Реши задание на изображении

Краткий ответ

1. Щёлочи: меняют окраску индикаторов, реагируют с кислотами, кислотными оксидами, солями, а также с амфотерными оксидами/гидроксидами.
   Нерастворимые основания: реагируют с кислотами; при нагревании разлагаются. Амфотерные гидроксиды реагируют ещё и со щелочами.
   Общее свойство: взаимодействие с кислотами.

2. За счёт OH⁻ — основные свойства: щелочная среда, изменение цвета индикатора, нейтрализация кислоты, реакции с кислотными оксидами, осаждение гидроксидов.
   За счёт катиона — растворимость, цвет, амфотерность, термическая устойчивость; для NH₄⁺ — выделение NH₃ при реакции со щёлочью.

3. Реакция щёлочи с солью в растворе идёт, если оба исходных вещества растворимы, а в продуктах образуется осадок, газ или слабый электролит. Если все продукты растворимы, реакция фактически не идёт.

4. а) \(2NaOH + N_2O_5 \rightarrow 2NaNO_3 + H_2O\)
   Полное ионное: \(2Na^+ + 2OH^- + N_2O_5 \rightarrow 2Na^+ + 2NO_3^- + H_2O\)
   Сокращённое: \(2OH^- + N_2O_5 \rightarrow 2NO_3^- + H_2O\)

б) \(Cr(OH)_2 + 2HCl \rightarrow CrCl_2 + 2H_2O\)
Полное ионное: \(Cr(OH)_2 + 2H^+ + 2Cl^- \rightarrow Cr^{2+} + 2Cl^- + 2H_2O\)
Сокращённое: \(Cr(OH)_2 + 2H^+ \rightarrow Cr^{2+} + 2H_2O\)

в) \((NH_4)_2SO_4 + 2NaOH \rightarrow Na_2SO_4 + 2NH_3\uparrow + 2H_2O\) — при нагревании.
Полное ионное: \(2NH_4^+ + SO_4^{2-} + 2Na^+ + 2OH^- \rightarrow 2Na^+ + SO_4^{2-} + 2NH_3\uparrow + 2H_2O\)
Сокращённое: \(NH_4^+ + OH^- \rightarrow NH_3\uparrow + H_2O\)
Без нагревания можно записать: \(NH_4^+ + OH^- \rightleftarrows NH_3\cdot H_2O\).

5. а) \(AlCl_3 + 3NaOH \rightarrow Al(OH)_3\downarrow + 3NaCl\)
   б) \(CO_2 + 2NaOH \rightarrow Na_2CO_3 + H_2O\)
   в) \(Cu(OH)_2 + 2HCl \rightarrow CuCl_2 + 2H_2O\)

6. \(m(\text{р-ра HCl})=182{,}5\ \text{г}\approx 183\ \text{г}\).

7. \(V(NH_3)=0{,}0448\ \text{л}=44{,}8\ \text{мл}\).
   Минимально необходимо \(0{,}28\ \text{г}\) 40%-ного раствора KOH; избыток берут сверх этого.

---

Как понять и проверить

1–3. Основания и ионный обмен

Главное действующее начало оснований — гидроксид-ион OH⁻. Поэтому общее свойство всех оснований — реакция с кислотами:

\[ H^+ + OH^- \rightarrow H_2O \]

У щелочей много OH⁻ в растворе, поэтому они хорошо реагируют с кислотными оксидами и солями. Нерастворимые основания не создают высокой концентрации OH⁻, но кислота «разрушает» их, переводя в раствор. При нагревании нерастворимые основания обычно разлагаются:

\[ Cu(OH)_2 \xrightarrow{t^\circ} CuO + H_2O \]

Реакция обмена в растворе идёт в сторону образования того, что выходит из раствора: осадка, газа или слабого электролита.

4. Почему получаются такие ионные уравнения

Сильные растворимые электролиты — NaOH, HCl, Na₂SO₄, (NH₄)₂SO₄ — записываем ионами. Осадки, оксиды, газы и воду — молекулами.

Например, для реакции сульфата аммония со щёлочью:

\[ (NH_4)_2SO_4 + 2NaOH \rightarrow Na_2SO_4 + 2NH_3\uparrow + 2H_2O \]

Ионы Na⁺ и SO₄²⁻ не изменились, поэтому в сокращённом уравнении их нет:

\[ NH_4^+ + OH^- \rightarrow NH_3\uparrow + H_2O \]

Это и есть ионная суть реакции: аммоний с гидроксид-ионом даёт аммиак и воду.

5. Как подбирать молекулярные уравнения

Смотрим, какие ионы есть в сокращённом уравнении, и «собираем» из них растворимые соли или кислоты.

Пример:
\[ Al^{3+} + 3OH^- \rightarrow Al(OH)_3\downarrow \] Берём растворимую соль Al³⁺, например \(AlCl_3\), и щёлочь NaOH:

\[ AlCl_3 + 3NaOH \rightarrow Al(OH)_3\downarrow + 3NaCl \]

Ионы Na⁺ и Cl⁻ — «зрители», в сокращённом уравнении их нет.

6. Расчёт

Чистого NaOH:

\[ m=160\cdot 0{,}25=40\ \text{г} \]

\[ n(NaOH)=\frac{40}{40}=1\ \text{моль} \]

По уравнению:

\[ NaOH + HCl \rightarrow NaCl + H_2O \]

Нужен 1 моль HCl:

\[ m(HCl)=1\cdot 36{,}5=36{,}5\ \text{г} \]

Это чистая кислота. Раствора с массовой долей 20% нужно:

\[ m(\text{р-ра})=\frac{36{,}5}{0{,}20}=182{,}5\ \text{г} \]

Ответ: 182,5 г ≈ 183 г.

7. Расчёт

Масса чистого NH₄Cl:

\[ 535\ \text{мг}=0{,}535\ \text{г} \]

\[ m(NH_4Cl)=0{,}535\cdot 0{,}20=0{,}107\ \text{г} \]

\[ n(NH_4Cl)=\frac{0{,}107}{53{,}5}=0{,}002\ \text{моль} \]

Уравнение:

\[ NH_4Cl + KOH \rightarrow KCl + NH_3\uparrow + H_2O \]

По уравнению \(n(NH_3)=0{,}002\) моль:

\[ V(NH_3)=0{,}002\cdot 22{,}4=0{,}0448\ \text{л}=44{,}8\ \text{мл} \]

KOH нужно столько же:

\[ n(KOH)=0{,}002\ \text{моль} \]

\[ m_{\text{чист. KOH}}=0{,}002\cdot 56=0{,}112\ \text{г} \]

Масса 40%-ного раствора:

\[ m(\text{р-ра KOH})=\frac{0{,}112}{0{,}40}=0{,}28\ \text{г} \]

Ответ: 44,8 мл NH₃; 0,28 г 40%-ного раствора KOH (минимально по уравнению).