Решебник по химии 9 класс. Рудзитис ФГОС | Страница 193

Подумай, ответь, выполни

1. Какие превращения происходят с гашёной известью при использовании её в строительстве? Напишите уравнения соответствующих реакций.

Гашёная известь — это гидроксид кальция (Ca(OH)₂), который в строительстве используют для приготовления известкового теста, известкового раствора и побелки. На воздухе гашёная известь реагирует с углекислым газом (CO₂), который содержится в атмосфере. В результате этой реакции образуется карбонат кальция (CaCO₃) — твёрдое вещество, которое придаёт прочность штукатурке и побелке.

Химическое уравнение:

(Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃↓ + H₂O)

Таким образом, при использовании гашёной извести в строительстве она претерпевает карбонизацию — превращается в карбонат кальция под действием углекислого газа из воздуха.

2. Почему жёсткую воду нельзя использовать для охлаждения двигателей машин? Ответ подтвердите уравнением реакции.

Жёсткая вода содержит растворимые гидрокарбонаты кальция и магния, например Ca(HCO₃)₂. При нагревании такие соли разлагаются с образованием нерастворимых карбонатов (CaCO₃), воды и углекислого газа. Карбонат кальция выпадает в осадок и образует накипь на внутренних стенках трубок системы охлаждения. Эта накипь плохо проводит тепло и может вызвать перегрев двигателя, что делает использование жёсткой воды опасным для охлаждения.

Химическое уравнение:

(Ca(HCO₃)₂ → CaCO₃↓ + H₂O + CO₂↑)

Именно поэтому для охлаждения моторов машин необходимо использовать мягкую воду, из которой предварительно удалены соли кальция и магния.

3. Каковы основные способы устранения жёсткости воды? Напишите уравнения соответствующих реакций.

Жёсткость воды обусловлена наличием растворимых солей кальция и магния. Различают временную (карбонатную) и постоянную (некарбонатную) жёсткость.

Временная жёсткость устраняется:

1) Кипячением, при котором гидрокарбонаты разлагаются:

(Ca(HCO₃)₂ → CaCO₃↓ + H₂O + CO₂↑)

(Mg(HCO₃)₂ → MgCO₃↓ + H₂O + CO₂↑)

2) Добавлением гашёной извести:

(Ca(HCO₃)₂ + Ca(OH)₂ → 2CaCO₃↓ + 2H₂O)

(Mg(HCO₃)₂ + 2Ca(OH)₂ → Mg(OH)₂↓ + 2CaCO₃↓ + 2H₂O)

Постоянная жёсткость устраняется с помощью соды:

(CaSO₄ + Na₂CO₃ → CaCO₃↓ + Na₂SO₄)

(MgCl₂ + Na₂CO₃ → MgCO₃↓ + 2NaCl)

Также применяются ионообменные смолы, которые заменяют ионы Ca²⁺ и Mg²⁺ на ионы Na⁺ или H⁺.

4. Составьте уравнения реакций к схеме 18.

Согласно схеме 18, генетическая связь между кальцием и его соединениями выражается следующими уравнениями:

7. Кальций + кислород:

(2Ca + O₂ → 2CaO)

8. Оксид кальция + вода:

(CaO + H₂O → Ca(OH)₂)

9. Гидроксид кальция + углекислый газ:

(Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃↓ + H₂O)

10. Карбонат кальция + CO₂ + H₂O (длительное действие):

(CaCO₃ + CO₂ + H₂O → Ca(HCO₃)₂)

11. При нагревании:

(Ca(HCO₃)₂ → CaCO₃↓ + CO₂ + H₂O)

12. Гидроксид кальция + хлор:

(2Ca(OH)₂ + 2Cl₂ → Ca(ClO)₂ + CaCl₂ + 2H₂O)

5. Поташ K₂CO₃, массой 2,76 г обработали раствором гашёной извести массой 2000 г. Вычислите массу гашёной извести, израсходованной на обработку поташа, и массовую долю (в процентах) Ca(OH)₂ в растворе.

