₄) = 1/N(H⁺) = 1/2.  В реакции в) один ион H+ замещаются на ион К⁺, т.е,  N(H⁺) = 1 и f_экв(H₃AsO₄) = 1/N(H⁺) = 1/1. Теперь рассчитаем молярную массу эквивалента  H₃AsO₄ (в г/моль)  - произведение фактора эквивалентности на молярную массу этого вещества по формуле: 

M(_fэквВ) = f_экв(В) ^. М(В)

Или для H₃AsO₄: 

       M(_fэквH₃AsO₄) =
                                               = f_экв(H₃AsO₄) . М(H₃AsO₄)                                  

Тогда 

Так как по условию задачи эквивалентная масса кислоты равна 142г/моль, что соответствует реакции в), то образовалась соль – дигидроортоарсенат калия.

Ответ: в).

---

Задача 170. 
Какая формула соответствует марганцовистой кислоте а) НМnО₄; б) H₄MnO₄; в) Н₂MnO₄?
Решение:
Марганцовистая кислота Н₂MnO₄ - гидроксид марганца (VI) – гидроксид марганца(VI) – неустойчивое соединение, которое уже в водном растворе диссоциирует до марганцовой кислоты НМnО₄  и оксида марганца (IV)  MnO₂, который при растворении в воде образует гидроксид марганца (IV) H4MnO₄  или  Mn(OH)₄:                                       

Марганцовистой кислоте соответствует ангидрид  MnO₃, который в свободном виде не получен. Соли марганцовистой кислоты называются манганатами, например  K2MnO4. Манганаты в водных растворах имеют зеленную окраску, которую им придают манганат-ионы  MnO₄^2-. Степень окисления атома марганца в Н₂MnO₄ равна +6.

Ответ: в).

---

Задача 171. 
Какая из формул соответствует хлорату бария: а) ВаСI₂; б)Ba(OCl)₂; в) Ва(ClO₃)₂; г) Ва(СIО₂)₂?
Решение:
Хлораты – соли хлорноватой кислоты  HCO₃. Ион ClO₃^-  называется хлорат-ион. 

а) ВаСI₂ – хлорид бария – соль соляной кислоты  HCl, её соли называются хлоридами.

б) Ba(OCl)₂ – гипохлорит бария - соль хлорноватистой кислоты  HlO, её соли называются гиипохлоритами.

в) Ва(ClO₃)₂ – хлорат бария – соль хлорноватой кислоты  HClO₃.

г) Ва(СIО₂)₂ – хлорит бария – соль хлористой кислоты  HClO₂, её соли называются хлоритами.

Ответ: в).

---

Задача 172. 
Какое название соответствует соли  (CuOH)₂CO₃: а) гидрокарбонат меди; б) карбонат гидроксомеди (II) в) карбонат дигидроксомеди (II)?
Решение:
а) Гидрокарбонат меди Cu(HCO₃)₂  – кислая соль угольной кислоты  H₂CO_3, в которорй один атом водорода замещён на ион меди Cu²⁺ . Ион HCO₃^-  называется гидрокарбонат-ион, поэтому  соли угольной кислоты, в которой один атом водорода замещён на атом металла, называют гидрокарбонаты.

б) Основная соль образуются при неполном замещении гидроксогрупп основания на кислотный остаток. Основная соль может быть образована металлом, валентность которого равна двум или больше в тех случаях, когда для реакции взято в избытке основание, например: 

2Cu(OH)₂ + Na₂CO₃ =
= (CuOH)₂CO₃ + 2NaOH 

Следовательно, (CuOH)₂CO₃  - основная соль гидроксида меди (II)   Cu(OH)₂, в молекуле которого одна гидроксильная группа замещена на кислотный остаток угольной кислоты карбонат-ион  CO₃^2-.

