ГДЗ по Химии 8 Класс Параграф 43 Вопрос 1 Базовый Уровень Габриелян — Подробные Ответы

Запишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить превращения, лежащие в основе приведённых генетических рядов металлов и неметаллов. Дайте названия веществ, уравнения реакций с участием электролитов запишите также и в ионной форме.

\(Ca \to CaO \to Ca(OH)_2 \to Ca_3(PO_4)_2\)

1) \(2Ca \text{ (кальций)} + O_2 \text{ (кислород)} = 2CaO \text{ (оксид кальция)}\)

2) \(CaO \text{ (оксид кальция)} + H_2O \text{ (вода)} = Ca(OH)_2 \text{ (гидроксид кальция)}\)

3) \(3Ca(OH)_2 \text{ (гидроксид кальция)} + 2H_3PO_4 \text{ (фосфорная кислота)} =\)
\(= Ca_3(PO_4)_2\downarrow \text{ (фосфат кальция)} + 6H_2O \text{ (вода)}\)
Ионное уравнение: \(3Ca^{2+} + 6OH^{-} + 6H^{+} + 2PO_4^{3-} = Ca_3(PO_4)_2\downarrow + 6H_2O\)

\(Cu \to CuO \to CuCl_2 \to Cu(OH)_2 \to CuO \to Cu\)

1) \(2Cu \text{ (медь)} + O_2 \text{ (кислород)} = 2CuO \text{ (оксид меди (II))}\)

2) \(CuO \text{ (оксид меди (II))} + 2HCl \text{ (соляная кислота)} =\)
\(= CuCl_2 \text{ (хлорид меди (II))} + H_2O \text{ (вода)}\)
Ионное уравнение: \(CuO + 2H^{+} + 2Cl^{-} = Cu^{2+} + 2Cl^{-} + H_2O\)
Сокращенное ионное уравнение: \(CuO + 2H^{+} = Cu^{2+} + H_2O\)

3) \(CuCl_2 \text{ (хлорид меди (II))} + 2NaOH \text{ (гидроксид натрия)} =\)
\(= 2NaCl \text{ (хлорид натрия)} + Cu(OH)_2\downarrow \text{ (гидроксид меди (II))}\)
Ионное уравнение: \(Cu^{2+} + 2Cl^{-} + 2Na^{+} + 2OH^{-} = 2Na^{+} + 2Cl^{-} + Cu(OH)_2\downarrow\)
Сокращенное ионное уравнение: \(Cu^{2+} + 2OH^{-} = Cu(OH)_2\downarrow\)

4) \(Cu(OH)_2 \text{ (гидроксид меди (II))}\)
\(CuO \text{ (оксид меди (II))} + H_2O \text{ (вода)}\)

5) \(CuO \text{ (оксид меди (II))} + H_2 \text{ (водород)} = H_2O \text{ (вода)} + Cu \text{ (медь)}\)

\(P \to P_2O_5 \to H_3PO_4 \to Ca_3(PO_4)_2\)

1) \(4P \text{ (фосфор)} + 5O_2 \text{ (кислород)} = 2P_2O_5 \text{ (оксид фосфора (V))}\)

2) \(P_2O_5 \text{ (оксид фосфора (V))} + 3H_2O \text{ (вода)} =\)
\(= 2H_3PO_4 \text{ (фосфорная кислота)}\)

3) \(3Ca(OH)_2 \text{ (гидроксид кальция)} + 2H_3PO_4 \text{ (фосфорная кислота)} =\)
\(= Ca_3(PO_4)_2\downarrow \text{ (фосфат кальция)} + 6H_2O \text{ (вода)}\)
Ионное уравнение: \(3Ca^{2+} + 6OH^{-} + 6H^{+} + 2PO_4^{3-} = Ca_3(PO_4)_2\downarrow + 6H_2O\)

\(Si \to SiO_2 \to Na_2SiO_3 \to H_2SiO_3 \to SiO_2 \to Si\)

1) \(Si \text{ (кремний)} + O_2 \text{ (кислород)} = SiO_2 \text{ (оксид кремния (IV))}\)

2) \(Na_2O \text{ (оксид натрия)} + SiO_2 \text{ (оксид кремния (IV))} =\)
\(= Na_2SiO_3 \text{ (силикат натрия)}\)

