Задача № 4

Составьте молекулярное, ионное и сокращенное ионное уравнение между: хлоридом кальция и кремниевой кислотой; карбонатом натрия и соляной кислотой.

Решение.

а) CaCl₂ + H₂SiO₃ = CaSiO₃ + 2HCl     молекулярное уравнение

Ca²⁺ + 2Cl^- + H₂SiO₃ = CaSiO₃ + 2H⁺ + 2Cl^-     полное ионное уравнение

Ca²⁺ + H₂SiO₃ = CaSiO₃ + 2H⁺    сокращенное ионное уравнение

б) Na₂CO₃ + 2HCl = 2NaCl + CO₂ + H₂O   молекулярное уравнение

2Na⁺ + CO₃^2- + 2H⁺ + 2Cl^- = 2Na⁺ + 2Cl^- + CO₂ + H₂O полное ионное ура-ие

2H⁺ + CO₃^2- = CO₂ + H₂O   сокращенное ионное уравнение

Задача № 5

Напишите уравнения реакций гидролиза солей в ионном, молекулярном и сокращенном уравнении. Определите среду раствора и значения рН для солей: SnCl₂ и Al₂S₃.

а) хлорид олова SnCl₂ – соль слабого многоосновного основания Sn(ОН)₂ и сильной кислоты НCl. При растворении в воде молекулы SnCl₂ полностью диссоциируют на катионы Sn²⁺ и анионы Cl^-. Катионы Cl^- не могут связывать ионы Н⁺ воды, так как HCl – сильный электролит. В этом случае катионы Sn²⁺ связывают гидроксильные ионы воды, образуя катионы основной соли SnОН⁺. Образование молекул Sn(ОН)₂ не происходит, так как ионы SnОН⁺ диссоциируют гораздо труднее, чем молекулы Sn(ОН)₂. В обычных условиях гидролиз идет по первой ступени. Соль гидролизуется по катиону. Ионно-молекулярное уравнение гидролиза

Sn²⁺ + H₂O ↔ SnOH⁺ + H⁺

или в молекулярной форме

SnCl₂ + H₂O ↔ SnOHCl + НCl

В растворе появляется избыток ионов водорода, поэтому раствор SnCl₂ имеет кислую реакцию (рН < 7).

б) сульфид алюминия Al₂S₃ – соль слабой многоосновной кислоты H₂S и слабого многоосновного основания Al(OH)₃. Анионы S^2- связывают ионы Н⁺ воды, образуя молекулы H₂S, а не анионы кислой соли HS^-, а катионы Al³⁺ связывают гидроксильные ионы воды, образуя молекул Al(ОН)₃,а не катионы основной соли AlОН²⁺. Это происходит из-за того, что идет взаимное усиление гидролиза, ибо ионы Н⁺ и ОН^- образуют молекулу слабого электролита Н₂О. Ионно-молекулярное уравнение:

2Al³⁺ + 3S^2- + 3Н₂О = 2Al(ОН)₃ + 3Н₂S

или в молекулярной форме

Al₂S₃ + 3Н₂О = 2Al(ОН)₃ + 3Н₂S

Задача № 6

Какими свойствами обладает водород? Напишите химические свойства водорода, укажите применение.

Решение.

Водород (Н) – элемент первого периода, расположен в главной подгруппе первой группы. Положение водорода в периодической системе химических элементов двоякое: подобно щелочным металлам он находится в I группе, т.е. способен отдавать электроны, проявляя свойства восстановителя. И, кроме того, водород пишут в VII группу, главную подгруппу галогенов, так как подобно им он может принимать электроны, проявляя свойства окислителя (при этом завершается двухэлектронная оболочка).

Водород – это самый легкий газ, не имеет цвета, вкуса и запаха. Мало растворим в воде.

Водород существует в молекулярном виде и молекула двухатомна.

Химические свойства водорода:

1. Взаимодействует с кислородом

2Н₂ + О₂ = 2Н₂О

2. Взаимодействует с неметаллами

N₂ + 3H₂ = 2NH₃ – используется для получения аммиака.

3. Взаимодействует с металлами (щелочными и щелочноземельными)

2Na + H₂ = 2NaH

4. Взаимодействует с оксидами – используется для получения некоторых металлов

WO₃ + 3H₂ = W + 3H₂O.

5. Взаимодействует с органическими соединениями – используется для синтеза различных органических веществ.

а) с непредельными – гидрирование

С₂Н₂ + Н₂ = С₂Н₄ + Н₂ = С₂Н₆

б) восстановление альдегидов

Н₃С₂ОН + Н₂ = С₂Н₅ОН

Задача № 7

Какими свойствами обладают щелочноземельные металлы, ответ поясните уравнениями реакций. Что такое жесткость воды.

Решение.

1. Взаимодействуют с водородом с образование гидридов

Са + Н₂ = СаН₂

2. Взаимодействуют с кислородом с образование оксидов

2Са + О₂ = 2СаО

3. Взаимодействуют с другими неметаллами

Са + S = CaS

4. Взаимодействуют с кислотами с образованием солей

Са + 2HCl = CaCl₂ + H₂

5. Взаимодействуют с водой с образованием гидроксидов

Са + 2Н₂О = Са(ОН)₂ + Н₂.

Жесткость воды – это совокупность свойств воды, обусловленная наличием в ней ионов Са²⁺ и Mg²⁺.

Существует два вида жесткости:

1. Временная или карбонатная жесткость - жесткость, вызванная присутствием той части катионов Са²⁺ и Mg²⁺, которая эквивалентна содержащимся в воде гидрокарбонатным ионам НСО₃^-. Иными словами, карбонатная жесткость вызвана присутствием гидрокарбонатов кальция и магния. Ее устраняют кипячением или действием известкового молока или соды.

2. Постоянная жесткость – жесткость, обусловленная наличием других растворимых солей кальция и магния. Ее устраняют действием соды.

Задача № 8

Какой объем водорода требуется для получения 15 м³ фтороводорода.

Решение.

Уравнение данной реакции выглядит следующим образом

Н₂ + F₂ = 2HF

1. Определим количество вещества (υ) фтороводорода по формуле:

,

где: V – объем вещества, л, в нашем случае он равен 15000 л (1 м³ = 1000 л); V_м – молярный объем равный 22,4 л/моль.

моль

По уравнению реакции υ (HF) относится к υ (H₂) как 2 к 1, т.е. υ (H₂) равно 334,82 моль.

2. Определим объем водорода:

л или 7,5 м³

Ответ: V (H₂) = 7,5 м³

Список литературы

1.                Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия: Учебник для вузов. – М.: Высшая школа, 1981.

2.                Глинка Н.Л. Общая химия, 2000

3.                Зайцев О.С. Задачи, упражнения и вопросы по химии - М.: Химия, 1996

4.                Зубович И.А. Неорганическая химия: Учебник для технол. спец. вузов. – М.: Высшая школа, 1989.

5. Хомченко Г.П. Пособие для поступающих в ВУЗы. – М.: «Новая Волна», 1996.