Решебник по химии 8 класс. Рудзитис ФГОС §46

Определить наличие кислоты в растворе можно с помощью индикаторов — специальных веществ, которые меняют цвет в зависимости от кислотности среды. Например:

— лакмус становится красным в кислой среде,

— метилоранж окрашивается в розовый,

— фенолфталеин остаётся бесцветным.

Также в растворе кислоты можно заметить её реакцию с металлами (например, выделяется водород при взаимодействии с цинком или магнием), с основаниями или основными оксидами — при этом выделяется тепло и образуется соль и вода.

При работе с кислотами обязательно нужно соблюдать правила техники безопасности:

— работать только в лабораторном халате, очках и перчатках,

— не пробовать кислоты на вкус, не вдыхать их пары,

— при разведении концентрированной кислоты всегда лить кислоту в воду, а не наоборот (чтобы избежать разбрызгивания),

— держать бутылки с кислотами плотно закрытыми и вдали от источников тепла,

— при попадании кислоты на кожу или в глаза немедленно промыть большим количеством воды и обратиться к учителю или врачу.

Соблюдение этих правил защищает от ожогов и других опасных последствий.

Серная кислота — это сильная кислота, и как все кислоты, она изменяет окраску индикаторов определённым образом. В первой пробирке с серной кислотой и лакмусом происходит изменение окраски индикатора с фиолетовой на красную, что указывает на кислую среду. Во второй пробирке с фенолфталеином — раствор остаётся бесцветным, так как фенолфталеин не меняет цвет в кислой среде. В третьей пробирке с метиловым оранжевым происходит изменение цвета с оранжевого на розово-красный (или ярко-розовый), что также подтверждает наличие кислоты.

Если такие же опыты провести с соляной и азотной кислотами, результат будет аналогичным, поскольку обе также являются сильными кислотами и вызывают такие же изменения цвета у индикаторов.

При добавлении соляной или серной кислоты к активным металлам (Mg, Zn, Fe) происходит реакция замещения — металл вытесняет водород из кислоты. Медь (Cu), стоящая в ряду активности после водорода, с кислотами-неокислителями (как HCl и разбавленная H₂SO₄) не реагирует.

Уравнения реакций с соляной кислотой:

(Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂↑)

(Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂↑)

(Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂↑)

(Cu + HCl → нет реакции)

Уравнения реакций с разбавленной серной кислотой:

(Mg + H₂SO₄ → MgSO₄ + H₂↑)

(Zn + H₂SO₄ → ZnSO₄ + H₂↑)

(Fe + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂↑)

(Cu + H₂SO₄ → нет реакции)

Ответ:

Все эти реакции относятся к реакциям замещения, потому что активный металл замещает водород в кислоте с образованием соли и выделением водорода.

В домашних условиях можно определить вещества по их физическим и химическим свойствам. Сначала попробуем растворить каждое вещество в воде. Все три вещества растворимы, но различия появятся при последующих действиях:

— В раствор соли (NaCl) можно опустить электрод или подключить лампочку — раствор будет проводить ток, так как соль диссоциирует на ионы.

— Лимонная кислота тоже проводит ток, но её можно отличить по действию на индикаторы: например, лакмус окрасится в красный цвет, так как лимонная кислота — кислота.

— Сахар не меняет цвет индикатора и не проводит ток — он нейтрален и не диссоциирует.

Также можно попробовать нагреть: при нагревании сахар карамелизуется и темнеет, тогда как соль и лимонная кислота — нет. Это дополнительный признак.

Разложения:

(H₂CO₃ → CO₂ + H₂O) — разложение угольной кислоты,

(H₂SO₃ → SO₂ + H₂O) — разложение сернистой кислоты,

(HNO₂ → NO + NO₂ + H₂O) — разложение азотистой кислоты.

Соединения:

(SO₃ + H₂O → H₂SO₄) — соединение кислотного оксида с водой,

(P₂O₅ + 3H₂O → 2H₃PO₄) — получение фосфорной кислоты,

(H₂ + Cl₂ → 2HCl) — получение соляной кислоты.

Замещения:

(Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂↑) — замещение водорода в кислоте,

(Mg + H₂SO₄ → MgSO₄ + H₂↑) — аналогичная реакция с магнием,

(Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂↑) — замещение с железом.

Обмена:

(NaOH + HCl → NaCl + H₂O) — реакция нейтрализации,

(CuO + H₂SO₄ → CuSO₄ + H₂O) — реакция с основным оксидом,

(Na₂CO₃ + 2HCl → 2NaCl + CO₂ + H₂O) — выделяется газ.

Соляная кислота (HCl) способна реагировать:

— с основаниями,

— с основными оксидами,

— с амфотерными гидроксидами,

— с металлами, стоящими в ряду активности до водорода.

