close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Адамович Т.П. и др.Сборник упражнений и усложненных задач с решениями по химии  

код для вставкиСкачать
В сборнике помещены вопросы, упражнения и задачи, составлявшиеся в течение нескольких лет для кружка "Юный химик" при химическом факультете БГУ, и задачи, предлагавшиеся на вступительных экзаменах на химическом и биологическом факультетах. Многие
Сборник
упражнений
и усложненных задач
с
по химии
Издание третье,
переработанное
МИНСК
«ВЫШЭЙШАЯ ШКОЛА»
1979
ы
С 23
УДК 54(075.4)
Рекомендовано к изданию Министерством просвещения БССР
Рецензенты: кафедра общей химии Минского пединститута
им. А. М. Горького; кандидат химических наук И. Н. М у шк а л о.
С
20500-037
М 304(05)—79 4 | "" 7 9
Издательство «Вышэйшая школа», 1973
Издательство «Вышэйшая школа», 1979 с изменениями
ПРЕДИСЛОВИЕ
В сборнике помещены вопросы, упражнения и задачи,
составлявшиеся в течение ряда лет для областных и рес­
публиканских олимпиад по химии, для кружка «Юный
химик» при Белорусском государственном университете,
а также предлагавшиеся на вступительных экзаменах по
химии на химическом и биологическом факультетах.
Многие включенные в сборник задачи сложнее, чем
приведенные в школьных задачниках. Однако по содер­
жанию материала, т. е. рассматриваемым химическим со­
единениям, они не выходят за рамки программы средней
школы и поэтому доступны для решения учащимся, ин­
тересующимся химией.
Третье издание сборника существенно переработано и
пополнено упражнениями и задачами. Включены новые
разделы «Химическая связь», «Гидролиз солей», «Термо­
химия».
Задачи п упражнения рассчитаны в основном на тех,
кто проработал всю программу средней школы, поэтому
последовательность расположения пх в сборнике строго
не соответствует последовательности изучения материа­
ла в школе.
Для сложных задач приводятся решения или же изла­
гаются наиболее рациональные пути решения. К ряду
сложных вопросов и упражнений даны пояснения. В от­
ветах и решениях расчеты обычно приводятся с точнос­
тью до второго знака после запятой. При этом исполь­
зуются целочисленные (округленные) величины атомных
масс.
3
При определении суммарного объема растворов, если
имеются в виду разбавленные растворы или полученные
путем растворения газов в растворе того или иного ве­
щества, изменением объема можно пренебречь.
Сборник может быть использован для факультатив­
ных занятий по химии, для подготовки к вступительным
экзаменам в вузы, для заочных подготовительных курсов,
при проведении школьных, районных и городских олим­
пиад по химии. VV«."
За рецензирование подготовленной к третьему изда­
нию рукописи сборника авторы выражают признатель­
ность сотрудникам кафедры общей химии Минского пед­
института и доценту кафедры общей химии Киевского
университета Н. Н. Мушкало.
Авторы-
ЗАДАЧИ И УПРАЖНЕНИЯ
§ 1. Атомно-молекулярное учение
1. В каких случаях одну и ту же частицу вещества
можно назвать атомом и молекулой?
2. Может ли молекула простого вещества состоять из
одного атома; более чем из двух атомов?
3. Все ли вещества состоят'из молекул?
4. Какие из перечисленных веществ в чистом виде и в
растворе состоят из молекул: хлорид цезия, гидроксид
калия, ортофосфорная кислота, уксусная кислота, глюко­
за, мочевина, хлор, фтороводород, фторид калия?
5. Существует ли различие между понятиями «атомная
масса» и «масса атома»?
6. Насколько применимо понятие «моль» к веществам,
у которых нельзя выделить отдельных молекул: твердый
хлорид натрия, алмаз, металлический натрий?
7. Насколько справедлива запись структурных формул
н
-°\/
-°v°
Na
0
Н-О/^О
- О / ^О
Na-X)/ ^ O
-"°\/ ?
Применима ли такая форма записи к молекулярным
соединениям, ионным соединениям?
8. Насколько справедлива запись следующих струк­
турных формул;
О
^Р_О-Р;Г
О
р-о- Р
о
о
5
9. Помогите решить спор, возникший на заседании хи­
мического кружка. Один из учеников утверждал, что он
встретил сообщение об образовании соединений FeS1|U и
FeOl05 и сульфидов и оксидов железа переменного 'сос­
тава FeS,t0a_,fi4 и FeO,>0Б_, 19. Второй, ссылаясь на моле­
кулярную природу всех веществ, законы постоянства
состава, кратных отношений, эквивалентов, считал обра­
зование таких соединений невозможным, а сообщение —
ошибочным. Третий допускал, что соединения с таким
необычным составом могут быть получены и причину
видел в недостаточной очистке веществ. Кто же прав?
10. Легче пли тяжелее воздуха газы: оксид углеро­
да (II), аммиак, гелий, аргон, азот, этан, ацетилен, сер­
нистый газ?
11. Одинаковые ли количества атомов (в составе мо­
лекул) содержатся в 1 мл газообразных водорода, кисло­
рода, аргона и озона: 1) при нормальных условиях;
2) при одинаковой температуре, но разном давлении;
3) при одинаковом давлении, но разной температуре?
12. Сколько молекул и сколько молей
вещества содер­
3
жится при нормальных условиях в 1 м газа?
13. Сколько молекул содержится в 100 мл газа,, изме­
ренного при температуре 47 °С 20и давлении 0,64 атм?
14. Вычислите массу 3,01 • 10 молекул хлороводорода
и объем, который они займут при температуре 27 °С и
давлении 0,3 атм.
15. Какой объем занимают при нормальных условиях *
24
10 молекул кислорода, азота, воды?
16. Какое давление будут производить 3,01-1021 моле­
кул газа при температуре 227 °С, если при этих условиях
газ занимает объем, равный 41 мл? 20
17. Какой объем займут 6,02 •! О молекул газа при
температуре 127 °С и давлении 4 атм?
* В тексте часто обозначаются через н. у.
в
18. В сосуде объемом 10 л при температуре 27 °С на­
ходятся 3,01 • 1024 молекул газа. Вычислите давление в
сосуде.
19. До какой температуры следует нагреть газ, взятый
при нормальных условиях, чтобы количество молекул его
в единице объема уменьшилось вдвое?
20. Как изменится количество молекул в единице объ­
ема некоторого газа, взятого при нормальных условиях,
если при постоянном давлении повысить температуру на
91 °С?
21. Как изменится давление, если при постоянной тем­
пературе в каком-то объеме увеличить содержание мо­
лекул газообразного вещества вдвое?
22. При разложении двух объемов оксида азота (II)
получаются один объем кислорода и один объем азота.
Каким образом из этих данных и закона Авогадро следу­
ет! что молекулы азота и кислорода состоят минимум из
двух атомов? Исключена ли возможность, что они состоят
из трех или четырех атомов?
23. Какой объем занимают 34 г аммиака при темпера­
туре 127 °С и давлении 4 атм?
24. В каком объеме воздуха, измеренного при темпе­
ратуре 17 °С н давлении 1,45 атм, содержатся 2 моль кис­
лорода?
25. Сколько молей хлороводорода занимают объем
11,2 л при нормальных условиях? Вычислите массу этого
количества вещества.
26. Вычислите, при каком давлении 14 г азота займут
объем 1 л, если температура 27 °С.
27. Сколько молекул будет содержаться в 1 мл хлора
при температуре 27 °С и давлении 1,2 атм?
28. Вычислите массу аммиака, заключенного в баллон
емкостью 12 л при температуре 77 °С и давлении 2,5 атм.
Сколько молекул содержится в этом его количестве?
29. Какой объем при температуре 97 °С и давлении
0,8 атм займут 100 г газообразного вещества, если моле­
кулярная масса его 28 у. ед.?
30. При какой температуре масса 1 л хлора, находя­
щегося при давлении 1 атм, составит 1 г?
31. При какой температуре масса 2 л углекислого га­
за, находящегося при давлении 1 атм, составит 2,2 г?
32. Вычислите массу азота, находящегося в баллоне
емкостью 10 л при температуре 77 °С и давлении 3,5 атм.
I
33. Кислород, занимающий объем 5,8 л при темпера­
туре 17"С и давлении 0,95 атм,..превратили в озон.
Сколько молекул озона получилось -п|>'й этом?
34. Сколько молекул кислорода образуется при раз­
ложении 4,8е г озона? Какой объем они займут при-тем­
пературе 17 С и давлении 1,12 атм?
•№•&'1
35. При нормальных условиях масса 1 л угарного газа
равна 1,25 г. При каком давлении 1,4 г угарного газа зай­
мут объем, равный 4 л (температура постоянная)?
36. Масса сосуда емкостью 112 л, заполненного возду­
хом при нормальных условиях, составляет 2,5 кг. Вычис­
лите массу этого сосуда, наполненного хлором при дав­
лении 5 атм.
37. В каком объеме воздуха при нормальных услови­
ях содержится 5 моль азота?
38. При 0 °С смешали 2,8 л азота, взятого при давле­
нии 2 атм, и 8 л кислорода, взятого при давлении 1,4 атм.
Вычислите молярную концентрацию каждого из газов в
полученной смеси, если объем ее равен 4 л.
39. Смешали 3С л метана, взятого при давлении 1 атм
и температуре 27 С, и 2,9 л углекислого газа, взятого при
давлении 1 атм и температуре 17 °С. Вычислите молярную
концентрацию каждого из газов в смеси, если объем ее
равен-6 л.
**£§-&•'
40. Как изменится давление в закрытых сосудах, за­
полненных кислородом, если в них сжечь твердые: 1) сеРУ; 2) уголь; 3) кальций? Объемом твердых веществ
можно пренебречь В каком случае ответ может быть
неоднозначным?
41. Какое давление будет производить 1 моль любого
газа, занимающего объем, равный 1 л, при температуре:
1) 0°С;2) 27 °С?
42. Масса 1 л газа, взятого при нормальных условиях,
составляет 1,43 г, масса второго газа при тех же усло­
виях — 0,09 г. Найдите число молекул во взятых объемах
газов. Исключите лишние данные из условия задачи. Про­
изведите расчет.
^.гж*^
43. Вычислите, в какой 25
массе кислорода и в какой мас­
се воды содержится по 10 молекул. Дополните условие
задачи так, чтобы можно было вычислить,
в каком объ­
25
еме кислорода и воды содержится по 10 молекул. Про­
изведите расчет.
44. В сосуде объемом 10 л содержится ДО20 молекул.
8
Дополните условие задачи таким образом, чтобы можно
было вычислить давление в сосуде.
45. Сколько молекул азота и кислорода будет нахо­
диться при нормальных условиях в 896 мл газовой смеси,
содержащей по объему 50% азота и 50% кислорода?
Исключите из условия лишние данные и произведите
расчет.
46. 10 л воздуха содержат 6 -10~5 мл ксенона. В каком
объеме воздуха при нормальных условиях содержится
1012 молекул ксенона?
47. Вычислите молекулярную массу газа, если масса
280 мл его при температуре 21 °С и давлении 2 атм равна
0,65 г.
48. Вычислите молекулярную массу газа, если извест­
но, что масса 800 л его при температуре —9 °С и давлении
1,64 атм равна 1 кг.
49. Масса 2 л газа, измеренного при температуре 91 °С
и давлении 1,5 атм, равна 4,43 г. Вычислите плотность
газа по водороду.
50. Плотность газа по водороду равна 29. Вычислите
плотность газа по воздуху.
51. Масса 2 л газа составляет 2,59 г. Дополните усло­
вие задачи таким образом, чтобы можно было вычислить
молекулярную массу газа.
52. Молекулярная масса сульфида некоторого элемен­
та главной подгруппы четвертой группы Периодической
системы элементов относится к молекулярной массе бро­
мида этого же элемента, как 23 :87. Вычислите атомную
массу элемента. Что это за элемент? Проанализируйте
возможные варианты решения задачи.
53. Молекулярная масса оксида четырехвалентного
элемента относится к молекулярной массе хлорида того
же элемента, как 2 : 7 . Определите атомную массу и на­
:
звание элемента.
^Ш
54. Какой объем при температуре 27 °С и давлении
1,2 атм будет занимать водород, полученный действием
3 г натрия на этиловый спирт?
55. Сколько литров сернистого газа образуется при
сжигании серы, если для этого взяты 19 л кислорода при
температуре 27 °С и давлении 0,9 атм и объем получен­
ного сернистого газа приведен к тем же условиям? Можно
ли считать какие-то данные в условии задачи лишними?
Можно-ли дать ответ, не производя расчета?
9
56. Сколько граммом бертолетовой соли нужно взять,
чтобы выделенным из нее кислородом окислить метай и
получить при нормальных условиях 33,0 л углекислого
газа?
57. Какое из веществ — бертолетову соль или псрмаигаиат калия — целесообразнее взять и в каким количест­
ве, чтобы заполнить кислородом газометр емкостью 14 л
при температуре 7 °С и давлении 0,95 атм?
58. При нагревании некоторого количества гндрокарбоната натрия масса исходного продукта уменьшилась
на 9,3 г. Вычислите массу взятого вещества. Дополните
условие задачи так, чтобы можно было рассчитать объем
выделившихся продуктов. Произведите расчет.
59. Через озонатор пропущены 10 л кислорода. При
этом 12% его перешло в озон. Каков объем полученного
озонированного кислорода и каково в нем процентное со­
держание озона?
60. Какой объем озонированного кислорода, содержа­
щего 6% озона по объему, необходим для сжигания 2 л
водорода? Объемы газов измерены при одинаковых усло­
виях.
61. Какой объем водорода нужен для превращения в
воду 1 л озонированного кислорода, содержащего по объ­
ему 5% озона? Объемы газов измерялись при одинаковых
условиях.
62. Какой объем кислорода потребуется для взаимо­
действия его с 1 л смеси водорода с оксидом азота (II)?
Изменится ли этот объем, если будут изменены условия,
при которых измеряются объемы смеси и кислорода?
Случайно ли в условии задачи не указан количественный
состав смеси?
63. Какой объем кислорода потребуется для сжигания
одного объема смесп водорода с оксидом углерода (II)?
Зависит ли этот объем от количественного состава смеси?
64. Вычислите массу 1 л газовой смеси, состоящей по
объему из 40% оксида углерода (II) п 60% оксида угле­
рода (IV), при температуре 27 °С и давлении 2 атм.
65. Вычислите массу 1 л (при н. у.) газовой смеси,
состоящей по массе из 65% оксида углерода (II) и
35% водорода.
66. Вычислите массу 2 л газовой смеси, содержащей
по объему 30% водорода, 30% углекислого газа, 20%
азота и 20% угарного газа, при 0°С и давлении 0,5 атм,
67. Масса 1 л смеси азота с водородом при температу­
ре О °С и давлении 2 атм равна 1 г. Вычислите процентное
(по объему) содержание азота в смеси.
68. При температуре 91 °С и давлении 1 атм масса 28 л
смеси оксидов углерода (II и IV) составляет 30 г. Вычис­
лите объемный состав этой смеси в процентах.
69. Вычислите плотность смеси оксидов углерода (II
и IV) по водороду, если известно, что оксид углерода (II)
составляет в смеси 20 объемных процентов. Вычислите
массу 1 л такой смеси при температуре 27 °С и давлении
1 атм.
70. Имеется смесь метана и кислорода с плотностью
1 г/л (при и. у.). Вычислите молярный состав смеси.
71. Вычислите объемный состав смеси водорода с кис­
лородом, если плотность смеси по водороду равна 7.
72. В каком объемном отношении нужно смешать во­
дород и оксид углерода (II), чтобы получить смесь газов
с плотностью 1 г/л (при н. у.) ?
73. Какова будет плотность по водороду газовой сме­
си, полученной при условии полного перевода содержаще­
гося в воздухе кислорода (21% по объему) в озон, при
нормальных условиях?
74. При нормальных условиях масса 10,6 л смеси азо­
та с водородом равна 6,57 г. Каков состав газовой смеси?
75. Взорвали 140 мл смеси водорода и кислорода. По­
сле окончания реакции и приведения газов к первона­
чальным условиям в сосуде осталось 20 мл водорода. Вы­
числите процентный состав исходной газовой смеси.
76. Через избыток раствора иоднда натрия пропустили
200 мл (при н. у.) газовой смеси, используемой для по­
лучения хлороводорода. При этом выделилось 0,508 г
иода. Каков состав газовой смеси и какое количество хло­
роводорода можно было бы из нее получить?
77. Объем смеси оксида углерода (II) с кислородом
равен 200 мл. После сгорания всего оксида углерода за
счет находившегося в смеси кислорода и приведения объ­
ема газов к первоначальным условиям получено 150 мл
новой смеси газов. Вычислите в процентах объемный со­
став исходной смеси.
78. К 80 мл смеси водорода и азота при 0 °С добавили
100 мл кислорода и подожгли. После окончания реакции
и приведения газов к первоначальным условиям их объем
составил 150 мл. В этой конечной смеси на долю кислоU
рода приходилось 60% по объему. Вычислите в процен­
тах объемный состав исходной смеси.
79. Объем смеси сернистого газа и кислорода при тем­
пературе выше комнатной составляет 120 мл. После ре­
акции между газами и приведения полученной смеси к
первоначальным условиям объем сократился на 20 мл.
Вычислите объемный состав исходной смеси. Почему
здесь возможен неоднозначный ответ? Как дополнить
условие задачи, чтобы ответ стал однозначным?
80. Для определения содержания кислорода в воздухе
200 мл последнего смешали со 100 мл водорода и смесь
взорвали. После окончания реакции и конденсации паров
воды остаток газов составил 174 мл. Учитывая, что все
объемы газов измерялись при. одинаковых условиях, вы­
числите процентное (по объему) содержание кислорода
в воздухе.
81. К 50 мл смеси двух оксидов углерода (II и IV) до­
бавили 100 мл кислорода и подожгли. В результате реак­
ции общий объем газов уменьшился на 10%. Учитывая,
что все объемы измерялись при одинаковых условиях,
вычислите в процентах объемный состав исходной смеси;
82. Подожгли 50 мл смеси бутана и кислорода (взят
в избытке). После окончания реакции и приведения га­
зов к первоначальным условиям объем сократился на
17,5 мл. Вычислите в процентах объемный состав исход­
ной и полученной после реакции газовых смесей.
83. Подожгли 100 мл смеси пропана и кислорода (взят
в избытке). После окончания реакции и приведения га­
дов к первоначальным условиям объем их составил 70 мл.
Вычислите в процентах объемный состав исходной и по­
лученной после реакции газовых смесей.
84. Через раствор щелочи пропустили 100 мл смеси га­
зов, полученных при обработке водяными парами раска­
ленного чистого угля. При этом объем газовой смеси со­
кратился на 5 мл. Вычислите в процентах объемный со­
став газа.
85. Смесь водорода с азотом сожгли в избытке кисло­
рода. После окончания реакции и приведения газов к пер­
воначальным условиям (вода сконденсировалась) умень­
шение объема газов оказалось равным объему исходной
Смеси водорода с азотом. Вычислите объемное соотноше­
ние газов в смеси.
86. К 60 мл смеси азота с метаном добавили 60 мл
12
кислорода (взят в избытке) и подожгли. После окончания
реакции и конденсации паров воды объем газов составил
80 мл. Учитывая, что все объемы газов измерялись при
одинаковых условиях, вычислите содержание азота в
исходной смеси.
87. К 100 мл смеси водорода и азота добавили 40 мл
кислорода и смесь подожгли. Учитывая, что после взры­
ва осталось 20 мл газа и что все объемы газов измерялись
при одинаковых условиях, вычислите в процентах объем­
ный состав исходной смеси. Проанализируйте возмож­
ность решения задачи, если полностью прореагировали:
а) кислород; б) водород; в) оба газа.
88. К 20 мл смеси кислорода с азотом добавили 24 мл
водорода и смесь подожгли. Учитывая, что после реакции
осталось 8 мл газа и что все объемы газов измерялись
при одинаковых условиях, вычислите в процентах объем­
ный состав смеси азота с кислородом. Проанализируйте
возможность решения задачи, если полностью прореаги­
ровали: а) водород; б) кислород; в) оба газа.
89. В каком объемном отношении следует смешать
метан и водород, чтобы для полного сгорания любого объ­
ема этой смеси расходовался такой же объем кислорода,
взятого при тех же условиях? Изменится ли это отноше­
ние, если изменить условия, при которых измеряются объ­
емы смеси и кислорода?
90. В каком объемном отношении следует смешать ме­
тан и угарный газ, чтобы для полного сгорания любого
объема этой смеси расходовался такой же объем кисло­
рода, взятого при тех же условиях? Изменится ли это от­
ношение, если изменить условия, при которых измеряют­
ся объемы смеси и кислорода?
91. Рассчитайте, какой объем кислорода нужен для
сжигания А л смеси метана и оксида углерода (II), взя­
тых соответственно в объемном отношении 1:4. Все объ­
емы газов измерялись при одинаковых условиях.
92. К 3 л (при н. у.) смеси оксидов азота (II и IV) с
плотностью по водороду 18,2 добавили 2 л кислорода.
Все объемы газов измерены при одинаковых условиях.
Вычислите сокращение общего объема после добавления
кислорода.
93. К 4,2 л (при н. у.) смеси оксидов углерода (II и IV)
с плотностью по водороду примерно 19,33 добавили 1 л
кислорода и смесь подожгли. Вычислите сокращение об13
щего объема газов при этом. Все объемы измерялись при
одинаковых условиях.
94. Плотность по водороду смеси водорода, метана и
оксида углерода (II) равна 7,8. Для полного сгорания
одного объема этой смеси требуется 1,4 объема кислоро­
да. Вычислите в процентах объемный состав смеси.
95. Плотность по водороду смеси водорода, этилена и
этана равна 11. Для полного сгорания 5,6 л этой смеси
требуется 14 л кислорода. Вычислите в процентах объем­
ный состав смеси.
96. При сжигании 8,96 л смеси метана, угарного газа
и этана получено 13,44 л углекислого газа. Вычислите мо­
лярное содержание в горючей смеси этана, если объемы
газов измерены при нормальных условиях.
97. Смешали 7 л оксида азота (II) и 3 л кислорода.
Вычислите объемный состав смеси в тот момент реакции,
когда количество оксида уменьшится на 4i, если давле­
ние и температура постоянны.
98. Смешали 6 л аммиака и 2 л хлороводорода при
комнатной температуре. Вычислите объемный состав га­
зовой смеси в момент реакции, когда прореагировало 90%
хлороводорода, если температура и давление постоянны,
а объемом твердого вещества "можно пренебречь.
99. При определенных условиях смешали 4 моль окси­
да углерода (II) и 5 моль кислорода. Вычислите в про­
центах объемный состав газовой смеси к моменту, когда
прореагировало 50% оксида углерода.
100. При прохождении смеси равных объемов кисло­
рода и сернистого газа над катализатором при темпера­
туре ~400 °С 60% сернистого газа вступает в реакцию.
Вычислите в процентах объемный состав полученной сме­
си, если температура и давление постоянны.
101. В замкнутом сосуде имеется 100 моль смеси азота
и водорода в отношении 1:3. Давление смеси 300 атм.
Вычислите состав и давление смеси после того, как 10%
азота вступило в реакцию и газы приведены к первона­
чальной температуре.
102. В замкнутом стальном цилиндре при давлении
400 атм содержится 200 моль азота и водорода в отноше­
нии 1:4. Вычислите молярный состав и давление газов
после того, как 30% азота вступило в реакцию с водоро­
дом. Температура в цилиндре поддерживалась посто­
янной,
14
. 103. В замкнутом сосуде, наполненном кислородом-,
прокалены 11,6 г карбоната железа (II). Объем сосуда
3,36 л. Первоначальное давление в нем 1 атм. Рассчитай­
те давление в сосуде после прокаливания и охлаждения
до исходной температуры (0*С). Объемом твердых ве­
ществ можно пренебречь.
104. В замкнутом сосуде емкостью 1,12 л прокалены
3,31 г нитрата свинца. Первоначальное давление в сосу­
де 1 атм. Рассчитайте давление в нем после прокалива­
ния я охлаждения до исходной температуры (0 °С). Объ­
емом твердых веществ можно пренебречь.
105. В замкнутом сосуде объемом А л помещены В г
карбоната кальция и прокалены. Вычислите давление в
сосуде после прокаливания и установления первоначаль­
ной температуры (0°С), если начальное давление 1 атм.
а изменением объема твердого вещества можно пре­
небречь.
106. Вычислите давление газовой смеси, полученной в
результате полного озонирования 1 л воздуха при нор­
мальных условиях.
107. В сосуд емкостью 500 мл, из которого выкачан
воздух, заключены 300 мл азота и 100 мл водорода, из­
меренных при температуре 7 °С и давлении 0,74 атм. Вы­
числите давление в сосуде при температуре 17 °С.
108. Масса смеси водорода с азотом, находящейся при
27 °С в сосуде объемом 20 л и содержащей 12,5% (по
массе) водорода, равна 64 г. Вычислите давление в со­
суде.
109. В замкнутый сосуд при температуре 0 °С внесены
3 л кислорода и 4 л водорода. Как изменится давление в
сосуде, если одно из веществ прореагирует полностью,
после чего будет восстановлена первоначальная темпе­
ратура? Объемом сконденсированной воды можно пре­
небречь.
НО. Смесь водорода с хлором, взятых в объемном от­
ношении 3 : 2 , поместили в закрытый стеклянный сосуд
над водой и рядом сожгли ленту магния. Как изменится
давление в сосуде, если известно, что при этом прореаги­
ровало хлора: а) 50%; б) 75%? Упругостью водяных па­
ров и растворенного вещества можно пренебречь.
111. В замкнутом сосуде емкостью 1 л при нормальных
условиях находятся 200 мл 320%-ного раствора серной
кислоты (плотность 1,14 г/см ) и 0,65 г цинка. Каково бу15
дет давление в сосуде после окончания реакции, если
температура в нем поддерживалась постоянной? Измене­
нием объема раствора и твердого вещества можно пре­
небречь.
112. В замкнутом стальном цилиндре при давлении
160 атм содержатся 160 моль смеси оксида углерода (II)
и кислорода в объемном отношении 1 :3. Вычислите мо­
лярный состав и давление газов после того, как 50% ок­
сида вступило в реакцию с кислородом. Температура в
цилиндре поддерживалась постоянной.
ИЗ. В замкнутом стальном цилиндре емкостью 200 мл
находится 5,4 г черного пороха. Какое приблизительно
давление будет в цилиндре после разложения всего исход­
ного количества черного пороха
2KN0 3 +ЗС + S = K 2 S+3C0 2 +N 2 ,
если температура станет равной первоначальной (0°С)?
Объемом твердого продукта можно пренебречь.
114. Выведите формулу для расчета объема кислоро­
да при нормальных условиях, нужного для полного сго­
рания 1 г разных по составу углеводородов. Проверьте
применимость выведенной формулы для случая сгорания
СгНб, С2Н4, C2H2.
115. Выразите значение эквивалентной массы хими­
ческого элемента через его атомную массу и валентность.
116. Является ли эквивалентная масса элемента всегда
постоянной величиной? Может ли атомная масса элемен­
та быть равной эквивалентной массе?
117. Как изменяется с увеличением порядкового номе­
ра численное значение эквивалентной массы у элементов
подгруппы: а) щелочных металлов; б) щелочноземель­
ных металлов?
118. Выразите значение эквивалентной массы химиче­
ского соединения (основания, кислоты, соли) через его
молекулярную массу.
119. Будет ли постоянным значение эквивалентной мас­
сы перманганата калия в реакциях его восстановления до
КгМпО-ь МпОг, соли марганца (II); хлорной кислоты в
реакции взаимодействия ее со щелочью и в окислитель­
но-восстановительных реакциях при восстановлении
до
:
свободного хлора, до НС1?
• $М£
120. При разложении 1,442 г иодида некоторого двух­
валентного металла на нагретой до соответствующей
16
температуры пластинке масса ее увеличилась на 0,442 г.
Определите, иодид какого металла взят.
121. Эквивалентная масса некоторого металла равна 9.
Сколько граммов этого металла нужно взять, чтобы при
растворении его в кислоте выделилось 2,24 л (при нор­
мальных условиях) водорода? Измените первоначальное
давление таким образом, чтобы то же количество водоро­
да заняло объем 1,4 л.
