Номер 195, страница 43 - гдз по химии 8 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

195. Вставьте вместо знаков вопроса формулы необходимых веществ и расставьте коэффициенты в полученных схемах химических реакций:

a) $ \text{CaO} + ? \rightarrow \text{CaCO}_3 \downarrow + \text{H}_2\text{O}; $

б) $ \text{NaOH} + ? \rightarrow \text{Na}_3\text{PO}_4 + ?; $

в) $ \text{Ca(OH)}_2 + ? \rightarrow \text{Ca(NO}_3)_2 + ?; $

г) $ \text{CuO} + ? \rightarrow \text{CuSO}_4 + ?; $

д) $ ? + \text{HCl} \rightarrow \text{AlCl}_3 + \text{H}_2\text{O}; $

е) $ \text{NaOH} + \text{H}_2\text{S} \rightarrow ? + ?; $

ж) $ \text{K}_2\text{O} + ? \rightarrow \text{KNO}_3 + ?; $

з) $ ? + \text{HCl} \rightarrow \text{FeCl}_2 + \text{H}_2\text{O}. $

Для заданий б), в), д), з) существуют два варианта решения. Приведите их.

а) В данной реакции основной оксид кальция ($CaO$) вступает во взаимодействие с неизвестным веществом, в результате чего образуются соль карбонат кальция ($CaCO_3$) и вода ($H_2O$). Такая схема характерна для реакции нейтрализации, где основной оксид реагирует с кислотой. Кислота, содержащая карбонат-ион, — это угольная кислота ($H_2CO_3$). Таким образом, уравнение реакции: $CaO + H_2CO_3 \rightarrow CaCO_3\downarrow + H_2O$. Проверим коэффициенты: слева 1 атом Ca, 4 атома O, 2 атома H, 1 атом C; справа 1 атом Ca, 4 атома O, 2 атома H, 1 атом C. Уравнение сбалансировано.

Ответ: $CaO + H_2CO_3 \rightarrow CaCO_3\downarrow + H_2O$

б) В этой реакции щёлочь гидроксид натрия ($NaOH$) реагирует с неизвестным веществом с образованием соли фосфата натрия ($Na_3PO_4$). Согласно условию, существует два варианта решения.
Вариант 1: Реакция с кислотой.
Щёлочь реагирует с кислотой с образованием соли и воды. Кислота, соответствующая фосфат-иону, — ортофосфорная кислота ($H_3PO_4$).
$NaOH + H_3PO_4 \rightarrow Na_3PO_4 + H_2O$.
Для балансировки необходимо 3 атома Na в левой части, поэтому ставим коэффициент 3 перед $NaOH$. Затем уравниваем атомы водорода и кислорода, получая 3 молекулы воды.
Ответ (1): $3NaOH + H_3PO_4 \rightarrow Na_3PO_4 + 3H_2O$
Вариант 2: Реакция с кислотным оксидом.
Щёлочь также может реагировать с кислотным оксидом. Оксид, соответствующий ортофосфорной кислоте, — оксид фосфора(V) ($P_2O_5$).
$NaOH + P_2O_5 \rightarrow Na_3PO_4 + H_2O$.
Уравниваем фосфор, ставя коэффициент 2 перед $Na_3PO_4$. Затем уравниваем натрий (6 $NaOH$), водород (3 $H_2O$) и кислород.
Ответ (2): $6NaOH + P_2O_5 \rightarrow 2Na_3PO_4 + 3H_2O$

в) Гидроксид кальция ($Ca(OH)_2$) реагирует с неизвестным веществом, образуя нитрат кальция ($Ca(NO_3)_2$). Для этого задания также есть два варианта решения.
Вариант 1: Реакция с кислотой.
Основание реагирует с кислотой с образованием соли и воды. Кислота, содержащая нитрат-ион, — азотная кислота ($HNO_3$).
$Ca(OH)_2 + HNO_3 \rightarrow Ca(NO_3)_2 + H_2O$.
Для баланса нужно 2 нитрат-группы слева (2 $HNO_3$), что приводит к образованию 2 молекул воды.
Ответ (1): $Ca(OH)_2 + 2HNO_3 \rightarrow Ca(NO_3)_2 + 2H_2O$
Вариант 2: Реакция с кислотным оксидом.
Основание реагирует с кислотным оксидом, соответствующим азотной кислоте, — оксидом азота(V) ($N_2O_5$).
$Ca(OH)_2 + N_2O_5 \rightarrow Ca(NO_3)_2 + H_2O$.
Проверка баланса показывает, что все коэффициенты равны 1.
Ответ (2): $Ca(OH)_2 + N_2O_5 \rightarrow Ca(NO_3)_2 + H_2O$

