ГДЗ по Химии 8 Класс Параграф 43 Вопрос 4 Базовый Уровень Габриелян — Подробные Ответы

Какие из перечисленных ниже веществ взаимодействуют с гидроксидом натрия: оксид углерода (IV), гидроксид кальция, оксид меди (II), нитрат меди (II), хлорид аммония, кремниевая кислота, сульфат калия?

Запишите уравнения возможных реакций в молекулярной и ионной формах. Если реакции не протекают, объясните почему.

1) Реакция гидроксида натрия с оксидом углерода (IV):
\(
2\text{NaOH} + \text{CO}_2 \rightarrow \text{Na}_2\text{CO}_3 + \text{H}_2\text{O}
\)
Полное ионное уравнение:
\(
2\text{Na}^+ + 2\text{OH}^- + \text{CO}_2 \rightarrow 2\text{Na}^+ + \text{CO}_3^{2-} + \text{H}_2\text{O}
\)
Сокращенное ионное уравнение:
\(
2\text{OH}^- + \text{CO}_2 \rightarrow \text{CO}_3^{2-} + \text{H}_2\text{O}
\)

2) Гидроксид натрия и гидроксид кальция не взаимодействуют:
\(
\text{NaOH} + \text{Ca(OH)}_2 ↛
\)
Основные гидроксиды не вступают в реакцию друг с другом.

3) Гидроксид натрия и оксид меди (II):
\(
\text{NaOH} + \text{CuO} ↛
\)
Основные оксиды и гидроксиды не взаимодействуют.

4) Реакция гидроксида натрия с нитратом меди (II):
\(
2\text{NaOH} + \text{Cu(NO}_3)_2 \rightarrow 2\text{NaNO}_3 + \text{Cu(OH)}_2 \downarrow
\)
Полное ионное уравнение:
\(
2\text{Na}^+ + 2\text{OH}^- + \text{Cu}^{2+} + 2\text{NO}_3^- \rightarrow 2\text{Na}^+ + 2\text{NO}_3^- + \text{Cu(OH)}_2 \downarrow
\)
Сокращенное ионное уравнение:
\(
\text{Cu}^{2+} + 2\text{OH}^- \rightarrow \text{Cu(OH)}_2 \downarrow
\)

5) Реакция гидроксида натрия с хлоридом аммония:
\(
\text{NaOH} + \text{NH}_4\text{Cl} \rightarrow \text{NaCl} + \text{NH}_3 \uparrow + \text{H}_2\text{O}
\)
Полное ионное уравнение:
\(
\text{Na}^+ + \text{OH}^- + \text{NH}_4^+ + \text{Cl}^- \rightarrow \text{Na}^+ + \text{Cl}^- + \text{NH}_3 \uparrow + \text{H}_2\text{O}
\)
Сокращенное ионное уравнение:
\(
\text{NH}_4^+ + \text{OH}^- \rightarrow \text{NH}_3 \uparrow + \text{H}_2\text{O}
\)

6) Реакция гидроксида натрия с кремниевой кислотой:
\(
2\text{NaOH} + \text{H}_2\text{SiO}_3 \rightarrow \text{Na}_2\text{SiO}_3 + 2\text{H}_2\text{O}
\)
Полное ионное уравнение:
\(
2\text{Na}^+ + 2\text{OH}^- + \text{H}_2\text{SiO}_3 \rightarrow 2\text{Na}^+ + \text{SiO}_3^{2-} + 2\text{H}_2\text{O}
\)
Сокращенное ионное уравнение:
\(
2\text{OH}^- + \text{H}_2\text{SiO}_3 \rightarrow \text{SiO}_3^{2-} + 2\text{H}_2\text{O}
\)

7) Реакция гидроксида натрия с сульфатом калия:
\(
2\text{NaOH} + \text{K}_2\text{SO}_4 \rightleftharpoons \text{Na}_2\text{SO}_4 + 2\text{KOH}
\)
Полное ионное уравнение:
\(
2\text{Na}^+ + 2\text{OH}^- + 2\text{K}^+ + \text{SO}_4^{2-} \rightleftharpoons 2\text{Na}^+ + \text{SO}_4^{2-} + 2\text{K}^+ + 2\text{OH}^-
\)
Так как все реагенты растворимы в воде, реакция является обратимой.

Для определения взаимодействия гидроксида натрия (NaOH) с перечисленными веществами и написания соответствующих уравнений, необходимо рассмотреть химические свойства NaOH как сильного основания и правила протекания реакций ионного обмена.

Общие принципы:
— Гидроксид натрия (NaOH) — это сильное, растворимое в воде основание (щелочь).
— Реакции ионного обмена (включая нейтрализацию) протекают до конца, если в результате образуется:
1. Осадок (не растворимое в воде вещество).
2. Газ.
3. Малодиссоциирующее вещество (например, вода, слабая кислота, слабое основание).
— Основные оксиды и основания, как правило, не реагируют друг с другом.

