ГДЗ по Химии 8 Класс Страница 150 Рабочая тетрадь (2018) Габриелян — Подробные Ответы

2. Запишите уравнения возможных реакций.

1) HgCl₂ + Fe →
2) CuCl₂ + Al →
3) AgNO₃ + Zn →
4) ZnCl₂ + Fe →
5) AgNO₃ + Au →
6) Cu + H₂SO₄(разб) →
7) Ag + HCl →

3. Напишите уравнения реакций замещения:

1) между алюминием и оксидом меди (II)
2) между оксидом кремния (IV) и магнием
3) между бромидом хрома (III) и хлором

4. Допишите уравнение реакции

Zn + H₂SO₄ → _______ + _______ + Q.

Дайте характеристику записанной реакции по следующим признакам:
1) число и состав исходных веществ и продуктов реакции
2) тепловой эффект
3) направление протекания
4) участие катализатора

Вопрос 2

HgCl₂ + Fe → Hg↓ + FeCl₂
3CuCl₂ + 2Al → 2AlCl₃ + 3Cu
2AgNO₃ + Zn → 2Ag + Zn(NO₃)₂
ZnCl₂ + Fe → реакция не идет (Fe правее Zn в ряду напряжений)
AgNO₃ + Au → реакция не идет (Au правее Ag в ряду напряжений)
Cu + H₂SO₄ (разб.) → реакция не идет (Cu правее H₂ в ряду напряжений)
Ag + HCl → реакция не идет (Ag правее H₂ в ряду напряжений)

Вопрос 3

1. 2Al + 3CuO → Al₂O₃ + 3Cu
2. SiO₂ + 2Mg → Si + 2MgO
3. 2CrBr₃ + 3Cl₂ → 2CrCl₃ + 3Br₂

Вопрос 4

Zn + H₂SO₄ = ZnSO₄ + H₂↑ + Q

1) число и состав исходных веществ и продуктов реакции: реакция замещения
2) тепловой эффект: экзотермическая
3) направление протекания: необратимая
4) участие катализатора: некаталитическая

Для понимания представленных реакций замещения и их характеристик, необходимо опираться на фундаментальные принципы химии, такие как ряд активности металлов и неметаллов, закон сохранения массы и основные типы химических реакций.

Основные принципы:

• Реакции замещения: Это химические реакции, в которых атомы простого вещества замещают атомы одного из элементов в сложном веществе. Общая схема: А + ВС → АС + В.
• Ряд активности металлов (электрохимический ряд напряжений): Это последовательность металлов, расположенных в порядке убывания их химической активности. Металлы, стоящие левее, более активны и способны вытеснять металлы, стоящие правее, из их соединений.Типичный ряд: Li, K, Ba, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Cr, Fe, Co, Ni, Sn, Pb, H₂, Cu, Hg, Ag, Pt, Au.Металлы до H₂ вытесняют водород из кислот (кроме концентрированных H₂SO₄ и HNO₃). Металлы до металла соли вытесняют его из растворов солей.
• Ряд активности неметаллов (для галогенов): Активность галогенов убывает сверху вниз в группе: F₂ > Cl₂ > Br₂ > I₂. Более активный галоген может вытеснить менее активный из его солей.
• Закон сохранения массы: В любой химической реакции масса веществ, вступивших в реакцию, равна массе веществ, образовавшихся в результате реакции. Это достигается путем балансировки уравнений (расстановки стехиометрических коэффициентов).

Вопрос 2: Запишите уравнения возможных реакций.

Для каждой реакции определим реагенты, применим правила активности и, если реакция возможна, запишем и сбалансируем уравнение.

1) HgCl₂ + Fe →

• Реагенты: HgCl₂ (хлорид ртути(II) — соль), Fe (железо — простой металл).
• Анализ по ряду активности: Железо (Fe) находится в ряду активности металлов левее ртути (Hg). Это означает, что Fe более активно, чем Hg.
• Прогноз реакции: Более активное железо вытеснит менее активную ртуть из ее соли.
• Продукты: Образуется новая соль — хлорид железа(II) (FeCl₂) (железо обычно проявляет валентность II в таких реакциях, хлор — I), и выделится металлическая ртуть (Hg).
• Балансировка: Уравнение уже сбалансировано по атомам.

(Стрелка ↓ указывает на образование осадка, так как ртуть — жидкий металл, нерастворимый в растворе.)

