Глава III. Основные классы неорганических соединений. § 25. Кислоты, их классификация и химические свойства — с. 111
§ 25. Примените свои знания.
6. Исходя из признаков классификации кислот, дайте полную характеристику азотной и фосфорной кислот.
Азотная кислота HNO₃: кислородсодержащая; одноосновная (один атом водорода); растворимая; летучая; нестабильная (на свету и при нагревании частично разлагается), сильная кислота. Фосфорная кислота H₃PO₄: кислородсодержащая; трёхосновная (три атома водорода); растворимая; нелетучая (твёрдое вещество); стабильная. Названия образуются от азот- и фосфор- с суффиксом «-н-» и окончанием «-ая» (степени окисления +5).
Оговорка: стабильность азотной кислоты в таблице учебника не указана, дана по справочным данным.
Оговорка: стабильность азотной кислоты в таблице учебника не указана, дана по справочным данным.
§ 25. Примените свои знания.
7. Запишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения: Cl₂ → HCl → NaCl → AgCl
1) H₂ + Cl₂ = 2HCl (хлор взаимодействует с водородом; полученный хлороводород растворяют в воде — получают соляную кислоту)
2) HCl + NaOH = NaCl + H₂O (нейтрализация)
3) NaCl + AgNO₃ = AgCl↓ + NaNO₃ (выпадает белый творожистый осадок).
2) HCl + NaOH = NaCl + H₂O (нейтрализация)
3) NaCl + AgNO₃ = AgCl↓ + NaNO₃ (выпадает белый творожистый осадок).
§ 25. Примените свои знания.
8. На полную нейтрализацию 110 г раствора серной кислоты потребовалось 80 г 10 %-ного раствора гидроксида натрия. Рассчитайте массовую долю кислоты в исходном растворе.
Дано: m(р-ра H₂SO₄) = 110 г; m(р-ра NaOH) = 80 г; w(NaOH) = 10 %.
Найти: w(H₂SO₄).
Решение: H₂SO₄ + 2NaOH = Na₂SO₄ + 2H₂O
m(NaOH) = 80 · 0,1 = 8 г; M(NaOH) = 40 г/моль; n(NaOH) = 8 : 40 = 0,2 моль.
По уравнению n(H₂SO₄) = n(NaOH) : 2 = 0,1 моль.
M(H₂SO₄) = 2 + 32 + 64 = 98 г/моль; m(H₂SO₄) = 0,1 · 98 = 9,8 г.
w(H₂SO₄) = 9,8 : 110 = 0,089, или 8,9 %.
Ответ: w(H₂SO₄) = 8,9 %.
Найти: w(H₂SO₄).
Решение: H₂SO₄ + 2NaOH = Na₂SO₄ + 2H₂O
m(NaOH) = 80 · 0,1 = 8 г; M(NaOH) = 40 г/моль; n(NaOH) = 8 : 40 = 0,2 моль.
По уравнению n(H₂SO₄) = n(NaOH) : 2 = 0,1 моль.
M(H₂SO₄) = 2 + 32 + 64 = 98 г/моль; m(H₂SO₄) = 0,1 · 98 = 9,8 г.
w(H₂SO₄) = 9,8 : 110 = 0,089, или 8,9 %.
Ответ: w(H₂SO₄) = 8,9 %.
§ 25. Примените свои знания.
9. Выведите формулу кислоты, если известно, что в её состав входят 2,13 % водорода, 29,79 % азота и 68,08 % кислорода.
Дано: w(H) = 2,13 %; w(N) = 29,79 %; w(O) = 68,08 %.
Найти: формулу HₓNᵧO_z.
Решение: возьмём 100 г вещества: m(H) = 2,13 г, m(N) = 29,79 г, m(O) = 68,08 г.
n(H) = 2,13 : 1 = 2,13 моль; n(N) = 29,79 : 14 = 2,128 моль; n(O) = 68,08 : 16 = 4,255 моль.
x : y : z = 2,13 : 2,128 : 4,255 = 1 : 1 : 2.
Формула — HNO₂ (азотистая кислота).
Проверка: M(HNO₂) = 47 г/моль; w(H) = 1/47 = 2,13 %, w(N) = 14/47 = 29,79 %, w(O) = 32/47 = 68,08 %.
Ответ: HNO₂.
Найти: формулу HₓNᵧO_z.
Решение: возьмём 100 г вещества: m(H) = 2,13 г, m(N) = 29,79 г, m(O) = 68,08 г.
n(H) = 2,13 : 1 = 2,13 моль; n(N) = 29,79 : 14 = 2,128 моль; n(O) = 68,08 : 16 = 4,255 моль.
x : y : z = 2,13 : 2,128 : 4,255 = 1 : 1 : 2.
Формула — HNO₂ (азотистая кислота).
Проверка: M(HNO₂) = 47 г/моль; w(H) = 1/47 = 2,13 %, w(N) = 14/47 = 29,79 %, w(O) = 32/47 = 68,08 %.
Ответ: HNO₂.
§ 25. Примените свои знания.
10. К 980 мл 40 %-ного раствора серной кислоты (плотность 1,3 г/мл) добавили 120 мл воды. Найдите массовую долю кислоты в полученном растворе.
