ГДЗ по Химии 8 Класс Страница 195 Рабочая тетрадь (2018) Габриелян — Подробные Ответы

7. Составьте три молекулярных уравнения реакций между солями, соответствующих следующему сокращённому ионному:

Zn²⁺ + S²⁻ = ZnS.

8. Вычислите, сколько граммов 10%-х растворов исходных солей потребуется для получения 75 г карбоната кальция.

Вопрос 7

1) ZnCl₂ + K₂S → ZnS↓ + 2KCl
2) ZnSO₄ + Na₂S → ZnS↓ + Na₂SO₄
3) Zn(NO₃)₂ + Li₂S → ZnS↓ + 2LiNO₃

Вопрос 8

Дано:
m(CaCO₃) = 75 г
ω(Ca(NO₃)₂) = 10%
ω(K₂CO₃) = 10%
M(CaCO₃) = 100 г/моль
M(Ca(NO₃)₂) = 164 г/моль
M(K₂CO₃) = 138 г/моль

m(раствора Ca(NO₃)₂) = ?
m(раствора K₂CO₃) = ?

Ca(NO₃)₂ + K₂CO₃ → CaCO₃↓ + 2KNO₃
n(CaCO₃) = m/M = 75/100 = 0,75 (моль)

По уравнению реакции:

x = y = n(Ca(NO₃)₂) = n(K₂CO₃) = n(CaCO₃) = 0,75 (моль)

m(Ca(NO₃)₂) = n × M = 0,75 × 164 = 123 (г)

x = m(раствора Ca(NO₃)₂) = 123 × 100 / 10 = 1230 (г)

m(K₂CO₃) = n × M = 0,75 × 138 = 103,5 (г)

x = m(раствора K₂CO₃) = 103,5 × 100 / 10 = 1035 (г)

Ответ: 1230 г, 1035 г.

Вопрос 7

Задание: Составьте три молекулярных уравнения реакций между солями, соответствующих следующему сокращённому ионному уравнению: Zn²⁺ + S²⁻ = ZnS.

Что такое сокращённое ионное уравнение?

Это уравнение показывает только те ионы, которые непосредственно участвуют в химической реакции, т.е. образуют новое вещество (осадок, газ или воду). Ионы, которые остаются в растворе неизменными (не участвуют в реакции), называются ионами-наблюдателями (или спектатор-ионами) и не записываются в сокращённом ионном уравнении.

В данном случае, сокращённое ионное уравнение Zn²⁺ + S²⁻ = ZnS↓ говорит нам о следующем:

• Ионы цинка (Zn²⁺) и сульфид-ионы (S²⁻) соединяются.
• В результате их соединения образуется сульфид цинка (ZnS), который является нерастворимым веществом и выпадает в осадок (на это указывает стрелка «↓»).
• Это означает, что в исходных веществах должны были присутствовать эти ионы, а все остальные ионы в растворе остались «наблюдателями».

Условия для протекания реакции обмена между солями:

Реакции обмена (или метатезиса) между двумя солями в растворе протекают до конца (т.е. являются необратимыми) только в том случае, если в результате реакции образуется:

• Осадок (нерастворимое вещество).
• Газ (который улетучивается из раствора).
• Малодиссоциирующее вещество, чаще всего вода (например, при реакции кислоты и основания).

В нашем случае, нам дано, что образуется осадок ZnS.

Как выбрать исходные соли?

1. Первая соль должна быть источником ионов Zn²⁺.

При этом она должна быть растворимой, чтобы ионы Zn²⁺ могли свободно находиться в растворе и реагировать. Большинство солей цинка с нитрат-ионами (NO₃⁻), хлорид-ионами (Cl⁻) и сульфат-ионами (SO₄²⁻) являются растворимыми.
Примеры: ZnCl₂ (хлорид цинка), ZnSO₄ (сульфат цинка), Zn(NO₃)₂ (нитрат цинка).

2. Вторая соль должна быть источником сульфид-ионов S²⁻.

