Номер 1254, страница 193 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

1254. *При добавлении к водному раствору соли А раствора гидроксида натрия могут образоваться три соли: одна нерастворимая соль Б и две растворимые соли В и Г. Соли А, Б, В и Г реагируют с азотной кислотой с выделением газа Д, который образуется также и в результате дыхания. Металл, входящий в состав растворимой соли А, содержится в составе мрамора. При термическом разложении соли А образуются три вещества Е, Д и вода. Установите химические формулы веществ А, Б, В, Г и Д. Составьте уравнения описанных химических реакций.

Химические формулы веществ:

А: $Ca(HCO_3)_2$

Б: $CaCO_3$

В: $NaHCO_3$

Г: $Na_2CO_3$

Д: $CO_2$

Уравнения химических реакций:

1. Образование солей Б, В и Г при добавлении гидроксида натрия к раствору соли А:

$Ca(HCO_3)_2 + NaOH \rightarrow CaCO_3 \downarrow + NaHCO_3 + H_2O$

$NaHCO_3 + NaOH \rightarrow Na_2CO_3 + H_2O$

2. Реакции солей А, Б, В и Г с азотной кислотой:

$Ca(HCO_3)_2 + 2HNO_3 \rightarrow Ca(NO_3)_2 + 2H_2O + 2CO_2 \uparrow$

$CaCO_3 + 2HNO_3 \rightarrow Ca(NO_3)_2 + H_2O + CO_2 \uparrow$

$NaHCO_3 + HNO_3 \rightarrow NaNO_3 + H_2O + CO_2 \uparrow$

$Na_2CO_3 + 2HNO_3 \rightarrow 2NaNO_3 + H_2O + CO_2 \uparrow$

3. Термическое разложение соли А:

$Ca(HCO_3)_2 \xrightarrow{t} CaCO_3 + H_2O + CO_2 \uparrow$

1. Газ Д, который образуется в результате дыхания, — это диоксид углерода (углекислый газ), формула которого $CO_2$.

2. Поскольку соли А, Б, В и Г реагируют с азотной кислотой с выделением газа $CO_2$, все эти соли являются карбонатами или гидрокарбонатами.

3. Металл, входящий в состав соли А, содержится в мраморе. Мрамор — это карбонат кальция ($CaCO_3$). Следовательно, металл в соли А — это кальций (Ca).

4. Соль А — растворимая соль кальция. Из солей угольной кислоты растворимой солью кальция является гидрокарбонат кальция, $Ca(HCO_3)_2$. Карбонат кальция ($CaCO_3$) нерастворим в воде. Таким образом, вещество А — это $Ca(HCO_3)_2$.

5. При термическом разложении соли А ($Ca(HCO_3)_2$) образуются три вещества: Е, Д и вода. Уравнение реакции: $Ca(HCO_3)_2 \xrightarrow{t} CaCO_3 + CO_2 \uparrow + H_2O$. Отсюда следует, что вещество Е — это карбонат кальция ($CaCO_3$), а Д — диоксид углерода ($CO_2$), что согласуется с пунктом 1.

6. При добавлении к водному раствору соли А ($Ca(HCO_3)_2$) раствора гидроксида натрия ($NaOH$) могут образоваться три соли: одна нерастворимая Б и две растворимые В и Г. Гидрокарбонат кальция является кислой солью и реагирует со щелочью. В зависимости от соотношения реагентов, образуются разные продукты:

- При избытке $Ca(HCO_3)_2$ (соотношение 1:1 по $NaOH$): $Ca(HCO_3)_2 + NaOH \rightarrow CaCO_3 \downarrow + NaHCO_3 + H_2O$. Образуется одна нерастворимая соль ($CaCO_3$) и одна растворимая ($NaHCO_3$).

- При избытке $NaOH$ (соотношение 1:2): $Ca(HCO_3)_2 + 2NaOH \rightarrow CaCO_3 \downarrow + Na_2CO_3 + 2H_2O$. Образуется одна нерастворимая соль ($CaCO_3$) и одна растворимая ($Na_2CO_3$).

Чтобы образовалось три соли (одна нерастворимая и две растворимые), необходимо такое соотношение реагентов, при котором в продуктах будут одновременно карбонат кальция, карбонат натрия и гидрокарбонат натрия. Это происходит при неполной нейтрализации, например, при молярном соотношении $Ca(HCO_3)_2 : NaOH = 2 : 3$.

Таким образом:

- Нерастворимая соль Б — это карбонат кальция ($CaCO_3$).

- Растворимые соли В и Г — это карбонат натрия ($Na_2CO_3$) и гидрокарбонат натрия ($NaHCO_3$).

Исходя из проведенного анализа, химические формулы веществ следующие:

• А — гидрокарбонат кальция, $Ca(HCO_3)_2$
• Б — карбонат кальция, $CaCO_3$
• В — карбонат натрия, $Na_2CO_3$
• Г — гидрокарбонат натрия, $NaHCO_3$
• Д — диоксид углерода, $CO_2$

Ответ: А - $Ca(HCO_3)_2$; Б - $CaCO_3$; В - $Na_2CO_3$; Г - $NaHCO_3$; Д - $CO_2$.

1. Реакция образования солей Б, В и Г при добавлении $NaOH$ к раствору А (в соотношении, дающем все три соли):

$2Ca(HCO_3)_2 + 3NaOH \rightarrow 2CaCO_3 \downarrow + Na_2CO_3 + NaHCO_3 + 3H_2O$

2. Реакции солей А, Б, В и Г с азотной кислотой с выделением газа Д:

- для А: $Ca(HCO_3)_2 + 2HNO_3 \rightarrow Ca(NO_3)_2 + 2CO_2 \uparrow + 2H_2O$

- для Б: $CaCO_3 + 2HNO_3 \rightarrow Ca(NO_3)_2 + CO_2 \uparrow + H_2O$

- для В ($Na_2CO_3$): $Na_2CO_3 + 2HNO_3 \rightarrow 2NaNO_3 + CO_2 \uparrow + H_2O$

- для Г ($NaHCO_3$): $NaHCO_3 + HNO_3 \rightarrow NaNO_3 + CO_2 \uparrow + H_2O$

3. Реакция термического разложения соли А:

$Ca(HCO_3)_2 \xrightarrow{t} CaCO_3 + CO_2 \uparrow + H_2O$

Ответ:

$2Ca(HCO_3)_2 + 3NaOH \rightarrow 2CaCO_3 \downarrow + Na_2CO_3 + NaHCO_3 + 3H_2O$

$Ca(HCO_3)_2 + 2HNO_3 \rightarrow Ca(NO_3)_2 + 2CO_2 \uparrow + 2H_2O$

$CaCO_3 + 2HNO_3 \rightarrow Ca(NO_3)_2 + CO_2 \uparrow + H_2O$

$Na_2CO_3 + 2HNO_3 \rightarrow 2NaNO_3 + CO_2 \uparrow + H_2O$

$NaHCO_3 + HNO_3 \rightarrow NaNO_3 + CO_2 \uparrow + H_2O$

$Ca(HCO_3)_2 \xrightarrow{t} CaCO_3 + CO_2 \uparrow + H_2O$