г) Основной оксид меди(II) ($CuO$) реагирует с неизвестным веществом, образуя сульфат меди(II) ($CuSO_4$). Это реакция основного оксида с кислотой. Кислота, содержащая сульфат-ион, — серная кислота ($H_2SO_4$). Вторым продуктом будет вода ($H_2O$).
$CuO + H_2SO_4 \rightarrow CuSO_4 + H_2O$.
Уравнение сбалансировано с коэффициентами 1.

Ответ: $CuO + H_2SO_4 \rightarrow CuSO_4 + H_2O$

д) Неизвестное вещество реагирует с соляной кислотой ($HCl$) с образованием хлорида алюминия ($AlCl_3$) и воды ($H_2O$). Это реакция нейтрализации. Неизвестное вещество должно быть основанием или оксидом, содержащим алюминий.
Вариант 1: Реакция с основанием.
Основание — гидроксид алюминия ($Al(OH)_3$).
$Al(OH)_3 + HCl \rightarrow AlCl_3 + H_2O$.
Для баланса требуется 3 молекулы $HCl$ и 3 молекулы $H_2O$.
Ответ (1): $Al(OH)_3 + 3HCl \rightarrow AlCl_3 + 3H_2O$
Вариант 2: Реакция с оксидом.
Оксид — оксид алюминия ($Al_2O_3$).
$Al_2O_3 + HCl \rightarrow AlCl_3 + H_2O$.
Уравниваем алюминий (2 $AlCl_3$), затем хлор (6 $HCl$) и водород (3 $H_2O$).
Ответ (2): $Al_2O_3 + 6HCl \rightarrow 2AlCl_3 + 3H_2O$

е) Щёлочь гидроксид натрия ($NaOH$) реагирует с сероводородом ($H_2S$), который является слабой двухосновной кислотой. В зависимости от соотношения реагентов могут образовываться кислая или средняя соль. Так как в условии не указано иное, запишем реакцию полной нейтрализации с образованием средней соли — сульфида натрия ($Na_2S$) и воды.
$NaOH + H_2S \rightarrow Na_2S + H_2O$.
Для баланса необходимо 2 молекулы $NaOH$ и 2 молекулы $H_2O$.

Ответ: $2NaOH + H_2S \rightarrow Na_2S + 2H_2O$

ж) Основной оксид калия ($K_2O$) реагирует с неизвестным веществом с образованием нитрата калия ($KNO_3$) и еще одного продукта. Это реакция основного оксида с кислотой. Соответствующая кислота — азотная ($HNO_3$), а второй продукт — вода ($H_2O$).
$K_2O + HNO_3 \rightarrow KNO_3 + H_2O$.
Уравниваем калий (2 $KNO_3$), затем азот (2 $HNO_3$). Водород и кислород оказываются сбалансированными.

Ответ: $K_2O + 2HNO_3 \rightarrow 2KNO_3 + H_2O$

з) Неизвестное вещество реагирует с соляной кислотой ($HCl$) с образованием хлорида железа(II) ($FeCl_2$) и воды ($H_2O$). Это реакция нейтрализации. Неизвестное вещество — это основание или оксид железа(II).
Вариант 1: Реакция с основанием.
Основание — гидроксид железа(II) ($Fe(OH)_2$).
$Fe(OH)_2 + HCl \rightarrow FeCl_2 + H_2O$.
Для балансировки требуется 2 молекулы $HCl$ и 2 молекулы $H_2O$.
Ответ (1): $Fe(OH)_2 + 2HCl \rightarrow FeCl_2 + 2H_2O$
Вариант 2: Реакция с оксидом.
Оксид — оксид железа(II) ($FeO$).
$FeO + HCl \rightarrow FeCl_2 + H_2O$.
Уравниваем хлор (2 $HCl$). Остальные элементы сбалансированы.
Ответ (2): $FeO + 2HCl \rightarrow FeCl_2 + H_2O$