Номер 96, страница 22 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

96. *Укажите, в каких случаях образуется кислая соль, средняя соль или смесь кислой и средней солей:

а) 2 моль $KOH$ и 1 моль $H_2SO_4$;

б) 1 моль $LiOH$ и 0,5 моль $H_3PO_4$;

в) 2 моль $RbOH$ и 1,5 моль $HF$;

г) 0,1 моль $KOH$ и 0,2 моль $H_2SO_3$;

д) 1 моль $Ba(OH)_2$ и 1 моль $H_2S$;

е) 2 моль $NaOH$ и 3 моль $H_2S$;

ж) 3 моль $Ca(OH)_2$ и 2 моль $H_3PO_4$;

з) 3 моль $NaOH$ и 2 моль $H_2SO_3$;

и) 2 моль $Ba(OH)_2$ и 3 моль $H_2S$;

к) 0,3 моль $KOH$ и 0,1 моль $H_2S$;

л) 1,5 моль $LiOH$ и 1 моль $H_3PO_4$;

м) 1 моль $RbOH$ и 2 моль $HNO_3$.

а) 2 моль KOH и 1 моль H₂SO₄

В реакции участвуют 2 моль гидроксида калия (KOH), который является однокислотным основанием (содержит одну группу $OH^-$), и 1 моль серной кислоты ($H_2SO_4$), которая является двухосновной кислотой (содержит два атома водорода, способных замещаться на металл).

Для полной нейтрализации двухосновной кислоты и образования средней соли требуется соотношение основания и кислоты 2:1. Уравнение реакции:

$2KOH + H_2SO_4 \rightarrow K_2SO_4 + 2H_2O$

В данном случае соотношение молей $KOH$ и $H_2SO_4$ составляет 2:1, что точно соответствует стехиометрии для образования средней соли сульфата калия ($K_2SO_4$). Реагенты прореагируют полностью.

Ответ: средняя соль.

б) 1 моль LiOH и 0,5 моль H₃PO₄

В реакции участвуют 1 моль гидроксида лития (LiOH), однокислотного основания, и 0,5 моль ортофосфорной кислоты ($H_3PO_4$), трехосновной кислоты.

Рассчитаем мольное соотношение основания и кислоты: $\frac{n(LiOH)}{n(H_3PO_4)} = \frac{1}{0,5} = 2$.

Это означает, что на 1 моль кислоты приходится 2 моль основания. В трехосновной кислоте $H_3PO_4$ будут замещены два из трех атомов водорода. Возможные реакции:

1) $LiOH + H_3PO_4 \rightarrow LiH_2PO_4 + H_2O$ (соотношение 1:1)

2) $2LiOH + H_3PO_4 \rightarrow Li_2HPO_4 + 2H_2O$ (соотношение 2:1)

3) $3LiOH + H_3PO_4 \rightarrow Li_3PO_4 + 3H_2O$ (соотношение 3:1)

Наше соотношение (2:1) точно соответствует второму уравнению, в результате которого образуется гидрофосфат лития ($Li_2HPO_4$), являющийся кислой солью.

Ответ: кислая соль.

в) 2 моль RbOH и 1,5 моль HF

В реакции участвуют 2 моль гидроксида рубидия (RbOH), однокислотного основания, и 1,5 моль фтороводородной кислоты (HF), одноосновной кислоты. Одноосновные кислоты могут образовывать только средние соли.

Уравнение реакции:

$RbOH + HF \rightarrow RbF + H_2O$

Соотношение реагентов по уравнению — 1:1. У нас в наличии 2 моль RbOH и 1,5 моль HF. Кислота (HF) находится в недостатке и прореагирует полностью, определив количество продукта. Образуется 1,5 моль средней соли фторида рубидия (RbF), и в избытке останется $2 - 1,5 = 0,5$ моль RbOH.

Ответ: средняя соль.

г) 0,1 моль KOH и 0,2 моль H₂SO₃

В реакции участвуют 0,1 моль гидроксида калия (KOH), однокислотного основания, и 0,2 моль сернистой кислоты ($H_2SO_3$), двухосновной кислоты.