Рассмотрим каждое вещество по отдельности:

1) Взаимодействие гидроксида натрия с оксидом углерода (IV) (\(\text{CO}_2\))

— Тип реакции: Оксид углерода (IV) (\(\text{CO}_2\)) является кислотным оксидом. Кислотные оксиды реагируют с основаниями с образованием соли и воды.

— Молекулярное уравнение:
\(
2\text{NaOH} + \text{CO}_2 \rightarrow \text{Na}_2\text{CO}_3 + \text{H}_2\text{O}
\)
(Гидроксид натрия реагирует с углекислым газом, образуя карбонат натрия и воду.)

— Полное ионное уравнение:
Гидроксид натрия (\(\text{NaOH}\)) и карбонат натрия (\(\text{Na}_2\text{CO}_3\)) являются сильными электролитами и диссоциируют на ионы в растворе. Оксид углерода (IV)
(\(\text{CO}_2\)) является газом (или растворенным газом, который образует слабую угольную кислоту), а вода (\(\text{H}_2\text{O}\)) — слабым электролитом.
\(
2\text{Na}^+ + 2\text{OH}^- + \text{CO}_2 \rightarrow 2\text{Na}^+ + \text{CO}_3^{2-} + \text{H}_2\text{O}
\)

— Сокращенное ионное уравнение:
Ионы \(\text{Na}^+\) являются «зрителями» (не участвуют в химическом превращении) и сокращаются.
\(
2\text{OH}^- + \text{CO}_2 \rightarrow \text{CO}_3^{2-} + \text{H}_2\text{O}
\)

— Вывод: Реакция протекает, так как образуется вода (слабый электролит) и соль.

2) Взаимодействие гидроксида натрия с гидроксидом кальция
(\(\text{Ca(OH)}_2\))

— Тип реакции: Гидроксид натрия (\(\text{NaOH}\)) — основание, гидроксид кальция (\(\text{Ca(OH)}_2\)) — также основание (хоть и малорастворимое).

— Молекулярное уравнение:
\(
\text{NaOH} + \text{Ca(OH)}_2 ↛
\)

— Объяснение: Основания, как правило, не взаимодействуют друг с другом, поскольку у них нет противоположных химических свойств, которые могли бы привести к образованию новых стабильных продуктов (осадка, газа или воды).

3) Взаимодействие гидроксида натрия с оксидом меди (II) (\(\text{CuO}\))

— Тип реакции: Гидроксид натрия (\(\text{NaOH}\)) — основание, оксид меди (II)
(\(\text{CuO}\)) — основной оксид.

— Молекулярное уравнение:
\(
\text{NaOH} + \text{CuO} ↛
\)

— Объяснение: Основные оксиды не реагируют с основаниями, так как оба вещества проявляют основные свойства. Для реакции необходимы вещества с противоположными свойствами (например, кислота и основание, или кислотный оксид и основание).

4) Взаимодействие гидроксида натрия с нитратом меди (II) (\(\text{Cu(NO}_3)_2\))

— Тип реакции: Это реакция обмена между основанием и солью. Такая реакция протекает, если образуется осадок.

— Прогноз: Гидроксид меди (II) (\(\text{Cu(OH)}_2\)) является нерастворимым основанием (осадок голубого цвета).

— Молекулярное уравнение:
\(
2\text{NaOH} + \text{Cu(NO}_3)_2 \rightarrow 2\text{NaNO}_3 + \text{Cu(OH)}_2 \downarrow
\)
(Гидроксид натрия реагирует с нитратом меди (II), образуя нитрат натрия и осадок гидроксида меди (II).)

— Полное ионное уравнение:
\(\text{NaOH}\), \(\text{Cu(NO}_3)_2\), \(\text{NaNO}_3\) — сильные электролиты. \(\text{Cu(OH)}_2\) — нерастворимый осадок.
\(
2\text{Na}^+ + 2\text{OH}^- + \text{Cu}^{2+} + 2\text{NO}_3^- \rightarrow 2\text{Na}^+ + 2\text{NO}_3^- + \text{Cu(OH)}_2 \downarrow
\)

— Сокращенное ионное уравнение:
Ионы \(\text{Na}^+\) и \(\text{NO}_3^-\) являются «зрителями» и сокращаются.
\(
\text{Cu}^{2+} + 2\text{OH}^- \rightarrow \text{Cu(OH)}_2 \downarrow
\)

— Вывод: Реакция протекает, так как образуется нерастворимый осадок.