122. При взаимодействии 2,25 г некоторого металла,
принадлежащего ко второй группе Периодической систе­
мы, с соляной кислотой выделяется 5,6 л (при нормаль­
ных условиях) водорода. Какой это металл?
123. 0,45 г некоторого металла, принадлежащего к
третьей группе Периодической системы, находясь в вод­
ном растворе хлорида меди (II), могут вытеснить 1,6 г
меди. Эквивалентная масса меди 32. Какой это металл?
124. 7 г железа вытесняют из кислоты 3,2 л водорода,
измеренного при температуре 39 °С и давлении 1 атм. Ка­
кова валентность железа в образующемся соединении?
125. 0,18 г металла вытесняют из раствора соли 0,56 г
второго металла. При растворении этого же количества
(0,56 г) второго металла в кислоте выделяется 200 мл во­
дорода, измеренного при температуре 0°С и давлении
1,12 атм. Вычислите эквивалентную массу первого ме­
талла.
126. При накаливании в токе водорода двух оксидов
одного и того же металла найдено, что из 1 г первого ок­
сида образуется 0,126 г воды, а из 1 г второго — 0,226 г
воды. Вычислите эквивалентные массы металла. Для ка­
ких элементов возможно несколько значений эквивалент­
ных масс? Приведите примеры.
127. В зависимости от условий один и тот же металл
образует два соединения с хлором. Вычислите эквивален­
ты металла в этих соединениях, если известно, что на до­
лю хлора в моле первого соединения приходится 55,90%,
второго — 65,54% и эквивалентная масса хлора 35,5.
128. При растворении 2 г металла в воде выделилось
1,23 л газа, измеренного при температуре 27 °С и давле­
нии 1 атм. Вычислите эквивалентную массу металла. До­
полните условие задачи так, чтобы можно было опреде­
лить, какой металл взят.
129. При взаимодействии 0,9 г некоторого металла с
серой образовалось 2,5 г сульфида. Вычислите эквнва17
лентную массу металла. Дополните условие задачи так,
чтобы можно было определить атомную массу металла.
130. После обработки нитратом серебра 0,49 г хлори­
да некоторого металла образовалось 0,86 г осадка. Вы­
числите эквивалентную массу металла во взятом хлориде.
131. Эквивалентная масса некоторого элемента рав­
на 6. Вычислите процентное содержание кислорода в
оксиде этого элемента.
132. Имеются хлорид и оксид некоторого элемента,
проявляющего в своих соединениях валентность 3 и 5.
Содержание хлора в хлориде 77,45%, кислорода в окси­
де— 56,33%. Определите элемент и установите формулы
рассматриваемых веществ.
133. Некоторый р-элемент, проявляющий переменную
валентность, образует два хлорида и два оксида. Про­
центное содержание хлора в хлоридах имеет отношение
1:1,271, кислорода в оксидах— 1:1,501 при условии, что
валентность элемента в хлоридах и оксидах соответствен­
но одинакова. Определите атомную массу и название
элемента.
§ 2. Строение атома. Химическая связь
134. Как можно объяснить, что атомные массы боль­
шинства элементов Периодической системы имеют дроб­
ные значения?
135. Количеством каких частиц отличаются друг от
друга ядра атомов изотопов одного и того же элемента?
136. Различаются ли между собой по химическим
свойствам изотопы, по физическим — изобары элементов?
137; По каким свойствам, физическим или химиче­
ским, различаются между собой изотопы водорода?
138. Какое изменение в атомной массе происходит при
а-, (К урадиоактивном распаде?
139. Какое место в Периодической системе относитель­
но положения исходного атома будут занимать продук­
ты радиоактивного распада в случае испускания а-частиц;
р-частнщ V излучения?
140. Химический элемент состоит из двух изотопов, на­
ходящихся в атомном отношении 9 : 1 . Ядро первого изо­
топа содержит 10 нейтронов и 10 протонов. В ядре второ­
го изотопа нейтронов на 2 больше. Вычислите среднюю
атомную массу элемента.
18
вз
e5
141. Природная медь состоит
из
изотопов
Си
и
Cu.
63
65
Отношение числа атомов Си к числу атомов Си в сме­
си равно 2,45:1,05. Рассчитайте среднюю атомную массу
меди.
142. Сколько различных видов молекул находится в
хлороводороде, если учесть, что входящие в его состав
хлор и водород состоят из двух изотопов с атомными мас­
сами соответственно 35 и 37; 1 и 2? Каковы молекуляр­
ные массы этих разновидностей хлоро водород а?
143. Сколько а-частиц образуется за 1 с при распаде
радия,
содержащегося в 1,05 г нитрата
радия, если 1 г ра­
S26
10
дия Ra испускает в 1 с 3,7 • 10 а-частиц?
' 144. Сколько граммов хлорида12плутония (III) необхо­
димо взять для получения
8,4 • 10 а-частиц за 18ч, если
2
известно, что 1 мг звРи испускает в 1 мин. 1,4 • 10 а-час­
тиц?
145. Период полураспада изотопа 55Fe равен 4 годам.
Через сколько лет масса железа, взятого в виде указан­
ного изотопа, равная 1 г, вследствие радиоактивного
рас­
:
!
пада уменьшится до 62,5 мг?
\' \^210
146. Период полураспада изотопа РЬ равен 19,4 го­
да. Через сколько лет масса свинца, взятого в виде ука­
занного изотопа, равная 2 г, вследствие радиоактивного
распада уменьшится до 250 мг?
147. Действию тяжелой воды подвергли 73 г хлороводорода, в результате чего протекает процесс
HC1+D 2 0=DC1+HD0.
Через некоторое время масса исходного хлороводорода
увеличилась до 73,5 г. Вычислите, какое количество НС1
превратилось в DC1.
148. Сколько электронных слоев у атомов с количест­
вом протонов в ядре: 3; 7; 15; 19?
149. Атомы элементов имеют следующее распределе­
ние электронов по слоям: 2, 8, 3; 2, 8, 18, 1. Определите
порядковый номер и название элементов.
150. Атомы двух элементов содержат в ядре 11 прото­
нов и 12 нейтронов; 16 протонов и 16 нейтронов. Опреде­
лите атомные массы, порядковые номера и число валент­
ных электронов этих элементов.
*МШ151. В атоме содержится 16 электронов. Приведите
схему строения его электронных оболочек. Сколько про­
тонов содержится в ядре такого атома?
19
152. Ядро атома содержит 30 нейтронов, электронные
оболочки —25 электронов. Какой это элемент? Приводи­
те схему строения его электронных оболочек.
153. Атом элемента VII группу Периодической систе­
мы состоит из 28 элементарных частиц, а атом элемента
V группы —из 21. Каков заряд ядер этих атомов? При­
ведите схему строения их электронных оболочек.
154. Найдите ошибки в следующих схемах строения
электронных оболочек атомов и исправьте их:
1) 2, 8, 18, 2;
4) 2, 8, 19, 1;
2)2,10,8,1;
5) 2,6, 6.
3) 2, 8, 8;
155. Почему при формировании электронного слоя
первыми заполняются s-орбнтали?
156. Атомы каких элементов в невозбужденном со­
стоянии имеют следующие структуры внешнего слоя:
«.им t I t T
'
S I
:<г\ТТ Т Т Т 1
S
Р
8
ИИ
I
I .">
157. Какие ошибки допущены в схемах распределения
электронов внешних слоев в невозбужденных атомах
«и ч ч Л"
• ч и н * ITT
s I
р
*исщюда\\\\\\\и\
s I
Р
\? '
р
158. Какие из нижеперечисленных факторов определя­
ют энергию электрона в атоме: 1) заряд ядра; 2) удален­
ность электрона от ядра (номер электронного слоя);
3) форма электронного облака (форма атомной орбита20
ли); 4) ориентация электронного облака в пространстве;
5) количество электронных слоев, расположенных ближе
к ядру; G) электронная конфигурация слоя?
159. Одинаковы ли по энергии два электрона со сле­
дующими наборами квантовых чисел: 1) пх = 3, 4 = О,
ml = 0, Si = + - i . и 1ц я 3, /а = 1, щ = — 1, sa = — у ;
2) nL = 3, 4 = 1 , J»! = 0, Si = + ~ и /ig = 3, 4 = 1, m^=
- — 1, Sa = — -L; 3) /и = 3, 4 = 1, mt = 0, sx - + у И
яя = *» 4 = 1 » '"a = О» sa = Н
? В каком случае энергия минимальна? В каком случае 2 электрона находятся
на одном энергетическом уровне; на одном уровне и одном
подуровне?
160. С учетом изменения электронной структуры при
превращении атома в катион и анион проанализируйте
правомерность следующих соотношений радиусов атомов
(гв) и радиусов ионов (гкатион и ганион)
' катион ^ *а ^ ''анион
'"катион+ ^ ^катион*"'"
161. Чем объяснить периодичность в свойствах эле­
ментов при последовательном увеличении заряда ядер
атомов?
162. Проанализируйте, насколько структура Периоди­
ческой системы отражает закономерности структуры
электронных слоев атомов.
163. Существуют ли четкие границы начала и конца
таблицы Периодической системы элементов?
164. Какое можно привести обоснование того, что
I период Периодической системы содержит лишь 2 эле­
мента? Насколько правомерны попытки поисков новых
элементов, которые бы принадлежали I периоду?
165. Почему в середине Периодической системы появ­
ляется группа элементов (лантаноиды), у которых увели­
чение порядкового номера не вызывает существенного из­
менения их химических свойств?
166. Для всех ли элементов номер группы соответст­
вует количеству электронов в последнем слое атомов?
21
167. Какие из химических элементов могут проявлять
переменную валентность?
168. Чем можно объяснить, что фтор и5хлор, имея оди­
наковую электронную конфигурацию s-p внешнего эле­
ктронного слоя атомов, могут проявлять различную ва­
лентность: фтор — 1; хлор — 1, 3, 5,7?
169. Чем можно объяснить, что сера в своих соедине­
ниях проявляет четную валентность (2, 4, 6), а хлор —
нечетную (1,3, 5, 7)?
170. При объяснении валентных возможностей хлора
допускается
возможность
возбуждения8 его атомов по схе­
ъ
1
мам 3&р -+ SsVrf -*- 3sV^-^SsVd - Почему аналогич­
ное возбуждение атома аргона и образование таким воз­
бужденным атомом химических связей считается невоз­
можным?
171. Энергии
возбуждения атома азота по схеме
2 2 3
2 l 3 l
]s 2s p —*ls 2s p 3s (в результате чего у атома появля­
ется 5 неспаренных электронов) приписывают значение
1141, 14 кДж/моль. Учитывая, что энергия связи атома
азота с атомом другого элемента ниже 400 кДж/моль
(так, энергия связей N—N, N—Н, N—С1 соответственно
равна 112,9; 388,7; 200,6 кДж/моль), оцените с позиций
энергетической выгодности возможность проявления азо­
том валентности, равной 5.
172. Почему в химической литературе можно встре­
тить неоднозначную оценку валентности азота (3, 4, 5)?
173. Какие из приведенных формул соответствуют мо­
лекулам и какие — свободным радикалам: СНз, NH3,
С2Н5, РС1з, ОН, НС1, А1С!3, С2Н3?
174. На примере водорода, азота, фосфора, кислорода,
серы, фтора, хлора, меди и серебра проанализируйте, на­
сколько справедливо утверждение, что валентность эле­
ментов численно равна номеру группы Периодической
системы, в которой расположен элемент.
175. Как согласовать валентность кислорода и азота
(соответственно 2 и 3) со способностью этих атомов к об­
разованию большего, чем число валентности,+ количества
химических связей (например, в ионах Н 3 0 и NHj)?
176. С учетом приведенной для элементов II периода
таблицы проанализируйте, насколько полно охватывают
представления о валентности элементов все реальные
22
возможности образования атомами элементов химических
связей
Элемент
валентность
гидриды
фториды
LI Be
1 2
LiH BeH2
LiF BeF„ BeFj"
В
С N
О
3
4 3
2
BH3 BJT" CH4 NH„ NH+ Н,0, Н а О +
BFa, BFf- CF4 NF,
* F,0
177. Какова природа связей, обусловливающих при­
соединение иона Н+ к молекулам Н,0 и NH3 с образо­
ванием соответственно ионов Н30+ и NH*: 1) валентные
связи (т. е. образующиеся в результате спаривания двух
одиночных электронов от двух разных атомов); 2) водо­
родные связи; 3) донорно-акцепторные связи; 4) вандерваальсовы связи (т. е. возникающие между молекулами);
5) связи за счет сил гравитационного взаимодействия?
178. Выскажите предположение о возможности обра­
зования атомами углерода и фосфора по аналогии с ато­
мами азота и кислорода соединений состава СНз", РН*.
179. Может ли атом элемента, который образовал не­
сколько химических связей, иметь нулевую степень окис­
ления (окислительное число) ?
180. Всегда ли валентность и степень окисления (окис­
лительное число) атома численно равны? Рассмотрите
на примере углерода в следующих соединениях: СН4;
СНзОН; НСНО; НСООН; C2Hi; QH 4 ; C2H5OH.
181. Оцените валентность и степень окисления (окис­
лительное число) атома азота в молекуле аммиака и ноне
аммония; атома кислорода в молекулах воды и перокснда водорода, в ионе гидроксония.
182. Определите степень окисления (окислительное
число) атомов в следующих соединениях: LiH; HF; Н 2 0;
F 2 0; C1F3; IF7; IC1.
183. При наличии какой из связей, а- или л-, затруд­
нено вращение атомов углерода в молекуле углеводорода?
184. Какие, на ваш взгляд, химические связи — ион­
ная, полярная, неполярная — осуществляются в вещест­
вах: фтороводороде, фториде рубидия, этане, углекислом
газе, серной кислоте, фторе?
185. Какое количество электронных пар принимает
23
участие в образовании связи в молекулах брома, кисло­
рода, азота и воды?
186. Какая химическая связь более прочна: одинарная
или кратная (двойная, тройная) ?
187. Можно ли считать, что двойная связь в 2 раза
прочнее одинарной?
188. Как согласовать нарастание прочности связи в
ряду С—С; С=*С; СззС (энергия связи соответственно
равна 326; 585 и 806 кДж/моль) с увеличением реакцион­
ной способности в ряду С2Н6; С2Н4; СгН2?
189. Как можно объяснить изменение прочности свя­
зи (Е —-энергия связи, кДж/моль) в приведенном ряду:
связь
Е
N—N
113
N=N
334
NsN
940
190. Какие связи, о- или л-, образуются в результате
перекрывания облаков двух s-электронов; 5- и р-электронов; двух р-электронов?
191. Какие связи, с- или я-, образуются в молекулах
водорода, фтора, хлороводорода, кислорода, углекислого
газа?
192. Учитывая значение электроотрицательности эле­
ментов, оцените, какая связь в ряду хлоридов элементов
II периода наиболее и какая наименее поляриа: LiCl,
ВеС12, ВС13, ССЦ, NC13, OCl2, FC1?
193. Как согласовать структурную формулу молеку­
лы бензола, предложенную Кекулс (с чередующимися
одинарными и кратными связями в ней, которые должны
соответственно различаться по длине и прочности), с
тем, что молекула бензола имеет форму правильного
шестиугольника и все связи между атомами углерода в
ней равноценны?
194. С учетом возможных (sp, sp2 и spa) типов гибри­
дизации атомных орбиталей углерода и направленности
гибридных орбиталей (соответственно линейной, плос­
костной с углом между осями 120° и тетраэдрнческой)
охарактеризуйте пространственную конфигурацию моле­
кул метана, этана, этилена, ацетилена, бензола.
195. .Учитывая электронную структуру атомов бора,
углерода, азота и фтора, выясните возможность взанмо24
действия с образованием донорно-акцепторной связи мо­
лекул: а) фторида бора и аммиака; б) фторида углерода
и аммиака.
196. Как с учётом 5/?3-гибрндного состояния (тетраэдрическая направленность гибридных орбита л ей) атома
азота объяснить пирамидальную форму молекулы ам­
миака и тетраэдр и ческую форму иона аммония?
197. Как различаются по своей природе связи в моле­
куле Н 2 0, ионе
НэО+, ассоциате (Н20) п и гидратирован2+
ном ионе Fe - (H20)7,, находящемся в растворе?
198. Сравните по прочности связи между атомами во­
дорода и кислорода в молекулах воды; между молекула­
ми водорода и кислорода; между молекулами воды.
199. Учитывая способность молекул воды к образова­
нию водородных связей, объясните, почему плотность
льда меньше, чем плотность жидкой воды.
200. Объясните различие в температуре кипения двух
веществ с одинаковой формулой С2НбО: одно из них (дипольный момент молекулы 1JD) кипит при 78,4 °С, дру­
гое (дипольный момент 1,3/)) при — 23,6 °С. Какие это
вещества?
201. Объясните различие в температуре кипения ве­
ществ с. одинаковой общей формулой СзНбОг'.ИНС
(пропионовая кислота), 57 °С (метилацетат), 54°С (этилформиат). •
§ 3. Растворы
202. Может ли раствор быть одновременно насыщен­
ным и разбавленным, концентрированным и ненасы­
щенным?
203. В 50 г одного раствора содержится 0,045 г суль­
фата кальция, в 50 г второго — 4,5 г хлорида кальция.
Какой из растворов будет насыщенным и какой разбав­
ленным, если растворимость сульфата кальция и хлорида
кальция при этой температуре равна соответственно 0,1 г
и 39,4 г на 100 г раствора?
204. Перечислите известные вам виды концентраций.
205. Выразите в граммах на 100 г воды концентрацию
26,5%-ного раствора хлорида натрия.
.206. К 500 мл 10%-ного
раствора серной кислоты
3
(плотность. 1,07 г/см ) добавили 200 мл 20%-ного ее рас25
твора (плотность 1,14 г/см3). Вычислите процентную кон­
центрацию конечного раствора. *
207. Смешали 800 кг 30% -иого раствора серной кис­
лоты с 200 кг 20%-иого раствора азотной кислоты. Вы­
числите процентную концентрацию серной и азотной кис- .
лот в смеси.
208. Сколько миллилитров воды необходимо доба­
вить к 100 мл 60%-ного
раствора фосфорной кислоты
3
(плотность 1,43 г/см ), чтобы получить 40%-ный раствор?
209. Сколько миллилитров воды необходимо добавить
к 200 мл 10%-иого раствора гидроксида натрия (плот­
ность 1,1 г/см3), чтобы получить 5%-ный раствор?
210. При упаривании 76,336 л 28%-иого
раствора гид­
3
роксида натрия (плотность 1,31 г/см ) получено 70 кг
раствора. Какова его процентная концентрация?
211. Какой объем 15%-ного
раствора гидроксида на­
3
трия (плотность 1,16 г/см ) можно приготовить
из 2 л
его 33%-иого раствора (плотность 1,36 г/см3)?
212. Сколько литров фтороводорода, измеренного при
и. у., нужно растворить в 1 л воды, чтобы получить
2,44 % -ный раствор фтороводородной кислоты?
213. В каком количестве воды необходимо растворить
160 л хлор оводо рода, измеренного при температуре 0°С
и давлении 0,7 атм, чтобы получить 10%-ный раствор со­
ляной кислоты?
214. Сколько граммов гидроксида калия нужно доба­
вить к 3200 мл 15%-ного его раствора (плотность
1,12 г/см ), чтобы приготовить 20%-ный раствор?
215. К какому количеству 5%-иого раствора гидро­
ксида натрия нужно добавить 10 г NaOH, чтобы приго­
товить 10% -ный его раствор?
216. К 250 г 10%-ного раствора серной кислоты доба­
вили 500 г раствора этой же кислоты неизвестной кон­
центрации. Получился 25%-ный раствор. Вычислите кон­
центрацию добавленного раствора.
217. Какой объем3 10%-ного раствора серной кислоты
(плотность 1,07 г/см ) нужно добавить к 300 мл 50%-ного раствора этой кислоты (плотность 1,4 г/см3), чтобы
получить 30%-ный раствор?
* Так как основная цель задач — развить логическое мышление,
то решать эту и серию последующих задач целесообразно не с по­
мощью правила смешения (креста), а используя путь логического
рассуждения.
26
218. Какие объемы воды
и 20%-ного раствора аммиа­
3
ка (плотность 0,92 г/см ) нужно взять для приготовления
500 мл 5%-ного раствора аммиака (плотность0,98 г/см3)?
219. Какие объемы 40%-ного раствора азотной кисло­
ты (плотность 1,25 г/см3) и 10%-ного
раствора этой же
3
кислоты (плотность 1,06 г/см ) необходимо взять для
приготовления
2 л 15%-ного раствора (плотность
3
1,08 г/см )?
220. В каком отношении масс нужно смешать воду и
30%-ный раствор соляной кислоты, чтобы получить
10%-ный раствор?
221. В каком отношении масс нужно смешать раство­
ры 10%-ной и 40%-ной серной кислоты для
получения 1 л
3
20%-ного раствора (плотность 1,14 г/см )? Можно ли ре­
шить задачу, исключив объем и плотность конечного рас­
твора? Проанализируйте условие.
222. К А г В%-ного раствора некоторого вещества до­
бавили С г Д%-ного раствора его. Вычислите процент­
ную концентрацию полученного раствора.
223. Вычислите молярную и нормальную концентрации
16%-ного раствора сульфата меди (плотность 1,18 г/см3).
224. Рассчитайте нормальную и молярную концентра­
ции 10%-ного
раствора серной кислоты (плотность
3
1,07 г/см ).
225. Один литр воды смешали с 250 мл 50%-ного
рас­
3
твора азотной кислоты (плотность 1,3 г/см ). Вычислите
процентную и нормальную концентрации полученного
раствора.
226. Учитывая, что воду можно рассматривать как
слабую кислоту, вычислите нормальную концентрацию
такой кислоты.
227. Рассчитайте молярную концентрацию Н 2 0 при:
1) температуре 4°С; 2) температуре 127 °С и давлении
1 атм.
228. Смешали 500 мл 2 М раствора сульфата однова­
лентного металла с 2 л 0,2 н раствора того же вещества.
Вычислите молярную концентрацию полученного рас­
твора.
229. Смешали 6 н, 0,1М и 0.9М растворы ортофосфорной кислоты в объемном отношении соответственно 1:3:6.
Вычислите молярную и нормальную концентрацию полу­
ченного раствора. Дополните условие задачи так, чтобы
вычислить процентную концентрацию этого раствора.
27
230. Какой объем 3 н раствора должен быть добавлен
к 600 мл 0,1 н раствора этого же вещества, чтобы полу­
ченный раствор был 1 н?
231. На нейтрализацию 40 мл раствора ортофосфорной
кислоты расходуется 22,5 мл 0,1 н раствора гидроксида
калия. Вычислите молярную концентрацию раствора ор­
тофосфорной кислоты.
232. На нейтрализацию 100 мл раствора гидроксида
калия израсходовано 15 мл3 60%-ного раствора азотной
кислоты (плотность 1,4 г/см ). Сколько граммов 49%-иого раствора серной кислоты потребовалось бы на ней­
трализацию того же количества щелочи?
233. На нейтрализацию 200 мл раствора щелочи из­
расходовано 300 мл 0,3 н раствора кислоты. Вычислите
нормальную концентрацию раствора щелочи. Дополните
условие задачи так, чтобы можно было рассчитать мо­
лярную и процентную концентрации. Произведите расчет:
234. В каком объемном отношении следует смешать
0,2 н и 1 М растворы серной кислоты, чтобы получить
0,5 М раствор ее?
235. Смешали 50 мл 3 н раствора некоторого вещест­
ва с 500 мл 0,14 н раствора того же вещества. Вычисли­
те нормальную концентрацию полученного раствора. До­
полните условие задачи так, чтобы можно было рассчи­
тать остальные известные вам концентрации.
236. На нейтрализацию 100 мл раствора кислоты из­
расходовано 120 мл 0,2 н раствора щелочи. Вычислите
нормальную концентрацию раствора кислоты. Дополни-.
те условие задачи так, чтобы можно было рассчитать
молярную и процентную концентрации исходного рас­
твора. Произведите расчет.
237. Какой объем 2 М раствора некоторого вещества
нужно взять, чтобы приготовить 300 мл 1,5 М раствора
этого же вещества? Дополните условие задачи так, что­
бы можно было вычислить остальные известные вам
концентрации конечного раствора.
238. Упарили 500 мл 0,2 и раствора до 200 мл. Вычи­
слите нормальную концентрацию полученного раствора.
Дополните условие задачи так, чтобы можно было рас­
считать остальные известные вам концентрации. Произ­
ведите расчет.
239. Смешали 100 мл 3 н раствора с 500 мл 0,15 и рас­
твора этого же вещества. Вычислите нормальную кон-
цеитрацшо^ полученного раствора. Дополните условие за­
дачи так, чтобы можно было рассчитать и молярную кон­
центрацию. Произведите расчет.
240. Вычислите, какой объем 2 н раствора должен
быть прибавлен к 2 л 0,2 н раствора этого- же вещества,
чтобы получить 1 н раствор. Дополните условие задачи
так, чтобы можно было рассчитать остальные известные
:
вам концентрации.
''<Д*
241. В 100 г 10%-ного раствора соляной кислоты рас­
творили 2,9 л хлороводорода, измеренного при темпера­
туре 17 °С и давлении 0,97 атм. Вычислите концентрацию
(какую?) полученного раствора.
242. Какой обьем 36,5%-ного раствора соляной кисло­
ты (плотность 1,18 г/см3) необходимо взять для приготов­
ления 1000 мл 0,1 М раствора?
243. Какой объемэ 80%-ного раствора серной кислоты
(плотность 1,75 г/см ) необходимо взять для приготовле­
ния 200 мл 0,1 н раствора?
244. При добавлении к 400 мл 0,2 н раствора ортофосфорной кислоты 200 мл той же кислоты неизвестной нор­
мальной концентрации получился 0,3 н раствор. Вычисли­
те концентрацию добавленного раствора ортофосфорной
кислоты.
245. К 200 мл 0,2 М раствора соляной кислоты доба­
вили 300 мл раствора этой же кислоты неизвестной мо­
лярной концентрации. Получился 0.5 М раствор. Вычи­
слите неизвестную концентрацию добавленного раствора.
246. А мл а %-ного раствора вещества (плотность pi)
смешали с В мл раствора этого же вещества (плотность
рг), концентрация которого составляет М молей на 1 л.
Рассчитайте процентную, молярную и нормальную кон­
центрации полученного раствора, если плотность его
равна р5? . ^-щ^
247. Вычислите нормальную концентрацию раствора
серной кислоты, полученного при смешении 100 мл 96%ного раствора серной кислоты и 100 мл воды. Какие до­
полнительные условия необходимо ввести для решения
этой задачи?
248. А г а %-ного раствора соляной кислоты (плот­
ность pi) смешали с В г ее 6%-ного раствора (плотность
рг). Вычислите молярную и нормальную концентрации
полученного раствора (плотность рз). Какие данные мо­
гут быть исключены из условия задачи?
29
249. Сколько граммов глауберовой соли и воды не­
обходимо взять для приготовления 400 мл 10%-ного рас­
твора сульфата натрия (плотность 1,065 г/см3).
250. Сколько граммов семиводного сульфата магния
и воды нужно взять для приготовления 900 г 20%-ного
раствора сульфата магния?
251. Сколько граммов медного купороса нужно доба­
вить к 270 г воды, чтобы получить 10%-ный раствор суль­
фата меди?
252. Сколько граммов гексагидрата хлорида кальция
нужно добавить к 200 мл 5%-ного
раствора хлорида
3
кальция (плотность ~ 1 г/см ), чтобы получить 20%-ный
его раствор?
253. Сколько граммов глауберовой соли нужно доба­
вить к 200 г 10%-ного раствора сульфата натрия, чтобы
получить 20%-ный его раствор?
254. Сколько граммов 20%-ного раствора хлорида ме­
ди (II) нужно добавить к 17,1 г дигидрата хлорида меди
(II) для получения 40%-ного раствора?
255. Какой объем3 10%-ного раствора сульфата меди
(плотность 1,05 г/см ) нужно добавить к 25 г медного ку­
пороса, чтобы получить 20%-ный раствор сульфата меди?