в) Гидроксид меди (II) Cu(OH)₂  - двухкислотное основание, поэтому может образовывать только один вид основных солей, в молекулах которых одна гидроксогруппа замещена на кислотный остаток, например CuOHCl  или  (CuOH)₂CO₃. Следовательно, соль карбонат дигидроксомеди (II) не существует.

Ответ: б).

---

Задача 173. 
Какая соль образуется при взаимодействии 1 моля гидроксида цинка и 2 молей ортофосфорной кислоты: а) ортофосфат цинка; б) дигидроортофосфат цинка; в) ортофосфат гидроксоцинка; г) гидроортофосфат цинка?  
Решение:
а) Уравнение реакции получения ортофосфата цинка: 

3Zn(OH)₂ + 2H₃PO₄ = Zn₃(PO₄)₂ + 6H₂O 

б) Уравнение реакции получения дигидроортофосфата цинка:

 Zn(OH)₂ + 2H₃PO₄ = Zn₃(PO₄)₂ + 2H₂O

в) Уравнение реакции получения ортофосфата гидроксоцинка: 

3Zn(OH)₂ + H₃PO₄ = (ZnOH)₃PO₄ + 3H₂O 

г) Уравнение реакции получения гидроортофосфата цинка: 

Zn(OH)₂ + 2H₃PO₄ = ZnHPO₄ + 2H₂O 

Таким образом, из 1 моля гидроксида цинка и 2 молей орптофосфорной кислоты образуется 1 моль дигидроортофосфата цинка.

Ответ: б). 

---

Задача 174. 
Какое взаимодействие приведет к получению нормальной соли из хлорида гидроксомагния: a) MgOHCl + NaOH; б) MgOHClO₃ + NaOH; в) MgOHClO₃ + HCl; г) MgOHCl + HCl?
Решение: 
а) В водных растворах  MgOHCl  и NaOH  как сильные электролиты распадаются на ионы:

MgOHCl ⇔ Mg²⁺ + OH^- + Cl^-
                NaOH ⇔ Na⁺ + OH^-                            

Ионы  Mg²⁺,  OH^-,  Cl^- и Na⁺  не связываются друг с другом и с ионами H⁺  с образованием осадка, газа или слабого электролита, поэтому данная реакция не идёт.

б) В водных растворах  MgOHClO₃  и NaOH  как сильные электролиты распадаются на ионы:

 MgOHClO₃ ⇔ Mg²⁺ + OH^- + ClO₃^-;
NaOH⇔( Na⁺ + OH^-.

 Ионы  Mg²⁺,  OH^-,  ClO₃^- и Na⁺  не связываются друг с другом и с ионами H+  с образованием осадка, газа или слабого электролита, поэтому данная реакция не идёт.

в) В водных растворах MgOHCjO₃ и HCl как сильные электролиты распадаются на ионы:

 MgOHClO₃ ⇔ Mg²⁺ + OH^- + ClO₃^-;
HCl ⇔ H⁺ + Cl^-. 

Из находящихся в растворе ионов  Mg²⁺,  OH^-,  ClO₃^-,  Cl^-, H⁺ ионы OH^-  и ионы H⁺  связываются друг с другом с образованием слабого электролита воды HOH, поэтому реакция протекает, и при этом образуются две соли: хлорид магния MgCl₂  и хлорат магния  Mg(ClO₃)₂:

2MgOHClO₃ + 2HCl ⇔
⇔ Mg(ClO₃)₂ + MgCl₂ + 2H₂O

г) В водных растворах MgOHCl и HCl как сильные электролиты распадаются на ионы: 

MgOHCl ⇔ Mg²⁺ + OH^- + Cl^-;
HCl ⇔ H⁺ + Cl^-. 

Из находящихся в растворе ионов  Mg²⁺,  OH^-,  Cl^-, H⁺ ионы H⁺  и ионы OH^- связываются друг с другом с образованием слабого электролита воды  HOH, поэтому реакции протекает, и при этом образуется соль хлорид магния:

 MgOHCl + HCl ⇔ MgC_l2 + H₂O.

 Ответ: в), г).

---