Решебник по химии 8 класс Габриелян | Страница 111

Азотная кислота (HNO₃) – кислородсодержащая кислота, одноосновная, растворимая в воде, нелетучая, сильная и стабильная. Она обладает окислительными свойствами, разлагаясь при нагревании и выделяя токсичный бурый газ NO₂. Взаимодействует с металлами, основаниями и солями.

Фосфорная кислота (H₃PO₄) – кислородсодержащая кислота, трёхосновная, растворимая в воде, нелетучая, слабая и стабильная. В отличие от азотной кислоты, она не является сильным окислителем, но активно взаимодействует с основаниями и солями.

Хлор реагирует с водородом при нагревании с образованием хлороводорода:

(Cl₂ + H₂ → 2HCl).

Хлороводород растворяется в воде, образуя соляную кислоту, которая реагирует с гидроксидом натрия:

(HCl + NaOH → NaCl + H₂O).

Хлорид натрия при взаимодействии с нитратом серебра образует осадок хлорида серебра:

(NaCl + AgNO₃ → AgCl↓ + NaNO₃).

Масса гидроксида натрия в растворе:

(80 г × 0,1 = 8 г NaOH).

Согласно уравнению реакции:

(H₂SO₄ + 2NaOH → Na₂SO₄ + 2H₂O),

на 2 моль NaOH требуется 1 моль H₂SO₄, следовательно, масса H₂SO₄:

(8 г NaOH × (98 г H₂SO₄ / (2 × 40 г NaOH)) = 9,8 г H₂SO₄).

Массовая доля H₂SO₄ в исходном растворе:

(9,8 г / 110 г) × 100% = 8,9%.

Делим процентное содержание каждого элемента на его атомную массу:

H: 12,13 / 1 = 12,13

N: 29,79 / 14 = 2,13

O: 68,08 / 16 = 4,26

Отношение элементов округляем до целых чисел:

H : N : O = 1 : 1 : 2

Формула кислоты: HNO₂ (азотистая кислота).

Масса 80 г раствора:

Масса H₂SO₄ в растворе = 80 г × 0,4 = 32 г.

После добавления воды масса раствора:

(80 г + 112 г = 192 г).

Массовая доля H₂SO₄ в новом растворе:

(32 г / 192 г) × 100% = 16,7%.

Соляная кислота реагирует с железом с выделением водорода:

(Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂↑).

С оксидом кальция, образуя соль и воду:

(CaO + 2HCl → CaCl₂ + H₂O).

С гидроксидом алюминия, образуя соль и воду:

(Al(OH)₃ + 3HCl → AlCl₃ + 3H₂O).

С нитратом серебра, образуя белый осадок хлорида серебра:

(AgNO₃ + HCl → AgCl↓ + HNO₃).

Азот, серная кислота и сульфат натрия с соляной кислотой не реагируют.

Серная кислота (H₂SO₄) – одно из важнейших химических соединений, широко используемых в различных отраслях промышленности и науки. Она известна своими сильными кислотными и окислительными свойствами, а также способностью реагировать с множеством веществ. Благодаря её значимости в производстве удобрений, химикатов, аккумуляторов и других материалов, серную кислоту называют «кровью химической промышленности».

Серную кислоту получают контактным методом, который включает несколько стадий. Вначале сжигают серу или пирит (FeS₂), получая диоксид серы (SO₂):

(S + O₂ → SO₂)

(4FeS₂ + 11O₂ → 2Fe₂O₃ + 8SO₂)

Затем оксид серы (IV) окисляют до оксида серы (VI) с помощью кислорода в присутствии катализатора – оксида ванадия (V₂O₅): (2SO₂ + O₂ → 2SO₃).

Следующим этапом является поглощение оксида серы (VI) концентрированной серной кислотой, в результате чего образуется олеум (H₂S₂O₇):

(SO₃ + H₂SO₄ → H₂S₂O₇).