Дано: V(р-ра) = 980 мл; w₁(H₂SO₄) = 40 %; ρ = 1,3 г/мл; V(H₂O) = 120 мл.
Найти: w₂(H₂SO₄).
Решение: m(р-ра) = 980 · 1,3 = 1274 г.
m(H₂SO₄) = 1274 · 0,4 = 509,6 г.
m(H₂O) = 120 г (ρ = 1 г/мл).
m(нового р-ра) = 1274 + 120 = 1394 г.
w₂ = 509,6 : 1394 = 0,3655, или 36,55 %.
Ответ: w(H₂SO₄) = 36,55 %.
Найти: w₂(H₂SO₄).
Решение: m(р-ра) = 980 · 1,3 = 1274 г.
m(H₂SO₄) = 1274 · 0,4 = 509,6 г.
m(H₂O) = 120 г (ρ = 1 г/мл).
m(нового р-ра) = 1274 + 120 = 1394 г.
w₂ = 509,6 : 1394 = 0,3655, или 36,55 %.
Ответ: w(H₂SO₄) = 36,55 %.
§ 25. Примените свои знания.
11. С какими из перечисленных веществ будет реагировать соляная кислота: азот, железо, оксид кальция, серная кислота, гидроксид алюминия, сульфат натрия, нитрат серебра?
Напишите уравнения возможных реакций.
Реагирует с:
— железом (стоит левее водорода, образуется растворимая соль): Fe + 2HCl = FeCl₂ + H₂↑
— оксидом кальция (основный оксид): CaO + 2HCl = CaCl₂ + H₂O
— гидроксидом алюминия (нерастворимое основание, нейтрализация): Al(OH)₃ + 3HCl = AlCl₃ + 3H₂O
— нитратом серебра (выпадает осадок): AgNO₃ + HCl = AgCl↓ + HNO₃
Не реагирует с азотом (неметалл, инертное простое вещество), серной кислотой (кислота с кислотой не взаимодействует) и сульфатом натрия (осадок и газ не образуются: Na₂SO₄ + 2HCl ≠).
— железом (стоит левее водорода, образуется растворимая соль): Fe + 2HCl = FeCl₂ + H₂↑
— оксидом кальция (основный оксид): CaO + 2HCl = CaCl₂ + H₂O
— гидроксидом алюминия (нерастворимое основание, нейтрализация): Al(OH)₃ + 3HCl = AlCl₃ + 3H₂O
— нитратом серебра (выпадает осадок): AgNO₃ + HCl = AgCl↓ + HNO₃
Не реагирует с азотом (неметалл, инертное простое вещество), серной кислотой (кислота с кислотой не взаимодействует) и сульфатом натрия (осадок и газ не образуются: Na₂SO₄ + 2HCl ≠).
§ 25. Используйте дополнительную информацию.
12. Подготовьте сообщение о получении, свойствах и применении одной из кислот. Аргументируйте выбор кислоты.
Выбор: серная кислота H₂SO₄ — важнейший продукт химической промышленности, «хлеб химии», поэтому её свойства и применение изучают в первую очередь. Получение: в промышленности из серы или сульфидов получают оксид серы(IV), окисляют его до SO₃ и растворяют в воде: S + O₂ = SO₂; 2SO₂ + O₂ = 2SO₃; SO₃ + H₂O = H₂SO₄. Физические свойства: тяжёлая бесцветная маслянистая нелетучая жидкость, плотность около 1,84 г/см³, смешивается с водой в любых отношениях с сильным разогреванием (поэтому кислоту льют в воду, а не наоборот). Концентрированная кислота гигроскопична и обугливает органические вещества. Химические свойства: разбавленная реагирует с металлами левее водорода, оксидами металлов, основаниями и солями (BaCl₂ + H₂SO₄ = BaSO₄↓ + 2HCl — качественная реакция на сульфат-ион). Концентрированная взаимодействует с металлами без выделения водорода. Применение: производство минеральных удобрений, взрывчатых веществ, красителей, лекарств, очистка нефтепродуктов, электролит в свинцовых аккумуляторах. Работать с кислотой нужно очень осторожно: она вызывает тяжёлые ожоги.
§ 26. Вопрос в начале параграфа. Вспомните реакции между веществами разных классов, в результате которых образуются соли. Как классифицируют эти вещества, как образуются их названия и какими общими свойствами они обладают?
Соли образуются в реакциях: кислота + металл (Zn + 2HCl = ZnCl₂ + H₂↑), кислота + основание (NaOH + HNO₃ = NaNO₃ + H₂O), кислота + основный оксид (CuO + H₂SO₄ = CuSO₄ + H₂O), щёлочь + кислотный оксид (Ca(OH)₂ + CO₂ = CaCO₃↓ + H₂O), соль + соль, соль + щёлочь. Оксиды делят на основные, кислотные и амфотерные, вещества-основания — на щёлочи и нерастворимые, кислоты — по составу, основности и другим признакам. Названия солей составляют из названия кислотного остатка и названия металла в родительном падеже (с валентностью, если она переменная): Na₂SO₄ — сульфат натрия, FeCl₃ — хлорид железа(III). Общие свойства солей: реакции с кислотами, щелочами, металлами и другими солями (при условии образования осадка, газа или выполнения ряда активности).