Рассчитаем мольное соотношение основания и кислоты: $\frac{n(KOH)}{n(H_2SO_3)} = \frac{0,1}{0,2} = 0,5$.

Это означает, что на 1 моль кислоты приходится 0,5 моль основания, т.е. основание в недостатке. Реакция пойдет с образованием кислой соли:

$KOH + H_2SO_3 \rightarrow KHSO_3 + H_2O$

0,1 моль KOH прореагирует с 0,1 моль $H_2SO_3$, образуя 0,1 моль кислой соли гидросульфита калия ($KHSO_3$). В избытке останется $0,2 - 0,1 = 0,1$ моль $H_2SO_3$.

Ответ: кислая соль.

д) 1 моль Ba(OH)₂ и 1 моль H₂S

В реакции участвуют 1 моль гидроксида бария ($Ba(OH)_2$), двухкислотного основания, и 1 моль сероводородной кислоты ($H_2S$), двухосновной кислоты.

Соотношение молей основания и кислоты составляет 1:1. Для полной нейтрализации двухосновной кислоты двухкислотным основанием необходимо именно такое соотношение. Уравнение реакции:

$Ba(OH)_2 + H_2S \rightarrow BaS + 2H_2O$

В результате реакции образуется средняя соль сульфид бария (BaS). Реагенты вступают в реакцию без остатка.

Ответ: средняя соль.

е) 2 моль NaOH и 3 моль H₂S

В реакции участвуют 2 моль гидроксида натрия (NaOH), однокислотного основания, и 3 моль сероводородной кислоты ($H_2S$), двухосновной кислоты.

Соотношение молей основания и кислоты: $\frac{n(NaOH)}{n(H_2S)} = \frac{2}{3} \approx 0,67$.

Основание находится в недостатке. Реакция пойдет с образованием кислой соли по уравнению:

$NaOH + H_2S \rightarrow NaHS + H_2O$

2 моль NaOH прореагируют с 2 моль $H_2S$, образовав 2 моль кислой соли гидросульфида натрия (NaHS). В избытке останется $3 - 2 = 1$ моль $H_2S$.

Ответ: кислая соль.

ж) 3 моль Ca(OH)₂ и 2 моль H₃PO₄

В реакции участвуют 3 моль гидроксида кальция ($Ca(OH)_2$), двухкислотного основания, и 2 моль ортофосфорной кислоты ($H_3PO_4$), трехосновной кислоты.

Для полной нейтрализации и образования средней соли ($Ca_3(PO_4)_2$) необходимо соотношение $n(Ca(OH)_2) : n(H_3PO_4) = 3:2$. Уравнение реакции:

$3Ca(OH)_2 + 2H_3PO_4 \rightarrow Ca_3(PO_4)_2 + 6H_2O$

Заданные количества веществ (3 моль и 2 моль) точно соответствуют стехиометрическому соотношению для образования средней соли. Реагенты прореагируют полностью.

Ответ: средняя соль.

з) 3 моль NaOH и 2 моль H₂SO₃

В реакции участвуют 3 моль гидроксида натрия (NaOH), однокислотного основания, и 2 моль сернистой кислоты ($H_2SO_3$), двухосновной кислоты.

Соотношение молей основания и кислоты: $\frac{n(NaOH)}{n(H_2SO_3)} = \frac{3}{2} = 1,5$.

Это соотношение находится между 1:1 (для образования кислой соли $NaHSO_3$) и 2:1 (для образования средней соли $Na_2SO_3$). Это означает, что образуется смесь двух солей.

Ход реакции: Сначала вся кислота реагирует с частью основания до кислой соли: $2H_2SO_3 + 2NaOH \rightarrow 2NaHSO_3 + 2H_2O$. При этом расходуется 2 моль NaOH и остается $3 - 2 = 1$ моль NaOH. Затем оставшийся 1 моль NaOH реагирует с 1 моль образовавшейся кислой соли: $NaHSO_3 + NaOH \rightarrow Na_2SO_3 + H_2O$.

В итоге в продуктах будет 1 моль средней соли ($Na_2SO_3$) и $2 - 1 = 1$ моль кислой соли ($NaHSO_3$).

