ГДЗ по Химии 8 Класс Страницы 85-86 Рабочая тетрадь (2018) Габриелян — Подробные Ответы

Часть II

1. Поиграйте в «крестики-нолики». Покажите выигрышный путь, который составляют формулы щелочей.

Впишите в соответствующие столбцы формулы и названия всех приведённых выше оснований.

Распределите все приведённые выше основания по другому признаку.

2. Составьте формулы оснований и соответствующих им оксидов металлов для следующих ионов:
1) Ag+
2) Pb2+
3) Fe3+

3. В пробирках А и Б находятся известковая вода и раствор гидроксида натрия. Какие качественные реакции необходимо провести, чтобы определить содержимое каждой из пробирок?

Вопрос 6

Часть II

Вопрос 1

Вопрос 2

1. Ag⁺: AgOH → Ag₂O
2. Pb²⁺: Pb(OH)₂ → PbO
3. Fe³⁺: Fe(OH)₃ → Fe₂O₃

Вопрос 3

Качественная реакция на известковую воду проявляется в виде помутнения при пропускании углекислого газа (пробирка Б). Это объясняется следующим химическим взаимодействием:

\(
\text{Ca(OH)}_2 + \text{CO}_2 \rightarrow \text{CaCO}_3\downarrow + \text{H}_2\text{O}
\)

Для подтверждения наличия гидроксида натрия в первой пробирке (пробирка А) можно использовать фенолфталеин. При добавлении этого индикатора раствор приобретает характерный малиновый оттенок, что свидетельствует о щелочной среде.

Вопрос 6

Классификация оснований может быть проведена по нескольким критериям, основными из которых являются растворимость в воде и число гидроксильных групп (OH⁻) в их составе.

1. Классификация по растворимости:

Растворимые основания (ЩЕЛОЧИ):
Это гидроксиды щелочных металлов (элементы IA группы Периодической системы, например, Li, Na, K) и некоторых щелочноземельных металлов (элементы IIA группы, начиная с кальция, т.е. Ca, Sr, Ba).
В таблицах растворимости такие вещества обычно обозначаются буквой «Р» (растворимый).
Примеры: гидроксид натрия (NaOH), гидроксид калия (KOH), гидроксид кальция (Ca(OH)₂).

Нерастворимые основания:
Это гидроксиды большинства других металлов.
В таблицах растворимости они обозначаются буквой «Н» (нерастворимый) или «М» (малорастворимый, который часто относят к нерастворимым в общей классификации).
Примеры: гидроксид железа(III) (Fe(OH)₃), гидроксид меди(II) (Cu(OH)₂), гидроксид магния (Mg(OH)₂).

2. Классификация по числу гидроксильных групп (кислотности):

Этот критерий определяет, сколько гидроксильных групп (OH⁻) содержится в молекуле основания и, соответственно, сколько протонов (H⁺) оно может нейтрализовать в реакции с кислотой.

Однокислотные основания (MOH):
Содержат одну гидроксильную группу (OH⁻) в своей формуле.
Примеры: гидроксид натрия (NaOH), гидроксид лития (LiOH), гидроксид калия (KOH).

Двухкислотные основания (M(OH)₂):
Содержат две гидроксильные группы (OH⁻) в своей формуле.
Примеры: гидроксид кальция (Ca(OH)₂), гидроксид магния (Mg(OH)₂), гидроксид бария (Ba(OH)₂).

Таким образом, заполнение пропусков в диаграмме основано на этих фундаментальных принципах классификации химических оснований.

Часть II

Вопрос 1

Чтобы найти выигрышный путь, нужно определить, какие из этих оснований являются щелочами (т.е. растворимыми в воде).

• NaOH (гидроксид натрия): Щелочь (растворимое основание).
• Cr(OH)₂ (гидроксид хрома(II)): Нерастворимое основание.
• LiOH (гидроксид лития): Щелочь (растворимое основание).
• Mn(OH)₂ (гидроксид марганца(II)): Нерастворимое основание.
• Ba(OH)₂ (гидроксид бария): Щелочь (растворимое основание, хотя его растворимость умеренная, но оно относится к щелочам).
• Fe(OH)₂ (гидроксид железа(II)): Нерастворимое основание.
• Fe(OH)₃ (гидроксид железа(III)): Нерастворимое основание.
• Mg(OH)₂ (гидроксид магния): Нерастворимое основание (малорастворимое).
• RbOH (гидроксид рубидия): Щелочь (растворимое основание).

Таким образом, щелочи в данной сетке: NaOH, LiOH, Ba(OH)₂, RbOH.

Выигрышный путь (диагональ), состоящий из щелочей, это: NaOH, Ba(OH)₂, RbOH. Этот путь отмечен красными кругами на изображении.

Классификация оснований осуществляется по нескольким основным признакам, два из которых используются в данном задании: растворимость в воде и число гидроксильных групп (-OH) в их молекуле.

1. Классификация по растворимости в воде:

Растворимые основания (Щелочи): Это гидроксиды щелочных металлов (элементы IA группы Периодической системы: Li, Na, K, Rb, Cs) и гидроксиды некоторых щелочноземельных металлов (элементы IIA группы, начиная с кальция: Ca, Sr, Ba). Они хорошо растворяются в воде, образуя сильные электролиты.

Из списка: NaOH, LiOH, RbOH (гидроксиды щелочных металлов) и Ba(OH)₂ (гидроксид щелочноземельного металла).

Нерастворимые основания: Это гидроксиды большинства других металлов. Они либо практически не растворяются в воде, либо их растворимость очень мала.