3) \(Na_2SiO_3 \text{ (силикат натрия)} + 2HCl \text{ (соляная кислота)} =\)
\(= H_2SiO_3\downarrow \text{ (кремниевая кислота)} + 2NaCl \text{ (хлорид натрия)}\)
Ионное уравнение: \(2Na^{+} + SiO_3^{2-} + 2H^{+} + 2Cl^{-} = H_2SiO_3\downarrow + 2Na^{+} + 2Cl^{-}\)
Сокращенное ионное уравнение: \(2H^{+} + SiO_3^{2-} = H_2SiO_3\downarrow\)

4) \(H_2SiO_3 \text{ (кремниевая кислота)}\)
\(H_2O \text{ (вода)} + SiO_2 \text{ (оксид кремния (IV))}\)

5) \(SiO_2 \text{ (оксид кремния (IV))} + 2Mg \text{ (магний)} = 2MgO \text{ (оксид магния)} +\)
\(+ Si \text{ (кремний)}\)

Генетические ряды показывают взаимосвязь между различными классами неорганических веществ и возможность их превращения друг в друга.

Генетический ряд металла: \(Ca \to CaO \to Ca(OH)_2 \to Ca_3(PO_4)_2\)

Этот ряд демонстрирует превращения кальция (металла) через его оксид и гидроксид в соль.

1. Превращение: \(Ca \to CaO\)

Уравнение реакции: \(2Ca \text{ (кальций)} + O_2 \text{ (кислород)} = 2CaO \text{ (оксид кальция)}\)

Тип реакции: Это реакция -соединения- и -окислительно-восстановительная реакция (горение)-. Кальций, будучи активным металлом, реагирует с кислородом воздуха, образуя оксид кальция.

Названия веществ:
— \(Ca\): Кальций (простое вещество, металл)
— \(O_2\): Кислород (простое вещество, неметалл)
— \(CaO\): Оксид кальция (основный оксид)

2. Превращение: \(CaO \to Ca(OH)_2\)

Уравнение реакции: \(CaO \text{ (оксид кальция)} + H_2O \text{ (вода)} = Ca(OH)_2 \text{ (гидроксид кальция)}\)

Тип реакции: Это реакция -соединения-. Основные оксиды активных металлов (как \(CaO\)) энергично реагируют с водой, образуя соответствующие основания (гидроксиды). Этот процесс также известен как «гашение извести».

Названия веществ:
— \(CaO\): Оксид кальция (основный оксид)
— \(H_2O\): Вода (сложное вещество)
— \(Ca(OH)_2\): Гидроксид кальция (основание, щелочь, так как малорастворим, но достаточен для проявления щелочных свойств)

3. Превращение: \(Ca(OH)_2 \to Ca_3(PO_4)_2\)

Уравнение реакции: \(3Ca(OH)_2 \text{ (гидроксид кальция)} + 2H_3PO_4 \text{ (фосфорная кислота)} =\)
\(= Ca_3(PO_4)_2\downarrow \text{ (фосфат кальция)} + 6H_2O \text{ (вода)}\)

Тип реакции: Это реакция -нейтрализации- (частный случай реакции обмена). Взаимодействие основания (гидроксида кальция) с кислотой (фосфорной кислотой) приводит к образованию соли (фосфата кальция) и воды. Фосфат кальция является нерастворимым веществом, поэтому выпадает в осадок (\(\downarrow\)).

Названия веществ:
— \(Ca(OH)_2\): Гидроксид кальция (основание)
— \(H_3PO_4\): Фосфорная кислота (кислота)
— \(Ca_3(PO_4)_2\): Фосфат кальция (соль)
— \(H_2O\): Вода (сложное вещество)

Ионные уравнения (для реакций с участием электролитов):
— Полное ионное уравнение:
\(3Ca^{2+} + 6OH^{-} + 6H^{+} + 2PO_4^{3-} = Ca_3(PO_4)_2\downarrow + 6H_2O\)

• Объяснение: Гидроксид кальция (\(Ca(OH)_2\)) диссоциирует на ионы \(Ca^{2+}\) и \(OH^{-}\). Фосфорная кислота (\(H_3PO_4\)) диссоциирует на ионы \(H^{+}\) и \(PO_4^{3-}\). Фосфат кальция (\(Ca_3(PO_4)_2\)) является нерастворимым веществом, поэтому записывается в молекулярной форме с указанием осадка. Вода (\(H_2O\)) – слабый электролит, поэтому также записывается в молекулярной форме.

— Сокращенное ионное уравнение: В данном случае, так как все ионы участвуют в образовании осадка или слабого электролита, сокращенное ионное уравнение совпадает с полным.

