Сверь числа и знаки с фото.
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА №1 КЛАССИФИКАЦИЯ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ И ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКАЯ ДИССОЦИАЦИЯ ВАРИАНТ 2
- Напишите уравнения электролитической диссоциации для веществ: \(Cr_2(SO_4)_3\), \(H_3PO_4\), \(CaCl_2\). Напишите возможные уравнения реакций в молекулярной и ионной (полной и сокращенной) форме: \(Ca(NO_3)_2 + Na_3PO_4 =\) \(NH_4Cl + Ca(OH)_2 =\) \(Na_2SO_4 + HNO_3 =\)
- Запишите молекулярное уравнение согласно сокращенному ионному: \(2H^+ + S^{2-} = H_2S\uparrow\) \(CO_3^{2-} + 2H^+ = H_2O + CO_2\uparrow\) \(Al^{3+} + 3OH^- = Al(OH)_3\downarrow\) \(H^+ + OH^- = H_2O\)
- Расставьте коэффициенты методом электронного баланса, укажите окислитель, восстановитель: \(HNO_2 + HI = I_2 + NO + H_2O\)
- Вычислите массу осадка, образующегося при взаимодействии сульфата железа (III) с 300 г 35% раствора гидроксида калия
Ниже — решения по варианту на фото. В последней задаче масса сульфата железа(III) не указана, поэтому считаю его взятым в избытке: расчёт веду по гидроксиду калия.
Коротко:
- \(\mathrm{Cr_2(SO_4)_3}\) и \(\mathrm{CaCl_2}\) — сильные электролиты, \(\mathrm{H_3PO_4}\) диссоциирует обратимо и ступенчато.
- С \(\mathrm{Ca(NO_3)_2}\) и \(\mathrm{Na_3PO_4}\) выпадает \(\mathrm{Ca_3(PO_4)_2}\), с \(\mathrm{Ca(OH)_2}\) выделяется \(\mathrm{NH_3}\); \(\mathrm{Na_2SO_4}\) с \(\mathrm{HNO_3}\) практически не реагирует.
- Молекулярные уравнения подобраны ниже.
- В ОВР коэффициенты: \(2,2,1,2,2\).
- Масса осадка \(\approx 66{,}9\) г.
1. Электролитическая диссоциация
\[ \mathrm{Cr_2(SO_4)_3 \to 2Cr^{3+} + 3SO_4^{2-}} \]
\[ \mathrm{CaCl_2 \to Ca^{2+} + 2Cl^-} \]
\(\mathrm{H_3PO_4}\) — слабая кислота, поэтому диссоциация обратима. Главная ступень:
\[ \mathrm{H_3PO_4 \rightleftharpoons H^+ + H_2PO_4^-} \]
Далее идут очень слабые ступени:
\[ \mathrm{H_2PO_4^- \rightleftharpoons H^+ + HPO_4^{2-}} \]
\[ \mathrm{HPO_4^{2-} \rightleftharpoons H^+ + PO_4^{3-}} \]
2. Возможные реакции ионного обмена
а) \(\mathrm{Ca(NO_3)_2 + Na_3PO_4}\)
Молекулярное:
\[ \mathrm{3Ca(NO_3)_2 + 2Na_3PO_4 \to Ca_3(PO_4)_2\downarrow + 6NaNO_3} \]
Полное ионное:
\[ \mathrm{3Ca^{2+} + 6NO_3^- + 6Na^+ + 2PO_4^{3-} \to Ca_3(PO_4)_2\downarrow + 6Na^+ + 6NO_3^-} \]
Сокращённое:
\[ \mathrm{3Ca^{2+} + 2PO_4^{3-} \to Ca_3(PO_4)_2\downarrow} \]
Признак реакции — образование осадка фосфата кальция.