Из списка: Cr(OH)₂, Mn(OH)₂, Fe(OH)₂, Fe(OH)₃, Mg(OH)₂. Гидроксид магния (Mg(OH)₂) считается малорастворимым, но в общей классификации его относят к нерастворимым.

2. Классификация по числу гидроксильных групп (-OH) (кислотности):

Этот признак определяет, сколько групп -OH содержится в формуле основания, что соответствует количеству протонов (H⁺), которые это основание может нейтрализовать в реакции с кислотой.

Однокислотные основания: Содержат одну гидроксильную группу (-OH). Их общая формула часто записывается как MOH.

Из списка: NaOH, LiOH, RbOH.

Двухкислотные основания: Содержат две гидроксильные группы (-OH). Их общая формула часто записывается как M(OH)₂.

Из списка: Cr(OH)₂, Mn(OH)₂, Ba(OH)₂, Fe(OH)₂, Mg(OH)₂.

Трехкислотные основания: Содержат три гидроксильные группы (-OH). Их общая формула часто записывается как M(OH)₃.

Из списка: Fe(OH)₃.

Вопрос 2

Для составления формул оснований и оксидов металлов необходимо учитывать валентность (степень окисления) металла.

Основания представляют собой соединения металла с одной или несколькими гидроксильными группами (-OH). Число гидроксильных групп равно валентности металла. Общая формула основания: Me(OH)ₙ, где n — валентность металла.

Оксиды металлов представляют собой соединения металла с кислородом. Валентность кислорода всегда равна II. Для составления формулы оксида используется правило наименьшего общего кратного для валентностей металла и кислорода. Общая формула оксида: MeₓOᵧ, где x и y определяются валентностями.

1. Для иона Ag⁺ (серебро, валентность I):
Основание: Поскольку валентность серебра равна I, к одному иону серебра присоединяется одна гидроксильная группа. Формула основания: AgOH. Гидроксид серебра(I) является очень неустойчивым соединением и сразу же разлагается на оксид серебра(I) и воду.

Оксид металла: Валентность серебра I, валентность кислорода II. Наименьшее общее кратное для 1 и 2 равно 2. Значит, к двум атомам серебра присоединяется один атом кислорода. Формула оксида: Ag₂O.

Ответ: AgOH → Ag₂O

2. Для иона Pb²⁺ (свинец, валентность II):
Основание: Валентность свинца равна II, поэтому к одному иону свинца присоединяются две гидроксильные группы. Формула основания: Pb(OH)₂. Это гидроксид свинца(II).

Оксид металла: Валентность свинца II, валентность кислорода II. Наименьшее общее кратное для 2 и 2 равно 2. Значит, к одному атому свинца присоединяется один атом кислорода. Формула оксида: PbO.

Ответ: Pb(OH)₂ → PbO

3. Для иона Fe³⁺ (железо, валентность III):
Основание: Валентность железа равна III, поэтому к одному иону железа присоединяются три гидроксильные группы. Формула основания: Fe(OH)₃. Это гидроксид железа(III).

Оксид металла: Валентность железа III, валентность кислорода II. Наименьшее общее кратное для 3 и 2 равно 6. Значит, к двум атомам железа (2 * 3 = 6) присоединяются три атома кислорода (3 * 2 = 6). Формула оксида: Fe₂O₃.

Ответ: Fe(OH)₃ → Fe₂O₃

Вопрос 3

Для определения содержимого пробирок А и Б, содержащих известковую воду (раствор гидроксида кальция, Ca(OH)₂) и раствор гидроксида натрия (NaOH), необходимо провести качественные реакции, которые дают разные, легко наблюдаемые эффекты для каждого вещества.

Шаг 1: Определение известковой воды (Ca(OH)₂)

Известковая вода, или раствор гидроксида кальция, отличается от раствора гидроксида натрия тем, что ион кальция (Ca²⁺) способен образовывать нерастворимый карбонат кальция (CaCO₃) при взаимодействии с углекислым газом.

Качественная реакция: Пропускание углекислого газа (CO₂) через каждый из растворов.

Наблюдаемый эффект: В пробирке, содержащей известковую воду, произойдет помутнение раствора. Это помутнение вызвано образованием белого осадка карбоната кальция, который практически нерастворим в воде.

Химическое уравнение реакции:
Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃↓ + H₂O
(Гидроксид кальция + Углекислый газ → Карбонат кальция (осадок) + Вода)

Вывод: Пробирка, в которой наблюдается помутнение при пропускании углекислого газа, содержит известковую воду (Ca(OH)₂). В данном случае, это пробирка Б.

Шаг 2: Определение раствора гидроксида натрия (NaOH)

После того как известковая вода идентифицирована, вторая пробирка будет содержать раствор гидроксида натрия. Для подтверждения этого можно использовать кислотно-основный индикатор. Гидроксид натрия является сильным основанием, и его раствор будет иметь сильно щелочную среду.

Качественная реакция: Добавление индикатора фенолфталеина.

Наблюдаемый эффект: В пробирке, содержащей раствор гидроксида натрия, фенолфталеин изменит свой цвет на малиновый. Фенолфталеин приобретает малиновую окраску в щелочной среде (при pH выше 8.2).

Вывод: Пробирка, в которой фенолфталеин становится малиновым, содержит раствор гидроксида натрия (NaOH). В данном случае, это пробирка А.

Таким образом, последовательное проведение этих двух качественных реакций позволяет однозначно определить содержимое каждой из пробирок.