Ответ: смесь кислой и средней солей.

и) 2 моль Ba(OH)₂ и 3 моль H₂S

В реакции участвуют 2 моль гидроксида бария ($Ba(OH)_2$), двухкислотного основания, и 3 моль сероводородной кислоты ($H_2S$), двухосновной кислоты.

Соотношение молей основания и кислоты: $\frac{n(Ba(OH)_2)}{n(H_2S)} = \frac{2}{3}$.

Возможные соли: кислая $Ba(HS)_2$ (соотношение 1:2) и средняя $BaS$ (соотношение 1:1). Наше соотношение (1:1,5) находится между этими двумя случаями, значит, образуется смесь солей.

Пусть образуется $x$ моль $BaS$ и $y$ моль $Ba(HS)_2$. Составим баланс по реагентам:

По $Ba(OH)_2$: $x + y = 2$

По $H_2S$: $x + 2y = 3$

Вычитая первое уравнение из второго, получаем: $y = 1$ моль. Тогда $x = 2 - 1 = 1$ моль.

В результате образуется 1 моль средней соли (BaS) и 1 моль кислой соли ($Ba(HS)_2$).

Ответ: смесь кислой и средней солей.

к) 0,3 моль KOH и 0,1 моль H₂S

В реакции участвуют 0,3 моль гидроксида калия (KOH), однокислотного основания, и 0,1 моль сероводородной кислоты ($H_2S$), двухосновной кислоты.

Соотношение молей основания и кислоты: $\frac{n(KOH)}{n(H_2S)} = \frac{0,3}{0,1} = 3$.

Для образования средней соли ($K_2S$) требуется соотношение 2:1. У нас основание в избытке ($3 > 2$). Реакция пойдет до конца с образованием средней соли:

$2KOH + H_2S \rightarrow K_2S + 2H_2O$

0,1 моль $H_2S$ прореагирует с 0,2 моль KOH, образовав 0,1 моль средней соли ($K_2S$). В избытке останется $0,3 - 0,2 = 0,1$ моль KOH.

Ответ: средняя соль.

л) 1,5 моль LiOH и 1 моль H₃PO₄

В реакции участвуют 1,5 моль гидроксида лития (LiOH), однокислотного основания, и 1 моль ортофосфорной кислоты ($H_3PO_4$), трехосновной кислоты.

Соотношение молей основания и кислоты: $\frac{n(LiOH)}{n(H_3PO_4)} = \frac{1,5}{1} = 1,5$.

Это соотношение находится между 1:1 (для образования кислой соли $LiH_2PO_4$) и 2:1 (для образования кислой соли $Li_2HPO_4$). Это означает, что образуется смесь двух кислых солей.

Ход реакции: 1 моль $H_3PO_4$ реагирует с 1 моль LiOH, образуя 1 моль $LiH_2PO_4$. Остается $1,5 - 1 = 0,5$ моль LiOH. Затем 0,5 моль LiOH реагирует с 0,5 моль $LiH_2PO_4$, образуя 0,5 моль $Li_2HPO_4$.

В итоге в продуктах будет смесь двух кислых солей: 0,5 моль $LiH_2PO_4$ и 0,5 моль $Li_2HPO_4$. Поскольку средняя соль не образуется, а продуктами являются исключительно кислые соли, то обобщенно можно сказать, что образуется кислая соль (в виде смеси).

Ответ: кислая соль.

м) 1 моль RbOH и 2 моль HNO₃

В реакции участвуют 1 моль гидроксида рубидия (RbOH), однокислотного основания, и 2 моль азотной кислоты ($HNO_3$), одноосновной кислоты. Одноосновные кислоты могут образовывать только средние соли.

Уравнение реакции:

$RbOH + HNO_3 \rightarrow RbNO_3 + H_2O$

Соотношение реагентов по уравнению — 1:1. У нас в наличии 1 моль RbOH и 2 моль $HNO_3$. Основание (RbOH) находится в недостатке и прореагирует полностью. Образуется 1 моль средней соли нитрата рубидия ($RbNO_3$), и в избытке останется $2 - 1 = 1$ моль $HNO_3$.

Ответ: средняя соль.