Задания 9. Свойства оснований, амфотерных гидроксидов и кислот. Задание №1 B5CC46 С раствором серной кислоты взаимодействует каждое из двух веществ: 1) хлорид бария и оксид углерода (IV) 2) магний и хлорид бария 3) хлорид натрия и фосфорная кислота 4) медь и гидроксид калия Решение Ответ: 2 Пояснение: Хлорид бария BaCl2 реагирует с раствором серной кислоты с образованием не растворимого в воде и кислотах сульфата бария BaSO4: BaCl2 + H2SO4 = BaSO4↓ + 2HCl Углекислый газ с раствором серной кислоты не взаимодействует, поскольку углерод находится в максимально окисленной форме со степенью окисления +4 и сера его уже не окисляет. Реакция замещения магния водородом серной кислоты протекает следующим образом: Mg + H2SO4(р-р) = MgSO4 + H2↑ Водород в кислоте способен заместить магний, поскольку в электрохимическом ряду напряжений металлов магний стоит левее водорода и, следовательно, более активен. Раствор серной кислоты не взаимодействует NaCl, поскольку в ходе реакции не образуется ни осадки, ни газы, т.е. в растворе сосуществуют катионы водорода и натрия и анионы SO42− и Cl−. Серная кислота также не взаимодействует с фосфорной кислотой (нет кислотно-основного взаимодействия), обе кислоты свободно сосуществуют в растворе в виде ионов. Медь, стоящая в электрохимическом ряду напряжений металлов после водорода, способна взаимодействовать только с концентрированной серной кислотой за счет окислительной способности серы. Реакция протекает за счет окисления меди до степени окисления +2 и выделения сернистого газа SO2: Cu + 2H2SO4 = CuSO4 + SO2↑ + 2H2O Задание №2 07AB0D Концентрированная азотная кислота в обычных условиях не взаимодействует с 1) магнием 2) гидроксидом натрия 3) железом 4) оксидом магния Решение Ответ: 3 Пояснение: Водные растворы с массовой долей азотной кислоты HNO3 более 60% называют концентрированной азотной кислотой. Концентрированная азотная кислота реагирует с металлами, находящимися в ряду напряжений левее водорода следующим образом (на примере магния): Mg + 4HNO3 (60% р−р) = Mg(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O С гидроксидом натрия NaOH азотная кислота независимости от концентрации вступает в кислотно-основное взаимодействие (реакция нейтрализации): NaOH + HNO3 = NaNO3 + H2O В оксидом металла (основным оксидом) MgO азотная кислота также независимо от концентрации вступает в кислотно−основное взаимодействие (реакция обмена): MgO + 2HNO3 = Mg(NO3)2 + H2O Железо, алюминий, хром холодной концентрированной азотной кислотой пассивируются. С разбавленной азотной кислотой железо взаимодействует, причем в зависимости от концентрации кислоты образуются не только различные продукты восстановления азота, но и различные продукты окисления железа: Fe + 4HNO3 (25% р−р) = Fe(NO3)3 + NO↑ + 2H2O 4Fe + 10HNO3 (2% р−р) = 4Fe(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O Задание №3 3AC240 В схеме превращений: веществом «X» является 1. CuO 2. Cu 3. Cu(OH)2 4. CuCl2 Решение Ответ: 1 Пояснение: Гидроксид меди (II) Cu(OH)2 – голубое нерастворимое в воде соединение. При нагревании до 70-90 oC порошка Cu(ОН)2 или его водных суспензий разлагается до CuО и Н2О. Далее полученный оксид меди (II) восстанавливается водородом до меди. Реакция сопровождается изменением цвета: от черного у CuO до красного у Cu: CuO + H2 = Cu +H2O Медь при температурах порядка 400-600 oC окисляется до оксида меди (II): 2Cu + O2 = 2CuO Задание №4 270FB6 Раствор гидроксида натрия не взаимодействует с 1. СО2 2. HСl 3. SO2 4. MgO Решение Ответ:4 Пояснение: Гидроксид натрия NaOH (щелочь) обладает основными свойствами, поэтому взаимодействует с кислотными оксидами, кислотами и солями с образованием осадка или газа (за счет аммонийных катионов в солях). Из предложенных вариантов ответов NaOH не взаимодействует только с MgO, поскольку оксид является основным. В зависимости от избытка и недостатка реагентов получаются следующие продукты: NaOH + CO2 = NaHCO3 или 2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O NaOH + HCl = NaCl + H2O NaOH + SO2 = NaHSO3 или 2NaOH + SO2 = Na2SO3 + H2O Задание №5 FE7DE4 Гидроксид натрия не реагирует с 1. Al(OH)3 2. ZnO 3. H2SO4 4. Ba(OH)2 Решение Ответ: 4 Пояснение: Гидроксид натрия NaOH (щелочь) обладает основным свойствами, поскольку принадлежит к классу оснований, т.е. сложных веществ, состоящих из атома металла и гидроксид-ионов OH−. Хорошо растворимые в воде основания называются щелочами. Щелочи взаимодействуют с кислотами, кислотными оксидами, амфотерными оксидами и гидроксидами, переходными металлами и растворами солей с образованием осадка или выделением газа (аммиака). Следовательно, из предложенного списка щелочь NaOH взаимодействует с амфотерным гидроксидом Al(OH)3, амфотерным оксидом ZnO и кислотой H2SO4: NaOH + Al(OH)3 = NaAlO2 + 2H2O (сплавление) NaOH(раствор) + Al(OH)3 = Na[Al(OH)4] NaOH + H2SO4 = NaHSO4 или 2NaOH + H2SO4 = Na2SO4 + 2H2O (в зависимости от избытка или недостатка реагентов) ZnO + 2NaOH = Na2ZnO2 + H2O (сплавление) ZnO + 2NaOH(раствор) + H2O = Na2[Zn(OH)4] Ba(OH)2 также является щелочью, реакция с NaOH не идет. [adsp-pro-3] Задание №6 570AD8 Как гидроксид алюминия, так и соляная кислота могут взаимодействовать с 1. CuO 2. H2SO4 3. CO2 4. NaOH Решение Ответ: 4 Пояснение: Гидроксид алюминия Al(OH)3 является амфотерным гидроксидом, т.е. веществом, в зависимости от условий проявляющим либо кислотные, либо основные свойства. Из предложенных вариантов как основание Al(OH)3 реагирует с серной кислотой H2SO4: 2Al(OH)3 + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 + 6H2O, или в зависимости от соотношений реагентов: Al(OH)3 + 3H2SO4 = Al(HSO4)3 + 3H2O - образование кислой соли гидросульфата алюминия; 2Al(OH)3 + 3H2SO4 = [Al(OH)2]2(SO4)3 + 2H2O – образование основной соли дигидроксосульфата алюминия; Al(OH)3 + H2SO4 = [AlOH]SO4 + H2O – образование основной соли гидроксосульфата алюминия. Кроме того, как кислота Al(OH)3 реагирует с щелочами, поэтому с NaOH реакция протекает: NaOH + Al(OH)3 = NaAlO2 + 2H2O (сплавление) NaOH(раствор) + Al(OH)3 = Na[Al(OH)4] С оксидом переходного металла CuO и оксидом слабой угольной кислоты CO2 гидроксид алюминия Al(OH)3 не взаимодействует. Соляная кислота HCl реагирует с оксидами металлов, основаниям, металлами, стоящими в электрохимическом ряду напряжений металлов до водорода и солями металлов, образованных более слабыми кислотами, или с образованием осадка. Таким образом, HCl реагирует с CuO и NaOH, но не реагирует с серной кислотой и углекислым газом – кислотным оксидом: CuO + 2HCl = CuCl2 + H2O (реакция обмена) NaOH + HCl = NaCl + H2O (реакция нейтрализации: кислота + щелочь = соль + вода). Задание №7 3B93A0 Гидроксид железа (III) взаимодействует с каждым из двух веществ: 1. KOH и H2SO4 2. Cu(OH)2 и HCl 3. HNO3 и Na2SO4 4. HCl и BaCl2 Решение Ответ: 1 Пояснение: Гидроксид