Реакция между поташом и гашёной известью:

(K₂CO₃ + Ca(OH)₂ → CaCO₃↓ + 2KOH)

Найдём количество вещества поташа:

Mr(K₂CO₃) = 39×2 + 12 + 16×3 = 138 г/моль

n(K₂CO₃) = 2,76 г / 138 г/моль = 0,02 моль

По уравнению видно, что на 1 моль K₂CO₃ требуется 1 моль Ca(OH)₂, значит:

n(Ca(OH)₂) = 0,02 моль

Mr(Ca(OH)₂) = 40 + 17×2 = 74 г/моль

m(Ca(OH)₂) = 0,02 моль × 74 г/моль = 1,48 г

Массовая доля Ca(OH)₂ в растворе:

w = (m(Ca(OH)₂) / m(раствора)) × 100% = (1,48 г / 2000 г) × 100% = 0,074%

Ответ: масса израсходованной гашёной извести — 1,48 г; массовая доля Ca(OH)₂ в растворе — 0,074%.

Стр. 193

Тестовые задания

1. Расположите формулы оксидов в порядке усиления основных свойств.

5. MgO

6. BaO

7. SrO

8. CaO

Основные свойства оксидов усиливаются сверху вниз в группе IIА по мере увеличения атомного радиуса и уменьшения электроотрицательности. Порядок усиления основных свойств:

MgO < CaO < SrO < BaO

Правильный ответ: 1 → 4 → 3 → 2

2. Постоянная жёсткость воды обусловлена наличием

5. гидрокарбонатов кальция и магния

6. сульфатов и хлоридов кальция и магния

7. гипохлорита кальция

8. нитратов кальция и магния

Постоянная (некарбонатная) жёсткость воды вызвана присутствием в воде сульфатов и хлоридов кальция и магния, которые не устраняются кипячением.

Правильный ответ: 2) сульфатов и хлоридов кальция и магния

3. Для умягчения жёсткой воды нужно

4. добавить карбонат натрия и отфильтровать получившийся осадок

5. добавить растворимую соль кальция или магния

6. озонировать воду

Карбонат натрия реагирует с растворимыми солями кальция и магния, образуя нерастворимые карбонаты, которые можно отфильтровать. Это эффективный способ умягчения воды.

Правильный ответ: 1) добавить карбонат натрия и отфильтровать получившийся осадок

Стр. 193

С помощью Интернета

1. Найдите в Интернете информацию о применении гипса и подготовьте электронную презентацию на эту тему.

Применение гипса: универсальный материал от медицины до строительства

Гипс (CaSO₄·2H₂O) — это одно из самых широко используемых природных веществ, которое играет важную роль в самых разных отраслях жизни человека. Его уникальные физико-химические свойства, такие как способность быстро схватываться при добавлении воды, лёгкость обработки и безопасность для организма, делают гипс незаменимым материалом в строительстве, медицине, искусстве и даже в сельском хозяйстве.

В строительстве гипс используется для производства гипсовых штукатурок, шпаклёвок, гипсокартона и декоративных лепных изделий. Благодаря способности быстро твердеть, гипс идеально подходит для выполнения внутренних отделочных работ: выравнивания стен, создания перегородок, лепных украшений и барельефов. Он обеспечивает гладкую, прочную поверхность, легко поддаётся шлифовке и окрашиванию, а также обладает хорошими тепло- и звукоизоляционными свойствами. Кроме того, гипс регулирует влажность в помещениях, поглощая излишки влаги и отдавая её при сухом воздухе, что делает микроклимат более комфортным.

Не менее важную роль гипс играет в медицине. Он используется для изготовления ортопедических повязок, гипсовых шин и слепков. После смешивания с водой гипс превращается в пасту, которая легко наносится на бинт и фиксирует повреждённые кости, обеспечивая их надёжную иммобилизацию. В стоматологии гипс применяют для изготовления слепков зубов, протезов и ортодонтических конструкций.

В художественном деле гипс служит материалом для изготовления скульптур, форм и моделей. Художники и скульпторы ценят его за пластичность, точность воспроизведения деталей и быстроту схватывания. Из гипса отливают бюсты, барельефы, декоративные панно, а также формы для керамики и стекла.

Гипс находит применение и в сельском хозяйстве. Он используется в качестве удобрения и мелиоранта на кислых почвах. Гипс способствует улучшению структуры почвы, снижает её кислотность и снабжает растения кальцием и серой — важными элементами для их роста и развития.

Также гипс применяется в производстве цемента, как компонент для регулирования сроков схватывания. В химической промышленности он используется при производстве серной кислоты, а в пищевой — как добавка (пищевая добавка E516) при изготовлении некоторых продуктов.

Таким образом, гипс — это действительно универсальный материал, который нашёл своё место практически во всех сферах человеческой деятельности. Благодаря своей доступности, экологичности и многофункциональности он остаётся незаменимым и востребованным на протяжении веков.

Параграф 51. Практическая работа 7