Генетический ряд металла: \(Cu \to CuO \to CuCl_2 \to Cu(OH)_2 \to CuO \to Cu\)

Этот ряд демонстрирует превращения меди (металла средней активности) и ее соединений.

1. Превращение: \(Cu \to CuO\)

Уравнение реакции: \(2Cu \text{ (медь)} + O_2 \text{ (кислород)} = 2CuO \text{ (оксид меди (II))}\)

Тип реакции: Это реакция -соединения- и -окислительно-восстановительная реакция-. Медь при нагревании реагирует с кислородом, образуя оксид меди (II).

Названия веществ:
— \(Cu\): Медь (простое вещество, металл)
— \(O_2\): Кислород (простое вещество, неметалл)
— \(CuO\): Оксид меди (II) (основный оксид)

2. Превращение: \(CuO \to CuCl_2\)

Уравнение реакции: \(CuO \text{ (оксид меди (II))} + 2HCl \text{ (соляная кислота)} =\)
\(= CuCl_2 \text{ (хлорид меди (II))} + H_2O \text{ (вода)}\)

Тип реакции: Это реакция -обмена- (взаимодействие основного оксида с кислотой). Основный оксид меди (II) реагирует с сильной кислотой, образуя соль и воду.

Названия веществ:
— \(CuO\): Оксид меди (II) (основный оксид)
— \(HCl\): Соляная кислота (кислота)
— \(CuCl_2\): Хлорид меди (II) (соль)
— \(H_2O\): Вода (сложное вещество)

Ионные уравнения:
— Полное ионное уравнение: \(CuO + 2H^{+} + 2Cl^{-} = Cu^{2+} + 2Cl^{-} + H_2O\)

• Объяснение: Оксид меди (II) (\(CuO\)) – неэлектролит, поэтому записывается в молекулярной форме. Соляная кислота (\(HCl\)) – сильный электролит, диссоциирует на ионы \(H^{+}\) и \(Cl^{-}\). Хлорид меди (II) (\(CuCl_2\)) – растворимая соль, диссоциирует на ионы \(Cu^{2+}\) и \(Cl^{-}\). Вода (\(H_2O\)) – слабый электролит.

— Сокращенное ионное уравнение: \(CuO + 2H^{+} = Cu^{2+} + H_2O\)
— Объяснение: Ионы \(Cl^{-}\) являются «зрителями» (не участвуют в химическом взаимодействии), поэтому они сокращаются.

3. Превращение: \(CuCl_2 \to Cu(OH)_2\)

Уравнение реакции: \(CuCl_2 \text{ (хлорид меди (II))} + 2NaOH \text{ (гидроксид натрия)} =\)
\(= 2NaCl \text{ (хлорид натрия)} + Cu(OH)_2\downarrow \text{ (гидроксид меди (II))}\)

Тип реакции: Это реакция -обмена- (взаимодействие соли со щелочью). В результате реакции образуется нерастворимое основание (гидроксид меди (II)), которое выпадает в осадок.

Названия веществ:
— \(CuCl_2\): Хлорид меди (II) (соль)
— \(NaOH\): Гидроксид натрия (основание, щелочь)
— \(NaCl\): Хлорид натрия (соль)
— \(Cu(OH)_2\): Гидроксид меди (II) (нерастворимое основание)

Ионные уравнения:
— Полное ионное уравнение: \(Cu^{2+} + 2Cl^{-} + 2Na^{+} + 2OH^{-} = 2Na^{+} + 2Cl^{-} + Cu(OH)_2\downarrow\)

• Объяснение: Все реагенты и один из продуктов являются электролитами и диссоциируют на ионы. Гидроксид меди (II) (\(Cu(OH)_2\)) – нерастворимое основание, записывается в молекулярной форме.

— Сокращенное ионное уравнение: \(Cu^{2+} + 2OH^{-} = Cu(OH)_2\downarrow\)
— Объяснение: Ионы \(Na^{+}\) и \(Cl^{-}\) являются «зрителями» и сокращаются.

4. Превращение: \(Cu(OH)_2 \to CuO\)

Уравнение реакции: \(Cu(OH)_2 \text{ (гидроксид меди (II))}\)
\(CuO \text{ (оксид меди (II))} + H_2O \text{ (вода)}\)

Тип реакции: Это реакция -разложения-. Нерастворимые основания при нагревании разлагаются на соответствующий оксид и воду.