железа (III) Fe(OH)3 является нерастворимым амфотерным гидроксидом, поэтому как амфотерный гидроксид Fe(OH)3 взаимодействует с сильными кислотами и щелочами. Взаимодействие с серной кислоты (в зависимости от соотношений основания и кислоты): 2Fe(OH)3 + 3H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 6H2O – образование сульфата железа (III) 2Fe(OH)3 + H2SO4 = [Fe(OH)2]2SO4 + 2H2O– образование дигидроксосульфата железа (III) Fe(OH)3 + H2SO4 = Fe(OH)SO4 + 2H2O – образование гидроксосульфата железа (III) Fe(OH)3 + 3H2SO4 = Fe(HSO4)3 + 3H2O – образование гидросульфата железа (III) Взаимодействие со щелочью: Fe(OH)3 + 3KOH = K3[Fe(OH)6] Также Fe(OH)3 реагирует с HCl и HNO3: Fe(OH)3 + 3HCl = FeCl3 + 3H2O – образование хлорида железа (III) Fe(OH)3 + HCl = [Fe(OH)2]Cl + H2O – образование дигидроксохлорида железа (III) Fe(OH)3 + 2HCl = [FeOH]Cl2 + 2H2O – образование гидроксохлорида железа (III) Fe(OH)3 + 3HNO3 = Fe(NO3)3 + 3H2O– образование нитрата железа (III) Fe(OH)3 + HNO3 = [Fe(OH)2]NO3 + H2O – образование дигидроксонитрата железа (III) Fe(OH)3 + 2HNO3 = [FeOH](NO3)2 + 2H2O – образование гидроксонитрата железа (III) Не растворимое в воде основание Fe(OH)3 не взаимодействует с солями, поскольку осадки уже образоваться не могут, и с нерастворимыми основаниями такими, как Cu(OH)2. Задание №8 E693DA Концентрированная азотная кислота реагирует с каждым из двух веществ:: 1. Au и NaOH 2. Cu и NaOH 3. H2SO4 и AgNO3 4. Fe и SiO2 Решение Ответ: 2 Пояснение: Золото – инертный металл, стоящий в ряду активностей металлов правее всех других металлов. При нормальных условиях оно не взаимодействует с большинством кислот и не образует оксидов. Концентрированная азотная кислота не способная его растворить. Концентрированная HNO3 взаимодействует с основаниями (в частности с щелочами) с образованием солей и малодиссоциирующего вещества - воды (реакция нейтрализации): HNO3 (конц.) + NaOH = NaNO3 + H2O Кислоты-окислители взаимодействуют с медью, хотя она находится правее водорода в ряду активностей металлов. Протекает окислительно-восстановительная реакция за счет окислительной способности N+5 с выделение бурого газа NO2 и окисления меди до +2: Cu + 4HNO3 (конц.) = Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O Азотная кислота HNO3, обладающая кислотными свойствами, не взаимодействует с серной кислотой (H2SO4) и не вступает в реакцию с нитратом серебра (AgNO3; ввиду наличия одинаковых анионов невозможен обмен составными частями). Азотная кислота HNO3, обладающая кислотными свойствами, не взаимодействует с кислотными оксидами (SiO2). Холодная концентрированная азотная кислота пассивирует железо (т.е. поверхность металла переходит в неактивное состояние, связанное с образованием тонких поверхностных слоев соединений, препятствующих окислению металла). Задание №9 740C08 Разбавленная соляная кислота взаимодействует с 1. NaNO3 2. Al(NO3)3 3. Ca(NO3)2 4. AgNO3 Решение Ответ: 4 Пояснение: Соляная кислота реагирует с металлами, стоящими в ряду активностей до водорода, основными и амфотерными оксидами, основаниями и солями с образованием нерастворимого вещества. Из предложенных вариантов HCl взаимодействует только с нитратом серебра с образованием «белого творожистого» осадка AgCl: HCl + AgNO3 = AgCl↓ + HNO3 С солями NaNO3, Al(NO3)3 и Ca(NO3)3 соляная кислота не реагирует, поскольку катионы Na+, Al3+, Ca2+ не образуют осадков с анионом Cl−. [adsp-pro-3]