2) CuCl₂ + Al →

• Реагенты: CuCl₂ (хлорид меди(II) — соль), Al (алюминий — простой металл).
• Анализ по ряду активности: Алюминий (Al) находится в ряду активности металлов левее меди (Cu). Al более активно, чем Cu.
• Прогноз реакции: Более активный алюминий вытеснит менее активную медь из ее соли.
• Продукты: Образуется новая соль — хлорид алюминия (AlCl₃) (алюминий проявляет валентность III, хлор — I), и выделится металлическая медь (Cu).
• Балансировка:
  • Al: 1 слева, 1 справа. Cu: 1 слева, 1 справа. Cl: 2 слева, 3 справа.
  • Для балансировки Cl находим наименьшее общее кратное для 2 и 3, это 6.
  • Ставим 3 перед CuCl₂ (3*2=6 Cl) и 2 перед AlCl₃ (2*3=6 Cl).
  • Теперь Cu: 3 слева, 1 справа. Ставим 3 перед Cu.
  • Al: 1 слева, 2 справа. Ставим 2 перед Al.

3) AgNO₃ + Zn →

• Реагенты: AgNO₃ (нитрат серебра — соль), Zn (цинк — простой металл).
• Анализ по ряду активности: Цинк (Zn) находится в ряду активности металлов левее серебра (Ag). Zn более активно, чем Ag.
• Прогноз реакции: Более активный цинк вытеснит менее активное серебро из его соли.
• Продукты: Образуется новая соль — нитрат цинка (Zn(NO₃)₂) (цинк проявляет валентность II, нитрат-ион (NO₃) — валентность I), и выделится металлическое серебро (Ag).
• Балансировка:
  • Zn: 1 слева, 1 справа. Ag: 1 слева, 1 справа. NO₃: 1 слева, 2 справа.
  • Для балансировки NO₃ ставим 2 перед AgNO₃.
  • Теперь Ag: 2 слева, 1 справа. Ставим 2 перед Ag.

4) ZnCl₂ + Fe →

• Реагенты: ZnCl₂ (хлорид цинка — соль), Fe (железо — простой металл).
• Анализ по ряду активности: Железо (Fe) находится в ряду активности металлов правее цинка (Zn). Fe менее активно, чем Zn.
• Прогноз реакции: Менее активный металл не может вытеснить более активный металл из его соли.

5) AgNO₃ + Au →

• Реагенты: AgNO₃ (нитрат серебра — соль), Au (золото — простой металл).
• Анализ по ряду активности: Золото (Au) находится в ряду активности металлов правее серебра (Ag). Au менее активно, чем Ag.
• Прогноз реакции: Менее активный металл не может вытеснить более активный металл из его соли.

6) Cu + H₂SO₄ (разб.) →

• Реагенты: Cu (медь — простой металл), H₂SO₄ (разб.) (разбавленная серная кислота).
• Анализ по ряду активности: Медь (Cu) находится в ряду активности металлов правее водорода (H₂). Cu менее активно, чем H₂.
• Прогноз реакции: Металлы, стоящие после водорода в ряду активности, не вытесняют водород из разбавленных кислот.

7) Ag + HCl →

• Реагенты: Ag (серебро — простой металл), HCl (соляная кислота).
• Анализ по ряду активности: Серебро (Ag) находится в ряду активности металлов правее водорода (H₂). Ag менее активно, чем H₂.
• Прогноз реакции: Металлы, стоящие после водорода в ряду активности, не вытесняют водород из кислот.

Вопрос 3: Напишите уравнения реакций замещения.

Здесь мы должны определить реагенты из описания и записать соответствующие реакции замещения.

1) между алюминием и оксидом меди (II)

• Реагенты: Алюминий (Al — простой металл), оксид меди(II) (CuO — сложное вещество, оксид).
• Анализ по ряду активности: Алюминий (Al) более активен, чем медь (Cu). Более активные металлы могут вытеснять менее активные из их оксидов, особенно при нагревании (этот процесс называется металлотермией).
• Продукты: Алюминий займет место меди, образуя оксид алюминия (Al₂O₃) (алюминий валентность III, кислород валентность II), и выделится металлическая медь (Cu).
• Балансировка:
  • Al: 1 слева, 2 справа. Ставим 2 перед Al.
  • Cu: 1 слева, 1 справа. O: 1 слева, 3 справа.
  • Для балансировки O ставим 3 перед CuO.
  • Теперь Cu: 3 слева, 1 справа. Ставим 3 перед Cu.
  • Al: 2 слева, 2 справа. O: 3 слева, 3 справа. Cu: 3 слева, 3 справа. Уравнение сбалансировано.

