Практическое занятие №7. Решение экспериментальных задач по теме "Свойства основных классов веществ"
Задача 1
Определите, к какому классу веществ относится X, если при добавлении HCl в водный раствор выделяется газ, а с NaOH реакции не наблюдается.
Подсказка: Газ выделяется при реакции металла с кислотой → X — металл.
Задача 2
Оксид Y при добавлении HCl образует соль и воду, а при добавлении NaOH реакции не наблюдается. Какой это оксид?
Подсказка: Реакция с кислотой → основной оксид, реакции с основанием нет → Y — основной оксид.
Задача 3
При растворении вещества Z в воде получился раствор с рН = 13. Индикатор фенолфталеин стал малиновым. К какому классу относится Z?
Подсказка: pH > 7, фенолфталеин малиновый → Z — щелочь (растворимое основание).
Задача 4
Неметалл X реагирует с кислородом, образуя кислотный оксид, который при взаимодействии с водой даёт кислоту. Определите цепочку превращений X.
Ответ:
X → кислотный оксид → кислота → соль (при реакции с основанием).
Задача 5
Амфотерный оксид Al₂O₃ реагирует как с кислотами, так и с основаниями. Приведите уравнения этих реакций.
Подсказка:
- С кислотой: Al₂O₃ + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂O
- С основанием: Al₂O₃ + 2NaOH + 3H₂O → 2Na[Al(OH)₄]
2. Количественные задачи
Задача 6
Сколько граммов NaCl образуется при нейтрализации 100 г 10%-ного раствора HCl раствором NaOH?
Дано:
- Масса раствора HCl = 100 г
- Концентрация HCl = 10% → масса HCl = 10 г
Решение:
- Молярная масса HCl = 36,5 г/моль → n(HCl) = 10 / 36,5 ≈ 0,274 моль
- Реакция: HCl + NaOH → NaCl + H₂O
- n(NaCl) = 0,274 моль → m(NaCl) = 0,274 × 58,5 ≈ 16 г
Ответ: 16 г NaCl
Задача 7
Рассчитайте массу CaCO₃, которая образуется при пропускании 1 моль CO₂ через раствор Ca(OH)₂.
Решение:
- Реакция: Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃↓ + H₂O
- 1 моль CO₂ → 1 моль CaCO₃
- M(CaCO₃) = 100 г/моль → m = 100 г
Ответ: 100 г CaCO₃
Задача 8
Сколько литров водорода выделится при реакции 13 г Zn с HCl (н.у.)?
Решение:
- Уравнение: Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂
- M(Zn) = 65 г/моль → n(Zn) = 13 / 65 = 0,2 моль
- 1 моль Zn → 1 моль H₂ → V(H₂) = 0,2 × 22,4 ≈ 4,48 л
Ответ: 4,48 л H₂
Задача 9
Сколько граммов соли Na₂SO₄ образуется при реакции 49 г NaOH с 49 г H₂SO₄?
Решение:
- Уравнение: 2NaOH + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + 2H₂O
- n(NaOH) = 49 / 40 ≈ 1,225 моль
- n(H₂SO₄) = 49 / 98 = 0,5 моль
- Реакция требует 2 моль NaOH на 1 моль H₂SO₄ → лимитирующее вещество H₂SO₄ (0,5 моль)
- n(Na₂SO₄) = 0,5 моль → m = 0,5 × 142 ≈ 71 г
Ответ: 71 г Na₂SO₄
Задача 10
Рассчитайте массу Al(OH)₃, которая образуется при действии NaOH на 27 г Al₂O₃.
Решение:
- Уравнение: Al₂O₃ + 3H₂O → 2Al(OH)₃
- M(Al₂O₃) = 102 г/моль → n = 27 / 102 ≈ 0,265 моль
- 1 моль Al₂O₃ → 2 моль Al(OH)₃ → n(Al(OH)₃) = 0,265 × 2 ≈ 0,53 моль
- M(Al(OH)₃) = 78 г/моль → m ≈ 0,53 × 78 ≈ 41,3 г
Ответ: 41,3 г Al(OH)₃
3. Комбинированные задачи
Задача 11
Металл X реагирует с кислородом с образованием оксида, который затем реагирует с водой. Полученный гидроксид нейтрализует 50 г 10%-ного раствора HCl. Определите металл X, если его атомная масса 40.
Подсказка решения:
- HCl: 50 г × 10% = 5 г → n(HCl) = 5 / 36,5 ≈ 0,137 моль
- Реакция гидроксида с кислотой: MOH + HCl → MCl + H₂O
- n(MOH) = n(HCl) → 0,137 моль → m(M) = n × 40 ≈ 5,48 г
Ответ: X = Ca (примерная идентификация по условию задачи).
Задача 12
Рассчитайте объем CO₂, который нужно пропустить через 74 г Ca(OH)₂ для полного осаждения CaCO₃.
Решение:
- Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃ + H₂O
- M(Ca(OH)₂) = 74 г/моль → n = 1 моль
- 1 моль CO₂ → 22,4 л (н.у.)
Ответ: 22,4 л CO₂