Для получения серной кислоты нужной концентрации олеум разбавляют водой:

(H₂S₂O₇ + H₂O → 2H₂SO₄).

Процесс требует строгого контроля, так как при смешивании серной кислоты с водой выделяется большое количество тепла, что может привести к разбрызгиванию раствора.

Серная кислота – тяжёлая, бесцветная, маслянистая жидкость без запаха. Она очень хорошо растворяется в воде с выделением большого количества тепла, поэтому при приготовлении растворов её всегда добавляют в воду, а не наоборот. Концентрированная серная кислота является сильным дегидратирующим агентом, поглощая воду и разрушая органические вещества.

По химическим свойствам серная кислота проявляет себя как сильная кислота, которая диссоциирует в два этапа:

(H₂SO₄ ⇄ H⁺ + HSO₄⁻),

(HSO₄⁻ ⇄ H⁺ + SO₄²⁻).

Она реагирует с основаниями, образуя соли – сульфаты:

(2NaOH + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + 2H₂O).

Серная кислота также взаимодействует с металлами, стоящими в ряду активности левее водорода, с выделением водорода:

(Zn + H₂SO₄ → ZnSO₄ + H₂↑).

Однако концентрированная серная кислота действует как окислитель и может реагировать даже с металлами, не вытесняющими водород из растворов кислот. Например, медь реагирует с горячей концентрированной серной кислотой с образованием оксида серы (IV):

(Cu + 2H₂SO₄(конц.) → CuSO₄ + SO₂ + 2H₂O).

Серная кислота – один из наиболее востребованных химических продуктов. Основная сфера её применения – производство минеральных удобрений, таких как суперфосфат (Ca(H₂PO₄)₂). Она также используется в нефтепереработке, металлургии, производстве красителей, пластмасс, моющих средств, лекарств и даже в текстильной промышленности. В химических лабораториях серную кислоту применяют для осушения газов, проведения реакций и синтеза различных соединений.

Отдельно стоит отметить использование серной кислоты в автомобильных аккумуляторах. Разбавленный раствор H₂SO₄ служит электролитом, обеспечивая работу свинцовых аккумуляторов по реакции:

(Pb + PbO₂ + 2H₂SO₄ ⇄ 2PbSO₄ + 2H₂O).

Серная кислота играет ключевую роль в современной химии и промышленности. Её использование охватывает множество сфер – от сельского хозяйства до тяжёлой индустрии. Благодаря своим уникальным химическим свойствам и способности участвовать в различных реакциях, серная кислота остаётся одним из самых востребованных веществ в мире.

Соли образуются в реакциях между веществами различных классов: кислотами и металлами (Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂), кислотами и оксидами металлов (CuO + H₂SO₄ → CuSO₄ + H₂O), кислотами и основаниями (NaOH + HCl → NaCl + H₂O), а также между солями и другими солями (CaCl₂ + Na₂CO₃ → CaCO₃↓ + 2NaCl). Эти реакции показывают, что соли — это продукты замещения атомов водорода в кислотах атомами металлов или замещения гидроксогрупп в основаниях кислотными остатками.

Классифицируют соли по составу и способу замещения на средние (нормальные), кислые и основные. Средние соли образуются при полном замещении атомов водорода в кислоте на металл, кислые — при неполном замещении атомов водорода в кислоте на металл, а основные — при неполном замещении гидроксогрупп основания кислотными остатками. Названия солей образуются из названия кислотного остатка и названия металла в родительном падеже, с указанием валентности металла, если она переменная (например, сульфат меди(II), хлорид железа(III)).

Все соли обладают общими химическими свойствами: взаимодействуют с кислотами, основаниями, металлами и другими солями, если при реакции образуются нерастворимые вещества, газ или малодиссоциирующие соединения (слабые электролиты). Эти свойства обусловлены наличием в составе солей ионов металла и кислотного остатка.