Химия. 9 класс · Габриелян, Остроумов, Сладков · § 8

Упражнение 5 к § 8

Задача 1

Условие (кратко)

а) Осуществите превращения P → P₂O₅ → H₃PO₄ → Ca₃(PO₄)₂; реакции с электролитами запишите и в ионном виде.

Решение

Горение фосфора: $\mathrm{4P + 5O_2 \rightarrow 2P_2O_5}$
Оксид фосфора(V) с водой: $\mathrm{P_2O_5 + 3H_2O \rightarrow 2H_3PO_4}$
Фосфорная кислота с известковой водой: $\mathrm{2H_3PO_4 + 3Ca(OH)_2 \rightarrow Ca_3(PO_4)_2\downarrow + 6H_2O}$ Фосфорная кислота — электролит средней силы, в ионном уравнении её оставляют молекулами; $\mathrm{Ca(OH)_2}$ в растворе — ионами: $\mathrm{2H_3PO_4 + 3Ca^{2+} + 6OH^- \rightarrow Ca_3(PO_4)_2\downarrow + 6H_2O}$

Ответ

4P + 5O₂ → 2P₂O₅; P₂O₅ + 3H₂O → 2H₃PO₄; 2H₃PO₄ + 3Ca(OH)₂ → Ca₃(PO₄)₂↓ + 6H₂O

Почему так

Цепочка неметалл → кислотный оксид → кислота → соль; последняя стадия — нейтрализация с образованием осадка.

Условие (кратко)

б) Осуществите превращения Zn → ZnCl₂ → Zn(OH)₂ → ZnO → ZnSO₄ → Zn(NO₃)₂; реакции с электролитами запишите и в ионном виде.

Решение

Цинк с соляной кислотой: $\mathrm{Zn + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 + H_2\uparrow}$ $\mathrm{Zn + 2H^+ \rightarrow Zn^{2+} + H_2\uparrow}$
Хлорид цинка со щёлочью (щёлочь не в избытке, иначе осадок растворится): $\mathrm{ZnCl_2 + 2NaOH \rightarrow Zn(OH)_2\downarrow + 2NaCl}$ $\mathrm{Zn^{2+} + 2OH^- \rightarrow Zn(OH)_2\downarrow}$
Разложение гидроксида при нагревании: $\mathrm{Zn(OH)_2 \xrightarrow{t} ZnO + H_2O}$
Оксид цинка с серной кислотой: $\mathrm{ZnO + H_2SO_4 \rightarrow ZnSO_4 + H_2O}$ $\mathrm{ZnO + 2H^+ \rightarrow Zn^{2+} + H_2O}$
Сульфат цинка с нитратом бария: $\mathrm{ZnSO_4 + Ba(NO_3)_2 \rightarrow BaSO_4\downarrow + Zn(NO_3)_2}$ $\mathrm{Ba^{2+} + SO_4^{2-} \rightarrow BaSO_4\downarrow}$

Ответ

Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂↑; ZnCl₂ + 2NaOH → Zn(OH)₂↓ + 2NaCl; Zn(OH)₂ → ZnO + H₂O; ZnO + H₂SO₄ → ZnSO₄ + H₂O; ZnSO₄ + Ba(NO₃)₂ → BaSO₄↓ + Zn(NO₃)₂

Почему так

Каждый переход — типичное свойство класса; последнюю соль получают обменом с выпадением сульфата бария в осадок.

Условие (кратко)

в) Осуществите превращения Na₂O → NaOH → NaHCO₃ → Na₂CO₃ → Na₂SO₄; реакции с электролитами запишите и в ионном виде.

Решение

Оксид натрия с водой: $\mathrm{Na_2O + H_2O \rightarrow 2NaOH}$
Щёлочь с избытком углекислого газа даёт кислую соль: $\mathrm{NaOH + CO_2 \rightarrow NaHCO_3}$ $\mathrm{OH^- + CO_2 \rightarrow HCO_3^-}$
Кислую соль переводим в среднюю щёлочью: $\mathrm{NaHCO_3 + NaOH \rightarrow Na_2CO_3 + H_2O}$ $\mathrm{HCO_3^- + OH^- \rightarrow CO_3^{2-} + H_2O}$
Карбонат с серной кислотой: $\mathrm{Na_2CO_3 + H_2SO_4 \rightarrow Na_2SO_4 + H_2O + CO_2\uparrow}$ $\mathrm{CO_3^{2-} + 2H^+ \rightarrow H_2O + CO_2\uparrow}$

Ответ

Na₂O + H₂O → 2NaOH; NaOH + CO₂ → NaHCO₃; NaHCO₃ + NaOH → Na₂CO₃ + H₂O; Na₂CO₃ + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + H₂O + CO₂↑

Почему так

При избытке CO₂ щёлочь даёт кислую соль, а щёлочь же превращает кислую соль в среднюю.