а) Cu (медь) — не реагирует, так как стоит после водорода в ряду активности.

б) CuO — это основной оксид, реагирует с кислотой:

(CuO + 2HCl → CuCl₂ + H₂O).

в) Cu(OH)₂ — нерастворимое основание, реагирует:

(Cu(OH)₂ + 2HCl → CuCl₂ + 2H₂O).

г) Ag (серебро) — не реагирует, как и медь, стоит после водорода.

д) Al(OH)₃ — амфотерный гидроксид, реагирует с кислотой:

(Al(OH)₃ + 3HCl → AlCl₃ + 3H₂O).

Значит, реагируют вещества б, в, д.

а) HNO₃ + Mg(OH)₂ → Mg(NO₃)₂ + H₂O

Это реакция кислоты с основанием, образуется соль и вода.

б) Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂

Это реакция замещения, металл вытесняет водород из кислоты.

в) 3KOH + H₃PO₄ → K₃PO₄ + 3H₂O

Реакция щёлочи с трёхосновной кислотой, образуется соль и вода.

г) 2NaOH + H₂S → Na₂S + 2H₂O

Реакция между щёлочью и слабой кислотой с образованием соли и воды.

Уравнение реакции:

(2Al + 3H₂SO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 3H₂↑)

Mr(Al₂(SO₄)₃) = 2×27 + 3×(32 + 4×16) = 54 + 3×96 = 54 + 288 = 342 г/моль

n(Al₂(SO₄)₃) = 3,42 г / 342 г/моль = 0,01 моль

По уравнению видно, что 2 моль Al → 1 моль Al₂(SO₄)₃

Значит, для 0,01 моль соли нужно 2×0,01 = 0,02 моль Al

Масса алюминия:

m = 0,02 моль × 27 г/моль = 0,54 г

Ответ:

Количество вещества алюминия — 0,02 моль, масса — 0,54 г.

Николай Николаевич Бекетов — выдающийся русский учёный, один из основоположников физико-химии, академик, педагог, человек, внёсший огромный вклад в развитие науки в России. Его жизнь и научная деятельность стали примером подвижничества, глубокой преданности науке и служения отечеству.

Николай Николаевич Бекетов родился 1 января (13 января по новому стилю) 1827 года в городе Пензе в дворянской семье. С юных лет он проявлял интерес к естественным наукам, а особенно — к химии и физике. В 1844 году Бекетов поступил в Казанский университет, где учился у таких знаменитых учёных, как Николай Зинин. После окончания университета продолжил обучение за границей, где работал в лабораториях ведущих европейских учёных своего времени.

Вернувшись в Россию, Бекетов начал преподавательскую деятельность в Харьковском университете. В этом университете он провёл почти всю свою научную и педагогическую карьеру. Уже в 1864 году он стал ординарным профессором химии, а затем — ректором Харьковского университета. Его лекции славились глубиной и доступностью, он умел увлечь студентов, пробудить в них интерес к научным исследованиям.

Огромное значение имеют работы Бекетова в области физической химии. Он стал одним из первых учёных, кто начал экспериментально изучать скорость химических реакций и условия их протекания. Особую известность принесло ему составление ряда активности металлов, который показывает способность металлов вытеснять водород из кислот. Этот ряд, основанный на экспериментальных данных, лёг в основу представлений о химической активности металлов и используется в школьной и вузовской программе по сей день.

Бекетов также занимался вопросами термохимии, изучал выделение и поглощение тепла при химических реакциях. Им было показано, что химические превращения всегда сопровождаются энергетическими изменениями, и эти изменения можно измерять количественно. Это стало важным этапом в развитии учения о тепловых эффектах реакций.

Кроме научной и преподавательской работы, Бекетов вёл активную общественную деятельность. Он был одним из организаторов Русского физико-химического общества, принимал участие в создании научных журналов и в популяризации химии среди широких кругов населения. Его труды были высоко оценены в России и за рубежом: он был избран академиком Петербургской академии наук, членом-корреспондентом Французской академии наук и других научных обществ Европы.

Несмотря на все достижения, Бекетов оставался скромным и доброжелательным человеком, всегда готовым помочь студентам и молодым учёным. Его научная школа подготовила целую плеяду химиков, внёсших вклад в науку и промышленность.

Николай Николаевич Бекетов скончался 1 декабря 1911 года в Петербурге. Его имя навсегда вошло в историю науки. В его честь названы улицы, научные учреждения, медали. Он был человеком, сумевшим соединить глубокие теоретические знания с практическим подходом, учёным, стоявшим у истоков современной химии.

Таким образом, Н. Н. Бекетов — не просто учёный, а великий просветитель, организатор науки и наставник, чьи труды и идеи продолжают жить и развиваться, вдохновляя новых исследователей.