256. Сколько граммов кристаллической соды и сколь­
ко граммов 10%-ного раствора карбоната натрия нужно
взять, чтобы приготовить 400 г 20%-ного его раствора?
257. В каком отношении масс нужно взять 10%-ный
раствор нитрата меди и его тригидрат, чтобы пригото­
вить 25 % -ный раствор нитрата меди?
258. В каком отношении масс нужно взять гептагидрат сульфата железа (II) и 2%-ный раствор сульфа­
та железа.(II), чтобы приготовить его 8%-ный раст­
вор?
259. В каком молярном отношении следует смешать
гексагидрат хлорида железа (III) и воду, чтобы получить
20%-ный раствор хлорида железа (III)?
260. Сколько граммов медного купороса нужно доба­
вить к 200 мл воды, чтобы получить
0,2 н раствор суль­
3
фата меди (плотность ~ 1 г/см ) ?
261. В 20 г 20%-ного раствора сульфата натрия рас­
творили 4 г декагндрата сульфата натрия. Вычислите
процентную и нормальную концентрации
полученного
3
раствора (плотность ~ 1 , 1 г/см ).
262. Сколько граммов нонагидрата сульфата железа
30
(Ill) нужно взять, чтобы приготовить 300 мл 0,2 н рас- •
твора?
263. Сколько граммов дигидрата хлорида бария необ­
ходимо взять для приготовления 400 мл 0,01 н раствора?
264. Сколько граммов медного купороса нужно доба­
вить к 400 г 2%-ного раствора сульфата меди, чтобы
получить 8 2 н раствор сульфата меди (плотность
~1,1 г/см )?
265. В каком отношении масс нужно взять 0,1 М рас­
твор сульфата натрия (плотность ~ 1 г/см3) и глауберо­
ву соль, чтобы получить 10%-ный раствор сульфата на­
трия?
266. В каком отношении нужно взять массы медного
купороса3 и 0,2 н раствора сульфата меди (плотность
~ 1 г/см ), чтобы приготовить 10%-ный его раствор?
267. Рассчитайте процентную концентрацию раство­
ра, полученного растворением 16,1 г глауберовой соли в
110 г 10%-ного раствора сульфата натрия. Дополните
условие задачи так, чтобы можно было определить нор­
мальную и молярную' концентрации раствора. Произве­
дите расчет.
268. В 40 г 15%-ного раствора сульфата цинка раство­
рили 10 г гексагидрата сульфата цинка. Вычислите про­
центную концентрацию полученного раствора. Дополни­
те условие задачи так, чтобы можно было рассчитать
нормальную и молярную концентрации раствора. Про­
изведите расчет.; *л>;
269. Сколько молей гексагидрата хлорида кальция
нужно добавить к А л Б-молярного раствора хлорида
кальция (плотность pi), чтобы получить В-молярный рас­
твор (плотность рг) ?
270. Выведите общую формулу Для вычисления мо­
лярной и процентной концентраций раствора, который
получается при растворении А г некоторого кристалло­
гидрата в В г воды. Масса моля кристаллогидрата Mi,
его безводной соли — М2, плотность полученного рас­
твора р.
271. Вычислите процентную концентрацию насыщен­
ного при 50 °С раствора хлорида аммония, если раство­
римость последнего при этой температуре составляет
50 г на 100 г воды.
272. Из 20,2 г насыщенного при 16 °С раствора суль­
фата натрия получено 6,2 г десятиводного сульфата на31
трия. Вычислите растворимость сульфата натрия (безвод­
ного) в граммах на 100 г воды при 16 °С.
273. Сколько граммов медного купороса может быть
получено из 300 г насыщенного при некоторой темпера­
туре раствора сульфата меди, если его растворимость в
этих условиях составляет 20 г на 100 г раствора?
274. Сколько граммов соли выкристаллизуется при
охлаждении до 30 °С 200 г насыщенного при 95 °С раство­
ра сульфата меди? Растворимость сульфата меди при
95 °С составляет 40 г, при 30 °С — 20 г на 100 г раст­
вора.
275. Сколько граммов нитрата калия выделится из
200 г насыщенного при 60 °С раствора его, если охладить
этот раствор до 0 °С? Растворимость нитрата калия при
60 °С составляет ПО г, при 0 ° С — 15 г на 100 г воды.
276. В каком количестве воды нужно растворить
6,02 -1024 молекул оксида серы (VI), чтобы получить 10%ный раствор серной кислоты?
~Ж*'4
277. Сколько килограммов моногидрата и сколько ки­
лограммов 96%-ного раствора серной кислоты можно по­
лучить из 5 кг 20%-ного раствора олеума?
278. Вычислите общее процентное содержание оксида
серы (VI) в олеуме, содержащем 20% серного ангидрида.
Какое количество 90% -ной серной кислоты может быть
получено из 1 т этого олеума?
279. Сколько граммов оксида серы (VI) будет израс­
ходовано на получение 100 г 10%-ного раствора серного
ангидрида в серной кислоте, если исходный продукт —
82%-ный раствор серной кислоты?
280. Сколько граммов оксида серы (VI) необходимо
растворить в 100 г 91%-ного раствора серной кислоты
для получения 20%-ного раствора серного ангидрида в
серной кислоте?
281. В 500 мл 60%-ного
раствора пероксида водорода
3
(плотность 1,2 г/см ) внесли некоторое количество окси­
да марганца (IV). Каков будет объем выделившегося
при этом газа, измеренного при температуре 27 °С и
давлении 0,75 атм, если известно, что разложилось 40%
всего имевшегося количества пероксида водорода? Ка­
кова процентная концентрация конечного раствора?
282. Какое количество 10%-ного раствора уксусной
кислоты можно получить из 4,48 л ацетилена, измерен­
ного при температуре 0 °С и давлении 2 атм?
32
283. Сколько кубических метров природного газа (при
н. у.), содержащего 4,48% этана (по объему), необходи­
мо взять, чтобы получить 20 кг 90%-ного раствора уксус­
ной кислоты?
284. В замкнутом, сосуде взорвали смесь, содержащую
22 г водорода, 160 г кислорода и 71 г хлора. Какой раст­
вор образовался? Какова его процентная концентрация,
если после реакции условия приведены к нормальным?
285. Сколько литров аммиака (при н. у.) необходимо
взять для получения 5 кг 25,2%-ного раствора азотной
кислоты?
286. Какой процентной концентрации образуется азот­
ная кислота, если получить ее каталитическим окисле­
нием 1 моль аммиака и продукт окисления растворить в
200 мл воды на воздухе?
287. В 100 мл 65%-ного раствора азотной кислоты
(плотность 1,4 г/см3) внесли 8 г меди. Вычислите процент­
ную концентрацию раствора полученного вещества.
288. В каком количестве воды следует растворить
14,2 г оксида фосфора (V), чтобы получить 2%-ный ра­
створ ортофосфорной кислоты?
289. Вычислите количество оксида фосфора (V), ко­
торое нужно растворить в 10 г 35%-ного раствора орто­
фосфорной кислоты для получения 40%-ного ее раствора.
290. Какой процентной концентрации получится раст­
вор ортофосфорной кислоты, если 6,2 г фосфора сжечь в
-избытке кислорода, а полученное вещество растворить в
182 г воды?
291. Рассчитайте процентную концентрацию водного
раствора метафосфорной кислоты, если известно, что при
нагревании такого раствора (объем его поддерживается
постоянным) можно получить 24,5%-ный раствор орто­
фосфорной кислоты.
292. Рассчитайте процентную концентрацию раствора
.метафосфорной кислоты, если известно, что при нагрева­
нии такого раствора (объем его поддерживается постоян­
ным) можно получить 0,3 8н раствор ортофосфорной кис­
лоты (плотность ~ 1 г/см ).
293. Сколько килограммов 60%-ного раствора орто­
фосфорной кислоты можно получить из 775 кг фосфори­
та, содержащего 80% фосфата кальция?
294. Вычислите процентную концентрацию раствора,
полученного кипячением 3,36%-ного раствора гидрокар2 Зек. 1439
33
боната натрия до полного удаления углекислого газа.
Объем раствора при кипячении поддерживался постоян­
ным.
295. Сколько кубических
метров 93 % -ной серной кис­
3
лоты (плотность Г,83 г/см ) можно получить из 800 т сер­
ного колчедана (FeS2), содержащего 25% примесей, если
потери в производстве составляют 5% ?
296. Какова процентная концентрация раствора, полу­
ченного при растворении 0,5 моль оксида кальция в 157 г
воды?
297. Какой объем 18%-ного
раствора гидроксида ка­
3
лия (плотность 1,25 г/см ) необходимо взять, чтобы 26,7 г
хлорида алюминия перевести в алюминат калия?
298. Газ, полученный при пропускании паров метило­
вого спирта над нагретым оксидом меди (II), растворили
в воде. Образовалось 260 г 23,1%-ного раствора (какого
вещества?). Вычислите количество исходного метилового
спирта.
299. Весь углекислый газ, образующийся при сжигании
2,8 л этилена, измеренного при н. у., пропущен через
157,5 мл 6%-ного
раствора гидроксида натрия (плот­
3
ность 1,06 г/см ). Вычислите молярную концентрацию по­
лученного раствора.
300. Весь углекислый газ, образовавшийся при сжига­
нии 1,68 л метана, измеренного при и. у., пропущен через
раствор гидроксида калия, взятого в избытке. Каков со­
став полученного вещества и какова молярная концентра­
ция его раствора, если объем конечного раствора равен
250 мл?
301. Какого состава образуется соединение и какова
его процентная концентрация в растворе, полученном при
растворении в 300 г 23,3% -ного раствора гидроксида ка­
лия всего газа, образовавшегося при сжигании 28 л мета­
на, измеренного при нормальных условиях?
302. К раствору, содержащему 26,1 г нитрата бария,
прибавили 42 мл 26%-ного
раствора сульфата натрия
3
(плотность 1,3 г/см ). Какие вещества и в каком количе­
стве остались в растворе после того, как осадок был от­
фильтрован?
303. Смешали 170 мл
2% -ного раствора хлорида цин­
3
ка (плотность ~ 1 г/см ) с 250 мл 0,08 н раствора щелочи.
Вычислите молярную концентрацию веществ, содержа­
щихся в растворе после отделения осадка, если суммар34
ный объем раствора при этом уменьшился на 1 мл. Поче­
му не указана природа щелочи?
304. К 500 мл 0,2 М раствора нитрата алюминия доба­
вили 900 мл 0,1 и раствора щелочи. Рассчитайте моляр­
ную концентрацию веществ в растворе, если после отде­
ления осадка суммарный объем раствора уменьшился на
10 мл.
305. Сколько миллилитров 0,2 н раствора щелочного
карбоната нужно прибавить к 200 мл 0,1 М раствора нит­
рата бария, чтобы полностью осадить барий в виде кар­
боната бария?
306. К 1000 мл 0,2 н раствора хлорида бария прибав­
лено 88,5 мл 14,2%-ного
раствора сульфата натрия (плот­
ность 1,13 г/см3). Вычислите молярную концентрацию ве­
щества, содержащегося в растворе, если после отделения
осадка суммарный объем раствора уменьшился на
13,5 мл.
307. Вычислите процентную концентрацию водного ра­
створа питьевой соды, если известно, что после нагрева­
ния его получили 10,6%-ный раствор карбоната натрия.
Объем раствора при нагревании поддерживался посто­
янным.
ЧЩ^1
308. Какой объем сернистого газа, измеренного при
н. у., необходимо пропустить через 200 мл 0,1%-ного
ра­
3
створа гидроксида натрия (плотность~1 г/см ), чтобы
получить гидросульфит натрия?
309. В плотно закрытом сосуде с перегородкой нахо­
дятся раздельно 50 мл раствора сульфата железа (II) и
100 мл раствора гидроксида натрия. Перегородку удали­
ли, и вещества в растворах полностью прореагировали.
Через некоторое время обнаружилось, что количество воз­
духа в сосуде уменьшилось на 0,01 моль. Какие реакции
произошли в сосуде? Вычислите нормальные концентра­
ции исходных растворов.
310. Половина объема газа, выделившегося при раст­
ворении 2,01 г ртути в концентрированной азотной кисло­
те, поглощена в отсутствии воздуха 600 мл 5%-ного
раст­
3
вора гидроксида натрия (плотность 1,08 г/см ). Вычис­
лите, какие вещества и в каких количествах находятся в
•таком растворе. Будет ли в этой задаче ответ одно­
значным?
311. В 200 г 2,3%-ного раствора гидроксида бария на
воздухе пропустили 1,12 л (при и. у.) оксида азота (IV).
2*
33
Вычислите процентную концентрацию полученного ве­
щества в растворе.
312. На 10 г сульфида железа (II) подействовали
16,6 мл 820%-ного раствора соляной кислоты (плотность
1,1 г/см ). Выделившийся газ пропустили через 0,5 л 0,1 н
раствора гидроксида натрия. Какое вещество образова­
лось h какова его молярная концентрация?
313. Какова процентная концентрация раствора гидро­
ксида калия, полученного взаимодействием 15,6 г калия
с 64,8 г воды?
314. На весах уравновешены два стакана, содержащие
по 60 мл3 20%-ного раствора соляной кислоты (плотность
1,1 г/см ). В первый стакан внесли 10 г мела, во второй —
10 г кальция. Какой стакан и на сколько станет тяжелее?
315. На весах уравновешены два стакана. В одном со­
держится крепкий раствор гидроксида калия, в другом —
раствор соляной кислоты. В первый стакан добавили 8 г
нитрата аммония. Сколько граммов карбоната кальция
необходимо добавить во второй стакан, чтобы равнове­
сие не нарушилось?
316. К 10 мл раствора азотной кислоты добавили 5 мл
раствора гидроксида натрия, в 1 л которого содержится
12 г NaOH. Для достижения нейтральной среды при­
шлось прилить еще 5 мл 0,1 н раствора серной кислоты.
Какова молярная концентрация исходного раствора азот­
ной кислоты?
317. К 31,665 г 15%-ного раствора хлорида магния
прилили 125 г 8,48%-ного раствора соды. Осадок отфиль­
тровали, к фильтрату добавили 0,5 и раствора серной кис­
лоты до прекращения выделения газа. Вычислите объем
добавленного раствора кислоты.
318. Какой объем 0,2 н раствора щелочи потребуется
для полного осаждения всего железа, содержащегося в
10 мл 3 н раствора хлорида железа (III)?
319. На нейтрализацию А мл раствора гидроксида нат­
рия ушло В мл С-молярного раствора серной кислоты.
Вычислите содержание в граммах щелочи в 1 мл раст­
вора.
320. На растворение 1,74 г гидроксида некоторого
двухвалентного металла ушло 30 мл 2 н раствора кисло-ты. Установите формулу гидроксида металла. Почему в
условии задачи не указана природа кислоты?
ъ.£^
321. На растворение 2,06 г гидроксида трехвалентного
36
металла ушло 60 мл 1 н раствора кислоты. Вычислите
атомную массу металла и напишите формулу его гидроксида. Почему в условии задачи не указана природа кис­
лоты?
322. К 20 мл 0,2 М раствора соли неизвестного метал­
ла добавили избыток раствора хлорида бария. В резуль­
тате реакции в осадок выпадает 2,796 г сульфата бария.
Определите валентность неизвестного металла.
323. Выведите формулу для решения задач типа: «Сме­
шали А г а%-ного раствора и В г 0%-ного раствора неко­
торого вещества. Вычислите процентную концентрацию
полученного раствора».
324. Выведите формулу для решения задач типа:
«Сколько воды нужно добавить к А г а%-ного раствора
соли, чтобы понизить концентрацию на в%?».
325. Выведите формулу для решения задач типа:
«Сколько граммов соли нужно добавить к А г а%-ного
раствора ее для получения в%-ного раствора?».
326. Выведите формулу для решения задач типа:
«В каком соотношении масс нужно смешать А%-ный и
В%-ный растворы некоторого вещества для получения
С%-ного раствора?». Иными словами, дайте математиче­
ское обоснование «правила креста».
327. Выведите формулу для решения задач типа:
«В каком объемном соотношении нужно смешать А-нормальный и В-нормальийй растворы некоторого вещества
для получения С-нормального раствора?» Будет ли такая
формула справедливой, если нормальную концентрацию
заменить молярной?
328. Выведите формулы для пересчета: 1) процентной
концентрации в молярную и нормальную концентрации;
2) молярной — в процентную концентрацию, если плот­
ность раствора равна р.
329. Выведите формулу - S - = J i - , где d и С2 —
нормальные концентрации, Vx и V2 — объемы растворов
кислоты и щелочи, вступающих в реакцию нейтрализации.
Будет ли формула справедливой, если С% и С2 — моляр­
ные концентрации; процентные концентрации?
330. Выведите формулу для решения задач типа: «Ка­
кой объем концентрированной кислоты а%-ной концент­
рации с плотностью раствора р нужно взять для приго­
товления В мл б-нормального ее раствора?»,
37
§ 4. Электролитическая диссоциация
• 331. Какие из веществ — с ионными, полярными или
неполяриымн связями — могут диссоциировать на ионы
в водном растворе?
« 332. С чем связано различие в окраске безводного
сульфата меди и медного купороса?
' 333. Объясните, почему при растворении безводного
бромида меди (II) в ацетоне образуется коричневый ра­
створ, не проводящий электрический ток, а при добавле­
нии воды этот раствор голубеет и становится электропро­
водным.
334. Чем объяснить различную окраску растворов
иода в разных растворителях?
335. Объясните причину различной электропроводно­
сти жидкого хлороводорода и его водного раствора.
336. Почему электропроводность уксусной кислоты по
мере добавления воды к ледяной уксусной кислоте увели­
чивается, а затем уменьшается?
337. По степени убывания электропроводности водных
растворов одинаковой молярной концентрации располо­
жите в ряд следующие вещества: нитрат алюминия, хло­
рид калия, сульфат железа (III), гидроксид бария, эти­
ловый спирт.
338. По степени убывания электропроводности разбав­
ленных водных растворов одинаковой процентной кон­
центрации расположите в ряд следующие вещества: хло­
рид магния, сульфат меди, глицерин, муравьиную кисло­
ту, нитрат цинка.
339. К двум растворам гидроксида бария добавили эк­
вимолекулярные количества в одном случае карбоната
натрия, во втором — карбоната аммония. Изменптся ли
и как электропроводность каждого из растворов после
окончания реакции в нем?
340. К двум растворам карбоната натрия в одном слу­
чае добавили эквимолекулярное количество серной кис­
лоты, во втором — пропустили через раствор эквимоле­
кулярное количество хлороводорода. Изменится ли и как
электропроводность растворов?
341. К двум 0,1 М растворам хлорида натрия объемом
по 1 л добавили в одном случае 1 л 0,1 М раствора нитра­
та калия, во втором — 1 л 0,1 М раствор нитрата сереб38
pa. Изменится ли и как электропроводность каждого из
конечных растворов по сравнению с соответствующими
исходными?
342. Можно ли считать воду слабой кислотой; слабым
основанием?
343. Могут ли более сильные кислоты вытесняться из
растворов их солей менее сильными кислотами?
344. Объясните, почему красная лакмусовая бумажка,
помещенная в воду, длительное время хранившуюся в
стеклянной колбе, посинела?
345. Какова концентрация ионов натрия в растворах:
1) 0,1 М хлорида натрия; 2) 0,01 н сульфата натрия? Счи­
тать диссоциацию этих солей полной.
346. Вычислите концентрацию гидроксильных ионов
(в моль/л) в растворе гидроксида калия, считая диссо­
циацию полной, если известно, что в 10 мл раствора со• держится 0,028 г гидроксида калия.
347. Вычислите концентрацию гидроксильных ионов
(в моль/л), считая диссоциацию полной, в 1%-ном раст­
воре гидроксида бария (плотность 1,026 г/см3).
348. Вычислите нормальную и процентную концентра­
ции раствора хлорида железа (III), в котором при пол­
ной диссоциации хлорида суммарная концентрация всех
ионов (железа и хлора)
составляет 0,8 моль/л. Плотность
раствора ~ 1 г/см3.
349. Необходимо приготовить раствор, в 1 л которого
. содержалось бы 0,05 моль сульфата натрия, 0,1 моль хло­
рида калия и 0,05 моль хлорида натрия. Сколько молей
хлорида натрия и сульфата калия следует взять для при­
готовления 200 мл идентичного по составу раствора?
Можно ли получить аналогичный раствор исходя из суль­
фата натрия и хлорида калия?
350. При проведении систематических опытов исполь­
зовался раствор определенного состава, содержащий в
1 л 0,17 моль сульфата калия, 0,5 моль хлорида натрия,
0,16 моль хлорида калия. Однажды запасы сульфата ка­
лия иссякли и его пришлось заменить сульфатом натрия.
Как приготовить раствор, состав которого не отличался
бы от вышеуказанного, исходя из хлорида натрия, хлори­
да калия и сульфата натрия?
351. Один литр раствора должен содержать 0,3 моль
нитрата калия, ОД моль ортофосфата натрия и 0,1 моль
нитрата натрия, Нужно приготовить 2,5 л идентичного по
39
составу раствора, имея лишь твердые фосфат калия п
нитрат натрия. Сколько молей указанных веществ следу­
ет для этого взять?
352. Для подкормки растений на пришкольном участ­
ке обычно готовился раствор 0,03 М по отношению к со­
держащемуся в нем нитрату калия и 0,01 М по отноше­
нию к гидрофосфату аммония. Однажды запасы послед­
него иссякли. Чтобы не нарушать установленный порядок
подкормки, было решено приготовить идентичный раст­
вор из имеющихся нитратов калия и аммония и гидро­
фосфата калия. Дайте рецепт приготовления такого раст­
вора.
.
353. К 100 мл 15%-ного
раствора соляной кислоты
3
(плотность 1,1 г/см ) добавили равный объем раствора
аммиака той же концентрации (плотность 0,9 г/см3). Ка­
кова реакция среды полученного раствора?
354. К 100 3мл 0,1 н раствора серной кислоты (плот­
ность ~ 1 г/см ) добавили 50 мл 20%-ного
раствора гид3
роксида калия (плотность 1,2 г/см ). Какую реакцию сре­
ды будет иметь полученный раствор?
355. Смешали 300 мл 0,05 и раствора гидроксида ще­
лочного металла с 200 мл 0,1 М раствора гидроксида ка­
лия. Вычислите во вновь полученном растворе концент­
рацию гидроксильных ионов.
356. Смешали 1 л 5,6%-ного
раствора гидроксида ка­
3
лия (плотность ~ 1 г/см ) и 2 л 0,4%-ного
раствора гид­
3
роксида натрия (плотность~1 г/см ). Вычислите нор­
мальную концентрацию полученного раствора щелочи.
357. Сколько молекул уксусной кислоты содержится
в
3
1 мл ее 80%-ного раствора (плотность 1,07 г/см ), считая,
что кислота в таком растворе не диссоциирует?
358. В некотором6 объеме слабой 3одноосновной кисло­
ты содержится
2-Ю молекул, 4-Ю ионов водорода и
3
4 • 10 ионов кислотного остатка. Вычислите степень дис­
социации кислоты.
359. Вычислите количество частиц (молекул и ионов)
муравьиной кислоты, содержащихся в 10 мл 0,3 н раство­
ра НСООН, если степень диссоциации ее в таком раство­
ре приблизительно равна 2%.
360. Сколько граммов гидроксида калия содержится
в 1 мл раствора, если концентрация гидроксильных ионов
в таком растворе составляет 2 моль/л, а степень диссо*
циации щелочи равна 96%?
40
361. Вычислите количество ионов и молей ионов водо­
рода, содержащихся в 1 мл 0,1 н раствора азотистой кис­
лоты, если степень диссоциации ее в этом растворе рав­
на 6%.
362. Вычислите степень диссоциации уксусной кисло­
ты в 0,01 н растворе, если известно,
что в 500 мл этого
21
раствора содержится 3,13-10 частиц (молекул и ио­
нов) .
363. Вычислите степень диссоциации уксусной кисло­
ты в растворе, если19 известно, что в 118мл этого раствора
содержится 5,94-10 молекул и 1,2-10 ионов.
364. Сколько ионов водорода содержится в 1 мл воды
при обычных условиях?
365. Имеется 0,6%-ный
раствор уксусной кислоты
3
(плотность ~ 1 г/см ). Дополните условие задачи так,
чтобы можно было вычислить концентрацию ионов водо­
рода. Произведите расчет.
366. Вычислите концентрацию ионов водорода в 0,2%ном растворе плавиковой кислоты (плотность~1 г/см3),
если степень диссоциации ее 2%.
367. Вычислите концентрацию ионов водорода в раст­
воре, полученном при внесении 1,6 г оксида серы (VI) в
2 л воды. Изменением объема раствора можно прене­
бречь. Почему в условии задачи не указана степень дис­
социации вещества в растворе?
368. В объемном отношении 3 : 3 : 4 смешали 0,3 и,
0,1 М и 0,6 н растворы ортофосфорной кислоты. Вычис­
лите концентрацию ионов водорода во вновь полученном
растворе, если степень диссоциации кислоты по первой
ступени в нем 20%. Диссоциацию кислоты по остальным
ступеням можно не учитывать.
369. Смешали 300 мл 0,1 н и 200 мл 2 М растворов му. равьиной кислоты. Вычислите нормальную и молярную
концентрации полученного раствора. Дополните условие
задачи так, чтобы можно было найти концентрацию
ионов водорода. Произведите расчет.
370. Вычислите величину рН раствора, полученного
растворением в 1 л воды 0,44 г углекислого газа. Степень
диссоциации угольной кислоты в таком растворе по пер­
вой ступени равна 0,1%, а диссоциацией по второй сту­
пени можно пренебречь.
371. К 1 л раствораСМ
серной кислоты, рН которого ра­
вен 2 (плотность^|Д/ )» прибавлено 10 мл 40%-ного
41
1
ее раствора (плотность 1,3 г/см8). Вычислите процентную
концентрацию полученного раствора.
372. Водородный показатель одного раствора 3, а вто­
рого 4. В каком растворе и во сколько раз больше молей
ионов и ионов водорода?
373. Какова степень диссоциации муравьиной3 кисло­
ты в ее 0,46%-ном растворе (плотность~1 г/см ), если
рН раствора 3?
374. Вычислите величину рН в 0,092%-ном
растворе
3
муравьиной кислоты (плотность~1 г/см ), если степень
диссоциации в этом растворе 5%.
375. Вычислите молярную концентрацию раство­
ра серной кислоты, если известно, что рН ее раство­
ра 2.
376. Можно ли, растворяя аммиак, хлороводород, кис­
лород или углекислый газ в воде (с растворимостью в
объемных отношениях при 20 °С соответственно 700:1;
450:1; 5:1; 1:1), получить раствор с рН, равным 0?
В случае возможности приведите примерный расчет ко­
личества веществ, нужных для приготовления такого рас­
твора.
377. Какие из приведенных веществ можно использо­
вать для нейтрализации сильных кислот: щелочь, осно­
вание, оксид, средняя, кислая, основная соли?
378. На нейтрализацию 200 мл 0,74%-ного раствора
гидроксида некоторого
щелочноземельного металла
(плотность ~ 1 г/см3) потребовалось 100 мл 0,4 н раство­
ра кислоты. Определите, гидроксид какого металла взят.
379. На нейтрализацию 0,943 г фосфористой кислоты
НзРОз израсходовано 10 мл 2,3 и раствора щелочи. Опре­
делите основность кислоты и напишите структурную
формулу. Почему не указана природа щелочи?
380. Вычислите степень окисления аммиака в воздуш­
но-аммиачной смеси, если на- титрование 400 мл (темпе­
ратура 24 °С, давление 0,9 атм) исходной смеси расходо­
валось 10 мл 0,1 н раствора кислоты, а на титрование
конечного продукта окисления того же объема смеси —
6 мл 0,1 и раствора щелочи. В условии задачи есть дан­
ные, использование которых необязательно. Проведите
решение, исключив эти данные.
381. Вычислите процентную концентрацию вещества,
полученного при внесении 1 г железных опилок в 30 г
1,6%-ного раствора сульфата меди,
42
382. Масса магниевой пластинки, опущенной на неко­
торое время в раствор нитрата серебра, после промыва­
ния и высушивания изменилась (увеличилась или умень­
шилась?) на 3 г. Вычислите количества атомов и молей
атомов серебра, выделившиеся на пластинке.