5) Взаимодействие гидроксида натрия с хлоридом аммония (\(\text{NH}_4\text{Cl}\))

— Тип реакции: Это реакция между сильным основанием и солью аммония. Ион аммония (\(\text{NH}_4^+\)) является слабой кислотой.

— Прогноз: Сильные основания реагируют с солями аммония, образуя аммиак (газ), воду и новую соль.

— Молекулярное уравнение:
\(
\text{NaOH} + \text{NH}_4\text{Cl} \rightarrow \text{NaCl} + \text{NH}_3 \uparrow + \text{H}_2\text{O}
\)
(Гидроксид натрия реагирует с хлоридом аммония, образуя хлорид натрия, аммиак (газ) и воду.)

— Полное ионное уравнение:
\(\text{NaOH}\), \(\text{NH}_4\text{Cl}\), \(\text{NaCl}\) — сильные электролиты. \(\text{NH}_3\) — газ, \(\text{H}_2\text{O}\) — слабый электролит.
\(
\text{Na}^+ + \text{OH}^- + \text{NH}_4^+ + \text{Cl}^- \rightarrow \text{Na}^+ + \text{Cl}^- + \text{NH}_3 \uparrow + \text{H}_2\text{O}
\)

— Сокращенное ионное уравнение:
Ионы \(\text{Na}^+\) и \(\text{Cl}^-\) являются «зрителями» и сокращаются.
\(
\text{NH}_4^+ + \text{OH}^- \rightarrow \text{NH}_3 \uparrow + \text{H}_2\text{O}
\)

— Вывод: Реакция протекает, так как образуется газ (аммиак) и вода.

6) Взаимодействие гидроксида натрия с кремниевой кислотой (\(\text{H}_2\text{SiO}_3\))

— Тип реакции: Это реакция нейтрализации между сильным основанием и слабой кислотой (кремниевая кислота).

— Молекулярное уравнение:
\(
2\text{NaOH} + \text{H}_2\text{SiO}_3 \rightarrow \text{Na}_2\text{SiO}_3 + 2\text{H}_2\text{O}
\)
(Гидроксид натрия реагирует с кремниевой кислотой, образуя силикат натрия и воду.)

— Полное ионное уравнение:
\(\text{NaOH}\) и \(\text{Na}_2\text{SiO}_3\) — сильные электролиты. \(\text{H}_2\text{SiO}_3\) — очень слабая кислота (нерастворима в воде, поэтому записывается в молекулярной форме), \(\text{H}_2\text{O}\) — слабый электролит.
\(
2\text{Na}^+ + 2\text{OH}^- + \text{H}_2\text{SiO}_3 \rightarrow 2\text{Na}^+ + \text{SiO}_3^{2-} + 2\text{H}_2\text{O}
\)

— Сокращенное ионное уравнение:
Ионы \(\text{Na}^+\) являются «зрителями» и сокращаются.
\(
2\text{OH}^- + \text{H}_2\text{SiO}_3 \rightarrow \text{SiO}_3^{2-} + 2\text{H}_2\text{O}
\)

— Вывод: Реакция протекает, так как образуется вода (слабый электролит).

7) Взаимодействие гидроксида натрия с сульфатом калия (\(\text{K}_2\text{SO}_4\))

— Тип реакции: Это реакция обмена между основанием и солью.

— Прогноз: Для протекания реакции обмена необходимо образование осадка, газа или воды.

• Возможные продукты: сульфат натрия (\(\text{Na}_2\text{SO}_4\)) и гидроксид калия
  (\(\text{KOH}\)).
• Оба этих вещества (\(\text{Na}_2\text{SO}_4\) и \(\text{KOH}\)) являются растворимыми сильными электролитами.

— Молекулярное уравнение:
\(
2\text{NaOH} + \text{K}_2\text{SO}_4 \rightleftharpoons \text{Na}_2\text{SO}_4 + 2\text{KOH}
\)

— Объяснение: Так как все исходные вещества и все потенциальные продукты реакции являются растворимыми сильными электролитами, при их смешивании не образуется ни осадка, ни газа, ни воды. Это означает, что в растворе просто присутствуют ионы \(\text{Na}^+\), \(\text{OH}^-\), \(\text{K}^+\), \(\text{SO}_4^{2-}\), и нет движущей силы для образования новых молекул. Реакция является обратимой и практически не протекает в прямом направлении.

— Полное ионное уравнение:
\(
2\text{Na}^+ + 2\text{OH}^- + 2\text{K}^+ + \text{SO}_4^{2-} \rightleftharpoons 2\text{Na}^+ + \text{SO}_4^{2-} + 2\text{K}^+ + 2\text{OH}^-
\)

— Сокращенное ионное уравнение:
Все ионы являются «зрителями» и сокращаются, что подтверждает отсутствие химического превращения.

— Вывод: Реакция не протекает до конца, так как нет образования осадка, газа или воды.