Глава II. Химические реакции в растворах. § 8. Химические свойства солей как электролитов — с. 49
§ 8. Примените свои знания.
6. Сульфат бария используют в качестве контрастного вещества при рентгеноскопии желудочно-кишечного тракта, в качестве наполнителя при изготовлении бумаги и резины, как пигмент белой краски. Какая масса 20%-ных растворов сульфата натрия и хлорида бария потребуется для получения 93,2 кг сульфата бария?
Дано: m(BaSO₄) = 93,2 кг; w(Na₂SO₄) = w(BaCl₂) = 20 % (0,2).
Найти: m(р-ра Na₂SO₄) — ?; m(р-ра BaCl₂) — ?
Решение:
Na₂SO₄ + BaCl₂ = BaSO₄↓ + 2NaCl
1) M(BaSO₄) = 137 + 32 + 4 · 16 = 233 г/моль (кг/кмоль).
n(BaSO₄) = 93,2 кг / 233 кг/кмоль = 0,4 кмоль.
2) По уравнению n(Na₂SO₄) = n(BaCl₂) = n(BaSO₄) = 0,4 кмоль.
3) M(Na₂SO₄) = 2 · 23 + 32 + 4 · 16 = 142 кг/кмоль; m(Na₂SO₄) = 0,4 · 142 = 56,8 кг; m(р-ра) = 56,8 / 0,2 = 284 кг.
4) M(BaCl₂) = 137 + 2 · 35,5 = 208 кг/кмоль; m(BaCl₂) = 0,4 · 208 = 83,2 кг; m(р-ра) = 83,2 / 0,2 = 416 кг.
Ответ: потребуется 284 кг 20%-ного раствора Na₂SO₄ и 416 кг 20%-ного раствора BaCl₂.
Найти: m(р-ра Na₂SO₄) — ?; m(р-ра BaCl₂) — ?
Решение:
Na₂SO₄ + BaCl₂ = BaSO₄↓ + 2NaCl
1) M(BaSO₄) = 137 + 32 + 4 · 16 = 233 г/моль (кг/кмоль).
n(BaSO₄) = 93,2 кг / 233 кг/кмоль = 0,4 кмоль.
2) По уравнению n(Na₂SO₄) = n(BaCl₂) = n(BaSO₄) = 0,4 кмоль.
3) M(Na₂SO₄) = 2 · 23 + 32 + 4 · 16 = 142 кг/кмоль; m(Na₂SO₄) = 0,4 · 142 = 56,8 кг; m(р-ра) = 56,8 / 0,2 = 284 кг.
4) M(BaCl₂) = 137 + 2 · 35,5 = 208 кг/кмоль; m(BaCl₂) = 0,4 · 208 = 83,2 кг; m(р-ра) = 83,2 / 0,2 = 416 кг.
Ответ: потребуется 284 кг 20%-ного раствора Na₂SO₄ и 416 кг 20%-ного раствора BaCl₂.
§ 8. Примените свои знания.
7. Железную пластинку погрузили в раствор сульфата меди(II), в результате чего её масса увеличилась на 1,3 г. Рассчитайте массу меди, выделившейся на пластинке.
Дано: Δm(пластинки) = +1,3 г.
Найти: m(Cu) — ?
Решение:
Fe + CuSO₄ = FeSO₄ + Cu↓
1) По уравнению 1 моль Fe (56 г) переходит в раствор, а 1 моль Cu (64 г) оседает на пластинке. Изменение массы пластинки на 1 моль реакции: 64 − 56 = 8 г (увеличение).
2) Пусть прореагировало x моль железа, тогда 8x = 1,3, откуда x = 1,3 / 8 = 0,1625 моль.
3) n(Cu) = x = 0,1625 моль; m(Cu) = 0,1625 моль · 64 г/моль = 10,4 г.
Проверка: m(Cu) − m(Fe) = 10,4 − 0,1625 · 56 = 10,4 − 9,1 = 1,3 г — верно.
Ответ: на пластинке выделилось 10,4 г меди.
Найти: m(Cu) — ?