383. Масса некоторой металлической пластинки после
того, как она была опущена на определенное время в
раствор ацетата меди, уменьшилась на 2 г. Введите не­
обходимое дополнение в условие задачи и рассчитайте,
сколько молей меди вступило в реакцию.
384. Масса цинковой пластинки, опущенной в раствор
некоторой соли, через какое-то время уменьшилась на
0,3 г. Дополните условие задачи таким образом, чтобы
можно было рассчитать количество цинка, перешедшего
в раствор, и произведите расчет. '
385. Масса цинковой пластинки, опущенной в раствор
некоторой соли, через какое-то время увеличилась на
0,3 г. Дополните условие задачи таким образом, чтобы
можно было рассчитать количество цинка, перешедшего
в раствор, и произведите расчет.
386. В два раствора нитратов меди и свинца одинако­
вой нормальной концентрации погружены одинаковые по
массе цинковые пластинки. Через достаточно длительное
время оказалось, что масса первой пластинки уменьши­
лась на 0,05 г. Насколько изменилась масса второй пла­
стинки?
387. Две пластинки одинаковой массы и изготовлен­
ные из одного и того же металла, способного проявлять
в своих соединениях валентность, равную 2, погрузили в
растворы одинаковой концентрации: одну — в раствор
соли свинца, вторую — в раствор соли меди. Через неко­
торое время оказалось, что масса пластинки, находившей­
ся в растворе соли свинца, увеличилась на 19%, а второй
пластинки уменьшилась на 9,6%. Из какого металла изго­
товлены пластинки?
388. Две пластинки одинаковой массы, изготовленные
из одного и того же металла, проявляющего в своих со­
единениях валентность, равную 2, опустили в растворы
одинаковой концентрации: одну — в раствор соли кадмия,
другую — в раствор соли свинца. Через некоторое вре­
мя оказалось, что масса первой пластинки увеличилась
на 0,47%, второй —на 1,42%. Определите, из какого ме­
талла изготовлены пластинки.
43
389. В 500 мл раствора, содержащего нитраты меди,
натрия и серебра с концентрацией каждой соли 0,1 экв/л,
погрузили 3,6 г цинка. Какие металлы и в каком коли­
честве могут быть вытеснены цинком?
390. В 100 мл раствора, содержащего по 0,01 моль
нитратов серебра, магния и свинца, погрузили 11,2 г же»
лезных опилок. Какие металлы и в каком количестве мо«
гут быть вытеснены железом?
391. Напишите в ионной форме следующие уравнения
реакций:
1) Pb (NO,)a + Cala -*
9)rijSO*+ NH4OH -*
2) AgN08 + А1Вг8 - •
10) FeS + HC1 ->
3) FeC!a -f- Ba (OH)a -*
11) Ba (OH)g + HNCV*4) PbfCHaCOO^ + NHeHSO^ 12) Ba(OH)a + H*S04-*
5) Al (OH)8 + NaOH ->
13) CH8COOH + КДО-»
6) CaCls 4- NaaNH4P04 -*>
14) CaCOs+ COa+HaO->
7) Zn (OH^ + HNOs ->
15) HaS + CuS04 -+•
8) CH8COOH + Cu (OH)a-*
392. Напишите в молекулярной форме следующие
уравнения реакций:
1) Са2+ + COf" -»
6) СО!" + Н+ -+
3+
2) А1 + . . . -* А1 (ОН)3
7) NH4+ + ОН"—
3) Р Ь 2 + + . . . - > РЬС1а
8) SiOf" + . . . - * HaSi08
2+
4) Ba + SO?"->
9) Br- + ...-*AgBr
2
5) Mg * + POj~->
10) COfT + . . . - * BaC08
393. Приведите примеры реакций с участием гидроксида меди, карбоната бария, сульфита кальция, которые
идут до конца. Напишите, уравнения этих реакций в мо­
лекулярной и ионной формах.
394. Приведите примеры реакций с участием веществ,
содержащих ионы Са2+, COfr, SO2", РОЗ™, Ag+, Zn2"1",
которые идут до конца. Напишите уравнения этих реак­
ций в молекулярной и ионной формах. •
§ 5. Гидролиз
395. Какие из приведенных солей — сульфат натрия,
сульфит натрия, нитрат цинка, нитрат кальция, хлорид
аммония, хлорид калия — подвергаются гидролизу?
44
396. Какая среда в водных растворах следующих со­
лей: сульфида калия, нитрата железа (III), хлорида нат­
рия, фосфата натрия, нитрата бария, карбоната натрия,
сульфита калия?
397. В трех сосудах содержатся водные растворы трех
солей, В первом растворе рН>7, во втором рН<7, в
третьем рН=7. Чем может быть вызвано различие среды
в растворах солей? В растворах каких солей, на ваш
взгляд, может наблюдаться указанная картина?
398. Напишите в молекулярной и ионной формах урав­
нения реакций гидролиза следующих солей: сульфата
меди, хлорида цинка, карбоната калия, сульфата алюми­
ния, нитрата никеля, ацетата аммония.
399. Все соли какого ряда в водном растворе подвер­
гаются гидролизу:
1) Na3P04,KCl,Ba(N03)2;
4) KI, K2SO4, К3Р04;
U) Mg(N0 3 ) 2 ,Ba(N0 8 ) a ,NaN0 3 ;5) MgCl2, Na3P04; K2S03;
3) KaS, KHS, KHSO4;
6) КгСОз, КНС03, KBr.
409. В пределах каждого ряда сравните соли по их
склонности к гидролизу: 1) сульфид, селенид и теллурид
натрия; 2) хлориды натрия, магния и алюминия; 3) нит­
раты бериллия, магния и кальция.
401. Почему, сливая водные растворы солей соответ­
ствующих металлов и щелочных сульфидов или карбона­
тов, нельзя получить сульфиды алюминия и хрома (III);
карбонаты алюминия, железа (III) и олова (IV)?
402. При сливании равных объемов (по 500 мл) раст­
воров хлорида алюминия и карбоната натрия, содержа­
щих эквимолекулярные количества этих веществ, выде­
лилось 0,672 л (при н. у.) газа. Вычислите молярную и
нормальную концентрации исходных растворов,
§ 6. Электролиз
403. Почему при электролизе расплава хлорида калия
и его водного раствора на электродах образуются раз­
ные вещества? Напишите схему процессов, происходя­
щих на катоде и аноде.
404. Почему при электролизе водных растворов нит­
рата кальция и гидроксида натрия на электродах обра­
зуются одни и те же вещества? Приведите схему проте­
кающих при этом процессов,
45
405. При электролизе водных растворов каких из при­
веденных веществ происходит разложение воды: нитрат
калия, хлорид натрия, серная кислота, хлорид меди,
сульфат цинка, гидрокепд калия, гндросульфат натрия?
406. Сколько граммов меди выделится на катоде при
электролизе водного раствора хлорида меди, если про­
пускать ток силою 5 А в течение часа?
407. При пропускании электрического тока в течение
10 мин через раствор соли серебра на катоде выделилось
0,1 моль серебра. Вычислите силу тока.
408. Какова будет процентная концентрация сульфа­
та меди в растворе, полученном после пропускания элек­
трического тока силою 2,5 А в течение
2 ч через 500 мл
3
0,4 и раствора (плотность 1,1 г/см )?
409. При прохождении электрического тока силою
3 А в течение 25 мин через раствор нитрата серебра на
электроде (каком?) выделилось 4,8 г серебра. Рассчитай­
те выход продукта в процентах от теоретического.
410. 0,45 г латуни (сплав цинка с медью) растворили
в кислоте. Полученный раствор подвергли электролизу.
Для полного выделения одного из металлов (меди)
через раствор в течение 8 мин пропускали ток силой 1 А'.
Вычислите процентный состав сплава.
411. При пропускании электрического тока через раст­
вор нитрата серебра в течение 15 мин на катоде выдели­
лось 0,432 г серебра. Оставшийся нитрат серебра пре­
вращен в хлорид серебра, для чего потребовалось 25 мл
0,4 М раствора хлорида натрия. Вычислите силу тока
и исходное количество нитрата серебра.
412. Водный раствор гндроксида калия в течение су­
ток подвергали электролизу током силою 10 А. После
окончания электролиза осталось 30 г 25%-ного раствора
гндроксида калия. Вычислите первоначальную процент­
ную концентрацию раствора.
413. Вычислите процентную концентрацию вещества
в растворе, получившемся в результате электролиза
400 мл 10%-ного
раствора гндроксида натрия (плотность
3
1,1 г/см ), если известно, что при этом выделилось 56 мл
кислорода, измеренного при нормальных условиях.
414. При электролитическом осаждении всего железа
из 300 мл раствора сульфата железа (II) на аноде выде­
лилось 1,344 л (при н. у.) кислорода. Вычислите моляр­
ную концентрацию исходного раствора.
46
415. 10 г гидроксида калия, содержащего примесь
хлорида калия, растворены в воде, и раствор подверг­
нут электролизу. При этом на аноде выделилось 224 мл
хлора (при н. у.). Вычислите процентное содержание
примеси в гидроксиде калия, считая, что электролиз
идет до конца.
416. Вычислите мольный состав смеси нитратов бария
и меди, если при практически полном электролитическом
разложении их в растворе на каждые 2 объема водорода
на одном электроде выделилось 1,5 объема кислорода на
другом.
417. Через 6%-ный раствор гидроксида калия (плот­
ность 1,05 г/см3) объемом 2 л пропущен электрический
ток. В результате концентрация раствора изменилась
(увеличилась или уменьшилась?) на 2%. Какие вещества
и в каких количествах выделились при этом на элект­
родах?
418. Через 2 л раствора хлорида меди (II) пропущен
электрический ток. В результате концентрация раствора
соли изменилась (увеличилась или уменьшилась?) на
0,1 экв/л. Какие вещества и в каких количествах выдели­
лись при этом?
419. Через две последовательно соединенные электро­
литические ванны с платиновыми электродами, запол­
ненные соответственно подкисленной водой и раствором
хлорида меди (II), пропустили электрический ток. Ка­
кие продукты и в каком количестве выделились во вто­
рой ванне, если в первой на катоде выделилось 0,1 г во• дорода?
420. При полном электролитическом разложении
33,3 г хлорида некоторого двухвалентного металла выде­
лилось 6,72 л (при н. у.) хлора. Определите, соль какого
металла взята. Имеет ли значение для решения задачи,
в каких условиях (раствор или расплав соли) проводил­
ся электролиз?
421. При электролизе раствора бромида одновалент­
ного металла, содержащего 41,2 г этой соли, выделилось
4,48 л (при н. у.) водород а.. Определите, бромид какого
металла взят, считая разложение соли полным.
422. Через герметический сосуд, заполненный двумя
молями подкисленной воды, пропущен электрический ток
до разложения половинного количества воды. Вычислите,
считая воду несжимаемой, давление в сосуде при 0°С.
47
423. При пропускании тока одной и той же силы через
растворы сорном кислоты и нитрата серебра за одинако­
вый промежуток времени на катоде в первом случае вы­
делилось 224 мл (при и. у.) водорода, а во втором —
2,16 г серебра. Вычислите эквивалентную массу серебра.
424. При электролизе расплава оксида алюминия с
графитовыми стержнями на аноде образуется углекис­
лый газ. При пропускании последнего через 200 мл
5%-иого раствора гидроксида натрия (плотность
~ 1 г/см8) происходит полное поглощение оксида углеро­
да (IV) с образованием карбоната натрия. Вычислите
количество алюминия, выделившегося при этом на ка­
тоде.
§ 7. Окислительно-восстановительные реакции
425. Составьте электронные схемы и расставьте коэф­
фициенты в уравнениях следующих реакций:
1) НВг + HaS04(Komo -> Вга + SOa + НаО;
* 2) ZnS + Оа -* ZnO + SOa;
3) MnOa + КСЮ3 + КОН -* KaMn04 + KCI + НаО.
426. Составьте ионно-электронные схемы и расставьте
коэффициенты в уравнениях следующих реакций:
1) NaBr + Na£r0 4 + U£04 -> Вг3 + NaaS04 +
+ СфО& + HaO;
2) FeS0 4 + КМи04 + H a S0 4 - * Fea(S04)a + KaS04 +
+ MnS04 + HaO;
3) HaS + CI, + HaO -* H a S0 4 + HC1.
427. Расставьте коэффициенты и напишите ионные
уравнения следующих реакций:
1) Си + HN0 3 - • Си (N03)a + NO + Н*0;
2>iCr (OH)s + Cla -h KOH ->* KaCr04 + KCI + HaO;
3) Na a S0 8 H-KMn0 4 + H a O-*Na a S0 4 + MnO a + KOH.
428. Расставьте коэффициенты в уравнениях следую­
щих реакций:
1)
2)
3)
4)
48
НС1 + РЬОа -* С1а + РЬС1. + НаО;
НС1 + CaOCla-*Cla + CaCla + HaO;
НС1 4- KaCra07 -> Cla + КС! + CrCls + HaO;
Cia + NaOH -> NaCl + NaC10s -f HaOj
5)
6)
7)
8)
9)
10)
11)
12)
Cla + Ca (OH).,-*Ca(OCl>, + CaCla + HaO;
CIa + Ia + HaO -* HCI + HI03;
Cla + PH3 + HaO -*HC1 + H3P04;
НСЮ + Ca3Pa - * HCI + Ca8 (РОЛ;
KC10a + KI + HCI -v KCI + Ia + HaO;
KC10S + H a S0 4 -*KHS0 4 + HC104 + C10a + ЦО;
KCIO, + CrCls + KOH - * KCI + KaCr04 + HaO;
KBr + KMn04 + НОД-^Вг, + KaS04 + MnS04 +
+ HaO;
13) Н2804(коВД) + Al -> S + Ala (S04)3 + H20;
14) HaS04(Ko.4) + Mg-^HjS + MgS04 + HaO;
15) HJSO^KOHH) + Hg-*SO a + HgS04 + HaO;
16) НЦЗОн—о + HaS -+ S + SOa + HaO;
17) HaS + KaCra07 + H^O, -+ S -f KaS04 + Ora (SOJb +
+ HaO;
18) CuaS + HN0 3 - * Cu (NCU + HaS04 + NOa + HaO;
19) HNO^paae) + Zn -*NH 4 N0 3 + Zn (NOA + ЦО;
20) Cu (N03)a - * CuO + Ш а + Oa;
21) KNOa + KMn04 + HCI -+ KN0 3 + KCI + MnC!a +
+ HaO;
22) PbOa + MnS04 + HNO„ - * PbS04 + Pb (N03)a +
+ HMn04 + Ц Д
429. Закончите уравнения реакций и расставьте коэф­
фициенты:
1) Си + H3S04(KOHU)->-
2) Zn + HaS04(KOHu,-*S + . . .
3) С 4" HOSO-KKOHU) -+•
4) S + Cla + HaO-^H^OiH-...
5) HaS + SOa-*
ф Н ^ + Вг,-»
7)
8)
9)
10)
11)
12)
13)
14)
15)
16)
17)
HaS + KMn04 + HgSO* -* MnS04 + . . .
FeSa + O a -*
Na»S + HN03(KoHu)-^NaaS04 + . . .
Na;SOa + CIa + HaO - *
NaaS03 + KMn04 + HCI - *
Mg + HN03(pa36) - * NaO + . . . .
Al + ШОиразб) -+ Na + . . .
FeO + HN03CKoH4) -* NOa + . . .
NOa + Oa + NaOH-*
NaNOa + FeCla + HCl-*NO + . . .
KNOa + Bra + KOH ->KNOa + . . . .
49
18) NH8 + 0 3 - * N O - b . . .
19) HCl(KOIll0 + KMn04->MnCla -|- . . .
20) На«ко,ц« + Са(С10)а-*
21)НС11КоиЦ) + НСЮ8->
22) Cl3 + Ba (OH)a-* Ba (ClOg)a + . . .
23) NaCIO + PH3 -»• H3PO4 + . . .
24) KCI08 + H3POs -> HsP04 + . . .
25) Bra + Ca8Pa + HaO -* Ca, (P04)a + . . .
26) KI + KMn04 + HaS04 -* MnS04 + . . .
27) KI + FeCla ->FeCla -f . . .
28) KI + Pba, + HNOs-*Pb(N08)3 + . . .
29) KI + K A A + H8S04->
30) FeS04 + K8Cr207 + HaS04 -*
430. Какие восстановители могут быть использованы
для перевода:
1) Ag+-*Ag;
4) Вга->Вг-;
2) HN02 -> NO;
5) HN08 ->• NHf;
3) SOa"-^S;
6) H ^ - f S C V
Напишите соответствующие уравнения реакций и расставь­
те коэффициенты.
431. Какие окислители можно использовать для пере­
вода:
l)Ag-*Ag + ;
4)P-*POi-;
2) А1-*А13+;
5)F^V.
3)S 2 ~->S;
6) F e ^ F e 3 * ?
Напишите соответствующие уравнения реакций и расставь­
те коэффициенты.
432. Подберите нужный окислитель или восстанови­
тель. Напишите уравнения реакций и расставьте коэф­
фициенты:
1) SOa - • S08;
6) HCI -* CIa;
2)HI-*I a ;
7) Вга-*НВг;
3) HN08 -* Na;
8) Fe (OH)a -> Fe (ОЩ;
4) HaS-^H^O*;
9) FeSa-*-Fea08;
5) S -> HaSO*;
10) НСЮ8 -+ HCI.
433. Могут ли протекать окислительно-восстановитель­
ные реакции между следующими веществами:
50
1)
2)
3)
4)
ШОгккощ) + P A -*•
H8S04(KOH4) + S -*•
HI + H a S->
HC10a + HC1 -+
5)
6)
7)
8)
НСЮ4 + HNOs ->
Cla + Ba(OH)a - *
Cla + Bra + R p - >
N a ^ + Nal +
-f- H2SO.j(,,a аб) -*" ?
§ 8. Скорость химической реакции.
Химическое равновесие
434. Какие из нижеперечисленных факторов оказы­
вают влияние на скорость химической реакции: концент­
рация реагирующих веществ, давление, температура, ка­
тализатор, объем системы, форма сосуда?
435. Остается ли скорость химической реакции по­
стоянной во времени?
436. Зависит ли величина константы скорости хими­
ческой реакции от концентрации реагирующих веществ,
природы реагентов, температуры?
437. Напишите выражение для скорости следующих
химических реакций!
1) А(г) + В(г) = С(Г)
4) А(р.р) + В(т) = Qp.p)
2) А(т) + В(г) =* С(т)
5) А(г) + 2В<Г) = С(г)
3) А(р.р) + В(р.р) =* Qp.p)
438. Чем можно объяснить взрывоопасность в смеси
с воздухом многих веществ, находящихся в пылеобраз­
ном состоянии?
439. В сосуд объемом 5 л поместили 2 моль газообраз­
ного-вещества А и 3 моль газообразного вещества В. Вы­
числите молярные концентрации этих веществ в смеси.
440. Концентрации некоторых газообразных веществ
А и В соответственно равны 0,1 и 0,2 моль/л. Как изме­
нятся концентрации этих веществ, если давление в систе­
ме: 1) увеличить в 5 раз; 2) уменьшить в 2 раза?
441. Реакция протекает согласно уравнению
Ар)+В(г)—2Сдо.
По истечении некоторого времени после начала реакции
концентрации участвующих в ней веществ стали рав­
ными: [А]=0,5 моль/л, [В]=0,75 моль/л, [С]=0,5 моль/л.
Вычислите .исходные концентрации веществ А и В.
442. Реакция омыления уксусноэтилового эфира идет
согласно уравнению
51
18) NH3 + Oa-*NO + . . .
19) HCl(KOHll) + KMn04-*MnCla + . . .
20)HCU H ^ + Ca(ClO)3-^
21)НС1(ко,Щ) + НСЮ3-^
22) Cla + Ba (0H)a -> Ba (C108)a -f . . .
23) NaCIO + PH3-*H8P04 + . . .
24) KC103 + HaP03 -* H3P04 + . . .
25) Br3 + Ca8P3 + H a O->Ca 8 (P0 4 ) a + . . .
26) KI + KMn04 + HaS04 -> MnS04 + . . .
27) KI + FeCJ8-*FeCla + . . .
28) KI + PbOa + HN03->Pb(N08)a + . . .
29) KI + KaCra07 + H a S0 4 -*
30) FeS04 + K A A + HaS04 ->
430. Какие восстановители могут быть использованы
для перевода:
l)Ag+-*Ag;
4)Вг а -*Вг-;
2) HNOa -* NO;
5) HN08 -* NHf ;
3) SOf--^S;
6) HaS04->SOa?
Напишите соответствующие уравнения реакций и расставь­
те коэффициенты.
431. Какие окислители можно использовать для пере­
вода:
1) A g » A g + ;
4) Р-*Р02~;
2)А1->А1 3+ ;
5)Г-*1а;
2+
3+
3) S*-->S;
6 ) Fe ->Fe ?
Напишите соответствующие уравнения реакций и расставь­
те коэффициенты.
432. Подберите нужный окислитель или восстанови­
тель. Напишите уравнения реакций и расставьте коэф­
фициенты:
1) SO a ->S0 3 ;
6) НС1-*С1а;
2)Н1-*1 а ;
7)Вга->НВг;
3) HN08 -> Na;
8) Fe (OH)a -> Fe (ОЩ,;
4) HaS->HaS04;
9) FeSa-*Fea08;
5) S-^HaSO*;
10) HC108-*HC1.
433. Могут ли протекать окислительно-восстановитель­
ные реакции между следующими веществами:
50
1) ШОзСкшщ) + Р А
2) HaSO4(Kom0-T"S-*-
3) Hl + HaS-*.
4) нсю 8 +на ->
5) HCI04 + HN0 8 ->
6) Cla + Ba(OH)2->
7) С1а + Вга + Н а 0->
8) Na^SO, + Nal +
+ H2S04(pa36) -»',?
§ 8. Скорость химической реакции.
Химическое равновесие
434. Какие из нижеперечисленных факторов оказы­
вают влияние на скорость химической реакции: концент­
рация реагирующих веществ, давление, температура, ка­
тализатор, объем системы, форма сосуда?
435. Остается ли скорость химической реакции по­
стоянной во времени?
436. Зависит ли величина константы скорости хими­
ческой реакции от концентрации реагирующих веществ,
природы реагентов, температуры?
437. Напишите выражение для скорости следующих
химических реакций^ 7Щ:^~*":jf^
1) A(r) + В(Г) =* Q r )
4) А(р.р) + В(Т) = C(P.P)
2) А(т) + В(г) = С(т)
5) А(г, + 2В(Г, = С(г,
3) А(р.р) + В(Р.Р) = Qp.P)
438. Чем можно объяснить взрывоопасность в смеси
с воздухом многих веществ, находящихся в пылеобраз­
ном состоянии?
439. В сосуд объемом 5 л поместили 2 моль газообраз­
ного вещества А и 3 моль газообразного вещества В. Вы­
числите молярные концентрации этих веществ в смеси.
440. Концентрации некоторых газообразных веществ
А и В соответственно равны 0,1 и 0,2 моль/л. Как изме­
нятся концентрации этих веществ, если давление в систе­
ме: 1) увеличить в 5 раз; 2) уменьшить в 2 раза?
441. Реакция протекает согласно уравнению
А(г)+В(г)=2С^.).
По истечении некоторого времени после начала реакции
концентрации участвующих в ней веществ стали рав­
ными: [А]*=0,5 моль/л, [В]=0,75 моль/л, [С]=0,5 моль/л.
Вычислите исходные концентрации веществ А и В.
442. Реакция омыления уксусноэтилового эфира идет
согласно уравнению
51
CH3COOC2H5+NaOH - CH3COONa+C2H5OH.
В некоторый момент концентрации участвующих в реак­
ции веществ составили: [СНзСООС2Н5]=0,1 моль/л;
[NaOH]«0,05 моль/л; [CH3COONa]=0,l моль/л. Вычисли­
те концентрации исходных веществ в начальный момент.
443. Реакция идет согласно уравнению
4НС1(г)+02(Г) - 2Н20(г)+2С12(р).
Через некоторое время после начала реакции концентра­
ции участвующих в ней веществ стали: [НС1]=
в 0,25 моль/л; [О2]=0,2 моль/л; [С12]=0,1 моль/л. Каки­
ми были концентрации исходных веществ в начальный
момент?
444. Через 10 с после начала реакции, идущей сог­
ласно уравнению
2А(Р)+В( Г )=С(Г),
концентрация вещества А равнялась 0,2 моль/л. За это
время концентрация вещества В уменьшилась на 0,02
моль/л. Какова была начальная концентрация веще­
ства А?
445. В результате реакции
2Н 2 +0 2 =2Н 2 0
через некоторое время после ее начала образовалось
5,4 г воды. Каковы были при этом концентрации водоро­
да и кислорода, если исходные количества водорода
(20 г) и кислорода (12,8 г) находились в сосуде объемом
100 л при температуре 546 °С и давлении 0,94 атм? Ре­
шите задачу, исключив из условия лишние данные.
446. Исходная концентрация иодоводорода 2 моль/л.
Вычислите степень его термической диссоциации
2Н1=Н 2 +1 2
к моменту образования в системе 0,2 моль/л водорода.
447. В двух сосудах объемом по 20 л при одинаковой
температуре находятся смеси газообразных веществ А и
В. В каком сосуде быстрее и во сколько раз будет проте­
кать химическая реакция
А(г)+В(Г)=АВ(г),
если в первый сосуд ввели 2 моль вещества А и 4 моль
вещества В, а во второй — соответственно 6 и 3 моль ве­
ществ?
52
448. Исходные концентрации веществ равны: [А]=
= 1 моль/л; [В]=2 моль/л, [С]=0,8 моль/л. Вычислите, во
сколько раз изменится (уменьшится или увеличится),
скорость химической реакции
А(р)+В(г)+Qr)=Д(г)
в тот момент, когда концентрация вещества А уменьшит­
ся на 10% , по сравнению со скоростью в первоначаль­
ный момент.
449. В сосуд объемом 10 л ввели 3,2 г паров серы и
6,4 г кислорода. Во сколько раз скорость химической
реакции
S(r)+Ог(р) = S02(r>
в исходный момент будет отличаться от скорости той же
реакции в момент, когда успело прореагировать 10%
серы?
450. В сосуд объемом 10 л ввели 2 моль газообразно­
го вещества А и 3 моль газообразного вещества В. Опре­
делите соотношение скоростей реакции
А(г)+В(г)=С(Г)
в начальный момент и в момент, когда прореагировала
половина вещества А.
451. Вычислите, как изменится скорость химической
реакции, протекающей согласно уравнению
AgN0 3 +HC1=AgCl+HN0 3 ,
если разбавить растворы исходных веществ в 3 раза.
452. Будет ли одинаковой скорость реакции
А+В=АВ,
протекающей в растворе, если слить: 1) по 100 мл раст­
воров, содержащих по 0,001 моль веществ А и В; 2) по
250 мл растворов, содержащих по 0,1 моль этих ве­
ществ; 3) по 1 л растворов, содержащих по 0,1 моль этих
веществ?
453. Смесь двух газообразных веществ содержит по
объему 40% вещества А и 60% вещества В. Как изме­
нится скорость химической реакции
Адо+Всг^Ог),
если увеличить давление газовой смеси в 2 раза?
454. Реакция протекает согласно уравнению
СаО+С0 2 =СаС0 3 .
Как изменится скорость этой реакции, если давление в
системе увеличить в 2 раза?
455. В замкнутом сосуде в результате химической
реакции между газообразными веществами
А+В«С
образуется твердое вещество С. Как изменится давление
в сосуде к моменту, когда концентрация исходных ве­
ществ уменьшилась вдвое?
456. Во сколько раз следует увеличить давление в
системе
Нг(г)+Ь(г)—2Н1(р),
чтобы скорость образования HI возросла в 100 раз?
457. Реакция между двумя газообразными вещества­
ми А и В протекает с большой скоростью. Как следует
поступить, чтобы, не изменяя температуры, уменьшить
скорость реакции?
458. В замкнутом сосуде, заполненном смесью водо­
рода и хлора, концентрация их в результате реакции
Н2+С12«2НС1
уменьшилась в 100 раз. Как изменится давление в со­
суде?
