ГДЗ по Химии 8 Класс Параграф 40 Вопрос 6 Базовый Уровень Габриелян — Подробные Ответы

Составьте уравнения реакций, характеризующих химические свойства:
а) гидроксида калия;
б) гидроксида железа (II).

a) \(\text{KOH}\):
\(\text{2KOH} + \text{SO}_2 = \text{K}_2\text{SO}_3 + \text{H}_2\text{O}\)
\(\text{KOH} + \text{HBr} = \text{KBr} + \text{H}_2\text{O}\)
\(\text{KOH} + \text{NH}_4\text{Cl} = \text{KCl} + \text{NH}_3\uparrow + \text{H}_2\text{O}\)

б) \(\text{Fe(OH)}_2\):
\(\text{Fe(OH)}_2 = \text{FeO} + \text{H}_2\text{O}\)

Давайте подробно разберем каждое уравнение реакции, характеризующее химические свойства указанных веществ.

а) Химические свойства гидроксида калия (\(\text{KOH}\))

Гидроксид калия (\(\text{KOH}\)) – это сильное основание, или щелочь. Его химические свойства определяются наличием гидроксид-ионов (\(\text{OH}^-\)) и ионов калия (\(\text{K}^+\)).

1. Реакция с кислотным оксидом (оксидом серы(IV))
Уравнение: \(\text{2KOH} + \text{SO}_2 = \text{K}_2\text{SO}_3 + \text{H}_2\text{O}\)

— Шаг 1: Определение реагентов.

• \(\text{KOH}\) (гидроксид калия) – сильное основание. В водном растворе диссоциирует на ионы \(\text{K}^+\) и \(\text{OH}^-\).
• \(\text{SO}_2\) (оксид серы(IV), сернистый газ) – это кислотный оксид. Кислотные оксиды – это оксиды неметаллов, которым соответствуют кислоты. В данном случае \(\text{SO}_2\) соответствует сернистой кислоте (\(\text{H}_2\text{SO}_3\)).

— Шаг 2: Механизм реакции.

• Сильные основания (щелочи) активно реагируют с кислотными оксидами. По сути, это реакция между основанием и кислотой, которую можно получить из кислотного оксида (хотя сернистая кислота не выделяется в чистом виде).
• Гидроксид-ионы (\(\text{OH}^-\)) из \(\text{KOH}\) взаимодействуют с \(\text{SO}_2\).
• \(\text{SO}_2\) + 2\(\text{OH}^-\) \(\rightarrow\) \(\text{SO}_3^{2-}\) + \(\text{H}_2\text{O}\)
• Ионы калия (\(\text{K}^+\)) соединяются с образовавшимися сульфит-ионами
  (\(\text{SO}_3^{2-}\)).

— Шаг 3: Образование продуктов.

• В результате взаимодействия образуется соль – сульфит калия (\(\text{K}_2\text{SO}_3\)) и вода (\(\text{H}_2\text{O}\)).
• Для образования сульфита калия (\(\text{K}_2\text{SO}_3\)) требуется два иона \(\text{K}^+\) на один ион \(\text{SO}_3^{2-}\), поэтому перед \(\text{KOH}\) ставится коэффициент 2.

— Шаг 4: Проверка баланса.

• До реакции: 2 K, 2 O (в \(\text{KOH}\)) + 1 S, 2 O (в \(\text{SO}_2\)) = 2 K, 1 S, 4 O, 2 H
• После реакции: 2 K, 1 S, 3 O (в \(\text{K}_2\text{SO}_3\)) + 2 H, 1 O (в \(\text{H}_2\text{O}\)) = 2 K, 1 S, 4 O, 2 H
• Уравнение сбалансировано.

— Вывод: Эта реакция демонстрирует кислотно-основное взаимодействие, характерное для щелочей.

2. Реакция с кислотой (бромоводородной кислотой)
Уравнение: \(\text{KOH} + \text{HBr} = \text{KBr} + \text{H}_2\text{O}\)

— Шаг 1: Определение реагентов.

• \(\text{KOH}\) (гидроксид калия) – сильное основание.
• \(\text{HBr}\) (бромоводородная кислота) – сильная кислота.

— Шаг 2: Механизм реакции (реакция нейтрализации).

• Это классический пример реакции нейтрализации – взаимодействия кислоты и основания.
• \(\text{KOH}\) диссоциирует на \(\text{K}^+\) и \(\text{OH}^-\).
• \(\text{HBr}\) диссоциирует на \(\text{H}^+\) и \(\text{Br}^-\).
• Гидроксид-ионы (\(\text{OH}^-\)) из основания и ионы водорода (\(\text{H}^+\)) из кислоты соединяются, образуя молекулы воды (\(\text{H}_2\text{O}\)). Это суть реакции нейтрализации: \(\text{H}^+ + \text{OH}^- \rightarrow \text{H}_2\text{O}\).
• Оставшиеся ионы – калия (\(\text{K}^+\)) и бромида (\(\text{Br}^-\)) – соединяются, образуя соль.

— Шаг 3: Образование продуктов.

• В результате реакции образуется соль – бромид калия (\(\text{KBr}\)) и вода
  (\(\text{H}_2\text{O}\)).

— Шаг 4: Проверка баланса.