б) \(\mathrm{NH_4Cl + Ca(OH)_2}\)
Реакция идёт при нагревании:
\[ \mathrm{2NH_4Cl + Ca(OH)_2 \to CaCl_2 + 2NH_3\uparrow + 2H_2O} \]
Для раствора полное ионное:
\[ \mathrm{2NH_4^+ + 2Cl^- + Ca^{2+} + 2OH^- \to Ca^{2+} + 2Cl^- + 2NH_3\uparrow + 2H_2O} \]
Сокращённое:
\[ \mathrm{NH_4^+ + OH^- \to NH_3\uparrow + H_2O} \]
Признак — выделение аммиака.
в) \(\mathrm{Na_2SO_4 + HNO_3}\)
Реакция практически не идёт: не образуется осадок, газ или малодиссоциирующее вещество. Все ионы остаются в растворе, сокращённого ионного уравнения нет.
3. Молекулярные уравнения по сокращённым ионным
\[ \mathrm{2H^+ + S^{2-} \to H_2S\uparrow} \] например: \[ \mathrm{Na_2S + 2HCl \to 2NaCl + H_2S\uparrow} \]
\[ \mathrm{CO_3^{2-} + 2H^+ \to H_2O + CO_2\uparrow} \] например: \[ \mathrm{Na_2CO_3 + 2HCl \to 2NaCl + H_2O + CO_2\uparrow} \]
\[ \mathrm{Al^{3+} + 3OH^- \to Al(OH)_3\downarrow} \] например: \[ \mathrm{AlCl_3 + 3NaOH \to Al(OH)_3\downarrow + 3NaCl} \]
\[ \mathrm{H^+ + OH^- \to H_2O} \] например: \[ \mathrm{HCl + NaOH \to NaCl + H_2O} \]
4. Электронный баланс
\[ \mathrm{HNO_2 + HI \to I_2 + NO + H_2O} \]
Степени окисления изменяют:
\[ \mathrm{N^{+3} + e^- \to N^{+2}} \]
\[ \mathrm{2I^- - 2e^- \to I_2} \]
Уравниваем число отданных и принятых электронов: первый полуреакцией умножаем на 2.
\[ \mathrm{N^{+3} + e^- \to N^{+2}} \quad | \times 2 \]
\[ \mathrm{2I^- - 2e^- \to I_2} \]
Итоговое уравнение:
\[ \boxed{\mathrm{2HNO_2 + 2HI \to I_2 + 2NO + 2H_2O}} \]
- \(\mathrm{HNO_2}\) — окислитель за счёт \(\mathrm{N^{+3}}\), он восстанавливается до \(\mathrm{N^{+2}}\).
- \(\mathrm{HI}\) — восстановитель за счёт \(\mathrm{I^-}\), он окисляется до \(\mathrm{I_2}\).
Проверка: слева и справа по \(2\) атома азота, \(2\) атома йода, \(4\) атома водорода и \(4\) атома кислорода.
5. Масса осадка
Реакция:
\[ \mathrm{Fe_2(SO_4)_3 + 6KOH \to 2Fe(OH)_3\downarrow + 3K_2SO_4} \]
Масса чистого \(\mathrm{KOH}\):
\[ m(\mathrm{KOH}) = 300 \cdot 0{,}35 = 105\ \text{г} \]
Количество вещества:
\[ n(\mathrm{KOH}) = \frac{105}{56} = 1{,}875\ \text{моль} \]
По уравнению:
\[ n(\mathrm{Fe(OH)_3}) = \frac{2}{6}n(\mathrm{KOH}) = \frac{1{,}875}{3} = 0{,}625\ \text{моль} \]
Молярная масса:
\[ M(\mathrm{Fe(OH)_3}) = 56 + 3(16 + 1) = 107\ \text{г/моль} \]
Масса осадка:
\[ m(\mathrm{Fe(OH)_3}) = 0{,}625 \cdot 107 = 66{,}875\ \text{г} \]
\[ \boxed{m(\mathrm{Fe(OH)_3}) \approx 66{,}9\ \text{г} \approx 67\ \text{г}} \]
Принцип: сначала находим количество чистого \(\mathrm{KOH}\), затем по коэффициентам уравнения — количество \(\mathrm{Fe(OH)_3}\), после чего умножаем на молярную массу.