459. Как изменится скорость химической реакции
А(г)+02=С(г)
если вместо кислорода взять такой же объем воздуха?
460. Средняя скорость реакции
А(г)+В(Г)=С(г)
равна 0,004 моль/л-с. Какова будет концентрация ве­
ществ А и В через 20 с, если их начальная концентрация
была соответственно 2 и 3 моль/л?
461. Средняя скорость реакции
А(Г)+В(г)=2С(р)
равна 0,02 моль/л -с. Каковы будут концентрации ве­
ществ А, В и С через 5 с после начала реакции, если на54
чальиые концентрации веществ А и В равны соответст­
венно 1 и 2 моль/л?
462. В 10 л содержится 4 моль вещества А и 5 моль
вещества В. Какова будет концентрация этих веществ
через 4 с, если средняя скорость реакции
А(Г)+В(Р)=СЮ
равна 0,05 моль/л -с?
463. В сосуде объемом 5 л находится 10 г водорода и
254 г паров иода. Какова будет концентрация этих ве­
ществ через 3 с, если средняя скорость реакции равна
0,04 моль/л-с?
464. Скорость реакции
А(г)+В{г)—С(г)
при повышении температуры на каждые 10° увеличи­
вается в 3 раза. Во сколько раз увеличится скорость этой
реакции при повышении температуры на 50 °С?
465. При повышении температуры на каждые 10°
скорость некоторой химической реакции увеличивается
в 2 раза.. Как изменится скорость этой реакции, если по­
низить температуру от 100° до 50 °С?
466. При повышении температуры на 30° скорость
некоторой химической реакции увеличилась в 64 раза.
Вычислите, во сколько раз увеличится скорость этой ре­
акции при повышении температуры на каждые 10°,
467. Средняя скорость реакции
А(г)+В(р)=Сдо
равна 0,001 моль/л-с. С повышением температуры на
10° она увеличивается в 3 раза. Какова будет концентра­
ция вещества С после 10 с протекания реакции при усло­
вии, что температура была повышена на 50°?
468. При повышении температуры на каждые 10° ско­
рость некоторой химической реакции увеличивается в
4 раза. При какой температуре следует проводить эту
реакцию, чтобы скорость реакции, идущей при 100 °С,
уменьшить в 16 раз.
469. Две химические реакции при температуре 10 °С
протекают с одинаковой скоростью. При повышении тем­
пературы на каждые 10° скорость первой реакции уве­
личивается в 2 раза, второй — в 3 раза. При какой тем55
пературе скорость второй реакции в два раза превысит
скорость первой?
470. При температуре 50 °С скорость одной реакции
в 2 раза больше скорости другой реакции. При повыше­
нии температуры на каждые 10° скорость первой реак­
ции увеличивается в 2 раза, второй — в 4 раза. При ка­
кой температуре скорости обеих реакций выравняются?
471. В сосуде находилась смесь трех газообразных
веществ с концентрациями [А]=1 моль/л, [В]=2 моль/л,
[С]=0,01 моль/л. По истечении некоторого времени в со­
суде установилось химическое равновесие
ЗА + В ^ 2 С .
Вычислите концентрации всех веществ в момент равно­
весия, если известно, что концентрация вещества А
уменьшилась на 30%.
472. При синтезе фосгена устанавливается химическое
равновесие
С1я + СО^СОС1,.
Вычислите исходные концентрации хлора и оксида угле­
рода (II), если равновесные концентрации [СОС12]=
= I моль/л, [С12]=0,1 моль/л, [СО]=0,05 моль/л.
473. Исходные концентрации газообразных веществ
А и В, помещенных в замкнутый сосуд при 27 °С, равны
соответственно 0,05 и 0,06 моль/л. Определите давление
в сосуде. Каким станет давление, когда в результате
реакции
Ац-) + В(Г)ч£С(г)
" т
прореагирует половина вещества В, а температура по­
высится на 30°?
474. В сосуде объемом 100 л смешаны 20 моль азота
и 8 моль водорода. К моменту наступления равновесия
прореагировало 10% азота. Вычислите давление газовой
смеси в момент равновесия, если температура в сосуде
527 °С.
475. Как повлияет увеличение давления на скорость
прямой и обратной реакций:
NAOK>^2N<W
РС^о ^ РС13(Г) + ( 3 ^ ;
56
"2(г) + ^(D^^HI^?
476. Как будут влиять изменения температуры и дав­
ления на состояние равновесия при следующих реакциях:
N, + З Н а ^ Щ , + 92 кДж;
N, + Oa:£2NO —
—180,6 кДж?
477. Для каких из указанных реакций изменение
объема (увеличение, уменьшение) вызовет нарушение
химического равновесия:
СН.СООН,,,, + С2Н5ОН(ж)5ЬСН1СООС2Н,(я1 + H ^ i
СаО^ + СО^СаСО,,,,,;
2S
0S(r, + Os(P)5t2S04r);
NS(1.) + 3H2(r)5:2NHa(r);
478. При разложении карбоната кальция в замкнутом
сосуде устанавливается равновесие
CaCQ,:£CaO + COa.
Как следует изменить условия проведения этой реакции,
чтобы при той же температуре довести ее до конца?
479. Вычислите степень термической диссоциации
серной кислоты на оксид серы (VI) и воду, если плот­
ность паров по водороду образовавшейся равновесной
смеси равна 35.
480. При некоторой температуре плотность газооб­
разной смеси оксидов азота N02 и N204 составила 42.
Вычислите степень термической диссоциации N204, иду­
щей согласно уравнению
Na04:£2NOa.
481. К моменту наступления химического равновесия
2SO„^:2SOe + Oa
57
4% трпоксида серы продиссоциировало на сернистый газ
и кислород. Вычислите плотность газообразной смеси по
водороду.
482. При некоторой температуре плотность газовой
смеси оксидов азота N0 2 и N 2 0 4 по водороду равна 25.
Каков процент примеси в ней N 2 0 4 ?
483. Выведите общую формулу для вычисления сте­
пени термической диссоциации газообразных веществ по
плотностям исходного газа и образовавшейся равновес­
ной смеси.
484. Для исследования зависимости скорости химиче­
ской реакции
NaaS + Ia = SJ + 2NaI
от концентрации реагирующих веществ при постоянной
температуре была проведена серия опытов с растворами
различной концентрации. О скорости реакции судили по
времени появления осадка серы. Полученные данные
представлены в таблице
Номер
опыта
1
2
3
4
5
6
7
Концентрация раство­ Концентрация раство­ Время с момента сливания
растворов до появления
ра NasS, ноль/л
ра 1., моль/л
осадка
0,01
0,02
0,04
0,02
0,04
0,04
0,20
0,01
0,01
0,01
0,04
0,04
0,08
0,01
4 мин
2 >
1 »
30 с
20 »
15 »
12 »
Уловив закономерность в изменении концентраций раст­
воров и времени появления осадка, отбросьте показания
двух ошибочных опытов и постройте графическую зави­
симость скорости реакции от концентрации одного из
реагирующих веществ.
485. При изучении зависимости скорости химической
реакции
NaaS203 + H2S04 = SJ + SOa -f- Na^O* + HaO
от концентрации реагирующих веществ была использо­
вана серия растворов Na 2 S 2 0 3 различной процентной
58
концентрации (0,158; 0,316; 0,632; 0,79; 1,58%). Концент­
рация раствора серной кислоты сохранялась постоян­
ной. В первом случае (0,158%-ный раствор Na 2 S 2 0 3 ) с
момента сливания исходных растворов до появления
осадка прошло 5 мин. Каким должно быть время появ­
ления осадка в остальных случаях? На основании рассчи­
танных данных постройте графическую зависимость ско­
рости реакции от концентрации тиосульфата натрия.
486. Приведенные рисунки характеризуют зависи­
мость скорости V реакции
A f r t + B (г)
40
'(г)
от концентрации одного из реагирующих веществ (а, б),
времени протекания реакции t (в), температуры Г (г).
Проанализируйте графический материал и найдите слу­
чаи, где явно допущены ошибки.
487. Данные, полученные при изучении скоростей
двух химических реакций с участием газообразных ве­
ществ
59
A + B-*C (1), A + 2B-*D (II),
представлены на графике, где V — скорость реакций. Мо­
жет ли быть справедливой приведенная на графике зави­
симость?
488. Учитывая равенство скоростей прямой и обрат­
ной реакций
2A,r) + B ( T ) ^2C ( r ) + D(p),
выведите выражение для константы этого равновесия че­
рез равновесные концентрации реагирующих веществ.
489. Константа равновесия реакции
" 2 ( г ) + 12(г) ч- 2Н1(Р)
при некоторой температуре равна КН. Вычислите кон­
центрацию иодоводорода в равновесной смеси, если при
заданной температуре были
смешаны водород и иод с кон­
центрациями по 0,1 моль/л.
490. В сосуде объемом 1 л
смешаны 0,1 моль азота и
0,1 моль кислорода. При не­
которой температуре
в сосуде
образовалось 2-10~4 моль ок­
сида азота (II). Сколько ок­
сида азота образуется при
тех же условиях, если в соРис. к задаче 487.
суд вводить вдвое большее
количество азота и кислорода; в я раз большее количест­
во азота? Можно ли, увеличивая количества азота и кис­
лорода, добиться при указанных условиях их полного
превращения в оксид азота (II)?
491. Почему расчет количества продукта реакции по
количеству исходных реагентов для двух химических про­
цессов
V.
основывается на разных принципах?
60
§ 9. Термохимия
492. Напишите термохимические уравнения реакций
образования: 1) углекислого газа при сжигании графита,
если сгорание 24 г графита сопровождается выделением
786,7 кДж тепла; 2) оксида азота (II), если образование
моля его из простых веществ идет с поглощением
90,3 кДж; 3) водяного пара при сгорании водорода
в
3
кислороде, если известно, что при сгорании 11,2 м водо­
рода (объем измерен при н. у.) выделилось 120 800 кДж
тепла.
493. Почему тепловые эффекты реакций образования
жидкой воды
2H2(r)+Oa(p)=2H20№)+571 кДж
и газообразной
2Н2{Г)+02(г)=2Н20(г)+483,2 кДж
при одинаковых условиях различны?
494. Можно ли термохимическое уравнение реакции
2N02(r)= N2O40K)+57,68 кДж
записать в виде
2N02(r)-57,68 кДж=К204(|«)?
495. Какова основная причина, обусловливающая
знак теплового эффекта химических реакций, т. е. поче­
му одни реакции идут с выделением, другие — с погло­
щением тепла?
496. Экзо- или эндотермическими являются реакции:
1) диссоциации молекулярного водорода на атомы;
2) образования молекулярных кислорода и оксида азота
(II) из атомов?
497. С учетом величин энергии химических связей в
молекулах исходных и конечных веществ сделайте вывод
о влиянии энергии химических связей в молекулах на ве­
личину теплового эффекта реакций:
2Нг(г)+ 02(г)eв2Н20(г)+483,2 кДж;
N2Cr)+02(r) 2NOCio-180,6 кДж.
Энергия химических связей в молекулах водорода, кисло­
рода, азота, оксида азота соответственно равна 434,7;
61
493,2; 9405; 627 кДж/моль. Энергия химической связи
О - Н в молекуле Н 2 0 равна 459,8 кДж/моль.
498. В чем может быть причина уменьшения величины
теплового эффекта в ряду следующих реакций:
H2cp)+F2(r)=2HF(r)+536f7 кДж;
На(г)+С12(г)=2На(г)+183,9 кДж,Н2(г)+Вг2(г)=2НВг(г)+72 кДж;
H2(r)+J2(r)=2HJ(r)+25,l кДж? "
499. Почему выделение и поглощение энергии в ходе
химической реакции не сопровождается изменением мас­
сы реагирующих веществ?
500. Энергетический эффект, сопровождающий хими­
ческую реакцию, принято представлять как тепловой
эффект реакции. Как можно характеризовать энергети­
ческий эффект реакций, сопровождающихся выделением
или поглощением световой энергии, например, горения
магния, взаимодействия водорода с хлором?
501. Скорость реакции взаимодействия водорода с
кислородом, крайне малая при комнатной температуре,
. может быть увеличена при внесении в смесь катализато­
ра, например платины. Изменится ли при этом тепловой
эффект реакции взаимодействия водорода с кислородом?
502. По диаграмме изменения внутренней энергии
системы
U
S(r) +Q2(r)
S02(r)
определите знак теплового эффекта химической реакции
Sp)+02до = SOzfr).
503, С повышением температуры равновесие реакции
2S02(r)+02(p)=2S03(r)
смещается влево. Сделайте вывод о знаке теплового эф­
фекта реакции.
504. Зависимость степени окисления оксида азота (II)
кислородом в газовой смеси, приготовленной смешени­
ем равных объемов газов, от температуры представлена
НИЖе
f!':.4*
Температура, °С
230 300
500 670
Степень окисления, %
95
80
19
5.
Экзо- или эндотермической является реакция окисления
оксида азота (II)?
505. Вычислите тепловой эффект реакции
2С(т)+02сов2СО(г),
если известно, что
С(т)+02(г)=С02(г)+393,3 кДж,"
С0 2 (Р)+С(Т)=2СО(Р)-172,42
кДж,
506. Вычислите тепловой эффект реакции
N2(D+02(r)=s2NO(p)l
если известно, что
2NOw+02(p)=2N02(r)+112,94 кДж,
N2(t.)+202(r)=2N02(p)-67,64 кДж.
507. Вычислите теплоту образования серной кислоты
из простых веществ на основании следующих данных:
1) S03(r)+H20(«)=!H2S04(»c)+133 кДж;
2) S< T )+0 2 <r)=80^+296,5 кДж;
3) 2S02(r)+02(r)=2S03(r)+196,4 кДж;
4) 2Н2сг)+02(г)=2Н20(ж)+571 кДж.
508. Вычислите тепловой эффект реакции
А120з(т)+380з(г)— Al2(S04)a(T),
если теплоты образования оксида алюминия, оксида
серы (VI) и сульфата алюминия соответственно равны
1690,4; 394,7; 3431,8 кДж/моль.
509. Теплоты образования аммиака, оксида азота (II)
и воды соответственно равны 46; —90,3; 241,6 кДж/моль.
Вычислите тепловой эффект реакции
4Шз<и+502(г)=4Ш(Р)+6Н20(г).
510. Вычислите теплоту образования нитрата меди
(II), если известно, что
2Cu (N03)2(T)=2CuO(T)+4N02(r)+02(r)-613,6 кДж,
а теплоты образования оксида меди (II) и оксида азота
(IV) соответственно равны 155,1 и —33,8 кДж/моль.
63
511. Вычислите теплоту образования оксида серы
(IV), если известно, что
2ZnS(T)+302<r)=2ZnO(T)+2S02(r)+885,7 кДж,
а теплоты образования оксида и сульфида цинка соот­
ветственно равны 347,8 и 201,5 кДж/моль.
512. При восстановлении 80 г оксида железа (III)
алюминием
(реакция
а'люмотермии)
выделяется
426,3 кДж тепла. При сгорании 5,4 г металлического
алюминия выделяется 167,3 кДж тепла. На основании
этих данных вычислите теплоту образования оксида же­
леза (III).
513. Вычислите теплоту образования оксида железа
(II), если при взаимодействии 3,6 г оксида железа (II)
с угарным газом выделяется 0,7 кДж, а при сгорании
2,8 г угарного газа — 28,3 кДж тепла.
514. Будет ли тепловой эффект реакции нейтрализа­
ции одинаковым для реакций:
1) НС1 + КОН -^
3) НСЮ + NaOH ->
2) HNOa + NaOH ->
4) HNOa + КОН -» 2
515. Проанализируйте правомерность следующих
утверждений: 1) теплота нейтрализации соляной кисло­
ты гидроксидом аммония больше, чем теплота нейтрали­
зации соляной кислоты гидроксидом натрия; 2) теплота
нейтрализации' серной кислоты гидроксидом аммония
меньше, чем теплота нейтрализации серной кислоты гид­
роксидом натрия.
516. При растворении 24,5 г серной кислоты в 200 г
воды температура повысилась на 5,8 °. Вычислите тепло­
ту растворения серной кислоты, приняв удельную тепло­
емкость раствора равной 3,76 Дж/г-град.
517. Вычислите теплоту растворения хлорида калия,
если известно, что при растворении 6,25 г его в 300 г воды
наблюдается понижение температуры на ~ 1 °. Удельная
теплоемкость полученного раствора 4,05 Дж/г-град.
518. Теплоты растворения безводного сульфата меди
(II) и медного купороса при 18°С соответственно равны
66,5 и 11,7 кДж/моль. Вычислите теплоту образования
CuS04-5H20 из CuS04.
519. Теплоты растворения MgS0 4 , MgS04-HaO и
MgSj04'7H20 соответственно равны 84,77; 55,6 и —15,9
04
кДж/моль. Вычислите теплоты образования гидратов
MgS0 4 -H 2 0 и MgS0 4 -7H 2 0 из MgS0 4 .
520. При горении 13 г некоторой смеси аммиака и
кислорода выделилось 63,3 кДж тепла, а при сжигании
такого же количества смеси вместе с некоторым количе­
ством водорода — 200 кДж тепла. Вычислите процент­
ный состав исходной смеси, если известно, что теплоты
образования аммиака и воды соответственно равны 46 и
241,6 кДж/моль.
521. При горении 79 г смеси этана и кислорода выде­
ляется 713,4 кДж тепла, при сжигании этого же количе­
ства смеси вместе с некоторым количеством водорода —
900 кДж тепла. Вычислите процентный состав исходной
смеси, если известно, что теплоты образования этана,
углекислого газа и воды соответственно равны 84,6;
393,3 и 241,6 кДж/моль.
§ 10. Свойства веществ
522. Пользуясь Периодической системой, перечисли­
те элементы, названные в честь: а) ученых; б) стран;
в) городов.
523. Считается ли в настоящее время оправданным
название «инертные газы» для элементов подгруппы
гелия?
524. С учетом положения бериллия в Периодической
системе охарактеризуйте с наибольшей степенью вероят-*
ности основные свойства этого элемента: валентность,
типы его соединений, кислотно-основный характер гидроксида. Сравните в этом плане свойства бериллия, маг­
ния и кальция.
525. Чем можно объяснить нарастание неметалличе­
ских свойств элементов в рядах: натрий — хлор; иод —
фтор?
526. Почему водород в Периодической системе поме­
щают в первую и седьмую группы?
527. Какие элементы образуют солеобразные гидри­
ды? Как практически доказать, что атом водорода в них
имеет отрицательную степень окисления?
528. Почему для получения водорода из раствора сер­
ной кислоты обычно не применяются кальций н свинец?
529. Используя известные вам изотопы водорода и
3 Зах. 1439
65
кислорода, определите молекулярные массы всех воз­
можных разновидностей воды.
530. Учитывая общую закономерность в изменении
металлических и неметаллических свойств элементов в
одной подгруппе, выскажите предположение, для какого
из ^-элементов VII группы наиболее вероятны следую­
щие свойства: металлический блеск простого вещества,
амфотерность гидроксида НЭО, существование соли
3N0 3 .
531. Учитывая, что в природе галогены содержатся в
виде соединений, в которых атом галогена имеет отри­
цательную степень окисления (CaF2l NaCI и т .д.), назо­
вите общий принцип получения их в свободном со­
стоянии.
532. Можно ли окислить химическим путем фтор до
свободного из его природных соединений, подобно осталь­
ным галогенам?
533. Почему сухой газообразный хлороводород ды­
мит на воздухе?
534. Почему -галогены не встречаются в природе в
свободном состоянии.
535. В чем различие процессов возгонки иода и хлори­
да аммония?
536. Во сколько раз пары иода тяжелее иодоводорода
при одинаковых условиях?
537. Чем объяснить, что для хлорноватистой кислоты
характерны сильные окислительные свойства, а для со­
ляной— нет?
538. Как доказать наличие загрязнений в хлороводороде, если он содержит свободный хлор?
539. Почему для отбеливания применяется влажный,
но не сухой хлор?
540. Как объяснить, что при взаимодействии хлора с
раствором карбоната натрия выделяется углекислый газ?
541. Что произошло бы с литосферой нашей планеты,
если бы кислород атмосферы заменили фтороводородом?
542. Свободный фтор обладает исключительной хи­
мической активностью и способен реагировать практиче­
ски со всеми металлами. Почему тем не менее его можно
получать в свинцовых или никелевых сосудах?
543. Медь может медленно растворяться в соляной
кислоте в присутствии воздуха, хотя в ряду напряжений
она стоит правее водорода. Чем это объясняется? Воз66
можно ли медленное растворение меди в уксусной кис­
лоте?
544. Чем можно объяснить, что жидкий хлороводород,
как и чистая вода, не проводит электрический ток, а раст­
вор хлороводорода в воде проводит?
545. Какое из приведенных уравнений диссоциации
соляной кислоты наиболее полно отображает суть про­
текающего процесса
НС1 = Н + + СП
НС1 + НаО = Ц.О+ + СГ;
Н а + (п + т) Н80 = [Н30(НаО) я] + +
+ [С10ВД)тГ?
546. При взаимодействии свободного5 галогена с горя­
чим раствором щелочи образуется в /з раза большее
количество галогенида, чем при взаимодействии с раст­
вором щелочи на холоде. Можно ли на основании этих
данных определить, какой галоген имеется в виду?
547. Через 10%-ный раствор калия пропустили хлор
(на холоде; при нагревании). Избыток хлора удалили из
раствора током азота. Какие вещества образовались в
растворе и какова их процентная концентрация? Будет
ли ответ одинаковым для обоих случаев?
548. Чем объяснить, что при обычных условиях реак­
ция взаимодействия алюминия с бромом протекает бо­
лее энергично, чем с хлором?
549. Какие из солей —NaG, NaCIO, NaC102, NaC103f
NaC104 — подвергаются гидролизу в растворе?
550. Охарактеризуйте свойства соединения, имеющего
формулу АВ и образованного элементами одного и того
же периода Периодической системы. Известно, что оба
элемента образуют водородные соединения с содержа­
нием в них водорода 4,17 и 2,74%.
551. Чем объяснить, что реакции с жидким кислоро­
дом протекают намного активнее, чем с газообразным?
Например, порошкообразный алюминий с атмосферным
кислородом почти не взаимодействует, а с жидким мо­
жет реагировать со взрывом.
552. В каких из приведенных реакций свободная сера
выступает в роли окислителя; восстановителя;
з*
67
US + Fe-i
2) S + H 4 -i
3)S + Oa4>
4) S + H2S04(Ko,.4)-t
553. В какой степени окисления атомы серы образуют
соединения, обладающие только окислительными свойст­
вами; только восстановительными свойствами?
554. Вода является универсальным растворителем и
способна вызывать ионизацию растворяемого вещества;
его гидролиз; окислять (реже восстанавливать) раство­
ренное вещество; образовывать с ним гидраты. Чем обус­
ловлены эти свойства воды?
555. Может ли сероводород быть окислителем, а сер­
ная кислота — восстановителем?
556. Можно ли приготовить смесь: 1) хлорной и серо­
водородной воды; 2) хлорной воды и соляной кислоты;
3) хлорной воды и бромоводородной кислоты; 4) бромной
и сероводородной воды?
557. Почему при растворении активных металлов в
разбавленной и концентрированной серной кислоте обра­
зуются различные продукты? Какие?
558. На завод серная кислота доставлялась в желез­
ных цистернах. Однажды опорожненная цистерна была
оставлена во дворе под дождем для ремонта. Когда че­
рез некоторое время электросварщик начал ее ремонт,
произошел взрыв. Объясните причину взрыва.
559. Почему для ускорения реакции взаимодействия
цинка с серной или соляной кислотой в раствор добав­
ляют соли меди?
560. Какие из приведенных реакций с участием сер­
ной кислоты обратимы:
2)Na2SO„IHH>) + H2SO<(1MM()_
3>Na s S
+H 2 S0 4 ( ( „ e ) _*
flHrfVu + H^0*,-*-*
Б) № С ^ + ЦДО
«NINQIM +
H^
_*
0
*-*-*
7)NaNO a(M) H-H i S0 4(p . rt() _ >
661. В каких из приведенных ниже реакций серная
кислота проявляет окислительные свойства:
68
1)
2)
3)
4)
6)
ZnO + H £ 0 4 ZntOH), + H.SO,-*
Zn + H ^ O , , , ^ ->•
Zn + H^SO,,^,-*
NaCI + f y » ^ - *
6) H 2 0 + H,S0 4(rew) _*
7) S0 3 + H 2 SO Jf _„,U
8) Na^Oa + H S0 4 -+
9) KtaJS + H l S 0 4 ( M H l l ) 10) С,Я12О0 + H . S O ^ -
562. С помощью какого одного из приведенных реак­
тивов — ВаС12, H2SO4, Са (ОН)2, СаО — можно различить
сульфид, сульфит и сульфат натрия?
563. Можно ли получить сероводород при взаимодейст­
вии сульфида железа с кислотами соляной, серной, азот­
ной?
564. Хлор и сернистый газ обладают отбеливающими
свойствами. В чем заключается различие в их действии?
565. В чем причина химической инертности свободного
азота? Почему его можно активизировать, пропуская
электрический разряд?
568. Почему в природе азот встречается в свободном
состоянии, а фосфор — нет?
567. Для какого из простых веществ и почему возмож­
на такая, казалось бы, противоречивая характеристика
свойств:
1) порошок гигроскопичен, на воздухе воспламеняется
лишь при нагревании, неэлектропроводен, неядовит;
2) воскоподобная масса, сохраняется под водой, на
воздухе самоокисляется, будучи раздробленной, самовос­
пламеняется, неэлектропроводна, ядовита;
3) имеет металлический блеск, обладает полупровод­
никовыми свойствами, на воздухе устойчив, ядовит?
568. Синтез аммиака из простых веществ ведут в об­
ласти температур 400—600 °С и давлений 100—1000 атм.
Почему не используют более высокие температуры, хотя
в таких условиях существенно увеличилась бы скорость
реакции взаимодействия азота и водорода?
569. Можно ли осуществить синтез аммиака, исполь­
зуя смесь водорода и воздуха (содержит ~78% азота)?
570. Жидкие аммиак и вода не проводят электриче­
ский ток. Чем объяснить электропроводность водного
раствора аммиака?
571. Колба заполнена сухим аммиаком при н. у. Горло
колбы погрузили в воду, и вся колба заполнилась ею. Вы-
числите концентрацию полученного раствора. Почему в
условии не указан объем колбы?
572. Чем можно объяснить различие продуктов терми­
ческого разложения солей аммония:
NH4C1 -*• NH8 + НС1;
(NHACra07 - * Na + HaO + CrA;
(NH4)3P04 - • NH3 + H8P04; NHJMQ, - * NaO + H20?
573. Почему при получении азотной кислоты (лабора­
торный метод) используются твердый нитрат калия, кон­
центрированная серная кислота и процесс ведется при
нагревании? Можно ли получить азотную кислоту из ра­
створа нитрата калия и разбавленной серной кислоты?
574. Почему' концентрированная азотная кислота
окрашена в бурый цвет?
575. Можно ли получить водород при взаимодействии
азотной кислоты с металлом?
576. Чем можно объяснить различие продуктов терми­
ческого разложения нитратов:
ОфОД-»- СиО + NOa + Оа;
NH 4 N0 8 -*N a O + HaO;
Mn(NOs)a -> MnOa + NOa?
577. Смесь нитратов свинца и натрия прокалили. Как
разделить полученные продукты?
578. Какая из приведенных реакций используется как
качественная реакция на ион аммония:
1) NH4NQB + HC1 - •
3) Nr^NQj + NaCl -*
2) NH4NQB + КОН -*
4) NH4NOa - i ?
579. Чем можно объяснить, что содержащиеся в воз­
духе азот и кислород не взаимодействуют между собой?
При каких условиях такая реакция возможна?
580. Как разделить оксиды азота (II и IV); оксиды
азота (IV) и углерода (II)?
581. Какие из перечисленных газов: оксид азота (II),
оксид азота (IV), аммиак, сернистый газ, сероводород,
кислород, хлор, хлороводород, углекислый газ, метан,
ацетилен — могут быть собраны над водой, непосредст­
венно заполняя сосуд на воздухе?