2) между оксидом кремния (IV) и магнием

• Реагенты: Оксид кремния(IV) (SiO₂ — сложное вещество, оксид), магний (Mg — простой металл).
• Анализ по ряду активности: Магний (Mg) является более активным металлом, чем кремний (Si) (кремний неметалл, но в оксидах его можно рассматривать как элемент, который может быть вытеснен более активным металлом). Эта реакция также является металлотермией.
• Продукты: Магний займет место кремния, образуя оксид магния (MgO) (магний валентность II, кислород валентность II), и выделится чистый кремний (Si).
• Балансировка:
  • Si: 1 слева, 1 справа. O: 2 слева, 1 справа.
  • Для балансировки O ставим 2 перед MgO.
  • Теперь Mg: 1 слева, 2 справа. Ставим 2 перед Mg.

3) между бромидом хрома (III) и хлором

• Реагенты: Бромид хрома(III) (CrBr₃ — соль), хлор (Cl₂ — простое неметаллическое вещество, галоген).
• Анализ по ряду активности неметаллов: Хлор (Cl₂) более активен, чем бром (Br₂). Более активный галоген может вытеснять менее активный из его солей.
• Продукты: Хлор займет место брома, образуя хлорид хрома(III) (CrCl₃) (хром валентность III, хлор валентность I), и выделится газообразный бром (Br₂).
• Балансировка:
  • Cr: 1 слева, 1 справа. Br: 3 слева, 2 справа. Cl: 2 слева, 3 справа.
  • Для балансировки Br (3 и 2) и Cl (2 и 3) находим наименьшее общее кратное, это 6.
  • Ставим 2 перед CrBr₃ (2*3=6 Br) и 3 перед Br₂ (3*2=6 Br).
  • Ставим 3 перед Cl₂ (3*2=6 Cl) и 2 перед CrCl₃ (2*3=6 Cl).
  • Cr: 2 слева, 2 справа. Уравнение сбалансировано.

Вопрос 4: Допишите уравнение реакции Zn + H₂SO₄ и дайте характеристику.

Дополнение уравнения: Zn + H₂SO₄ →

• Реагенты: Zn (цинк — простой металл), H₂SO₄ (серная кислота).
• Анализ по ряду активности: Цинк (Zn) находится в ряду активности металлов левее водорода (H₂). Zn более активно, чем H₂.
• Продукты: Цинк вытеснит водород из кислоты, образуя сульфат цинка (ZnSO₄) (цинк валентность II, сульфат-ион (SO₄) валентность II), и выделится газообразный водород (H₂).
• Балансировка: Уравнение уже сбалансировано по атомам.

(Стрелка ↑ указывает на выделение газа. +Q означает, что реакция экзотермическая, то есть выделяет тепло.)

Характеристика реакции:

Дадим характеристику реакции Zn + H₂SO₄ = ZnSO₄ + H₂↑ + Q по заданным признакам:

1. Число и состав исходных веществ и продуктов реакции:

• Исходные вещества: Два вещества — простое (цинк, Zn) и сложное (серная кислота, H₂SO₄).
• Продукты реакции: Два вещества — сложное (сульфат цинка, ZnSO₄) и простое (водород, H₂).
• Тип реакции: Поскольку простое вещество (Zn) замещает элемент (H) в сложном веществе (H₂SO₄), это реакция замещения.

2. Тепловой эффект:

• Указание «+Q» в уравнении означает, что в ходе реакции выделяется тепло.
• Следовательно, реакция является экзотермической. Реакции металлов с кислотами часто сопровождаются выделением тепла.

3. Направление протекания:

• В результате реакции образуется газообразный водород (H₂↑), который покидает реакционную смесь.
• Образование газа является одним из признаков необратимости реакции.
• Следовательно, реакция является необратимой.

4. Участие катализатора:

• Данная реакция протекает достаточно быстро при комнатной температуре без добавления специальных веществ, ускоряющих ее.
• В уравнении не указаны катализаторы (например, над стрелкой).
• Следовательно, реакция является некаталитической.