Решение:
Fe + CuSO₄ = FeSO₄ + Cu↓
1) По уравнению 1 моль Fe (56 г) переходит в раствор, а 1 моль Cu (64 г) оседает на пластинке. Изменение массы пластинки на 1 моль реакции: 64 − 56 = 8 г (увеличение).
2) Пусть прореагировало x моль железа, тогда 8x = 1,3, откуда x = 1,3 / 8 = 0,1625 моль.
3) n(Cu) = x = 0,1625 моль; m(Cu) = 0,1625 моль · 64 г/моль = 10,4 г.
Проверка: m(Cu) − m(Fe) = 10,4 − 0,1625 · 56 = 10,4 − 9,1 = 1,3 г — верно.
Ответ: на пластинке выделилось 10,4 г меди.
§ 8. Используйте дополнительную информацию.
8. Подготовьте сообщение об областях применения и свойствах одной из солей: средней (хлорид натрия, карбонат кальция, фосфат кальция), кислой (гидрокарбонат натрия или кальция), основной (малахит). Аргументируйте свой выбор соли.
Выбор: хлорид натрия NaCl — средняя соль. Я выбираю её, потому что она встречается в быту, промышленности и природе и на её примере удобно показать свойства солей.
Свойства. NaCl — белое кристаллическое вещество, хорошо растворимое в воде (около 36 г на 100 г воды при 20 °C), tпл = 801 °C. Образован сильным основанием NaOH и сильной кислотой HCl, поэтому не гидролизуется, раствор имеет нейтральную среду (pH = 7). В растворе — сильный электролит: NaCl = Na⁺ + Cl⁻. Качественная реакция на хлорид-ион: NaCl + AgNO₃ = AgCl↓ + NaNO₃ (белый творожистый осадок). Электролиз расплава даёт натрий и хлор, электролиз раствора — водород, хлор и гидроксид натрия.
Применение. Пищевая соль — приправа и консервант; хлорид натрия нужен организму (поддерживает водно-солевой баланс, из него образуется соляная кислота желудочного сока); физиологический раствор — 0,9%-ный раствор NaCl. Это сырьё химической промышленности: из него получают хлор, водород, гидроксид натрия, соду, соляную кислоту. Им посыпают дороги зимой (понижается температура замерзания воды), используют при выделке кож и в красильном производстве.
Природные источники: каменная соль (месторождения), морская вода, озёрная и подземная рассолы.
Вывод: хлорид натрия — одна из важнейших солей, свойства которой определяются ионами Na⁺ и Cl⁻.
Свойства. NaCl — белое кристаллическое вещество, хорошо растворимое в воде (около 36 г на 100 г воды при 20 °C), tпл = 801 °C. Образован сильным основанием NaOH и сильной кислотой HCl, поэтому не гидролизуется, раствор имеет нейтральную среду (pH = 7). В растворе — сильный электролит: NaCl = Na⁺ + Cl⁻. Качественная реакция на хлорид-ион: NaCl + AgNO₃ = AgCl↓ + NaNO₃ (белый творожистый осадок). Электролиз расплава даёт натрий и хлор, электролиз раствора — водород, хлор и гидроксид натрия.
Применение. Пищевая соль — приправа и консервант; хлорид натрия нужен организму (поддерживает водно-солевой баланс, из него образуется соляная кислота желудочного сока); физиологический раствор — 0,9%-ный раствор NaCl. Это сырьё химической промышленности: из него получают хлор, водород, гидроксид натрия, соду, соляную кислоту. Им посыпают дороги зимой (понижается температура замерзания воды), используют при выделке кож и в красильном производстве.
Природные источники: каменная соль (месторождения), морская вода, озёрная и подземная рассолы.
Вывод: хлорид натрия — одна из важнейших солей, свойства которой определяются ионами Na⁺ и Cl⁻.
§ 9. Вопрос в начале параграфа. Проанализируйте этимологию слова «гидролиз». Какое определение можно дать процессу гидролиза?
Слово «гидролиз» происходит от греческих hydor — вода и lysis — разложение, т. е. «разложение водой». В этом процессе участвуют два сложных вещества — вода и соль (или другое соединение), поэтому можно дать такое определение: гидролизом называют реакции обменного взаимодействия веществ с водой, приводящие к их разложению.