582. Какие из перечисленных осушителей: фосфорный
ангидрид, концентрированную серную кислоту, безвод70
ный хлорид кальция, твердый гидроксид натрия —- можно
использовать для осушки сернистого газа, оксида азота
(II), аммиака, водорода, диоксида азота, этилена, кисло­
рода?
583. Почему утверждают, что запах оксида азота (II)
неизвестен?
584. Все соединения какого ряда способны проявлять
как окислительные, так и восстановительные свойства:
1) NH3, N2, NO, N0 2 ;
3) N2, NO, N 2 0 5f N 2 0;
2) NH3, NO, HN0 8 , N2Os;
4) N0 2 , N2, NO, N203?
585. Возможные принципы фиксации азота воздуха
представлены следующими схемами
Какие из указанных процессов лежат в основе современ­
ных промышленных методов фиксации азота? Какой про­
цесс представляет исторический интерес (использовался
ранее) и какой в настоящее время лишь разрабатывает­
ся? Какой из всех процессов кажется вам наиболее пер­
спективным?
586. Объясните, как и почему изменяется степень дис­
социации ортофосфорной кислоты на каждой из трех ста­
дий ее диссоциации.
587. Некоторый элемент V группы Периодической си­
стемы образует с одним и тем же галогеном два галогенида. Разница между эквивалентными массами этих со­
единений составляет 10. Определите, галогениды ка­
кого элемента имеются в виду. Почему в условии задачи
ничего не сказано о природе галогена?
588. Как из серного колчедана, фосфорита, воздуха,
угля, воды и хлорида калия, пользуясь известными вам
методами, получить сульфат аммония, фосфорную кисло­
ту, фосфаты калия и аммония, гипс? Напишите уравне­
ния соответствующих реакций.
589. Как можно получить из воздуха, угля, воды и из­
вестняка азотную кислоту, нитраты аммония и кальция,
карбонат аммония?
590. Как согласовать утверждения, что углекислый газ
не поддерживает горения веществ (используется при тушенпп пожаров) и что в углекислом газе горит металли­
ческий магний?
591. Какая из перечисленных реакций может исполь­
зоваться для получения углекислого газа в лаборатор­
ных условиях:
1)СаС0 8 -1
4)С + Оа->
2) СаСОя + НС1 -*
5) СО + 02-»3) NaHC08 + HaO -*
6) СН4 + Oa -*592. Как изменяется химическая активность в ряду
щелочных металлов от лития к цезию? Почему обычно
при этом не рассматривается франций?
593. При действии воды на 4,6 г сплава рубидия с дру­
гим щелочным металлом выделилось 2,24 л (н. у.) водо­
рода. Какой щелочной металл входит в сплав?
594. Что является окислителем при взаимодействии
активных металлов с водой и кислотами?
595. Почему щелочные металлы получают электроли­
зом расплава солей, а не их водных растворов?
596. Можно ли получить гидроксид щелочного метал­
ла в растворе в результате реакции обмена?
597. При нейтрализации серной кислоты раствором
гидроксида натрия, длительное время хранившимся в ла­
боратории, наблюдалось выделение газа. Какой это газ и
как можно объяснить его появление?
598. Почему медь, стоящая в первой группе Периоди­
ческой системы ниже калия, менее активна, чем калий?
Будет ли наблюдаться аналогичный факт для рубидия и
серебра?
599. При рассмотрении свойств элементов второй груп­
пы магний иногда объединяют с элементами подгруппы
щелочноземельных металлов, а иногда — с элементами
подгруппы цинка. Какое отнесение кажется вам более
целесообразным, если сравнить: положение в ряду напря­
жений; способы получения металлов из их соединений;
свойства гидроксндов; растворимость сульфатов; строе­
ние атомов?
600. Почему элементы главной подгруппы второй
группы менее активны, чем щелочные металлы?
601. Почему кальций в ряду напряжений стоит впере­
ди натрия, хотя щелочноземельные металлы химически
72
менее активны, чем рядом стоящие в периоде щелочные
металлы?
602. Какая из возможных реакций получения оксида
кальция лежит в основе его промышленного получения;
1) Са + Оа-*СаО;
4) Ca(N08)a -*> СЮ +
+ NOa + Оа;
2) Са(ОН)а X СаО + НаО; 5) СаСОв -* СаО + СОа;
3) CaHg + O.-VCaO + H.O; 6) CaS0 4 ->CaO+ SOa +
+ Оа?
• 603. Какая из приведенных реакций протекает при
использовании гашеной извести в строительстве;
1) Са(ОН), + НС1 -> СаС1а + НаО;
2) CatOH^ + FeCl, ->СаС1а+ Fe(OH).;
3) CafOHk + SOa -*CaS0 8 + HaO;
4) Ca(OH)a + COa -> CaCQ, + HaO?
604. Какой из перечисленных процессов может исполь­
зоваться для получения металлического кальция;
1) СаО + AI - i ;
2) электролиз раствора соли кальция;
3) электролиз расплава соли кальция?
605. В пробирках находятся сухие хлорид кальция,
карбонат натрия, сульфат калия, хлорид бария. Как рас­
познать эти вещества, не прибегая к помощи химических
реактивов?
606. Как отличить гашеную известь от измельченного
в порошок известняка?
607. Какие реакции произойдут при добавлении соды
или гидроксида натрия к жесткой воде, содержащей гид­
рокарбонаты и сульфаты кальция и магния?
608. На титрование 100 мл водопроводной воды из­
расходовано 2,65 мл 0,0875 н раствора соляной кислоты.
Вычислите карбонатную жесткость воды.
' 609. В А мл воды растворили Б г безводного галогенида бария. Для осаждения ионов бария к полученному ра­
створу добавили В г (эквимолекулярное количество)
кристаллогидрата сульфата некоторого металла (II).
Вывести формулу для вычисления процентной концент­
рации галогенида такого металла в растворе после удале­
ния из него сульфата бария,
73
610. Что является окислителем при взаимодействии
алюминия с водным раствором щелочи; кислоты?
611. Как из алюмината натрия можно получить гид*
роксид алюминия?
612. Можно ли: 1) при взаимодействии двух основа­
ний получить соль; 2) при взаимодействии двух солей
получить основание; 3) из одной соли получить два осно­
вания?
613. Чем можно объяснить, что при добавлении экви­
валентного количества раствора щелочи к раствору хло­
рида алюминия осадок выпадает уже в процессе слива­
ния растворов, а при обратном порядке сливания тех же
растворов (раствор A1CU добавляется к раствору щело­
чи) осадок образуется лишь через некоторое время после
смешения растворов?
614. Две железные пластинки соединены алюминиевы­
ми заклепками. Какой из металлов будет подвергаться
коррозии в первую очередь?
615. Почему при взаимодействии железа с хлором и
соляной кислотой образуются продукты различного со­
става?
616. Какие химические реакции могут протекать при
хранении карбоната железа (II) на влажном воздухе?
617. Почему нельзя получить безводный хлорид желе­
за (III) путем нагревания на воздухе FeCl3-6H20?
618. Какие вещества образуются при растворении
Fe304 в серной и соляной кислотах?
619. Через 100 мл 0,1 М раствора хлорида железа (III)
пропустили избыток сероводорода. Образовавшийся при
этом осадок обработали соляной кислотой, а не раство­
рившуюся в ней часть осадка перенесли и растворили в
концентрированной азотной кислоте. К полученному раст­
вору после удаления (путем длительного кипячения) из­
бытка азотной кислоты добавили воду и довели объем
его до 100 мл. Вычислите молярную концентрацию тако­
го раствора.
620. Чтобы очистить металлическую ртуть от часто
присутствующих в ней примесей цинка, олова и свинца,
ее взбалтывают с насыщенным раствором сульфата рту­
ти. Какая химическая реакция используется при этом?
621. Попробуйте оценить, для какого из соединений в
каждом ряду наиболее сильно выражены основные свой­
ства;
74
1) Cr(OH)2; Сг(ОН)3; И2СЮ4:
2) Fe(OH)2; Fe(OH)3.
622. Какие из перечисленных оксидов металлов с наи­
большей вероятностью можно отнести к числу кислотных!
MgO, Rb20, TJ20, СгОз, СЮ, Mn207, MnO, CuO, Sb205?
623. Как молено из нитрата меди получить хлорид ме­
ди? Рассмотрите возможность использования при этом
реакции обмена в растворе; термического разложения
нитрата с последующим вовлечением во взаимодействие
продуктов разложения; электролиза растворов и после­
дующих реакций.
624. В шести пробирках находятся растворы следую­
щих веществ: нитрата свинца, серной кислоты, нитрата
аммония, нитрата бария, нитрата магния, гидроксида
калия. Как, не прибегая к другим реактивам, определить,
в какой пробирке находится каждое из веществ.
625. В пять пробирок налиты разбавленные растворы
хлорида железа (III), хлорида аммония, нитрата меди,
сульфата железа (II), хлорида алюминия. С помощью
какого одного химического реактива можно определить,
где находится каждое из указанных веществ?
626. В девяти пробирках без надписей находятся твер­
дые нитрат серебра, хлорид бария, карбонат стронция,
оксид меди, гидрокепд натрия и растворы аммиака, со­
ляной и азотной кислот, сульфата калия. Не прибегая к
помощи других реактивов, предложите простейший план
установления содержимого каждой пробирки. Напи­
шите уравнения соответствующих реакций и укажите,
по каким признакам будете отличать каждое из ве­
ществ.
627. Даны: хлорид натрия, карбонат кальция, кокс,
вода, воздух. Как получить из них не менее 20 веществ
.. (органических и неорганических), имеющих практиче­
ское применение?
628. Учитывая конкретные условия протекания хими­
ческих реакций, напишите уравнения реакций получения:
нитрата меди из сульфата; гидроксида натрия из хлори­
да натрия; сульфата натрия из нитрата натрия, карбона­
та калия из хлорида калия.
629. Даны разбавленные растворы следующих ве­
ществ: соляной кислоты, сульфата натрия, карбоната ка­
лия, гидроксида бария, фторида серебра. Идентифици­
руйте эти вещества,
75
630. Как можно осуществить превращения: средней
соли в кислую; кислой — в среднюю; средней — в основ­
ную соль?
631. Существуют ли кислые соли бромоводородной,
уксусной, азотистой, сернистой и сероводородной кислот;
основные соли магния, бериллия и железа?
632. Соединения какого ряда являются изомерами;
1) ВгСНа—СН = СН—СН,;
ВгСНоч
' Ч С = СН3; СЦ, = С Н - С Н - СНВг;
сц/
2) СН = C - C H - C H a N O a ;
н
СНз = С Н - С - С Н а - СН8; О ^ - С Ц - С = СН-СН.;
I
I
N02
СН,
3) СНа - С—СНа—СНаС1; СН 8 —СН = С - С Н а - С Н 8 ;
СНЯ
С!
CHgv
сн
ч: = с—сц,-,
^ А.
4) СЦ,—С = СН—СНа;
Ш а С - С Н - С Н , ; СНЯ = СН-СН а —СН а 1?
СНа
633. Являются ли изомерами
Н Н Н Н
1) н—С—С—С—С—Н
Н Н Н Н
76
Н
2) Н - С
Н Н
С—С—Н
Н-С—НН Н
к-
н
н н н-с-н
3) Н - С - С
С—Н
нн
н
н н н
4) Н—С
С
С-Н
нн-с-нн
634. Какой из приведенных изомеров является транс­
формой:
СН34
vH
CHev
vCgH5
CH8v
yH
Hv
yCflb
635. Какие из веществ, формулы которых приведены
ниже, являются цис- и транс-изомерами?
Н Н
Н О
II
II
1) н—С—С—Н
Н—С—С—Н
II
а а
II
а н
а
н-с=с-н
а
2)111!:=с-н
а а
Н
Н
CsHe
3)С = С
С^НБ
Н - С = С-Н
CgHg
Н
Н
4) Н—С
С
QHbQA
C2H5 .
Н
Н
С.Н,
Н—С
С—Н
С,Н 6 Н
77
636. Какие из перечисленных ниже углеводородов
являются изомерами и какие — гомологами: диметилэтилен, дивинил, пропилен, изобутилеи, этилацетилен,
бутадиен, ацетилен, изопрен?
637. Даны три углеводорода о расстоянием между
ядрами двух атомов углерода в молекуле 1,20 А, 1,34
о
о
А, 1,54 А. К каким гомологическим рядам они принад­
лежат?
638. Какая из приведенных реакций может служить
как качественная на двойную связь в молекулах углево­
дородов:
1) С Н ^ + НС1 -*
3) СвНда + С1а->
2) C„Hte + КМп04 - •
4) С„Нм + Оа -> ?
639. Какая из приведённых реакций может служить
как качественная на тройную связь в молекулах углево­
дородов:
l)C n H 2ft - 2 + KOH-».
3)CBH2„_^ + HI-*
2) Си Н_>„-2 + Оа ->•
4) Ся Н2п-2 + Вггср—р) ->• ?
640. Все соединения какого ряда способны взаимодей­
ствовать с HJ:
1) С2Н4, C2H4J2, СгНв* СгНг!
2) СНСЫСНьСгНгСЬ, СзН8, СН4;
3) С3Н4, СвНю, СвНв, CsHe;
4) СН 3 -СН-СНС1, С5Н8, С4Н6, СзНвСЬ?
641. Как объяснить, что первые в гомологическом ряду
метана углеводороды газообразны, затем следуют жид­
кие и, наконец, твердые?
642. Составьте уравнение сополимеризации этилена и
пропилена,- считая, что они входят в состав макромоле­
кулы полимера в молярном отношении 1:1.
643. Рассмотрите пути химического превращения эта­
на в этиловый спирт. Напишите схемы соответствующих
реакций.
644. Какое из веществ — пропан, пропилен или аллилен — и почему наиболее реакционноспособно?
645. Какие из веществ могут подвергаться полимери­
зации: этилен, этан, бутилен, бензол, этиловый спирт,
гексан?
646. Средняя молекулярная масса одного образца
полихлорвинила 15000. Вычислите степень полимериза­
ции.
647. Пропилеи производят с молекулярной массой
78
80000 и 15000. Вычислите степень полимеризации каждо­
го полимера.
648. Изобразите схемой структуру сополимера этилена
и бутена-1, если они входят в состав макромолекулы со­
полимера в молярном отношении 1:1.
649. Чем обусловлена большая механическая проч­
ность и плохая растворимость большинства полимеров?
650. Какие из перечисленных ниже веществ имеют
постоянные точки плавления: бензол, толуол, полихлор­
винил, полипропилен, пропилен, дивинил, этиловый
спирт?
651. Существует ли и почему различие в полярности
связи С—Н в молекулах этана, хлористого этила, этило­
вого спирта?
652. Какое из перечисленных свойств этилового спирта
зависит от способности его молекул к образованию водо­
родной связи: 1) сравнительно высокая температура ки­
пения; 2) взаимодействие с металлическим натрием; с
галогеноводородами; 3) дегидратация с образованием
диэтилового эфира, этилена?
603. Сформулируйте правило зависимости сравнитель­
ной растворимости в воде и сравнительной склонности к
реакциям взаимодействия с натрием одноатомных спир­
тов от их молекулярной массы.
654. Какая из возможных реакций получения этило­
вого спирта имеет промышленное значение:
1) QH5Br + НаО -*
3) QHeONa + Н^О ->
2) С Л + НаО -»
4) ОД A
б
*^?
655. Чем объяснить, что функциональная группа спир­
тов у фенола обусловливает его кислотные свойства?
656. Почему с гидроксидом меди не взаимодействует
этиловый спирт и взаимодействует глицерин?
657. Чем можно объяснить, что углерод образует сое­
динения, намного более разнообразные, чем все осталь­
ные химические элементы?
658. Приведите примеры изомеров спирта и эфира.
659. Все соединения какого ряда способны взаимодей­
ствовать с бромной водой:
,ОН;
Q,H7OH;
~ АН 4 ОН
79
У\/ОН
2) СН.ОН;
j
.
;
CjH.OH
WH
3)С,Н,ОН;
I
V
I
I'.H^OH;
„OH
4)
U
:
HOX)
'' U\ 0 H
660. Какие типы химических реакций характерны для
альдегидов?
661. Одинаков ли тип химических реакция превраще­
ния альдегида в кислоту и альдегида в спирт?
662. В молекулах каких углеводородов возможно вра­
щение атомов углерода?
663. В каких из перечисленных ниже органических сое­
динений имеется л-связь: бензол, циклогексан, пропиловый спирт, пропноновый альдегид, бутан, бутилен, му­
равьиная кислота?664. Расположите в ряд'по увеличению подвижности
атома водорода в функциональных группах следующие
соединения: масляный альдегид, масляная кислота, бути­
ловый спирт. Включите в этот ряд бутан.
665. Какая функциональная группа глюкозы обуслов­
ливает ее способность участвовать в реакции «серебряно­
го зеркала» и какая функциональная группа появляется
у образующегося соединения?
666. К какому типу реакций — полимеризации или
поликонденсации — можно отнести реакцию образования
сахарозы из глюкозы?
667. Почему жидкие жиры легче окисляются на воз­
духе, чем твердые?
668. Даны водные растворы двух органических ве­
ществ: фенола и муравьиного альдегида. С помощью ка­
ких характерных реакций можно определить каждое из
80
v
'"r
предложенных веществ? Напишите соответствующие
уравнения реакций.
669. Даны растворы четырех органических веществ:
крахмала, глюкозы, белка и уксусной кислоты. С по­
мощью характерных реакций определите каждое из дан­
ных веществ. Напишите соответствующие уравнения ре­
акций.
670. Даны три органических вещества: глицерин, ани­
лин и муравьиная кислота. С помощью характерных реак­
ций определите, в какой из склянок находится каждое из
указанных веществ. Напишите соответствующие уравне­
ния реакций.
671. В пяти пробирках находятся: уксусная кислота,
проппоновый альдегид, бромистый бутил, этиловый спирт
и смесь уксусной кислоты и этилового спирта. Составьте
перечень всех необходимых реактивов и предложите план
для определения, в какой из пробирок находится каждое
из названных веществ.
672. Что представляют собой с химической точки зре­
ния уксус, жир, масло, формалин, глицерин, грушевая
эссенция?
673. К какому типу химических реакций можно отне­
сти процесс превращения нитробензола в анилин?
674. При облучении нейтронами изотоп вольфрама 182
превращается в радиоактивный изотоп тантала 182, ко­
торый затем претерпевает (3-распад. Какой элемент при
этом образуется? Напишите уравнения соответствующих
ядерных реакций.
675. При бомбардировке а-частицами 2||U получается
%Ри. Составьте уравнение происходящей ядерной реакции.
676. Охарактеризуйте химические свойства элемента,
образующегося при Р-распаде {{К.
677. Какие изотопы получаются при а-распаде радо­
на, полония, тория, актиния? Определите названия полу­
ченных изотопов, их порядковый номер, массовое число
и максимальную валентность.
678. Пользуясь Периодической системой, определите,
какие элементы образуются в результате следующих
ядерных процессов:
1)18и-*а + . . . .
4)2ЙРЬ^в+...
2) agRn-*a + . . .
5) 2 gNp-*-i+...
3)КР-Л+...
81
679. Закончите уравнения следующих ядерных реакций:
l)SAl + iHe-*8P+-»
2)} 4 N + iP-*i l C + . . .
3)l 2 C + f H - » 4 3 N + . . .
4) а*Сг + Ф -*• iH + . . .
5)^Pu-f?5Ne-»-4jfi-f . . .
§ 11. Установление формул веществ
680. Установите простейшую формулу органического
вещества, в состав которого входят углерод, водород и
сера, если при сжигании его было получено 5,28 г угле­
кислого газа, 3,24 г воды и 3,84 г сернистого газа.
681. При сжигании 0,6 г органического вещества полу­
чено 0,88 г углекислого газа и 0,36 г воды. Масса одного
литра этого вещества при температуре — 3°С и давлении,
1,11 атм равна 1,5 г. Определите его истинную формулу.
682. Установите истинную формулу вещества, если при
сжигании 3,4 г его было получено 2,8 г азота и 5,4 г воды,
Плотность этого вещества по водороду равна 8,5.
683. Установите истинную формулу органического ве­
щества, если при сжигании 4,6 г его было получено 8,8 г
углекислого газа и 5,4 г воды. Плотность паров этого ве­
щества по водороду равна 23.
684. Установите истинную формулу органического ве­
щества, если при сжигании 2,4 г его было получено 5,28 г
углекислого газа и 2,88 г воды. Плотность паров этого
вещества по водороду равна 30.
685. Установите формулу вещества, состоящего из
углерода, водорода и кислорода в отношении масс соот­
ветственно 6:1:8, если плотность паров его по воздуху
равна 2,07.
686. При сгорании 1,76 г органического вещества обра­
зовалось 3,52 г.углекислого газа и 1,44 г воды. Плотность
паров этого вещества по воздуху равна ~ 1,52. Опреде­
лите его истинную формулу.
687. Установите формулу некоторого водородного сое­
динения азота, если при сжигании его образуется азот и
вода в отношении масс соответственно 7:9. Масса 320 мл
паров исходного вещества при давлении 1 атм и темпера­
туре 117 °С равна 0,32 г.
82
688. Установите формулу некоторого углеводорода,
если известно, что при его сгорании образуются углекис­
лый газ и водяные пары в объемном отношении соответ­
ственно 2:1, Плотность паров углеводорода по водо­
роду 39.
689. Ряд углеводородов имеет одинаковый процентный
состав: 85,72% углерода и 14,28% водорода. Определите,
к какому гомологическому ряду относятся эти углеводо­
роды.
690. При полном сгорании некоторого количества со­
полимера диметилбута диена и акрил нитрил а в точно вы­
численном количестве кислорода образовалась смесь га­
зов, содержащих при некоторых температуре и давлении
57,69% углекислого газа по объему. Вычислите молярное
соотношение мономеров в полимере.
691. При полном сгорании некоторого количества со­
полимера бутадиена с акрилнитрилом в точно вычислен­
ном количестве кислорода образовалась смесь газов, со­
держащих по объему ~37,5% водяных паров. Вычисли­
те молярное соотношение мономеров в полимере.
692. Напишите формулу соединения сурьмы с серой,
если известно, что атомная и эквивалентная массы сурь­
мы равны соответственно 122 и 24,4, а атомная и эк­
вивалентная массы серы — соответственно 32 и 16.
693. При обезвоживании 4,56 г кристаллогидрата суль­
фата магния получено 2,4 г твердого вещества. Устано­
вите формулу кристаллогидрата.
694. Установите формулу кристаллогидрата хлорида
кальция, если при прокаливании 5,88 г его выделилось
1,44 г сконденсировавшейся воды.
695. В азотной кислоте растворено 1,98 г гидроксида
цинка и из полученного раствора выкристаллизовано
5,94 г кристаллогидрата соли. Установите формулу этого
кристаллогидрата.
696. В азотной кислоте определенной концентрации
растворено 0,48 г металлического магния и из получен­
ного раствора выкристаллизовано 5,12 г кристаллогид­
рата соли магния. Установите формулу кристаллогид­
рата.
697. Установите формулу кристаллогидрата хлорида
бария, зная, что для приготовления 400 мл 0,1 и раствора
хлорида бария израсходовано 4,88 г кристаллогидрата.
698. Установите формулу одного из кристаллогидра83
то» сульфата натрия, если при его обезвоживании потеря
массы составляет 47% от массы кристаллогидрата.
699. Установите формулу кристаллогидрата хлорида
марганца, если известно, что при его обезвоживании мас­
са сухого остатка составляет 63,63% от массы кристал­
логидрата.
700. При прокаливании 2,42 г кристаллогидрата нит­
рата меди масса вещества уменьшилась на 1,62 г. Уста­
новите формулу кристаллогидрата.
701. При обезвоживании кристаллогидрата сульфита
натрия масса его уменьшилась в 2 раза. Установите фор­
мулу кристаллогидрата.
702. Установите формулу вещества, выпадающего в
осадок при смешении растворов хлорида меди (И) и кар­
боната калия, если известно, что при прокаливании 2,22 г
этого осадка образуется 1,6 г нового твердого продукта.
Среди выделяющихся при этом газов и паров содержит­
ся 0,18 г воды.
703. Для установления формулы кристаллогидрата
двойного сульфата железа и аммония 19,28 г его раство­
рили в воде и к раствору добавили избыток крепкой ще­
лочи. При этом выделился газ, занявший при нормаль­
ных условиях объем 896 мл, и бурый осадок, который, бу­
дучи прокаленным, весил 3,2 г. Установите формулу ис­
ходного соединения.
704. На титрование подкисленного серной кислотой
раствора, полученного при растворении 5,56 г кристалло­
гидрата сульфата железа (II), ушло 100 мл 0,04М раст­
вора перманганата калия. Реакция идет по схеме
FeS04 + KMnQ, + Н а 80 4 ->Ре 8 (80Л +
+ MnSQt + KaS04 + HaO.
Установите формулу кристаллогидрата.
705. Чтобы установить формулу хромовокалиевых
квасцов AKL-SCVz/CrHSO^h-zHaO был приготовлен 1 л
раствора, содержащего 99,8 г исследуемого вещества. При
обработке 200 мл этого раствора избытком раствора нит­
рата бария образовалось 18,64 г осадка. При обработке
такого же объема (200 мл) раствора квасцов избытком
раствора аммиака образовалось 4,12 г осадка. Определи?:,
те формулу исходного вещества,
706. Установите формулу карналлита .vKCl-»/MgCbX
Х2Н2О, если при прокаливании 5,55 г его масса умень84
шилась на 2,16 г, а при прокаливший! осадка, получен­
ного действием раствора щелочи на раствор, содержащий
5,55 г карналлита, потерн составили 0,36 г.
707. Плотность парой сери по водороду при темпера­
туре ~800"С равна 32. Установите молекулярную фор­
мулу серы при этой температуре.
708. Газ является химическим соединением углерода
с водородом. Масса 1 м3 его при температуре 27 С и дав­
лении 1 атм равна 650 г. Какова молекулярная формула
этого газа?
709. Некоторый газ реагирует с хлором, образуя азот
и хлорит.»дород. Объемы вступившего в реакцию хлора н
образовавшегося азота относятся как 3:1. Каков состав
этого газа? Напишите уравнение реакции взаимодейст­
вия его с хлором.
710. Объем смеси некоторого газообразного предель­
ного углеводорода с кислородом, нужным для его сгора­
ния, в два раза больше объема получающегося после сго­
рания углекислого газа. Установите формулу углеводо­
рода. Найдите среди непредельных углеводородов такой,
который удовлетворял бы условию задачи.
711. Два объема некоторого газа в результате взаимо­
действия с тремя объемами кислорода дали два объема
сернистого газа и два объема водяных паров. Все объ­
емы измерены при одинаковых условиях. Определите
формулу неизвестного газа.
712. При сгорании вещества, не содержащего кисло­
рода, образовалось два объема азота и шесть объемов
водяных паров. Объемы всех газов измерялись при оди­
наковых условиях. Установите формулу вещества.
713. Сжигание четырех объемов некоторого водород­
ного соединения азота в пяти объемах кислорода при
определенных условиях приводит к образованию четырех
объемов оксида а.чота(П). Учитывая, что все объемы га­
зов были измерены при одинаковых условиях, определите
формулу вещества.
714. При сжпгашш двух объемов паров некоторого
водородного соединения азота в двух объемах кислорода
образуются два объема азота п водяные пары. Объемы
всех газов измерены при одинаковых условиях. Устано­
вите формулу взятого вещества.
715. К 60 мл паров некоторого водородного соедине­
ния азота добавили 80 мл кислорода. Смесь подожгли.
После окончания реакции объем газов (кислорода и азо­
та) был равен 80 мл, из них 25% составлял кислород.
Учитывая, что все объемы измерялись при одинаковых
условиях, установите формулу исходного вещества.
716. Смешали 200 мл некоторого газообразного угле­
водорода с 700 мл кислорода (вещества взяты в эквимо­
лекулярном соотношении) и подожгли. После окончания
реакции п приведения смеси газов к первоначальным
условиям объем их составил 400 мл (пары воды при этом
конденсировались). Установите формулу углеводорода.
