Часть ll Параграф 29 ГДЗ Рабочая тетрадь Габриелян Остроумов 9 класс (Химия)
- Сформулируйте два правила с указанием условий протекания реакций металлов в зависимости от их положения в ряду напряжений:
1) с растворами кислот;
2) с растворами солей. - С помощью метода электронного баланса составьте уравнения реакций, соответствующих следующим схемам:
а) $$\mathrm{HNO_3(разб.) + Sn \rightarrow Sn(NO_3)_2 + N_2 +}$$
б) $$\mathrm{HNO_3(разб.) + Mg \rightarrow N_2O +}$$
в) $$\mathrm{HNO_3(конц.) + Cu \rightarrow}$$
г) $$\mathrm{H_2SO_4(конц.) + Zn \rightarrow H_2S +}$$ - Запишите уравнения возможных реакций между магнием и следующими реагентами: оксид кремния(IV), оксид кальция, оксид углерода(IV), хлорид кальция, хлорид меди(II), кремниевая кислота, соляная кислота.
- В соляной кислоте растворили $$36\ \text{г}$$ алюминиевой бронзы (сплав алюминия и меди). При этом выделилось $$2{,}24\ \text{л}$$ водорода (н. у.). Определите массовую долю алюминия в исходном сплаве.
- В концентрированной азотной кислоте растворили $$208\ \text{г}$$ смеси меди и оксида меди(II). При этом выделилось $$89{,}6\ \text{л}$$ оксида азота(IV) (н. у.). Определите массовые доли компонентов исходной смеси и объём $$60\%$$-ной азотной кислоты ($$\rho = 1{,}20\ \text{г/мл}$$), затраченной на реакцию.
1. Правила протекания реакций металлов в зависимости от положения в ряду напряжений:
- с растворами кислот реагируют металлы, стоящие в ряду напряжений до водорода, если при этом образуется растворимая соль;
- с растворами солей реагируют более активные металлы, которые вытесняют менее активные металлы из растворов их солей; щелочные металлы в таких реакциях обычно не рассматривают, так как они реагируют с водой.
2. Уравнения реакций, составленные методом электронного баланса:
а) $$5Sn+12HNO_3(\text{разб.})=5Sn(NO_3)_2+N_2+6H_2O$$
б) $$4Mg+10HNO_3(\text{разб.})=4Mg(NO_3)_2+N_2O+5H_2O$$
в) $$Cu+4HNO_3(\text{конц.})=Cu(NO_3)_2+2NO_2+2H_2O$$
г) $$4Zn+5H_2SO_4(\text{конц.})=4ZnSO_4+H_2S+5H_2O$$
3. Возможные реакции магния с указанными веществами:
$$2Mg+SiO_2=2MgO+Si$$
$$2Mg+CO_2=2MgO+C$$
$$Mg+CuCl_2=MgCl_2+Cu$$
$$Mg+H_2SiO_3=MgSiO_3+H_2$$
$$Mg+2HCl=MgCl_2+H_2$$
С оксидом кальция $$CaO$$ и хлоридом кальция $$CaCl_2$$ магний не реагирует.
4. Найдём массовую долю алюминия в сплаве.
Дано: $$m(\text{сплава})=36\ \text{г}$$, $$V(H_2)=2{,}24\ \text{л}$$, н.у.
$$V_m=22{,}4\ \text{л/моль}$$
$$n(H_2)=\frac{V}{V_m}=\frac{2{,}24}{22{,}4}=0{,}1\ \text{моль}$$
Соляная кислота реагирует только с алюминием:
$$2Al+6HCl=2AlCl_3+3H_2$$
По уравнению реакции:
$$n(Al)=\frac{2}{3}n(H_2)=\frac{2}{3}\cdot 0{,}1=0{,}0667\ \text{моль}$$
$$m(Al)=nM=0{,}0667\cdot 27=1{,}8\ \text{г}$$
$$\omega(Al)=\frac{m(Al)}{m(\text{сплава})}\cdot 100\%=\frac{1{,}8}{36}\cdot 100\%=5\%$$
5. Найдём состав смеси меди и оксида меди(II), а затем объём кислоты.
Дано: $$m(\text{смеси})=208\ \text{г}$$, $$V(NO_2)=89{,}6\ \text{л}$$, н.у.
$$n(NO_2)=\frac{89{,}6}{22{,}4}=4\ \text{моль}$$
Уравнения реакций:
$$Cu+4HNO_3(\text{конц.})=Cu(NO_3)_2+2NO_2+2H_2O$$
$$CuO+2HNO_3=Cu(NO_3)_2+H_2O$$
Пусть $$n(Cu)=x$$, $$n(CuO)=y$$. Тогда по количеству $$NO_2$$:
$$2x=4,\quad x=2\ \text{моль}$$
$$m(Cu)=2\cdot 64=128\ \text{г}$$
$$m(CuO)=208-128=80\ \text{г}$$
$$n(CuO)=\frac{80}{80}=1\ \text{моль}$$
Массовые доли компонентов смеси:
$$\omega(Cu)=\frac{128}{208}\cdot 100\%\approx 61{,}5\%$$
$$\omega(CuO)=\frac{80}{208}\cdot 100\%\approx 38{,}5\%$$
Количество кислоты:
$$n(HNO_3)=4\cdot n(Cu)+2\cdot n(CuO)=4\cdot 2+2\cdot 1=10\ \text{моль}$$
$$m(HNO_3)=10\cdot 63=630\ \text{г}$$
Масса 60%-ного раствора:
$$m(\text{р-ра})=\frac{630}{0{,}60}=1050\ \text{г}$$
Объём раствора:
$$V=\frac{m}{\rho}=\frac{1050}{1{,}20}=875\ \text{мл}=0{,}875\ \text{л}$$
Ответ
1) $$\text{с кислотами: металлы до водорода; с солями: более активный металл вытесняет менее активный}$$.
2) $$5Sn+12HNO_3=5Sn(NO_3)_2+N_2+6H_2O$$; $$4Mg+10HNO_3=4Mg(NO_3)_2+N_2O+5H_2O$$; $$Cu+4HNO_3=Cu(NO_3)_2+2NO_2+2H_2O$$; $$4Zn+5H_2SO_4=4ZnSO_4+H_2S+5H_2O$$.
3) Реагируют: $$SiO_2$$, $$CO_2$$, $$CuCl_2$$, $$H_2SiO_3$$, $$HCl$$; не реагируют: $$CaO$$, $$CaCl_2$$.
4) $$\omega(Al)=5\%$$.
5) $$\omega(Cu)\approx 61{,}5\%$$, $$\omega(CuO)\approx 38{,}5\%$$, $$V(60\%\ HNO_3)=0{,}875\ \text{л}$$.