Решебник по химии 9 класс. Рудзитис ФГОС | Страница 147

Угольная кислота — очень слабая кислота, и она не может активно реагировать со всеми металлами. Однако при взаимодействии с более активными металлами, такими как магний, она всё же может вступать в реакцию. В данном случае реакция произошла в растворе с магнием, потому что магний находится в ряду активности значительно выше олова и способен вытеснять водород даже из слабых кислот, таких как угольная. Следовательно, в случае с магнием наблюдалась реакция с выделением газа — это и было доказательством того, что угольная кислота реагирует с активными металлами. В случае с оловом реакции не произошло, так как олово менее активно и не может вытеснять водород из столь слабой кислоты.

Образование кристаллогидрата (кристаллической соды) из кальцинированной соды при растворении в воде и последующем кристаллизации:

(Na₂CO₃ + 10H₂O ⇄ Na₂CO₃·10H₂O)

Превращение гидрокарбоната натрия в карбонат натрия при нагревании:

(2NaHCO₃ → Na₂CO₃ + H₂O + CO₂↑)

Рисунок 34 показывает круговорот углерода в природе. В нём участвуют следующие основные процессы:

7. Фотосинтез — растения поглощают углекислый газ из воздуха:

(6CO₂ + 6H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂)

8. Дыхание организмов и разложение — возвращение углекислого газа в атмосферу:

(C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O)

9. Горение ископаемого топлива (угля, нефти, газа) — выделение CO₂:

(C + O₂ → CO₂)

(CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O)

10. Реакция карбоната кальция с кислотами (в морях и почвах):

(CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + CO₂ + H₂O)

11. Образование карбонатов при взаимодействии CO₂ с солями кальция:

(Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃↓ + H₂O)

12. Извержение вулканов — выброс CO₂ напрямую:

(нет уравнения, так как это физический выброс CO₂)

Кальцинированная сода (Na₂CO₃) обладает щелочной средой, так как при её растворении в воде происходит гидролиз:

(CO₃²⁻ + H₂O ⇄ HCO₃⁻ + OH⁻)

В растворе появляется ион OH⁻, придающий раствору щелочные свойства. Именно щёлочь способствует удалению загрязнений, особенно жиров, благодаря омылению (щелочной гидролиз жиров), поэтому сода эффективно используется в качестве моющего средства.

Хранить кальцинированную соду в алюминиевом сосуде нельзя, потому что щёлочи реагируют с алюминием, разрушая его:

(2Al + 2NaOH + 6H₂O → 2Na[Al(OH)₄] + 3H₂↑)

Схема 12 показывает генетическую связь между различными соединениями углерода. Уравнения:

7. Углерод с кислородом:

(C + O₂ → CO₂)

8. Оксид углерода(IV) + вода:

(CO₂ + H₂O ⇄ H₂CO₃)

9. Угольная кислота в водном растворе образует гидрокарбонаты:

(H₂CO₃ ⇄ HCO₃⁻ + H⁺)

10. Гидрокарбонаты при действии щёлочи:

(HCO₃⁻ + OH⁻ → CO₃²⁻ + H₂O)

11. Карбонаты при взаимодействии с кислотами:

(CO₃²⁻ + 2H⁺ → CO₂↑ + H₂O)

12. CO₂ может быть восстановлен до CO или далее — до C, либо при фотосинтезе включается в органические вещества.

Кристаллическая сода — это декагидрат карбоната натрия:

Na₂CO₃·10H₂O

Молярная масса кристаллогидрата:

Na₂CO₃ = 106 г/моль, 10H₂O = 180 г/моль → итого: 286 г/моль

Масса раствора:

(365 + 135 = 500 г)

Найдём массу безводной соли в 135 г кристаллогидрата:

(106 г Na₂CO₃ содержатся в 286 г кристаллогидрата)

Значит, в 135 г содержится:

(135 × 106) / 286 ≈ 50 г Na₂CO₃

Массовая доля безводной соли: w(Na₂CO₃) = 50 / 500 = 0,1 (или 10%)

Ответ: Массовая доля безводной соли — 0,1 (или 10%).

При прокаливании гидрокарбонат натрия разлагается:

(2NaHCO₃ → Na₂CO₃ + CO₂↑ + H₂O↑)

Масса уменьшается из-за выделения газа.

Обозначим:

• x — масса NaHCO₃

• y — масса Na₂CO₃ в смеси

x + y = 146 (вся смесь)

После прокаливания:

• из NaHCO₃ образуется Na₂CO₃ (из 168 г → 106 г, т. е. 106/168 ≈ 0,631)

⇒ масса остатка после прокаливания:

x·0,631 + y = 137

Система уравнений:

3. x + y = 146

4. 0,631x + y = 137

Вычитаем 1) из 2):

0,631x + y - (x + y) = 137 - 146

0,631x - x = -9

-0,369x = -9

x ≈ 24,4 г

y = 146 - 24,4 ≈ 121,6 г

Массовые доли: w(NaHCO₃) ≈ 24,4 / 146 ≈ 0,167 (или 16,7%)

w(Na₂CO₃) ≈ 121,6 / 146 ≈ 0,833 (или 83,3%)

Ответ:

Массовая доля NaHCO₃ — 16,7%, Na₂CO₃ — 83,3%.

а) (CO₂ + Ba(OH)₂ → BaCO₃↓ + H₂O) — осадок

б) (K₂CO₃ + 2HNO₃ → 2KNO₃ + CO₂↑ + H₂O) — бурное "вскипание"

в) (CaCO₃ + 2KOH → Ca(OH)₂ + K₂CO₃) — реакция обмена

г) (Ca(HCO₃)₂ → CaCO₃↓ + CO₂↑ + H₂O) — разложение при нагревании