717. Смешали 40 мл некоторого газообразного угле­
водорода с 200 мл кислорода (взят в избытке) и подо­
жгли. После приведения полученной смеси газов к перво­
начальным условиям (вода конденсируется) объем их
составил 140 мл, из которых 80 мл поглощено щелочью
при пропускании через нее газов. Установите формулу
углеводорода.
718. Смешали 400 мл неизвестного газообразного угле­
водорода с 1000 мл кислорода и подожгли. После окон­
чания реакции и приведения газов к исходным условиям
(пары воды при этом конденсировались) объем их соста­
вил 800 мл. Установите формулу углеводорода, если ис­
ходные вещества взяты в эквимолекулярных коли­
чествах.
719. При сжигании некоторого газообразного углево­
дорода в хлоре расходуется четырехкратный объем хлора.
Одним из продуктов этой реакции является углерод.
А при сжигании этого же газообразного углеводорода в
кислороде потребуется пятикратный объем последнего.
Определите, какой это углеводород, если все объемы из­
мерены при одинаковых условиях.
720. К 80 мл некоторого газообразного углеводорода,
взятого при температуре 0 °С, добавили 500 мл кислоро­
да (избыток) и подожгли. После окончания реакции и
приведения газов к первоначальным условиям объем их
составил 340 мл, а после пропускания через раствор гидроксида калия уменьшился до 100 мл. Установите фор­
мулу вещества.
721. 200 мл паров органического вещества, не содер­
жащего азота, серы и фосфора, подожгли с 900 мл кисло­
рода, который взят в избытке. Объем газов после окон­
чания реакции составил 1,3 л, после конденсации паров
воды —700 мл, после пропускания через раствор щело86
чи — 100 мл. Объемы всех газов измерены при одинако­
вых условиях. Определите формулу вещества.
722. К 400 мл смеси некоторого углеводорода с азотом
добавили 900 мл (избыток) кислорода и подожгли. Объ­
ем полученной после сгорания смеси составил 1,4 л, а пос­
ле конденсации паров воды сократился до 800 мл. Новое
сокращение объема до 400 мл наблюдалось в результате
пропускания газов через раствор гндроксида калия. Объ­
емы измерялись при одинаковых условиях. Установите
формулу углеводорода.
723. К 300 мл смеси некоторого углеводорода с аммиа­
ком добавили избыток кислорода и подожгли. После пол­
ного сгорания газов исследуемой смеси объем вновь по­
лученной смеси составил 1250 мл. После конденсации
паров воды ои уменьшился на 550 мл, после обработки
щелочью — сократился до 250 мл, из которых 100 мл при­
ходилось на долю азота. Объемы всех газов измерялись
при одинаковых условиях. Установите формулу углево­
дорода.
724. К 0,5 л смеси некоторого углеводорода с углекис­
лым газом добавили 2,5 л (избыток) кислорода и подо­
жгли. После окончания реакции объем новой смеси со­
ставил 3,4 л, после конденсации водяных паров — 1,8 л,
после обработки щелочью — 0,5 л. Объемы газов изме­
рялись при одинаковых условиях. Установите формулу
углеводорода.
725. При гидролизе неизвестного органического ве­
щества в присутствии щелочи в качестве одного из про­
дуктов получен этиловый спирт, масса которого состави­
ла 62% массы неизвестного вещества, Установите форму­
лу вещества,
§ 12. Определение неизвестных веществ
по их свойствам
726. При взаимодействии двух простых веществ: А —
твердого с хорошей электропроводностью и Б — жидко­
го, не проводящего электрический ток, образуется новое
вещество В, водный раствор которого имеет голубую ок­
раску. При электролизе этого раствора вновь образуются
вещества А и Б. Определите, что представляют собой ис­
ходные вещества,
87
727. Твердое белое вещество А, относящееся к классу
неорганических соединений, при нагревании возгоняется,
Определите, что это за вещество, если известно, что плот­
ность по воздуху газообразных продуктов его возгонки
равна 0,9225.
728. Некоторое твердое не растворимое в воде сложное
вещество А желтого цвета растворяется в азотной кисло­
те с образованием бесцветного раствора. При добавлении
к этому раствору щелочи появляется новое вещество, ко­
торое разлагается с образованием исходного вещества А.
Нагревание последнего приводит к тому, что на холод­
ных стенках сосуда появляются серебристые капли. Оп­
ределите, что собой представляет вещество А.
729. При действии на вещество А кислотой Б выделя­
ется бесцветный газ В с резким запахом. Этот газ обе­
сцвечивает малиновую окраску фенолфталеина в некото­
ром растворе, образуя при этом вещество А. Если же
газ В взаимодействует при определенных условиях с бес­
цветным и не обладающим запахом газом Г, содержа­
щимся в воздухе, то получается вещество, которое при
растворении в воде образует кислоту Б. Определите, что
представляют собой вещества А и Б. Напишите соответ­
ствующие уравнения реакций.
730. При электролизе водного раствора белого кри­
сталлического вещества А выделяются газы Б и В, моле­
кулы которых состоят из 2 атомов. При взаимодействии
последних образуется газообразное вещество БВ. Это же
вещество можно получить, если на твердое вещество А
подействовать концентрированной серной кислотой. Оп­
ределите, что собой представляют вещества А, Б и В.
731. Вещество А является конечным продуктом окис­
ления бесцветного газообразного вещества Б, несолеобразующего оксида. При взаимодействии концентриро­
ванного раствора вещества А с медью в качестве од­
ного из продуктов реакции образуется вещество В, раст­
ворением которого в воде можно получить вещества А и
Б. Определите, что собой представляют вещества А, Б и
В. Напишите уравнения реакций, характеризующих все
протекающие процессы.
••• - ' i 732. При определенных условиях два простых газа л
и Б, не имеющих цвета и запаха, взаимодействуют между
собой с образованием нового бесцветного газа В. Послед­
ний легко реагирует с избытком газа Б, в результате чего
88
появляется бурый газ Г, изменяющий в водном растворе
фиолетовую окраску лакмуса на красную. Определите,
что представляют собой неизвестные вещества. Напиши­
те уравнения соответствующих реакций. Укажите усло­
вия взаимодействия веществ.
733. Твердое желтого цвета вещество А, взаимодей­
ствуя с газом Б без цвета и без запаха, дает бесцветный
с резким запахом газ В. Последний в присутствии ката­
лизатора реагирует с избытком газа Б, образуя твердое
при обычных условиях вещество Д. При растворении ве­
щества Д в воде образуется сильная минеральная кисло­
та, способная обугливать органические вещества. Что
представляют собой вещества А, Б, В, Д? Напишите
уравнения протекающих при взаимодействии реакций.
734. При действии на твердое вещество А минераль­
ной кислотой выделяется газ Б, не имеющий цвета и за­
паха. При достаточно низкой температуре газ Б превра­
щается в твердое вещество белого цвета. Если же пропу­
стить газ Б через раствор некоторого вещества, синяя
окраска содержащегося в этом растворе лакмуса изме­
няется и в растворе образуется вещество А. Определите
возможную природу вещества А. Напишите уравнения
соответствующих реакций.
735. Простое твердое светло-серое вещество А при
взаимодействии с раствором кислоты или щелочи выде­
ляет одно и то же количество газа Б, не имеющего цвета
и запаха. Соответственно в растворах образуются ве­
щества В и Г. При действии на вещество В эквивалент­
ного количества щелочи выпадает белый осадок, раство­
римый в избытке щелочи с образованием вещества Г.
Определите, что представляют собою вещества А, Б и Г,
если известно, что при растворении 10,8 г вещества А вы­
деляется 13,44 л (при н. у.) газа Б.
736. Твердое вещество А голубого цвета растворено в
воде и к раствору добавлена щелочь. При этом образо­
вался осадок Б голубого цвета, который при нагревании
чернеет. Если же полученный при этом продукт продол­
жать нагревать в токе водорода, образуется вещество В
красного цвета. Оно растворимо в одной из концентриро­
ванных минеральных кислот с образованием исходного
вещества А. Определите, что представляет собой ве­
щество А, и напишите уравнения соответствующих ре­
акций.
737. При взаимодействии двух простых газообразных
веществ А п Б образуется новое газообразное вещество В.
Если в раствор вещества В поместить цинк, то образуют­
ся вещества А и Г. Вещество Г можно также получить
при взаимодействии вещества Б с цинком. Определите,
что собой представляют вещества А, Б, В и Г, если до­
полнительно известно, что вещество Б имеет самую вы­
сокую температуру кипения из всех известных простых
газообразных веществ. Напишите уравнения .реакций,
характеризующих все протекающие процессы.
738. При нагревании веществ А,' Б и В образуются
одинаковые продукты разложения: газообразное вещест­
во Г н жидкое вещество Д в молярном отношении соот­
ветственно 1:1, 2:1, 3:1. Определите, что собой представ­
ляют вещества А, Б, В, если дополнительно известно, что
в их состав входят атомы двух элементов, относящихся к
одной и той же подгруппе Периодической системы. На­
пишите уравнения реакций разложения веществ А, Б, В.
739. При возгонке простого вещества А в отсутствие
воздуха получается простое белое вещество Б. В присут­
ствии же воздуха нагревание вещества А приводит к об­
разованию сложного белого вещества В. Последнее мо­
жет быть получено также и при окислении вещества Б.
Определите, что представляют собой вещества А, Б, В.
740. При действии на твердое кристаллическое вещест­
во А концентрированной серной кислоты выделяется
смесь двух газов: газа Б без цвета и запаха и газа В с
характерным цветом и запахом. Та же смесь газов обра­
зуется и при прокаливании вещества А. Одновременно
наблюдается почернение исходного продукта. Определи­
те, какое вещество взято, если известно, что водный раст­
вор его имеет голубую окраску. Напишите уравнения со­
ответствующих реакций.
741. При определенных условиях два бесцветных про­
стых, не имеющих запаха газа А и Б взаимодействуют
между собой с образованием нового бесцветного газа В,
обладающего характерным запахом. При сгорании газа
В в кислороде легко образуются исходное вещество А и
оксид вещества Б. Однако изменение условий этого про­
цесса приводит к появлению оксидов обоих исходных ве­
ществ. Определите, что представляют собой вещества А
и Б. Напишите уравнения соответствующих реакций, Ука­
жите условия их протекания.
90
742. При взаимодействии двух простых твердых ве­
ществ: А, обладающего хорошей электропроводностью н
легко реагирующего с водой, и Б с характерной окраской,
легко возгоняющегося и плохо растворимого в воде обра­
зуется новое твердое вещество белого цвета. При электро­
лизе расплава последнего вновь получаются исходные ве­
щества А и Б. Определите, что они собой представляют.
743. При действии на твердое вещество А соляной ки­
слоты образуется газ Б со специфическим запахом. На
воздухе он сгорает с образованием нового бесцветного
газа В с характерным запахом. Если в раствор последне­
го пропустить газ Б, выпадает осадок простого вещества
Г желтого цвета. При нагревании смеси вещества Г с по­
рошком металла образуется исходное вещество А. Опре­
делите, что представляют собою вещества А, Б, В и Г.
Напишите уравнения соответствующих реакций.
744. Простое вещество А, которое при обычных усло­
виях находится в жидком состоянии, легко реагирует со
многими простыми веществами, которые образованы эле­
ментами, расположенными в левой части Периодической
системы. Если такой продукт взаимодействия (вещест­
ва Б) растворить в воде и через раствор пропустить элек­
трический ток, на аноде выделяется вещество А. Что это
за вещество? Напишите уравнения протекающих ре­
акций.
745. При действии раствора вещества А (бесцветная
вязкая жидкость) на твердое белого цвета вещество Б,
растворимое в воде, выделяется газообразное, бесцветное
с резким запахом вещество В. Растворение последнего в
воде дает сильную неорганическую кислоту. Газ В можно
получить и при взаимодействии двух газообразных ве­
ществ, одно из которых не имеет цвета и запаха, второе —
желто-зеленого цвета с характерным запахом. Что собой
представляет вещество В? Какие вещества используются
для его получения? Можно ли дать однозначный ответ
относительно вещества А?
746. Газообразные вещества А и Б без цвета и запаха
взаимодействуют друг с другом с образованием нового
бесцветного газообразного вещества В с характерным за­
пахом. Определите исходные вещества, зная, что вещест­
во В взаимодействует с кислородом с образованием одно­
го из исходных веществ и растворяется в воде, окраши­
вая фенолфталеин в малиновый цвет. Как изменится
91
давление в замкнутом сосуде, если вещества А и Б пол­
ностью вступят в реакцию?
747. При действии на черного цвета оксид А минераль­
ной концентрированной кислотой выделяется газ Б с рез­
ким запахом и характерной окраской. Если пропускать
этот газ в бесцветный водный раствор вещества В, то
раствор буреет. А при добавлении к этому раствору орга­
нического' растворителя водный слой обесцвечивается.
Что представляют собой неизвестные вещества А и Б?
Напишите соответствующие уравнения протекающих ре­
акций.
748. На вещество А подействовали серной кислотой,
при этом выделился бесцветный газ Б с резким запахом.
Газ Б пропустили в окрашенный водный раствор просто­
го жидкого вещества В. Бурая окраска раствора при этом
исчезла. При добавлении к полученному раствору соли
бария выпадает осадок белого цвета, не растворимый в
кислотах. При пропускании же через полученный бес­
цветный раствор желто-зеленого газа Г вновь появляется
окраска и образуется вещество В. Определите, что собою
представляют вещества А, Б, В и Г.
749. При пропускании в воду окрашенного газа А с не­
приятным запахом получается смесь двух кислот Б и В.
При пропускании того же газа в горячий раствор гидроксида калия образуется смесь двух солей Г и Д. Соль Г
при прокаливании может выделить бесцветный газ и пе­
рейти в соль Д. Определите, что собою представляют
эти вещества. Проанализируйте возможные варианты
ответа.
750. В пяти сосудах при комнатной температуре содер­
жатся одинаковые по массе количества кислорода, озона,
фторо-, бромо- и иодоводорода. Как, не прибегая к помо­
щи химических реактивов, различить эти вещества? Ка­
кие дополнительные данные для решения должны быть
введены в условие задачи?
751. Смесь трех растворимых в воде солей одной и той
же кислоты прокалена и последовательно обработана во?
дой и крепкой азотной кислотой. При этом в воде раство­
рилось лишь одно вещество прокаленной смеси, в азот­
ной кислоте —оба оставшихся. Дополнительно было
установлено, что один из продуктов прокаливания — ме­
талл. Какие соли могли входить в состав исходной смеси?
Будет ли ответ однозначным?
92
752. Предложите 2—3 примера неорганических ве­
ществ, для которых можно осуществить превращения по
следующей схеме;
в
У\Г \Г\
ТВ»
^-Г —
•»- Е
т. е. такую цепочку превращений, в которой вещества А
и Б, полученные из соединения X, при реакции между со­
бой снова образовали бы X; вещества В и Г, полученные
соответственно из А и Б, при взаимодействии также да­
вали бы исходное соединение X и т. д.
753. Предложите 2—3 примера органических веществ,
для которых можно осуществить превращения по сле­
дующей схеме:
А
—~~в<г
»-4
754. Продуктами горения газообразного органическо­
го вещества А являются вещества Б и В. При растворе­
нии первого во втором образуется минеральная кислота.
Вещество В при определенных условиях может взаимо­
действовать с веществом А. Продукт этой реакции ве­
щество Г не взаимодействует с гидроксидом натрия, но
взаимодействует с металлическим натрием. Одним из
продуктов в последней реакции будет газ без цвета и за­
паха, способный вступать в реакцию с веществом А с об­
разованием газообразного углеводорода, не обесцвечи­
вающего бромную воду. Определите, что собой представ­
ляет вещество А, если дополнительно известно, что оно
обесцвечивает бромную воду и перманганат калия, а в
молекуле его содержится два атома углерода. Напишите
соответствующие уравнения реакций.
755. При действии на твердое вещество А веществом Б
образуются два новых вещества, одно из которых — бес93
цветное газообразное органическое вещество В. Оно обес-'
цвсчивает бромную воду и перманганат калия. Горение
вещества В приводит к образованию двух продуктов Б и
Г, второй из них является ангидридом минеральной кис­
лоты. При взаимодействии вещества В с веществом Б в
присутствии катализатора образуется бесцветная легколетучая жидкость с резким запахом, из которой при опре­
деленных условиях можно получить органическую кисло­
ту. Что собой представляет вещество В? Какое практи­
ческое применение оно находит? Отобразите с помощью
уравнений реакций описанные в условии задачи про­
цессы.
756. В присутствии катализатора газообразное, не
имеющее окраски органическое вещество А превращается
в вещество Б — бесцветную жидкость с характерным за­
пахом, не обесцвечивающую бромную воду и перманга­
нат калия. При определенных условиях вещество Б взаи­
модействует с водородом. Продукт этой реакции входит
в состав некоторых сортов нефти. Если подействовать на
вещество Б одной из минеральных кислот, то образуются
две жидкости. Одна из них (без цвета и запаха) может
быть получена при горении вещества А, вторая — светложелтая с характерным запахом используется для полу­
чения некоторых красителей. Что собой представляет ве­
щество Б? Какое практическое применение оно находит?
Отобразите с помощью уравнений реакций описанные в
условии задачи процессы.
Ш££
757. Органическое вещество А — бесцветная жидкость
с характерным запахом. Она легко взаимодействует с
натрием. Одним из продуктов такой реакции является
газообразное без цвета и запаха простое вещество Б. При
действии на нагретый оксид меди (II) вещества А обра­
зуется бесцветное с резким запахом газообразное слож­
ное вещество В. Водный раствор вещества В применяет­
ся в медицине. В зависимости от условий вещество В
можно превратить либо в органическую кислоту, либо
при взаимодействии его с веществом Б в вещество А. Что
собой представляет вещество А? Напишите соответствую­
щие уравнения реакций.
758. Органическое вещество А — бесцветная с харак­
терным запахом жидкость. В зависимости от условий про­
дуктами его окисления могут быть либо ангидрид мине­
ральной кислоты, либо органическая кислота,- Продук94
тами разложения вещества А при определенных условиях
(каких?) могут быть вещества Б и В. Первое из них —
бесцветная жидкость с характерным запахом, использу­
емая в медицине. Второе — бесцветный газ, обесцвечи­
вающий бромную воду и перманганат калия. Вещество
А легко вступает в реакцию с активными металлами. Од­
ним из продуктов этой реакции является водород. Что со­
бой представляет вещество А? Напишите соответствую­
щие уравнения реакций.
§ 13. Вычисления при реакциях со смесями
759. К 3 г смеси алюминия и меди добавили избыток
концентрированной азотной кислоты. Для полного погло­
щения- на воздухе выделившегося газа потребовалось
10 г 24%-ного раствора гпдроксида натрия. Вычислите
количества алюминия и меди в исходной смеси.
760. При растворении 11,5 г смеси алюминия, меди и
магния в соляной кислоте выделилось 7 л газа, измерен­
ного при температуре 0 °С и давлении 0,8 атм. Нерастворившийся остаток переведен в раствор концентрирован­
ной азотной кислотой. При этом выделилось 4,48 л (при
и. у.) газа. Вычислите массу каждого металла в исходной
смеси.
761. При обработке соляной кислотой 1,68 г сплава
двух простых веществ выделяется 448 мл (при н. у.) во­
дорода и остается 0,56 г нерастворимого остатка, а при
обработке такого же количества сплава раствором щело­
чи выделяется 896 мл (при н. у.)" водорода и остается
1,12 г нерастворимого остатка. Определите качественный
состав смеси.
762. А г смеси меди и цинка обработали избытком со­
ляной кислоты. При этом выделилось Б л газа, измерен­
ного при температуре 7 °С и давлении 2 атм. Вычислите
массу меди и цинка в смеси.
763. В каком соотношении масс следует взять две на­
вески металлической меди, чтобы при внесении одной в
концентрированную серную кислоту, а второй— в раз­
бавленную азотную кислоту выделились равные объемы
газов?
; feS
764. В каком соотношении масс следует взять две на­
вески алюминиевых стружек, чтобы при внесении одной
95
в раствор щелочи, а второй — в раствор соляной кисло­
ты выделились равные объемы газов?
765. Вычислите процентное содержание оксида каль­
ция в техническом кальции, если на растворение 1 г тако­
го металла расходуется 46 мл 1 н раствора соляной кис­
лоты.
766. На растворение 18 г смеси меди с оксидом меди
(II) израсходовано 50 г 90%-ного раствора серной кисло-.
ты. Вычислите массу меди в смеси.
ШШ^'^.Ш
767. На 2 г смеси, состоящей из металлического же­
леза и оксидов железа (II и III), подействовали соляной
кислотой. При этом выделилось 224 мл (при и. у.) водо­
рода. При восстановлении 2 г смеси водородом получено .
0,423 г воды. Вычислите состав исходной смеси.
768. Смесь серы с углем, масса которой равна 9,5 г,
при сжигании дала 8,4 л смеси сернистого газа и оксида
углерода (IV) (при н. у.). Сколько граммов угля было в
первоначальной смеси?
769. Смесь хлоридов калия и магния, масса которой
равна 8,5 г, превратили в смесь сульфатов этих металлов.
При этом масса новой смеси стала равной 10,35 г. Вычис­
лите массу каждого из хлоридов в смеси.
770. Смесь нитратов калия и натрия, масса которой
равна М г, превращена в смесь сульфатов с массой N г.
Вычислите массу каждого из нитратов в смеси.
771. В каком молярном соотношении следует взять
хлориды натрия и калия, чтобы при получении из них
хлорида серебра масса последнего на 129,6% превысила
массу исходной смеси?
772. Смесь солей хлоридов натрия и калия, масса ко­
торой равна А г, растворена в воде. К раствору прибави­
ли избыток раствора нитрата серебра. Масса выпавше­
го осадка равна Б г. Вычислите, сколько хлоридов натрия
и калия содержалось в смеси.
773. Смесь хлорида и бромида натрия, содержащая
10% последнего, растворена в воде, и через раствор про­
пущен хлор. После этого раствор выпарен, и полученный
сухой осадок прокален. На сколько процентов измени­
лась масса смеси?
774. В воде растворены 2 г смеси хлорида и иодида
калия. Через этот раствор пропустили избыток хлора,
после чего раствор выпарили, а сухой осадок прокалили.
Масса прокаленного осадка оказалась равной 1,634 г. Вы96
числите процентное содержание иодида калия в первона­
чальной смеси.
775. В раствор смеси, состоящей из какого-то количе­
ства хлорида натрия и 2,38 г бромида калия, пропущен
избыток хлора. Затем раствор выпарен, а сухой осадок
прокален. Как изменилась при этом масса?
776. Для превращения 2,92 г смеси гидроксида натрия
и карбоната натрия в хлорид натрия потребовалось
1,344 л (при н. у.) хлороводорода. Вычислите количест­
венный состав исходной смеси.
777. В каком отношении масс следует смешать карбо­
наты кальция и магния, чтобы после прокаливания смеси
процентное содержание магния было таким же, как и
процентное содержание кальция?
778. В каком отношении масс следует взять навески
магния и алюминия, чтобы при внесении их в раст­
воры азотной кислоты выделились
равные объемы
,(
азота?
:ШЩ/.
Шш
779. В каком молярном отношении должны быть сме­
шаны карбонаты кальция и магния, чтобы при прокали­
вании смеси выше 1000 °С масса ее уменьшилась наполо­
вину?
780. При прокаливании 1 г смеси карбонатов бария и
кальция выше 1000 °С образовалось 150 мл газа, изме­
ренного при нормальных условиях. Рассчитайте процент­
ное содержание карбонатов в смеси.
781. При прокаливании 248 г смеси карбонатов каль­
ция и стронция выше 1000 °С образовалось 160 г смеси
новых твердых продуктов. Вычислите молярное соотно­
шение карбонатов в исходной смеси.
> 782. Вычислите, в каком молярном соотношении нахо­
дятся в смеси гидрид и карбид кальция, если известно,
что при обработке такой смеси водою образуются газы,
которые, будучи пропущены над платиновым катализато­
ром, полностью реагируют между собой. Для сжигания
Же образующегося при этом газа расходуется 3,5-крат­
ный объем кислорода.
783. Смесь гидрида и карбида кальция с массой 1,48 г
обработали водой, при этом выделилось 1,12 л газов. По­
следние пропустили над платиновым катализатором. Вы­
числите состав конечной газовой смеси.
784. При нагревании 8,1 г смеси бертолетовой соли и
перманганата калия выделилось 2,24 л газа, измеренно; ЧЗак. 1439
97
го при температуре О °С и давлении 0,8 атм. Вычислите
состав исходной смеси!"
785. Масса остатка после прокаливания смеси гидро­
ксида и карбоната кальция составила 60% первоначаль­
ной массы смеси. Вычислите процентный состав исходной
смеси.
786. Потеря массы при прокаливании смеси гидроксидов магния и меди составила 20% от массы, всей навески.
Вычислите процентный состав смеси.
787. Сколько граммов гидроксида цинка нужно доба­
вить к 15,6 г гидроксида алюминия, чтобы при прокалива­
нии полученной смеси масса продуктов прокаливания со­
ставил а'80% первоначальной массы смеси?
788. Сколько молей сульфата алюминия следует взять
на 1 моль сульфата цинка, чтобы в смеси веществ, полу­
ченных добавлением эквивалентного количества щелочи
к раствору смеси указанных солей, масса гидроксида
цинка составляла 20%?
789. При нейтрализации смеси 2,24 г азотной и серной
кислот потребовалось 16 г 10%-ного раствора гидроксида
натрия. Вычислите состав исходной смеси.
790. Масса смеси медного и железного купоросов рав­
на А г. После растворения смеси в воде и прибавления
избытка раствора хлорида бария выпал осадок с массой
Б г. Вычислите, сколько было в смеси железного и мед­
ного купоросов.
791. К раствору, полученному при пропускании через
воду 1,23 л смеси хлоро- и бромоводорода, добавили из­
быток раствора нитрата серебра. Масса выпавшего при
этом осадка составила 8,28 г. Вычислите процентное со- \
держание газов во взятой смеси, если объем их был из­
мерен при температуре 27 °С и давлении 1 атм.
792. А л смеси этана и этилена пропущены через рас­
твор бромной воды, при этом получилось Б г бромистого
этилена. Вычислите массу газов н объемный состав сме­
си, если объемы газов были измерены при нормальных
условиях.
793. Для гидролиза 3,6 г смеси этилацетата с фенилацетатом потребовалось 250 мл 0,12 н раствора гидрокси­
да калия. Вычислите состав смеси эфиров.
794. Для нейтрализации 20 г водного раствора смеси
уксусной кислоты и фенола потребовалось 92,22 мл 6,4%иого раствора гидроксида натрия (плотность 1,05 г/см3},
98
при действии бромной воды на такое же количество рас­
твора выпало 9,93 г осадка. Вычислите процентное содер­
жание уксусной кислоты и фенола в смеси.
795. При полном сгорании 3,92 г смеси муравьиной,
уксусной и щавелевой кислот образовалось 2,24 л (при
н. у.) углекислого газа. На нейтрализацию того же коли­
чества смеси ушло 80 мл 1 н раствора щелочи. Вычисли­
те массу кислот в смеси.
796. Сплав из меди, свинца, железа и цинка массой
6,49 г растворили в 50% -ной азотной кислоте. К получен­
ному раствору прилили избыток раствора серной кисло­
ты. Масса выпавшего при этом осадка (1) равна 3,03 г.
В оставшийся раствор пропустили сероводород, в резуль­
тате чего образовался осадок (2), масса которого после
прокаливания на воздухе равна 3,2 г. Оставшийся после
отделения осадка (2) раствор обработали пероксидом
водорода, прокипятили и добавили избыток крепкого рас­
твора гидроксида аммония. Выпавший осадок (3) отде­
лили, прокалили и взвесили. Масса его оказалась равной
0,8 г. Рассчитайте количественный состав сплава *.
797. После соответствующей обработки 672 мл (при
п. у.) смеси некоторого газа с водородом образуется такое
количество продукта их взаимодействия, которое, буду­
чи растворенным в воде, дало 500 мл 0,04 и раствора со­
ляной кислоты. Кроме того, осталось еще некоторое коли­
чество непрореагировавшего водорода. Рассчитайте объ­
емный состав смеси и объем водорода, который остался
после реакции.
798. Смесь нитрата цинка и металлического цинка
прокалили на воздухе. После охлаждения масса смеси не
изменилась. Вычислите процентный состав исходной
смеси.