Она также должна быть растворимой. Большинство сульфидов щелочных металлов (Li, Na, K) и аммония (NH₄) являются растворимыми.
Примеры: K₂S (сульфид калия), Na₂S (сульфид натрия), Li₂S (сульфид лития), (NH₄)₂S (сульфид аммония).

3. Важный момент:

При реакции обмена образуются два новых вещества. Одно из них – это ZnS (осадок). Второе новое вещество – это соль, образованная оставшимися ионами из исходных солей. Эта вторая соль должна быть растворимой, чтобы её ионы могли быть «наблюдателями» и не участвовать в образовании осадка, газа или воды.

Составляем три молекулярных уравнения:

Пример 1: Используем ZnCl₂ (хлорид цинка) и K₂S (сульфид калия).

Исходные ионы: Zn²⁺, Cl⁻, K⁺, S²⁻.

Предполагаемые продукты: ZnS (осадок) и KCl (хлорид калия).

Проверяем растворимость: ZnS – нерастворим (осадок). KCl – растворим. Условие выполнено!

Молекулярное уравнение: ZnCl₂ + K₂S → ZnS↓ + 2KCl

Полное ионное уравнение: Zn²⁺ + 2Cl⁻ + 2K⁺ + S²⁻ → ZnS↓ + 2K⁺ + 2Cl⁻

Ионы-наблюдатели: K⁺ и Cl⁻.

Сокращённое ионное уравнение: Zn²⁺ + S²⁻ → ZnS↓ (Совпадает!)

Пример 2: Используем ZnSO₄ (сульфат цинка) и Na₂S (сульфид натрия).

Исходные ионы: Zn²⁺, SO₄²⁻, Na⁺, S²⁻.

Предполагаемые продукты: ZnS (осадок) и Na₂SO₄ (сульфат натрия).

Проверяем растворимость: ZnS – нерастворим (осадок). Na₂SO₄ – растворим. Условие выполнено!

Молекулярное уравнение: ZnSO₄ + Na₂S → ZnS↓ + Na₂SO₄

Полное ионное уравнение: Zn²⁺ + SO₄²⁻ + 2Na⁺ + S²⁻ → ZnS↓ + 2Na⁺ + SO₄²⁻

Ионы-наблюдатели: Na⁺ и SO₄²⁻.

Сокращённое ионное уравнение: Zn²⁺ + S²⁻ → ZnS↓ (Совпадает!)

Пример 3: Используем Zn(NO₃)₂ (нитрат цинка) и Li₂S (сульфид лития).

Исходные ионы: Zn²⁺, NO₃⁻, Li⁺, S²⁻.

Предполагаемые продукты: ZnS (осадок) и LiNO₃ (нитрат лития).

Проверяем растворимость: ZnS – нерастворим (осадок). LiNO₃ – растворим. Условие выполнено!

Молекулярное уравнение: Zn(NO₃)₂ + Li₂S → ZnS↓ + 2LiNO₃

Полное ионное уравнение: Zn²⁺ + 2NO₃⁻ + 2Li⁺ + S²⁻ → ZnS↓ + 2Li⁺ + 2NO₃⁻

Ионы-наблюдатели: Li⁺ и NO₃⁻.

Сокращённое ионное уравнение: Zn²⁺ + S²⁻ → ZnS↓ (Совпадает!)

Вопрос 8

Цель задачи: Найти массы 10%-х растворов нитрата кальция (Ca(NO₃)₂) и карбоната калия (K₂CO₃), которые необходимы для получения 75 граммов карбоната кальция (CaCO₃).

1. Уравнение реакции и расчет количества продукта

Прежде всего, нам нужно знать, как эти вещества взаимодействуют.
Уравнение реакции:
Ca(NO₃)₂ + K₂CO₃ → CaCO₃↓ + 2KNO₃

Мы знаем, что хотим получить 75 г карбоната кальция (CaCO₃). Чтобы работать с химическими реакциями, нам нужно перевести эту массу в моли, используя молярную массу CaCO₃ (100 г/моль):

n(CaCO₃) = m(CaCO₃) / M(CaCO₃)
n(CaCO₃) = 75 г / 100 г/моль = 0,75 моль

Это означает, что в результате реакции должно образоваться 0,75 моль карбоната кальция.

