Номер 82, страница 22 - гдз по химии 8 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

82. Составьте уравнения химических реакций:

а) между оксидом натрия и водой с образованием гидроксида натрия;

б) между цинком и соляной кислотой с образованием газообразного водорода и хлорида цинка;

в) между фосфорной кислотой и гидроксидом кальция с образованием осадка фосфата кальция и воды;

г) между алюминием и серой с образованием сульфида серы;

д) между железом и кислородом с образованием оксида железа(II, III);

е) между оксидом железа(III) и водородом с образованием железа и воды;

ж) между углекислым газом и гидроксидом бария с образованием осадка карбоната бария и воды;

з) разложения карбоната меди(II) на газообразный углекислый газ и оксид меди(II).

а) Оксид натрия ($Na_2O$) является основным оксидом, который при взаимодействии с водой ($H_2O$) образует соответствующее основание — гидроксид натрия ($NaOH$). Сначала запишем схему реакции, подставляя химические формулы веществ:
$Na_2O + H_2O \rightarrow NaOH$
Чтобы уравнять количество атомов, необходимо сбалансировать число атомов натрия, водорода и кислорода в левой и правой частях уравнения. В левой части 2 атома натрия, а в правой — 1. Поставим коэффициент 2 перед гидроксидом натрия:
$Na_2O + H_2O \rightarrow 2NaOH$
Теперь проверим количество всех атомов:
Слева: Na - 2, O - 2, H - 2.
Справа: Na - 2, O - 2, H - 2.
Количества атомов равны, уравнение сбалансировано.

Ответ: $Na_2O + H_2O = 2NaOH$

б) Цинк ($Zn$) — металл, стоящий в электрохимическом ряду напряжений до водорода, поэтому он вытесняет водород из соляной кислоты ($HCl$). В результате реакции образуются хлорид цинка ($ZnCl_2$) и газообразный водород ($H_2$). Схема реакции:
$Zn + HCl \rightarrow ZnCl_2 + H_2$
В правой части уравнения 2 атома хлора и 2 атома водорода, а в левой — по одному. Поставим коэффициент 2 перед соляной кислотой:
$Zn + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 + H_2$
Проверяем:
Слева: Zn - 1, H - 2, Cl - 2.
Справа: Zn - 1, H - 2, Cl - 2.
Уравнение сбалансировано.

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

в) Реакция между фосфорной кислотой ($H_3PO_4$) и гидроксидом кальция ($Ca(OH)_2$) является реакцией нейтрализации. Продуктами являются соль — фосфат кальция ($Ca_3(PO_4)_2$) и вода ($H_2O$). Схема реакции:
$H_3PO_4 + Ca(OH)_2 \rightarrow Ca_3(PO_4)_2 + H_2O$
Начнем уравнивание с самого сложного вещества — фосфата кальция. В его составе 3 атома кальция, значит, ставим коэффициент 3 перед $Ca(OH)_2$. В составе $Ca_3(PO_4)_2$ два фосфат-иона ($PO_4$), значит, ставим коэффициент 2 перед $H_3PO_4$:
$2H_3PO_4 + 3Ca(OH)_2 \rightarrow Ca_3(PO_4)_2 + H_2O$
Теперь посчитаем атомы водорода в левой части: $2 \times 3 + 3 \times 2 = 12$. Чтобы получить 12 атомов водорода в правой части, ставим коэффициент 6 перед водой ($H_2O$):
$2H_3PO_4 + 3Ca(OH)_2 \rightarrow Ca_3(PO_4)_2 + 6H_2O$
Проверка по кислороду (помимо фосфатных групп): в $3Ca(OH)_2$ 6 атомов кислорода, в $6H_2O$ также 6 атомов. Уравнение сбалансировано.

Ответ: $2H_3PO_4 + 3Ca(OH)_2 = Ca_3(PO_4)_2\downarrow + 6H_2O$

г) Алюминий ($Al$) и сера ($S$) вступают в реакцию соединения при нагревании. У алюминия степень окисления +3, у серы -2. Продукт — сульфид алюминия ($Al_2S_3$). Схема реакции:
$Al + S \rightarrow Al_2S_3$
Для баланса атомов алюминия ставим коэффициент 2 перед $Al$. Для баланса атомов серы ставим коэффициент 3 перед $S$:
$2Al + 3S \rightarrow Al_2S_3$
Реакция требует нагревания, что указывается над стрелкой.

Ответ: $2Al + 3S \xrightarrow{t^\circ} Al_2S_3$

д) При горении железа ($Fe$) в кислороде ($O_2$) образуется железная окалина — смешанный оксид железа(II, III), формула которого $Fe_3O_4$. Схема реакции:
$Fe + O_2 \rightarrow Fe_3O_4$
Чтобы уравнять железо, ставим коэффициент 3 перед $Fe$. Чтобы уравнять кислород, ставим коэффициент 2 перед $O_2$:
$3Fe + 2O_2 \rightarrow Fe_3O_4$
Реакция горения протекает при высокой температуре.

Ответ: $3Fe + 2O_2 \xrightarrow{t^\circ} Fe_3O_4$

е) Оксид железа(III) ($Fe_2O_3$) можно восстановить до чистого железа ($Fe$) с помощью водорода ($H_2$) при нагревании. Вторым продуктом реакции является вода ($H_2O$). Схема реакции:
$Fe_2O_3 + H_2 \rightarrow Fe + H_2O$
Уравниваем железо: ставим коэффициент 2 перед $Fe$. Уравниваем кислород: ставим коэффициент 3 перед $H_2O$.
$Fe_2O_3 + H_2 \rightarrow 2Fe + 3H_2O$
Теперь уравниваем водород: справа $3 \times 2 = 6$ атомов, значит, ставим коэффициент 3 перед $H_2$ слева.
$Fe_2O_3 + 3H_2 \rightarrow 2Fe + 3H_2O$
Реакция требует нагревания.

Ответ: $Fe_2O_3 + 3H_2 \xrightarrow{t^\circ} 2Fe + 3H_2O$

ж) Углекислый газ ($CO_2$), будучи кислотным оксидом, реагирует с гидроксидом бария ($Ba(OH)_2$), который является щёлочью. Образуется нерастворимый в воде карбонат бария ($BaCO_3$) и вода ($H_2O$). Схема реакции:
$CO_2 + Ba(OH)_2 \rightarrow BaCO_3 + H_2O$
Проверим количество атомов в обеих частях:
Слева: C - 1, O - 4, Ba - 1, H - 2.
Справа: C - 1, O - 4, Ba - 1, H - 2.
Уравнение уже сбалансировано.

Ответ: $CO_2 + Ba(OH)_2 = BaCO_3\downarrow + H_2O$

з) Карбонат меди(II) ($CuCO_3$) — неустойчивая соль, которая при нагревании разлагается на два оксида: оксид меди(II) ($CuO$) и оксид углерода(IV) или углекислый газ ($CO_2$). Это реакция разложения. Схема реакции:
$CuCO_3 \rightarrow CuO + CO_2$
Проверим количество атомов:
Слева: Cu - 1, C - 1, O - 3.
Справа: Cu - 1, C - 1, O - 1 + 2 = 3.
Уравнение сбалансировано. Реакция протекает при нагревании.

Ответ: $CuCO_3 \xrightarrow{t^\circ} CuO + CO_2\uparrow$