Названия веществ:
— \(Cu(OH)_2\): Гидроксид меди (II) (нерастворимое основание)
— \(CuO\): Оксид меди (II) (основный оксид)
— \(H_2O\): Вода (сложное вещество)

5. Превращение: \(CuO \to Cu\)

Уравнение реакции: \(CuO \text{ (оксид меди (II))} + H_2 \text{ (водород)} = H_2O \text{ (вода)} + Cu \text{ (медь)}\)

Тип реакции: Это реакция -замещения- и -окислительно-восстановительная реакция-. Водород является восстановителем и способен восстанавливать менее активные металлы из их оксидов при нагревании.

Названия веществ:
— \(CuO\): Оксид меди (II) (основный оксид)
— \(H_2\): Водород (простое вещество, неметалл)
— \(H_2O\): Вода (сложное вещество)
— \(Cu\): Медь (простое вещество, металл)

Генетический ряд неметалла: \(P \to P_2O_5 \to H_3PO_4 \to Ca_3(PO_4)_2\)

Этот ряд демонстрирует превращения фосфора (неметалла) через его оксид и кислоту в соль.

1. Превращение: \(P \to P_2O_5\)

Уравнение реакции: \(4P \text{ (фосфор)} + 5O_2 \text{ (кислород)} = 2P_2O_5 \text{ (оксид фосфора (V))}\)

Тип реакции: Это реакция -соединения- и -окислительно-восстановительная реакция (горение)-. Фосфор активно реагирует с кислородом, образуя высший оксид фосфора.

Названия веществ:
— \(P\): Фосфор (простое вещество, неметалл)
— \(O_2\): Кислород (простое вещество, неметалл)
— \(P_2O_5\): Оксид фосфора (V) (кислотный оксид)

2. Превращение: \(P_2O_5 \to H_3PO_4\)

Уравнение реакции: \(P_2O_5 \text{ (оксид фосфора (V))} + 3H_2O \text{ (вода)} = 2H_3PO_4 \text{ (фосфорная кислота)}\)

Тип реакции: Это реакция -соединения-. Кислотные оксиды (как \(P_2O_5\)) реагируют с водой, образуя соответствующие кислоты.

Названия веществ:
— \(P_2O_5\): Оксид фосфора (V) (кислотный оксид)
— \(H_2O\): Вода (сложное вещество)
— \(H_3PO_4\): Фосфорная кислота (кислота)

3. Превращение: \(H_3PO_4 \to Ca_3(PO_4)_2\)

Уравнение реакции: \(3Ca(OH)_2 \text{ (гидроксид кальция)} + 2H_3PO_4 \text{ (фосфорная кислота)} =\)
\(= Ca_3(PO_4)_2\downarrow \text{ (фосфат кальция)} + 6H_2O \text{ (вода)}\)

Тип реакции: Это реакция -нейтрализации- (частный случай реакции обмена). Взаимодействие кислоты (фосфорной кислоты) с основанием (гидроксидом кальция) приводит к образованию соли (фосфата кальция) и воды. Фосфат кальция является нерастворимым веществом, поэтому выпадает в осадок.

Названия веществ:
— \(Ca(OH)_2\): Гидроксид кальция (основание)
— \(H_3PO_4\): Фосфорная кислота (кислота)
— \(Ca_3(PO_4)_2\): Фосфат кальция (соль)
— \(H_2O\): Вода (сложное вещество)

Ионные уравнения:
— Полное ионное уравнение: \(3Ca^{2+} + 6OH^{-} + 6H^{+} + 2PO_4^{3-} = Ca_3(PO_4)_2\downarrow + 6H_2O\)

• Объяснение: Аналогично реакции 3 в первом ряду, реагенты диссоциируют, а нерастворимый продукт и вода записываются в молекулярной форме.

— Сокращенное ионное уравнение: В данном случае, так как все ионы участвуют в образовании осадка или слабого электролита, сокращенное ионное уравнение совпадает с полным.

Генетический ряд неметалла: \(Si \to SiO_2 \to Na_2SiO_3 \to H_2SiO_3 \to SiO_2 \to Si\)

Этот ряд демонстрирует превращения кремния (неметалла) и его соединений, включая образование и разложение кремниевой кислоты.

