Условие задачи
Составьте уравнения по следующим схемам:а) CuCl2 + Al t⟶ AlCl3 + Cu;б) P + O2 ⟶ P2O5в) Fe2(SO4)3 + KOH ⟶ Fe(OH)3 + K2SO4;г) CuOH t⟶ Cu2O + H2O;д) CS2 + O2 ⟶ CO2 + SO2;е) C2H2 + O2 ⟶ CO2 + H2O;ж) FeS2 + O2 t⟶ Fe2O3 + SO2.Под формулами веществ напишите их названия.
Решение
Ниже приводится подробное решение задачи по химии (балансировка уравнений реакций). Для каждого пункта сначала приведём уравнение с подобранными коэффициентами, затем под формулами веществ их химические названия. Все формулы записаны с использованием символов Unicode (цифры записаны обычными цифрами).
──────────────────────────────
а) Реакция замещения металлов
Исходное уравнение:
CuCl₂ + Al ⟶ AlCl₃ + Cu
Подберём коэффициенты. Составим систему по каждому элементу:
• Медь (Cu): в CuCl₂ – 1, в Cu – 1.
• Хлор (Cl): в CuCl₂ – 2, в AlCl₃ – 3.
• Алюминий (Al): в Al – 1, в AlCl₃ – 1.
Чтобы число атомов Cl стало одинаковым, найдём наименьшее общее кратное для 2 и 3 – это 6. Тогда:
– для CuCl₂ надо 3 молекулы (так как 3×2 = 6),
– для AlCl₃ – 2 молекулы (2×3 = 6).
При этом для алюминия получаем 2 атома слева, значит нужно 2 атома Al (то есть 2 молекулы).
Таким образом, уравнение примет вид:
3 CuCl₂ + 2 Al ⟶ 2 AlCl₃ + 3 Cu
Ниже – названия веществ:
• CuCl₂ – медный (II) хлорид
• Al – алюминий
• AlCl₃ – алюминий хлорид
• Cu – медь
──────────────────────────────
б) Реакция соединения
Исходное уравнение:
P + O₂ ⟶ P₂O₅
Атомное соотношение:
• Фосфор: в P₂O₅ – 2 атома, значит нужно 2 атома P.
• Кислород: в P₂O₅ – 5 атомов, а в молекуле O₂ по 2; чтобы получить целое число, подберём коэффициенты так, чтобы кислорода было кратно 2.
Пишем:
2 P + O₂ ⟶ P₂O₅
При этом кислорода слева 2, а нужно 5. Корректируем: умножим всю реакцию так, чтобы получить целое число молекул O₂.
Лучший вариант: умножим P на 4, тогда P₂O₅ на 2:
4 P + O₂ ⟶ 2 P₂O₅
Проверим кислород:
– В продуктах: 2×5 = 10 атомов кислорода; значит слева должно быть 10 кислорода, то есть 5 молекул O₂.
Таким образом, окончательное уравнение:
4 P + 5 O₂ ⟶ 2 P₂O₅
Названия веществ:
• P – фосфор
• O₂ – кислород
• P₂O₅ – дифосфор(V) пентаоксид (иногда называют дифосфорный ангидрид)
──────────────────────────────
в) Реакция обмена
Исходное уравнение:
Fe₂(SO₄)₃ + KOH ⟶ Fe(OH)₃ + K₂SO₄
Определим коэффициенты. Составляем баланс по элементам:
1. Fe: в Fe₂(SO₄)₃ – 2, а в Fe(OH)₃ – 1; значит поставим коэффициент 2 перед Fe(OH)₃.
2. Сульфат (SO₄): в Fe₂(SO₄)₃ – 3, а в K₂SO₄ – 1; значит поставим коэффициент 3 перед K₂SO₄.
3. Калий (K): в K₂SO₄ – 3×2 = 6; в KOH – 1, значит коэффициент KOH должен быть 6.
4. Гидроксид (OH): KOH даёт 6 OH, а в Fe(OH)₃ при коэффициенте 2 будет 2×3 = 6 OH.
Таким образом, сбалансированное уравнение:
Fe₂(SO₄)₃ + 6 KOH ⟶ 2 Fe(OH)₃ + 3 K₂SO₄
Названия веществ:
• Fe₂(SO₄)₃ – сульфат железа(III) (железный сульфат)
• KOH – гидроксид калия (калийная щёлочь)
• Fe(OH)₃ – гидроксид железа(III) (железная кислота, осадок)
• K₂SO₄ – сульфат калия
──────────────────────────────
г) Термическое разложение
Исходное уравнение:
CuOH ⟶ Cu₂O + H₂O
Рассмотрим число атомов:
• Медь: слева в CuOH – 1, а в Cu₂O – 2; значит умножим CuOH на 2.
Проверка:
2 CuOH ⟶ Cu₂O + H₂O
Проверим остальные элементы:
• O: слева 2, справа 1 (в Cu₂O) + 1 (в H₂O) = 2
• H: слева 2, справа 2 (в H₂O)
Уравнение сбалансировано.
Названия веществ:
• CuOH – гидроксид меди(I)
• Cu₂O – оксид меди(I)
• H₂O – вода
──────────────────────────────
д) Окисление углеводородного соединения соединением с кислородом
Исходное уравнение:
CS₂ + O₂ ⟶ CO₂ + SO₂
Анализ:
• CS₂ содержит: C – 1, S – 2.
