Решебник по химии 8 класс Габриелян | Страница 119

Простые вещества классифицируют на три основных класса: металлы, неметаллы и благородные газы. Металлы — это твёрдые вещества (кроме ртути), имеющие металлический блеск, ковкие, пластичные и хорошо проводящие электричество и тепло. К неметаллам относятся вещества, способные образовывать аллотропные модификации и существующие чаще всего в виде молекул или атомов (например, кислород — O₂, озон — O₃, фосфор — P₄). Благородные газы состоят из отдельных атомов и химически очень инертны.

Сложные вещества делятся на три класса: бинарные соединения (состоящие из двух химических элементов, например, оксиды и гидриды), гидроксиды (соли и основания, имеющие в своём составе гидроксогруппу OH) и соли (состоящие из атомов металла и кислотного остатка). Среди оксидов различают основные, кислотные и несолеобразующие. Гидроксиды подразделяются на основания и кислородсодержащие кислоты. Соли делятся на средние (нормальные), кислые и основные.

Генетический ряд веществ — это последовательность веществ разных классов, связанных друг с другом общим элементом, отражающая возможность переходов и превращений веществ одного класса в другой. Признаки генетического ряда:

4. Все вещества ряда содержат один и тот же химический элемент (металл или неметалл);

5. Вещества разных классов образуются одно из другого путём химических превращений;

6. В ряду есть закономерности и направленность переходов, например, от металла к оксиду, от оксида к гидроксиду, от гидроксида к соли.

Например, генетический ряд металла лития выглядит следующим образом:

(Li → Li₂O → LiOH → Li₂SO₄).

Такой ряд отражает последовательное получение веществ: из металла получается оксид, из оксида – основание, а из основания – соль. Подобная последовательность веществ разных классов и есть генетический ряд веществ.

Сера при горении образует оксид серы(IV):

(S + O₂ → SO₂).

Оксид серы(IV) растворяется в воде с образованием сернистой кислоты:

(SO₂ + H₂O → H₂SO₃).

Сернистая кислота реагирует с гидроксидом натрия, образуя сульфит натрия:

(H₂SO₃ + 2NaOH → Na₂SO₃ + 2H₂O).

Сульфит натрия при взаимодействии с более сильной кислотой (например, серной) вновь выделяет оксид серы(IV):

(Na₂SO₃ + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + SO₂↑ + H₂O).

5. O₂, H₂O, NaOH

6. NO₂, H₂, NaCl

7. O₂, H₂O, N₂

8. O₂, H₂, NH₃·H₂O

Правильным ответом является вариант №1. Вещества X₁, X₂ и X₃ соответственно: O₂, H₂O, NaOH.

Запишем реакции, соответствующие этой цепочке:

4. Диоксид серы (SO₂) окисляется кислородом до триоксида серы (SO₃):

(2SO₂ + O₂ → 2SO₃).

5. Триоксид серы взаимодействует с водой с образованием серной кислоты:

(SO₃ + H₂O → H₂SO₄).

6. Серная кислота нейтрализуется гидроксидом натрия (NaOH) с образованием сульфата натрия и воды:

(H₂SO₄ + 2NaOH → Na₂SO₄ + 2H₂O).

5. CaO, CaCO₃, CaCl₂

6. CaSO₄, CaCO₃, CaCl₂

7. CaO, CaSO₄, CaCl₂

8. CaO, Ca(HCO₃)₂, CaCO₃

Правильным является вариант №1 (CaO, CaCO₃, CaCl₂).

Запишем соответствующие уравнения реакций:

7. Кальций при нагревании на воздухе образует оксид кальция:

(2Ca + O₂ → 2CaO).

8. Оксид кальция реагирует с водой, образуя гидроксид кальция:

(CaO + H₂O → Ca(OH)₂).

9. Гидроксид кальция при взаимодействии с углекислым газом превращается в карбонат кальция (мел):

(Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃↓ + H₂O).

10. Карбонат кальция при нагревании разлагается до оксида кальция и углекислого газа:

(CaCO₃ → CaO + CO₂↑).

