Номер 147, страница 37 - гдз по химии 8 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

147. Составьте уравнения реакций оксида кальция и оксида железа(III) с азотной кислотой $HNO_3$.

Решение

Для решения задачи необходимо составить уравнения химических реакций для каждого из указанных оксидов с азотной кислотой и расставить в них коэффициенты методом подбора.

1. Уравнение реакции оксида кальция с азотной кислотой

Оксид кальция ($CaO$) — это основный оксид. При взаимодействии с кислотами, такой как азотная кислота ($HNO_3$), он вступает в реакцию обмена, в результате которой образуются соль и вода. Продуктами реакции будут нитрат кальция ($Ca(NO_3)_2$) и вода ($H_2O$).

Сначала запишем схему реакции:
$CaO + HNO_3 \rightarrow Ca(NO_3)_2 + H_2O$

Чтобы уравнять количество атомов, начнем с кислотного остатка. В правой части в составе соли $Ca(NO_3)_2$ содержатся два нитрат-иона ($NO_3^-$), поэтому в левой части перед формулой азотной кислоты $HNO_3$ необходимо поставить коэффициент 2.
$CaO + 2HNO_3 \rightarrow Ca(NO_3)_2 + H_2O$

Теперь выполним проверку количества атомов всех элементов в левой и правой частях уравнения:
- Слева: 1 атом Ca, 2 атома H, 2 атома N, 1 + (2×3) = 7 атомов O.
- Справа: 1 атом Ca, 2 атома H, 2 атома N, (3×2) + 1 = 7 атомов O.
Количества атомов всех элементов равны, следовательно, уравнение составлено верно.

Ответ: $CaO + 2HNO_3 \rightarrow Ca(NO_3)_2 + H_2O$

2. Уравнение реакции оксида железа(III) с азотной кислотой

Оксид железа(III) ($Fe_2O_3$) — это амфотерный оксид, который в реакции с сильными кислотами проявляет основные свойства. Степень окисления железа (+3) в ходе реакции не изменяется. Продуктами реакции обмена с азотной кислотой будут соль — нитрат железа(III) ($Fe(NO_3)_3$) и вода ($H_2O$).

Запишем схему реакции:
$Fe_2O_3 + HNO_3 \rightarrow Fe(NO_3)_3 + H_2O$

Начнем уравнивать с атомов металла. В левой части в формуле оксида 2 атома железа, поэтому перед формулой соли $Fe(NO_3)_3$ в правой части ставим коэффициент 2.
$Fe_2O_3 + HNO_3 \rightarrow 2Fe(NO_3)_3 + H_2O$

Теперь в правой части стало $2 \times 3 = 6$ нитрат-ионов. Следовательно, в левой части перед формулой азотной кислоты $HNO_3$ необходимо поставить коэффициент 6.
$Fe_2O_3 + 6HNO_3 \rightarrow 2Fe(NO_3)_3 + H_2O$

Далее уравняем атомы водорода. В левой части их 6 (в составе $6HNO_3$). Чтобы в правой части их тоже стало 6, ставим коэффициент 3 перед формулой воды $H_2O$.
$Fe_2O_3 + 6HNO_3 \rightarrow 2Fe(NO_3)_3 + 3H_2O$

В последнюю очередь выполним проверку по атомам кислорода:
- Слева: 3 (в $Fe_2O_3$) + (6 × 3) (в $6HNO_3$) = 3 + 18 = 21 атом O.
- Справа: (2 × 3 × 3) (в $2Fe(NO_3)_3$) + 3 (в $3H_2O$) = 18 + 3 = 21 атом O.
Уравнение сбалансировано.

Ответ: $Fe_2O_3 + 6HNO_3 \rightarrow 2Fe(NO_3)_3 + 3H_2O$