• В продуктах: CO₂ – C:1, O₂; SO₂ – S:1, O₂ – два атома кислорода.
Чтобы сохранить баланс:
– Углерод: 1 → 1, то хорошо.
– Сера: 2 → нужно получить 2 молекулы SO₂.
Обозначим:
CS₂ + O₂ ⟶ CO₂ + 2 SO₂
Посчитаем кислород:
• В продуктах: CO₂ содержит 2 атома, 2 SO₂ дают 2×2 = 4 ⇒ всего 6 атомов.
• Для получения 6 атомов из O₂, надо 6/2 = 3 молекулы O₂.
Таким образом:
CS₂ + 3 O₂ ⟶ CO₂ + 2 SO₂
Названия веществ:
• CS₂ – углеродистый дисульфид (карбид сульфида)
• O₂ – кислород
• CO₂ – диоксид углерода (углекислый газ)
• SO₂ – диоксид серы
──────────────────────────────
е) Сгорание ацетилена
Исходное уравнение:
C₂H₂ + O₂ ⟶ CO₂ + H₂O
Балансируем по элементам:
• Уголород: в C₂H₂ – 2 атома; в CO₂ – 1 атом; значит для равенства можно взять 2 молекулы C₂H₂, что даст 4 атома углерода, и соответственно 4 молекулы CO₂.
• Водород: в 2 C₂H₂ – 2×2 = 4 атома; в H₂O – 2 атома; значит необходимо 2 молекулы H₂O.
• Кислород: в продуктах: 4 CO₂ → 4×2 = 8 атомов, 2 H₂O → 2×1 = 2, всего 10 атомов; значит необходимо 10/2 = 5 молекул O₂.
Итак, итоговое уравнение:
2 C₂H₂ + 5 O₂ ⟶ 4 CO₂ + 2 H₂O
Названия веществ:
• C₂H₂ – ацетилен
• O₂ – кислород
• CO₂ – диоксид углерода (углекислый газ)
• H₂O – вода
──────────────────────────────
ж) Окисление пирита
Исходное уравнение:
FeS₂ + O₂ ⟶ Fe₂O₃ + SO₂
Балансируем по элементам:
1. Железо (Fe): в FeS₂ – 1, а в Fe₂O₃ – 2; поэтому поставим коэффициент 2 перед Fe₂O₃, а следовательно 2 FeS₂ дадут 2 Fe. Однако посмотрим на сульфур:
2. Сера (S): в FeS₂ – 2, таким образом в 2 FeS₂ – 4 атома S; в SO₂ – 1 S, значит необходимо 4 молекулы SO₂.
3. Подсчитаем кислород: в продуктах: Fe₂O₃ – 3 O, 4 SO₂ – 4×2 = 8 O, итого 3 + 8 = 11 O; значит в левой части O₂ должно быть 11/2 молекул, что не удобно.
Чтобы избавиться от дробных коэффициентов, умножим всю реакцию на 2:
4 FeS₂ + 11 O₂ ⟶ 2 Fe₂O₃ + 8 SO₂
Проверка:
• Fe: 4 с обеих сторон (2 Fe₂O₃ содержит 4 Fe)
• S: 4×2 = 8 на левой стороне, 8 в 8 SO₂
• O: 11×2 = 22 O на левой стороне, в продуктах 2×3 (из Fe₂O₃) + 8×2 (из SO₂) = 6 + 16 = 22
Названия веществ:
• FeS₂ – сульфид железа (пирит)
• O₂ – кислород
• Fe₂O₃ – оксид железа(III) (ржавчина)
• SO₂ – диоксид серы
──────────────────────────────
Ответ (сбалансированные уравнения с указанием названий):
а) 3 CuCl₂ + 2 Al ⟶ 2 AlCl₃ + 3 Cu
CuCl₂ – медный (II) хлорид
Al – алюминий
AlCl₃ – алюминий хлорид
Cu – медь
б) 4 P + 5 O₂ ⟶ 2 P₂O₅
P – фосфор
O₂ – кислород
P₂O₅ – дифосфорный пентаоксид
в) Fe₂(SO₄)₃ + 6 KOH ⟶ 2 Fe(OH)₃ + 3 K₂SO₄
Fe₂(SO₄)₃ – сульфат железа(III)
KOH – гидроксид калия
Fe(OH)₃ – гидроксид железа(III)
K₂SO₄ – сульфат калия
г) 2 CuOH ⟶ Cu₂O + H₂O
CuOH – гидроксид меди(I)
Cu₂O – оксид меди(I)
H₂O – вода
д) CS₂ + 3 O₂ ⟶ CO₂ + 2 SO₂
CS₂ – углеродный дисульфид
O₂ – кислород
CO₂ – диоксид углерода
SO₂ – диоксид серы
е) 2 C₂H₂ + 5 O₂ ⟶ 4 CO₂ + 2 H₂O
C₂H₂ – ацетилен
O₂ – кислород
CO₂ – диоксид углерода
H₂O – вода
ж) 4 FeS₂ + 11 O₂ ⟶ 2 Fe₂O₃ + 8 SO₂
FeS₂ – пирит (сульфид железа)
O₂ – кислород
Fe₂O₃ – оксид железа(III)
SO₂ – диоксид серы
Таким образом, приведены все уравнения с подробным балансированием и названиями веществ согласно правилам химии.