• До реакции: 1 K, 1 O, 1 H (в \(\text{KOH}\)) + 1 H, 1 Br (в \(\text{HBr}\)) = 1 K, 1 Br, 2 H, 1 O
• После реакции: 1 K, 1 Br (в \(\text{KBr}\)) + 2 H, 1 O (в \(\text{H}_2\text{O}\)) = 1 K, 1 Br, 2 H, 1 O
• Уравнение сбалансировано.

— Вывод: Реакция нейтрализации – одно из важнейших химических свойств оснований.

3. Реакция с солью аммония (хлоридом аммония)
Уравнение: \(\text{KOH} + \text{NH}_4\text{Cl} = \text{KCl} + \text{NH}_3\uparrow + \text{H}_2\text{O}\)

— Шаг 1: Определение реагентов.

• \(\text{KOH}\) (гидроксид калия) – сильное основание.
• \(\text{NH}_4\text{Cl}\) (хлорид аммония) – соль, образованная катионом аммония (\(\text{NH}_4^+\)) и анионом хлорида (\(\text{Cl}^-\)). Катион аммония является сопряженной кислотой для слабого основания – аммиака (\(\text{NH}_3\)).

— Шаг 2: Механизм реакции.

• Сильное основание (\(\text{OH}^-\) из \(\text{KOH}\)) взаимодействует с ионом аммония
  (\(\text{NH}_4^+\)).
• \(\text{NH}_4^+\) + \(\text{OH}^-\) \(\rightarrow\) \(\text{NH}_3\) + \(\text{H}_2\text{O}\).
• В этой реакции гидроксид-ион отнимает протон (\(\text{H}^+\)) у иона аммония, образуя молекулу аммиака (\(\text{NH}_3\)) и молекулу воды (\(\text{H}_2\text{O}\)).
• Аммиак (\(\text{NH}_3\)) является газом и выделяется из раствора (обозначается стрелкой вверх \(\uparrow\)).
• Оставшиеся ионы – калия (\(\text{K}^+\)) и хлорида (\(\text{Cl}^-\)) – соединяются, образуя соль.

— Шаг 3: Образование продуктов.

• В результате реакции образуется хлорид калия (\(\text{KCl}\)), газообразный аммиак (\(\text{NH}_3\)) и вода (\(\text{H}_2\text{O}\)).

— Шаг 4: Проверка баланса.

• До реакции: 1 K, 1 O, 1 H (в \(\text{KOH}\)) + 1 N, 4 H, 1 Cl (в \(\text{NH}_4\text{Cl}\)) = 1 K, 1 Cl, 1 N, 5 H, 1 O
• После реакции: 1 K, 1 Cl (в \(\text{KCl}\)) + 1 N, 3 H (в \(\text{NH}_3\)) + 2 H, 1 O (в \(\text{H}_2\text{O}\)) = 1 K, 1 Cl, 1 N, 5 H, 1 O
• Уравнение сбалансировано.

— Вывод: Эта реакция используется для качественного обнаружения солей аммония, так как выделяющийся аммиак имеет характерный резкий запах.

б) Химические свойства гидроксида железа (II) (\(\text{Fe(OH)}_2\))

Гидроксид железа(II) (\(\text{Fe(OH)}_2\)) – это нерастворимое в воде слабое основание. В отличие от \(\text{KOH}\), оно не диссоциирует полностью в воде и обладает другими характерными свойствами, в частности, термической неустойчивостью.

Термическое разложение
Уравнение: \(\text{Fe(OH)}_2 = \text{FeO} + \text{H}_2\text{O}\)

— Шаг 1: Определение реагента.

• \(\text{Fe(OH)}_2\) (гидроксид железа(II)) – нерастворимый гидроксид. Большинство нерастворимых гидроксидов металлов (за исключением гидроксидов щелочных и некоторых щелочноземельных металлов) разлагаются при нагревании.

— Шаг 2: Механизм реакции.

• При нагревании (обозначается символом \(\Delta\) или словом «нагревание» над знаком равенства) молекулы гидроксида железа(II) теряют молекулы воды.
• По сути, это процесс дегидратации, где из структуры гидроксида «отщепляется» вода.
• Оставшаяся часть молекулы образует соответствующий оксид металла.
• \(\text{Fe(OH)}_2\) можно представить как \(\text{FeO} \cdot \text{H}_2\text{O}\). При нагревании вода удаляется.

— Шаг 3: Образование продуктов.

• В результате разложения образуется оксид железа(II) (\(\text{FeO}\)) и вода (\(\text{H}_2\text{O}\)).
• Важно отметить, что \(\text{Fe(OH)}_2\) является очень неустойчивым соединением и легко окисляется кислородом воздуха до гидроксида железа(III) (\(\text{Fe(OH)}_3\)), который затем при нагревании разлагается до оксида железа(III) (\(\text{Fe}_2\text{O}_3\)). Однако данное уравнение описывает именно термическое разложение чистого \(\text{Fe(OH)}_2\).

— Шаг 4: Проверка баланса.

• До реакции: 1 Fe, 2 O, 2 H
• После реакции: 1 Fe, 1 O (в \(\text{FeO}\)) + 2 H, 1 O (в \(\text{H}_2\text{O}\)) = 1 Fe, 2 O, 2 H
• Уравнение сбалансировано.

— Вывод: Термическое разложение – характерное свойство нерастворимых гидроксидов металлов.