11. Оксид кальция взаимодействует с соляной кислотой, образуя хлорид кальция:

(CaO + 2HCl → CaCl₂ + H₂O).

12. Хлорид кальция реагирует с нитратом серебра, образуя нерастворимый хлорид серебра:

(CaCl₂ + 2AgNO₃ → 2AgCl↓ + Ca(NO₃)₂).

Определим массу Pb(NO₃)₂:

807 г × 20% = 161,4 г нитрата свинца(II).

Количество вещества Pb(NO₃)₂:

161,4 г : 331 г/моль ≈ 0,487 моль.

Реакция осаждения:

(Pb(NO₃)₂ + 2KI → PbI₂↓ + 2KNO₃).

Образуется PbI₂ (осадок), количество вещества равно количеству Pb(NO₃)₂ — 0,487 моль.

Масса осадка PbI₂:

0,487 моль × 461 г/моль ≈ 224,6 г.

Таким образом, масса осадка PbI₂ составит примерно 224,6 г.

С соляной кислотой реагируют: магний, оксид меди(II), гидроксид меди(II), гидроксид железа(III), нитрат серебра.

Уравнения реакций:

Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂↑

CuO + 2HCl → CuCl₂ + H₂O

Cu(OH)₂ + 2HCl → CuCl₂ + 2H₂O

Fe(OH)₃ + 3HCl → FeCl₃ + 3H₂O

AgNO₃ + HCl → AgCl↓ + HNO₃

Остальные вещества (нитрат натрия, оксид кремния(IV), сульфат железа(III)) с соляной кислотой не реагируют.

С гидроксидом натрия реагируют: оксид углерода(IV), гидроксид железа(III), нитрат меди(II), хлорид аммония, кремниевая кислота.

Уравнения реакций:

CO₂ + 2NaOH → Na₂CO₃ + H₂O (образуется карбонат натрия и вода)

Fe(OH)₃ + NaOH → NaFeO₂ + 2H₂O (образуется феррит натрия)

Cu(NO₃)₂ + 2NaOH → Cu(OH)₂↓ + 2NaNO₃ (осадок гидроксида меди(II), нитрат натрия)

NH₄Cl + NaOH → NaCl + NH₃↑ + H₂O (газообразный аммиак, хлорид натрия, вода)

H₂SiO₃ + 2NaOH → Na₂SiO₃ + 2H₂O (силикат натрия и вода)

Оксид меди(II) и сульфат калия с гидроксидом натрия в обычных условиях не реагируют.

Химические вещества можно классифицировать по двум основным группам: простые и сложные. Простые вещества состоят из атомов одного химического элемента и делятся на металлы (например, кальций, железо, медь), неметаллы (углерод, сера, кислород) и благородные газы (аргон, гелий).

Сложные вещества состоят из атомов разных химических элементов и могут быть классифицированы по следующим классам: оксиды (CaO, SO₂, H₂O), основания (NaOH, Ca(OH)₂), кислоты (H₂SO₄, HCl), соли (Na₂SO₄, CaCO₃) и бинарные соединения (гидриды, хлориды металлов и неметаллов).

Генетическая связь между классами неорганических соединений проявляется в возможности последовательных превращений веществ одного класса в вещества другого. Например, металлы могут окисляться до основных оксидов, которые, взаимодействуя с водой, дают основания. Основания способны реагировать с кислотами, образуя соли. Неметаллы образуют кислотные оксиды, которые взаимодействуют с водой с образованием кислот, а те, в свою очередь, могут взаимодействовать с основаниями, также образуя соли.

Пример генетического ряда металла кальция:

Ca → CaO → Ca(OH)₂ → CaCO₃ → CaCl₂.

Пример генетического ряда неметалла серы:

S → SO₂ → SO₃ → H₂SO₄ → Na₂SO₄.

Таким образом, классы веществ не только отличаются по составу, но и связаны цепочками химических реакций, что отражает единство и взаимопереходы различных неорганических соединений.