1. Превращение: \(Si \to SiO_2\)

Уравнение реакции: \(Si \text{ (кремний)} + O_2 \text{ (кислород)} = SiO_2 \text{ (оксид кремния (IV))}\)

Тип реакции: Это реакция -соединения- и -окислительно-восстановительная реакция (горение)-. Кремний при нагревании реагирует с кислородом, образуя оксид кремния (IV).

Названия веществ:
— \(Si\): Кремний (простое вещество, неметалл)
— \(O_2\): Кислород (простое вещество, неметалл)
— \(SiO_2\): Оксид кремния (IV) (кислотный оксид, но не реагирует с водой)

2. Превращение: \(SiO_2 \to Na_2SiO_3\)

Уравнение реакции: \(Na_2O \text{ (оксид натрия)} + SiO_2 \text{ (оксид кремния (IV))} =\)
\(= Na_2SiO_3 \text{ (силикат натрия)}\)

Тип реакции: Это реакция -соединения- (взаимодействие кислотного оксида с основным оксидом). Оксид кремния (IV) является кислотным оксидом, но, в отличие от \(P_2O_5\), не реагирует с водой. Однако он реагирует с основными оксидами (или щелочами) при сплавлении, образуя соли – силикаты.

Названия веществ:
— \(Na_2O\): Оксид натрия (основный оксид)
— \(SiO_2\): Оксид кремния (IV) (кислотный оксид)
— \(Na_2SiO_3\): Силикат натрия (соль)

3. Превращение: \(Na_2SiO_3 \to H_2SiO_3\)

Уравнение реакции: \(Na_2SiO_3 \text{ (силикат натрия)} + 2HCl \text{ (соляная кислота)} =\)
\(= H_2SiO_3\downarrow \text{ (кремниевая кислота)} + 2NaCl \text{ (хлорид натрия)}\)

Тип реакции: Это реакция -обмена- (взаимодействие соли с кислотой). Более сильная кислота (соляная) вытесняет более слабую (кремниевую) из ее соли. Кремниевая кислота является нерастворимой и выпадает в осадок.

Названия веществ:
— \(Na_2SiO_3\): Силикат натрия (соль)
— \(HCl\): Соляная кислота (кислота)
— \(H_2SiO_3\): Кремниевая кислота (нерастворимая кислота)
— \(NaCl\): Хлорид натрия (соль)

Ионные уравнения:
— Полное ионное уравнение: \(2Na^{+} + SiO_3^{2-} + 2H^{+} + 2Cl^{-} = H_2SiO_3\downarrow + 2Na^{+} + 2Cl^{-}\)

• Объяснение: Силикат натрия (\(Na_2SiO_3\)) и соляная кислота (\(HCl\)) – сильные электролиты и диссоциируют на ионы. Кремниевая кислота (\(H_2SiO_3\)) – нерастворимая кислота, записывается в молекулярной форме. Хлорид натрия (\(NaCl\)) – растворимая соль, диссоциирует на ионы.

— Сокращенное ионное уравнение: \(2H^{+} + SiO_3^{2-} = H_2SiO_3\downarrow\)
— Объяснение: Ионы \(Na^{+}\) и \(Cl^{-}\) являются «зрителями» и сокращаются.

4. Превращение: \(H_2SiO_3 \to SiO_2\)

Уравнение реакции: \(H_2SiO_3 \text{ (кремниевая кислота)}\)
\(H_2O \text{ (вода)} + SiO_2 \text{ (оксид кремния (IV))}\)

Тип реакции: Это реакция -разложения-. Кремниевая кислота является термически нестойкой и при нагревании разлагается на оксид кремния (IV) и воду.

Названия веществ:
— \(H_2SiO_3\): Кремниевая кислота (нерастворимая кислота)
— \(H_2O\): Вода (сложное вещество)
— \(SiO_2\): Оксид кремния (IV) (кислотный оксид)

5. Превращение: \(SiO_2 \to Si\)

Уравнение реакции: \(SiO_2 \text{ (оксид кремния (IV))} + 2Mg \text{ (магний)} = 2MgO \text{ (оксид магния)} +\)
\(+ Si \text{ (кремний)}\)

Тип реакции: Это реакция -замещения- и -окислительно-восстановительная реакция-. Более активный металл (магний) способен вытеснять менее активный неметалл (кремний) из его оксида при высоких температурах.

Названия веществ:
— \(SiO_2\): Оксид кремния (IV) (кислотный оксид)
— \(Mg\): Магний (простое вещество, металл)
— \(MgO\): Оксид магния (основный оксид)
— \(Si\): Кремний (простое вещество, неметалл)