2. Расчет количества вещества исходных реагентов

Теперь, используя коэффициенты в уравнении реакции, мы можем определить, сколько молей каждого исходного вещества нам потребуется.
Из уравнения: 1 Ca(NO₃)₂ + 1 K₂CO₃ → 1 CaCO₃
Видно, что 1 моль Ca(NO₃)₂ реагирует с 1 молем K₂CO₃, образуя 1 моль CaCO₃.

Следовательно, для получения 0,75 моль CaCO₃ нам потребуется:

n(Ca(NO₃)₂) = 0,75 моль
n(K₂CO₃) = 0,75 моль

3. Расчет массы чистого вещества реагентов

Зная количество молей каждого реагента, мы можем найти их массу, используя их молярные массы:

M(Ca(NO₃)₂) = 164 г/моль
M(K₂CO₃) = 138 г/моль

Для Ca(NO₃)₂:

m(Ca(NO₃)₂) = n(Ca(NO₃)₂) · M(Ca(NO₃)₂)
m(Ca(NO₃)₂) = 0,75 моль · 164 г/моль = 123 г
Вывод: Нам потребуется 123 грамма чистого нитрата кальция.

Для K₂CO₃:

m(K₂CO₃) = n(K₂CO₃) · M(K₂CO₃)
m(K₂CO₃) = 0,75 моль · 138 г/моль = 103,5 г
Вывод: Нам потребуется 103,5 грамма чистого карбоната калия.

4. Расчет массы раствора реагентов с использованием пропорции

Теперь мы знаем массу чистого вещества, но нам нужно найти массу всего раствора, учитывая, что его концентрация составляет 10%.

Концепция: Массовая доля (ω) показывает, какую часть от общей массы раствора составляет чистое вещество. Если чистое вещество составляет 10% от раствора, а его масса известна, мы можем найти общую массу раствора.

Формула: ω = (m_вещества / m_раствора) × 100%
Из этой формулы можно выразить m_раствора = (m_вещества / ω) × 100%

Для раствора Ca(NO₃)₂:

Мы знаем, что нам нужно 123 г чистого Ca(NO₃)₂, и что этот раствор 10%-й.
Таблица помогает визуализировать пропорцию:

Строка 1 (Ca(NO₃)₂): Указывает, что 123 грамма чистого Ca(NO₃)₂ (это то, что мы рассчитали) составляют 10% от всего раствора.

Строка 2 (Раствор Ca(NO₃)₂): Мы ищем общую массу раствора, обозначенную как «x» грамм. Эта общая масса раствора всегда составляет 100%.

Составление пропорции из таблицы:

Мы видим, что 123 г соответствует 10%, а x г соответствует 100%.
Значит: 123 г / 10 % = x г / 100 %

Решение пропорции:

x = (123 г * 100 %) / 10 %
x = 1230 г

Вывод: Нам потребуется 1230 г раствора Ca(NO₃)₂.

Для раствора K₂CO₃:

Аналогично, нам нужно 103,5 г чистого K₂CO₃, и этот раствор также 10%-й.
Таблица для K₂CO₃:

Строка 1 (K₂CO₃): Указывает, что 103,5 грамма чистого K₂CO₃ (это то, что мы рассчитали) составляют 10% от всего раствора.

Строка 2 (Раствор K₂CO₃): Мы ищем общую массу раствора, обозначенную как «x» грамм. Эта общая масса раствора всегда составляет 100%.

Составление пропорции из таблицы:

Мы видим, что 103,5 г соответствует 10%, а x г соответствует 100%.
Значит: 103,5 г / 10 % = x г / 100 %

Решение пропорции:

x = (103,5 г * 100 %) / 10 %
x = 1035 г

Вывод: Нам потребуется 1035 г раствора K₂CO₃.

Окончательный ответ:

Для получения 75 г карбоната кальция необходимо взять:

• 1230 г раствора Ca(NO₃)₂
• 1035 г раствора K₂CO₃