Задания 9. Свойства оснований, амфотерных гидроксидов и кислот.

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 + H₂SO_4(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

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 + 4HNO_{3 (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 + 4HNO_{3 (25% р−р)} = Fe(NO₃)₃ + NO↑ + 2H₂O

4Fe + 10HNO_{3 (2% р−р)} = 4Fe(NO₃)₂ + NH₄NO₃ + 3H₂O

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

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

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.

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).

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.

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).

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⁻.