Номер 80, страница 19 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

80. Вставьте вместо знаков вопроса формулы веществ и расставьте коэффициенты в полученных схемах:

а) $? + ? = CuSO_4 + H_2O;$

б) $? + NaOH = Fe(OH)_2 + ?;$

в) $HCl + ? = ? + H_2O;$

г) $? + ? = ? + HNO_3;$

д) $Zn + ? = H_2 + ?;$

е) $Fe + AgNO_3 = ? + ?;$

ж) $SO_2 + ? = K_2SO_3 + ?;$

з) $? + ? = HCl + ?.$

а)Решение:

В результате реакции образуется соль сульфат меди(II) ($CuSO_4$) и вода ($H_2O$). Такой набор продуктов характерен для реакции нейтрализации между кислотой и основанием, или для реакции кислотного оксида с основанием, или основного оксида с кислотой. Для получения соли $CuSO_4$ можно взять оксид меди(II) ($CuO$) и серную кислоту ($H_2SO_4$).

Схема реакции: $CuO + H_2SO_4 \rightarrow CuSO_4 + H_2O$. Проверим коэффициенты:

• Слева: 1 атом Cu, 1 атом S, 5 атомов O, 2 атома H.
• Справа: 1 атом Cu, 1 атом S, 5 атомов O, 2 атома H.

Уравнение сбалансировано, коэффициенты не требуются.

Ответ: $CuO + H_2SO_4 = CuSO_4 + H_2O$

б)Решение:

В реакции участвует щелочь ($NaOH$), а одним из продуктов является нерастворимое основание гидроксид железа(II) ($Fe(OH)_2$). Это указывает на реакцию ионного обмена между солью железа(II) и щелочью. В качестве соли можно взять любую растворимую соль железа(II), например, хлорид железа(II) ($FeCl_2$) или сульфат железа(II) ($FeSO_4$). Возьмем хлорид железа(II). Вторым продуктом будет хлорид натрия ($NaCl$).

Схема реакции: $FeCl_2 + NaOH \rightarrow Fe(OH)_2 \downarrow + NaCl$. Расставим коэффициенты. Для образования $Fe(OH)_2$ требуется две гидроксогруппы, значит, нужно взять 2 молекулы $NaOH$. Тогда образуется 2 молекулы $NaCl$.

Ответ: $FeCl_2 + 2NaOH = Fe(OH)_2 \downarrow + 2NaCl$

в)Решение:

Исходное вещество — соляная кислота ($HCl$), а один из продуктов — вода ($H_2O$). Это типичная реакция нейтрализации. В качестве второго реагента нужно взять основание или основный оксид. Самый простой пример — реакция с гидроксидом натрия ($NaOH$). Вторым продуктом в этом случае будет соль хлорид натрия ($NaCl$).

Схема реакции: $HCl + NaOH \rightarrow NaCl + H_2O$. Уравнение уже сбалансировано, так как количество атомов каждого элемента слева и справа одинаково.

Ответ: $HCl + NaOH = NaCl + H_2O$

г)Решение:

В результате реакции образуется азотная кислота ($HNO_3$). Это возможно в реакции обмена, если один из продуктов выпадает в осадок или является летучим веществом. Распространенный пример — реакция между нитратом серебра ($AgNO_3$) и соляной кислотой ($HCl$). В результате образуется нерастворимый осадок хлорида серебра ($AgCl$) и азотная кислота.

Схема реакции: $AgNO_3 + HCl \rightarrow AgCl \downarrow + HNO_3$. Проверим баланс атомов. Слева: 1 Ag, 1 N, 3 O, 1 H, 1 Cl. Справа: 1 Ag, 1 Cl, 1 H, 1 N, 3 O. Уравнение сбалансировано.

Ответ: $AgNO_3 + HCl = AgCl \downarrow + HNO_3$

д)Решение:

В реакции участвует металл цинк ($Zn$), а одним из продуктов является газообразный водород ($H_2$). Это характерно для реакции замещения, в которой активный металл (стоящий в ряду активности до водорода) вытесняет водород из кислоты. В качестве кислоты можно взять соляную ($HCl$) или разбавленную серную ($H_2SO_4$). Возьмем соляную кислоту. Вторым продуктом будет соль — хлорид цинка ($ZnCl_2$).

Схема реакции: $Zn + HCl \rightarrow H_2 \uparrow + ZnCl_2$. Для образования молекулы $H_2$ и соли $ZnCl_2$ необходимо 2 атома водорода и 2 атома хлора, следовательно, перед $HCl$ ставим коэффициент 2.

Ответ: $Zn + 2HCl = H_2 \uparrow + ZnCl_2$

е)Решение:

Реакция между металлом железом ($Fe$) и солью нитратом серебра ($AgNO_3$) является реакцией замещения. Железо — более активный металл, чем серебро, поэтому оно вытесняет серебро из раствора его соли. При этом образуется соль железа и чистое серебро ($Ag$). Железо в таких реакциях обычно проявляет степень окисления +2, образуя нитрат железа(II) ($Fe(NO_3)_2$).

Схема реакции: $Fe + AgNO_3 \rightarrow Fe(NO_3)_2 + Ag$. Для баланса уравнения нужно 2 нитрат-иона ($NO_3^-$) слева, для этого берем 2 молекулы $AgNO_3$. Тогда справа образуется 2 атома серебра.

Ответ: $Fe + 2AgNO_3 = Fe(NO_3)_2 + 2Ag$

ж)Решение:

В реакции участвует кислотный оксид серы(IV) ($SO_2$) и образуется соль сульфит калия ($K_2SO_3$). Такие реакции происходят при взаимодействии кислотных оксидов с основаниями (щелочами). В качестве основания нужно взять гидроксид калия ($KOH$). Вторым продуктом реакции будет вода ($H_2O$).

Схема реакции: $SO_2 + KOH \rightarrow K_2SO_3 + H_2O$. Для образования соли $K_2SO_3$ нужно 2 атома калия, поэтому берем 2 молекулы $KOH$. Проверим баланс: слева 1 S, 4 O, 2 K, 2 H; справа 2 K, 1 S, 4 O, 2 H. Уравнение сбалансировано.

Ответ: $SO_2 + 2KOH = K_2SO_3 + H_2O$

з)Решение:

В результате реакции образуется соляная кислота ($HCl$) и еще одно вещество. Данной схеме соответствует реакция замещения в органической химии, например, хлорирование метана ($CH_4$). Это реакция свободнорадикального замещения, протекающая под действием света. Атом водорода в метане замещается на атом хлора.

Схема реакции: $CH_4 + Cl_2 \rightarrow CH_3Cl + HCl$. В этой реакции образуется хлорметан ($CH_3Cl$) и хлороводород (соляная кислота). Проверим баланс: слева 1 C, 4 H, 2 Cl; справа 1 C, (3+1)=4 H, (1+1)=2 Cl. Уравнение сбалансировано.

Ответ: $CH_4 + Cl_2 \xrightarrow{h\nu} CH_3Cl + HCl$