799. Смесь гидроксида и гидрокарбоната калия в ко­
личестве 25,6 г прокалили при температуре 250 °С. Поте­
ря массы после охлаждения смеси составила 4,9 г. Вычис­
лите процентный состав исходной смеси.
800. При обработке разбавленной серной кислотой
5,4 г смеси двух металлов, проявляющих в соединениях
валентность 2 и 3, выделилось 0,45 моль газа. Атомная
масса первого элемента в три раза меньше, чем атомная
* Эта задача может быть предложена учащимся, изучающим па
факультативных занятиях аналитическую химию.
4»
99
масса второго, атомное отношение в смеси соответствен­
но равно 3 : 1 . Определите, какие металлы взяты.
801. При обработке соляной кислотой 11,9 г смеси
двух металлов, проявляющих в своих соединениях ва­
лентность 2 и 3, выделяется 8,96 л (при н. у.) газа. Опре­
делите, какие металлы взяты, если атомная масса перво­
го примерно в 2,41 раза больше атомной массы второго,
а их атомное отношение в смеси соответственно равно
1:2.
802. Смешанные высокодисперсные оксиды металлов
получают путем совместного осаждения их гидроксидов
из смеси растворов солей этих металлов и последующей
термообработки полученных продуктов. Рассчитайте, ка­
кие объемы 2 н растворов нитратов магния и железа
(III) нужно взять для приготовления 180 г смеси окси­
дов этих металлов. Мольное отношение оксидов магния
и железа (III) должно соответственно составить 1: 2.
803. Атомные массы трех металлов относятся как
3 : 5 : 7 . Атомное отношение этих металлов в смеси соот­
ветственно равно 4 : 2 : 1 . При растворении 2,32 г такой
смеси в соляной кислоте выделяется 1,568 л (при н. у.)
водорода. В образующихся при этом соединениях метал­
лы двухвалентны. Определите атомные массы и назва­
ния металлов.
804. При действии раствора соляной кислоты на смесь
железа с неизвестным металлом с постоянной валент­
ностью выделилось 4,48 л водорода. При хлорировании
такого же количества смеси в реакцию вступило 5,04 л
хлора. Объемы газов измерены при нормальных усло­
виях. Атомное отношение Me: Fe в смеси равно 2 : 1 .
Определите валентность металла.
805. Смесь некоторых количеств фосфороводорода и
водорода пропустили последовательно в две подогревае­
мые извне трубки — одну, содержащую медные струж­
ки, вторую — содержащую оксид меди (II). Масса пер­
вой трубки за счет образования фосфида меди С113Р2 уве­
личилась на 4,96 г, масса второй трубки уменьшилась на
5,76 г. На основании этих данных рассчитайте плотность
исходной смеси, если объем смеси измерен при нормаль­
ных условиях.
ОТВЕТЫ
2. Могут. Например, молекула гелия одноатомна, мо­
лекула озона состоит из трех атомов, белого фосфора —
из четырех атомов, ромбической и моноклинной серы —
из восьми атомов и т. д.
3. Далеко не все вещества имеют молекулярную струк­
туру. К соединениям с немолекулярной структурой отно­
сятся ионные соединения в твердом состоянии и в распла­
ве, например NaCl, K2SO4. Они состоят из ионов. Нельзя
говорить также о молекулах веществ, имеющих атомную
(например, в случае алмаза) или металлическую (метал­
лы) решетку.
6. Моль — наиболее часто употребляемый в химии
термин. Моль характеризует количество вещества опре­
деленной химической формулы, содержащее то же коли­
чество формульных единиц (атомов, молекул,
ионов и
12
других частиц), что и в 12 г чистого изотопа С. То есть
употребление термина «моль» не требует обязательного
допущения существования молекул данного вещества.
7. Запись структурных формул строго применима к
молекулярным соединениям, т. е. состоящим из молекул.
Поэтому не вызывает возражений структурная формула
серной кислоты. Следует, однако, учесть, что структурная
формула отражает лишь порядок соединения атомов в
молекуле, но не дает никакой информации об их про­
странственном расположении. Ионные соединения типа
сульфата натрия состоят из ионов, молекулы Na 2 S0 4 не
существует. Поэтому структурная формула Na 2 S0 4 не от­
ражает реального состояния вещества.
Что касается иона SO?"", то порядок взаимного рас­
положения атомов в нем соответствует приведенной схе101
ме. Однако в действительности в попе избыточный отри­
цательный заряд равномерно распределен по всему его
объему и 4 атома кислорода связаны с центральным
атомом серы совершенно равноценными связями, что не
находит отображения в приведенной структурной формуле
попа.
9. Еще в прошлом веке стехиометричсские законы
(законы постоянства состава, кратных отношении, экви­
валентов), установленные для молекулярных соединений
(газообразных и парообразных), завоевали в теоретиче­
ской химии настолько прочные позиции, что отклонения
от них для веществ любой структуры казались невозмож­
ными. Поэтому первые факты получения соединений не­
постоянного состава, соединений с нарушением стехиометрических соотношений пытались объяснить недоста­
точной очисткой препаратов. Однако позже было убеди­
тельно показано, что многие твердые оксиды, сульфиды,
нитриды, карбиды, гидриды и т. д., не имеющие молеку­
лярной структуры, могут иметь переменный состав. При
образовании кристаллической решетки таких веществ из
огромного числа атомов количество атомов одного эле­
мента из-за наличия в решетке дефектов может оказаться
большим пли меньшим, чем требуется в соответствии с
валентностью этих элементов, что и приведет к отклоне­
нию от стехиометрии. Такой результат возможен без ка­
кого-либо нарушения атомистической теории. Для моле­
кулярных соединений нарушение стехиометрии и постоян­
ства состава невозможно.
11. В равных объемах водорода и кислорода, взятых
при одинаковых условиях, содержится одно и то же коли­
чество молекул и атомов. Так как в отличие от двухатом­
ных молекул водорода и кислорода молекулы аргона
одиоатомны, а озона — трех атом и ы, то в тех же условиях
при равном содержании молекул количество атомов ока­
жется разным. Б различных условиях в 1 мл неодинако­
вым для всех газов будет не только количество атомов, но
и количество молекул, исключая, конечно, тот случай,
когда равенство количества атомов может быть случай­
ным (например, если давление, при котором находятся
одноатомные молекулы, окажется в два раза больше дав­
ления, при котором находятся двухатомные молекулы,
и т д) •
12. 2,69-1025 молекул; 44,64 моль.
102
13. 1,47.10s" молекул.
14. 41 мл.
15. 37,21 л; 30 мл. В случае с водой допускается неко­
торая неточность ответа, связанная с тем, что
мри 0 *С
плотность воды лишь примерно равна J г/см3. Поэтому
объем воды будет определен приблизительно.
16. 5 атм.
17. 9 мл.
18. 12,3 атм.
19. Чтобы количество молекул газа в единице объема
уменьшилось вдвое, необходимо во столько же раз уве­
личить объем. Так, если первоначальный объем газа был
VQ, а конечный V\, то Vl='2V(i. Используя закон Гей-Люссака, на идем температуру
Тг » - ^ - - Ш± = 27*0 = 2-273 - 546 (К), или 273 С.
"а
'о
20. Увеличится в 1,33 раза,
21. Увеличится в 2 раза.
23. Подставив в формулу Менделеева — Клапейрона
м
Р=А атм, ш = 34 г, М= 17 г, #=0,082 л-атм/град-моль,
Г=400°, найдем У=16,4л.
Расчет можно провести п ипым путем, используя след­
ствие из закона Авогадро: моль любого газа прие нормаль­
ных условиях (давление 1 атм, температура 0 С) зани­
мает объем 22,4 л. Исходя из этого и учитывая, что моль
аммиака составляет 17 г, определяем, какой объем бу­
дут занимать 34 г аммиака при нормальных условиях
17 г NH3 при и. у. займут объем 22,4 л
34 г »
» » » »
»
» х >
х=44,8 л.
Затем, исходя из уравнения газового состояния, находим
объем аммиака при условиях, указанных в задаче
1
PtT0
4-273
Ч
'
24. 15G л.
25. 0,5 моль.
26. 12,3 атм,
103
27. Используя формулу PV=nRT найдем, какую
часть моля составляет указанное количество хлора
В
=
8
PV
¥
а
1,2-0,001
0,082.290
R 1 Л . /
%
= 5 - ' О " 5 (МОЛЬ).
23
Так как в 1 моль газа содержится
6,02-10
(число Аво«
гадро) молекул, в 5-10 -5 моль — 3-1019 молекул.
Решая задачу иным путем, найдем объем хлора при
нормальных условиях
I/ _
У
'~Ы
Pi^iTy
1,2.1.273
змП
|| t
\
U (мл)
-
Используя число Авогадро, найдем
в 22400 мл содержится 6,02 • 1023 молекул
» 1,1 »
»
х
»
19
х=2,96-10
молекул.
Некоторое численное различие в ответе, полученном
при использовании разных методов расчета, объясняется
приближенным значением универсальной газовой посто*
янной.
28. 17,77 г; 6,29-1028 молекул,
29. 135 л.
30. 865,8 С°К, или 592,8 °С.
31. 214,8 С.
32. 34,15 г.
33. Приведенный к нормальным условиям объем кис­
лорода составит 5,19 л. Пользуясь уравнением реакции
ЗОг—20а, рассчитаем объем озона, который получится
после полного превращения кислорода в озон,
Из 3 л Оз образуется 2 л 0 3
> 5,19 » »
»
х *
х=3,46 л Оз
Используя следствие из закона Авогадро, вычислим чис«
ло молекул озона, содержащихся в этом объеме при нор­
мальных условиях.
В 22,4 л Оз содержится 6,02-1028 молекул Оз
» 3,46 » »
»
У
>
»
22
0=9,3-10 молекул.
Или, используя формулу Менделеева — Клапейрона, най­
дем, что указанное количество кислорода составляет
104
0,23 моль. Озона образуется ОД 5 моль. В этом количестве
содержится 9,3 • 1 0 й молекул.
34. 9,03-10 22 молекул; 3,18 л.
35. 0,28 атм.
36. 4,13 кг,
37. 143 л.
38. Взято 0,5 моль азота и 0,25 моль кислорода. Так
как эти количества молей газов содержатся в 4 л смеси,
молярная концентрация азота будет равна 0,0625 моль/л
(0,25:4), а кислорода — 0,125 моль/л (0,5 : 4 ) ,
39. 0,02 моль/л.
41. 1) 22,4 атм; 2) 24,61 атм.
42. При определении числа молекул в 1 л газа при
и. у. масса газа не играет роли. Для любого газа
22,4 л содержат 6,02* 1023 молекул
1 »
»
х
»
22
х=2,69 • 1О молекул.
43. Для расчета объема, занимаемого 1025 молекула­
ми, нужно знать температуру и давление, при которых
измеряется объем.
, . 45. Лишним в условии задачи будет объемный состав
-смеси. Для любых газов при нормальных условиях в
"22,4 л содержится 6,02-10 23 молекул. Вычислим содержа­
ние молекул в 896 мл смеси.
22400 мл содержат 6,02-10 23 молекул
896 »
»
х
»
22
х=2,4-10 молекул газообразных веществ.
46. В 10 л воздуха будет содержаться 6-10~ 5 мл ксе­
нона при любых условиях. Вычислим, сколько молекул
ксенона в 6- Ю-5 мл при н. у.
22,4 л содержат 6,02-1028 молекул Хе
6.10--8
>
х
»
»
х—1,61 • Ю15 молекул.
Следовательно, в 10 л воздуха содержится 1,61-1015 мо«
лекул ксенона. Отсюда определяем, в каком объеме воз­
духа находятся 1012 молекул ксенона.
В 10 л содержится 1,61 • 1015 молекул Хе
» у »
»
1012
»
»
3
у = 6 , 2 . 1 0 - л, или 6,2 мл,
10S
47. Для решения задачи можно использовать формулу
Менделеева — Клапейрона
м
откуда
М в
0,65-0,082.294
2-0,28
& 2g
,.
'"
При- другом пути решения приведем объем газа к н. у,'
У."
т
™-2
=520(мл).
Затем, используя пропорцию
масса 0,52 л газа составляет 0,65 г
» 22,4 » »
»
х »
найдем л-=28 г. Молекулярная масса равна 28.
48. 44.
49. 22.
50.2.
52. Для элементов четвертой группы Периодической
системы характерна валентность 4 или 2. Необходимо
проверить обе эти возможности.
1. Если элемент двухвалентен, то формула его суль­
фида 3S, бромида ЭВг2. Молекулярная масса сульфида
(А+32), где А—атомная масса искомого элемента, мо­
лекулярная масса бромида (А+160), Тогда
А + 32 _ 23
A+I60
87 *
откуда А=14. Но элемента с атомной массой 14 в четвер­
той группе нет.
2. Если искомый элемент четырехвалентен, то форму­
ла его сульфида 3S 2 , бромида ЭВг4. Молекулярная мас­
са сульфида равна (А+64), бромида (А+320), Тогда
А+64 _
А + 320
23
87 *
Откуда А=28. Искомый элемент — кремний.
53. 12. Углерод.
54. 1,34 л.
55. Из уравнения реакции горения серы в кислороде
10G
s+o2«so2
.видно, что при взаимодействии серы с одним объемом
кислорода образуется один объем сернистого газа, неза­
висимо от того, при каких условиях протекает реакция,
если объемы газов измеряются при одинаковых условиях.
Следовательно, если для реакции взято 19 л кислорода, то
и сернистого газа будет образовываться 19 л. Лишними
данными в условии задачи будут температура и давление,
так как объем сернистого газа приведен к тем же услови­
ям, при которых был измерен объем кислорода,
56. 245 г.
57. 47,3 г КСЮз,
58. 25,2 г,
59. 8,33%.
60. Для сжигания 2 л водорода потребуется вдвое
меньший объем кислорода (что следует из уравнения ре­
акции их взаимодействия), т. е. 1 л кислорода. Вычис­
лим, какому объему озонированного кислорода это будет
соответствовать. Согласно условию задачи, в 1 л озони­
рованного кислорода" содержится 0,06 л озона и 0,94 л
кислорода. Так как в реакции с водородом озона будет
расходоваться в 1,5 раза меньший объем, чем кислорода,
то 0,06 л озона способны заменить 0,09 л кислорода. 1 л
озонированного кислорода заменяет в рассматриваемой
реакции 1,03 л чистого кислорода, а 1 л чистого кислоро­
да может быть заменен 0,97 л озонированного кислорода,
61. 2,05 л.
62. Из уравнений реакций
2Н 2 +0 2 =2Н 2 0 и 2NO+0 2 =2N0 2
следует, что независимо от состава смеси для сжигания
одного объема ее потребуется вдвое меньший объем кис­
лорода. Это соотношение сохраняется при любых усло­
виях, если только все объемы газов измеряются при оди­
наковых условиях.
63. 0,5 объема.
64. Приведенный к и. у. объем смеси составит 1,82 л,
из которых 0,728 л (40%) придется па долю СО и 1,092 л
(60%) на долю С0 2 . Масса этих количеств газов может
быть рассчитана из пропорций
Ю7
масса 22,4 л СО при и. у. равна 28 г
> 0,728 » » » »
» х »
х=0,91 г,
масса 22,4 л С0 2 при н. у. равна 44 г
» 1,092 » »
» »
>
у »г
0=2,14 г.
Масса всей смеси 3,05 г.
65. Найдем при н. у. объемы 1 г СО и 1 г На, исполь­
зуя пропорции:
28 г СО при н. у. занимают объем 22,4 л
1 » » »
»
»
»
х »
*=0,8 л;
2 г Н2 при н. у. занимают объем 22,4 л
»
1 » » » »
»
»
у »
у= 11,2 л.
Учитывая процентное содержание СО и Из, составим но­
вую пропорцию
масса (0,8-65+11,2-35) л смеси равна 100 г
»
1
»
»
»
г »,
г=0,225 г.
Задача может быть решена и другим путем. Обозначим
через а количество граммов СО в смеси, а через Ь — ко­
личество граммов Н2. Согласно условию задачи,
ш{а+Ь) составляют 100%
а
»
65 »
35а=656.
(1)
Вычислим объемы СО и На в смеси при и. у,
28 г СО занимают объем 22,4 л
х » »
»
»
а »
а=0,8 х л;
2 г Н2 занимают объем 22,4 л
у * »
»
»
Ь »
*=11,2 у л.
По условию задачи объем газовой смеси равен 1 л, следо*
вателыю,
108
0,8 *+l 1,2 y = l .
(2)
Решив систему уравнений (1) и (2), найдем х•*0,147 г,
i/=0,078 г. Тогда масса 1 л смеси равна {х+у) г, или
0,225 г.
66. 1,12 г.
67. При нормальных условиях объем смеси составит
2 л. Обозначим объем азота в смеси через х л. Тогда
объем Нг равен (2—х) л. Вычислим массу этих веществ,
используя пропорции
масса 22,4 л Н2 при нормальных условиях равна 2 г
» (2-х) » » »
»
»
» а»
а=0,089 (2-х) г;
масса 22,4 л N2 при нормальных условиях равна 28 г
»
х » » »
»
»
» 6 »
6= 1,25 х г.
По условию задачи 0,089 (2-х) + 1,25х=1, откуда *=
=0,71 л. Затем вычислим процентное содержание в смеси
азота
2 л составляют 100%
0,71»
>
у*
0=35,5%",
68. 75% СО.
69. Вычислим среднюю массу моля смеси. Так как в
смеси 20% СО, доля СО в составе моля смеси 4,48 л, или
5,6 г, доля С0 2 — 17,92 л, или 35,2 г, и средняя масса моля
смеси — 40,8 г. Используя формулу M=2Da, найдем
плотность смеси по водороду D=20,4. Масса 1 л смеси
составит 1,66 г.
70. Допустим, что на х моль метана в смеси приходится
у моль кислорода. Тогда масса смеси (16*+32//) г, где
16 г —масса моля СН4, а 32 г—масса моля 02.
Объем такой смеси при нормальных условиях составит
22,4 {х+у) л, где 22,4 л — объем 1 моль любого газа.
Плотность смеси
——— г/л, согласно условию задачи, равна 1. Отсюда отношение х: у = 3:2, т. е. на
каждые 3 моль метана в смеси приходится 2 моль кисло­
рода.
109
71.3:2.
72. 14:51.
73. 15,5.
74. 5,7 л Н2.
75. Так как объемы газов до и после реакции были из­
мерены при одинаковых условиях, то, зиая объем остав­
шегося иодорода, можно вычислить, сколько миллилитров
смеси водорода и кислорода пошло на образование воды
140 мл — 20 мл» 120 мл. Согласно уравнению реакции
2Н 2 +О а =2Н 2 0,
объемы водорода и кислорода вступают в реакцию в от­
ношении 2:1. Поэтому в 120 мл смеси на долю кислорода
приходилось 40 мл (120:3), а на долю водорода — 80 мл
(40*2). Всего водорода было 100 мл (80+20). Процент­
ное содержание кислорода 28,57%.
76. 44,8 мл С12.
77. Для решения этой и последующих задач можно
предложить два метода.
1. Из условия задачи следует, что после окончания ре­
акции
2СО+02=2СОа
и приведения ее продуктов к первоначальным условиям
произошло сокращение объема иа 50 мл (200—150). Из
уравнения реакции видно, что сокращение объема равно
объему вступившего в реакцию кислорода, так как объем
получившегося углекислого газа равен объему прореаги­
ровавшего оксида углерода. Следовательно, иа образова­
нии ОЛ ушло 50 мл 0 2 и 100 мл СО. В результате получи­
лось 100 мл С0 2 и осталось 50 мл 0 2 . В исходной смеси
содержалось по 50% 0 2 и СО.
2. Обозначим через х мл объем СО в исходной смеси,
тогда объем 0 2 (200—Л')мл, объем образовавшегося СОа
х мл. На его образование ушло - ~ мл Оа. Следовательно!
конечная смесь газов состояла из хмл СО3иГ(200— х) —
—— I мл = (200 — 1,5*) мл непрореагировавшего Оа. От­
куда А'+ (200—1,5*)= 150, *«* 100мл, что составляет
50%.
110
78. 25% Нг. Задача решается так же, как и предыду­
щая. Следует только учесть, что в полученных после реак­
ции газах пары воды не содержатся, так как при темпе­
ратуре О °С они конденсируются.
79. Ответ может быть неоднозначным, потому что не­
известно, какой из исходных газов прореагировал полно­
стью. При решении задачи это следует дополнительно
оговорить. Оксид серы (VI) при температуре выше ком­
натной находится в газообразном состоянии. Знание конк­
ретной температуры необязательно.
80. 21%.
81. 60% СО.
82. 10% С4М,0 в исходной, 61,53% С0 2 в конечной
смеси.
83. 10% СЗНЙ в исходной, 42,85% С0 2 в конечной
смеси.
84. При взаимодействии раскаленного угля с водяны­
ми парами могут протекать следующие реакции:
С+Н 2 0=СО+Н 2 ,
, (1)
С+2Н 2 0=С0 2 +2Н 2 .
(2)
Когда смесь газов проходит через щелочь, поглощается
углекислый газ, следовательно, объем углекислого газа в
ней равен 5'мл. Из уравнения реакции (2) видно, что
объем водорода будет равен 10 мл, так как в результате
реакции образуется один объем углекислого газа и два
объема водорода. На оксид углерода (II) и водород, кото­
рые получились в результате реакции (1), приходится
100 мл— (10 мл+5 мл) =85 мл, где (10 мл+5 мл) —
объемы водорода и углекислого газа, образующихся в ре­
зультате реакции (2). Как видно из уравнения реакции
(1), объемы образующихся оксида углерода (II) и водо­
рода равны, значит, в 85 мл будет 42,5 мл СО и столько
же Н2. Итого, в смеси 42,5 мл СО, 5 мл С0 2 и 52,5 мл
(42,5+10) Н2.
85. При поджигании смеси водорода и азота в кисло­
роде в реакцию взаимодействия с последним вступает
лишь водород. По условию задачи образовавшаяся при
этом вода конденсируется. Тогда уменьшение объема
газов связано лишь с выводом из газообразной фазы водо­
рода и кислорода в объемном отношении 2 : 1 . Так как
объем исходной смеси по условию задачи численно равен
уменьшению объема в результате реакции и водород проШ
реагировал полиостью, приходим к выводу, что соотноше­
ние водорода и азота в исходной смеси должно быть та­
ким же, как и соотношение вступивших в реакцию водо­
рода и кислорода, т. е. 2 : 1 .
86. 40 мл.
87. При поджигании смеси азот не будет вступать в
реакцию ни с водородом, ни с кислородом. Могли прореа­
гировать лишь Н2 и 0 2 . В рассматриваемых условиях во­
да конденсируется, так как в противном случае не могло
бы быть такого сильного (от 140 мл до 20 мл) сокраще­
ния объема. При первых двух условиях (а и б) задача не
может быть решена, так как неизвестны количества непрореагировавших кислорода и водорода. Если же водо­
род и кислород прореагировали полностью (условие в),
то оставшийся газ (20 мл) — азот. Прореагировало
140 мл—20 мл» 120 мл газов. Водород и кислород взаи­
модействуют в отношении 2 : 1 . Следовательно, в смеси со­
держалось 40 мл (120:3) кислорода и 80 мл водорода
или 80% водорода.
88. а) Задача не может быть решена из-за недостатка
данных, так как неизвестно, содержится ли и в каком ко­
личестве избыточный кислород в 8 мл остатка газов; б) и
в) 40% N2.
89. Из уравнений реакций горения метана и водорода
СН 4 +20 2 =СО а +2Н 2 0; 2Н 2 +0 2 =2Н 2 0
следует, что отношение объемов СН4 и 0 2 равно 1:2, а
отношение объемов Н2 и 0 2 — 2 :1. Следовательно, если
взять смесь метана и водорода в объемном отношении
1:2, то на каждые три объема такой смеси при ее сжи­
гании надо взять три объема кислорода.
90. 1:2. ШЩ
91. В А л смеси метана и оксида углерода (II) содер­
жится 0,2 А л метана, 0,8 А л (так как газы взяты в объ­
емном отношении 1:4) оксида углерода. Из уравнений
реакций
СН 4 +20 2 =С0 2 +2Н 2 0, 2СО+0 2 -2СО»
следует, что для сжигания 0,2 А л метана потребуется
0,4 А л кислорода, а для сжигания 0,8 А л оксида углеро­
да (II) — 0,4 А л кислорода. Всего для сжигания смеси
нужно 0,8 А л кислорода,
112
92. Сокращение объема произойдет только в резуль­
тате реакции
2NO+0 2 =2N0 2 .
Поэтому прежде всего необходимо вычислить, сколько
литров N0 содержалось в смеси. Если обозначим через х
количество литров N0 в смеси, то количество литров N0 2
будет равно ( 3 - х ) . Учитывая, что масса моля N0 со*
ставляет 30 г, а масса моля N0 2 — 46 г, вычислим массы
хлЫОи (3-х) л N02.
Масса 22,4 л N0 при н. у. равна 30 г
»
х » » » »
» а »
а » 1,34 х г;
масса 22,4 л N0 2 при и. у. равна 46 г
» (3-х) » » » » 6 »
6=(6,15-2,05х) г.
По условию задачи
^ масса 22,4 л смеси газов равна (18,2 • 2) г.
. »
3 » »
»
»
с
*
с=4,88 г.
Но, с другой стороны, а+Ь=с или 1,34х+ (6,15—2,05*) в
«-4,88, откуда х= 1,8 (л).
93. 0,7 л.
94. Обозначим через х л объем водорода в смеси, че­
рез у л — объем угарного газа, тогда объем метана будет
l - ( x + y j = ( l - x - y ) (л).
Масса х л водорода равна
28»
углерода
г, масса у л оксида
* 16 П
х
=^- г и масса метана — ^
22,4
и)
— г. Масса
22,4
7 8*2
1 л смеси Vравна '
22,4
г. так как масса 22,4 л смеси
'
7,8-2) г. Следовательно,
2х , 28у , 16.(1 —ж—у) _
22,4 "*• 22,4 "*"
22,4
7х — 6 ^ 0 , 2
15.6
22,4 *
(1)
.113
При горении смеси газов протекают следующие ре­
акции:
2Н 2 +0 2 *=2Н 2 0, 2СО+0 2 =2С0 2 ,
СН 4 +20 2 =С0 2 +2Н 2 0.
Из приведенных уравнений следует, что кислорода
прореагировало: с водородом — л, с угарным газом ~ л,
с метаном 2-(1—х — у) л. Всего в реакцию вступит 1,4 л
кислорода. Следовательно,
0,5* -f 0,5# + 2- (1 — х — у) = 1,4, откуда
X + у = 0,4.
(2)
Решая систему уравнений (1) н (2), находим х=
=0,2 л Н2, 0=0,2 л СО, ( l - x - i / ) = 0 , 6 л СН4 (или 20%
иодорода, 20% угарного газа и 60% метана).
95. 25% Н2; 50% С2Н4; 25% С2Н6.
96. Из уравнений реакций
СН 4 +20 2 =С0 2 +2Н 2 0, 2СО+0 2 =2С0 2 , .
2С 2 Н в +70 2 =4С0 2 +6Н 2 0
следует, что из 1 моль метана и 1 моль угарного газа об­
разуется по 1 моль углекислого газа. Поэтому количест­
во молей углекислого газа, образовавшегося в результате
первой и второй реакций, должно быть равно количеству
молей метана и угарного газа, вступивших в реакции.
В случае этана из каждого моля сгоревшего С2Н6 обра­
зуется 2 моль С0 2 . Если в реакцию вступает 1 моль С2Н6,
разшща между количеством молей исходных газов
и образовавшегося С0 2 составит 1 моль.
8 96
По условию задачи в реакцию вступило — — = 0,4
13 44
моль газовой смеси и при этом образовалось '
=
= 0,6 моль С02. Разница между количеством молей СО* и
количеством молей смеси равна 0,2 моль (0,6—0,4). Из
уравнения реакции горения этана следует, что при сгора­
нии
1 моль С2Нв разница составит 1 моль
х »
»
»
»
0,2 >
JC=0,2 моль С2Н6.
В смеси содержалось 0,2 моль С2Нв.
114
97. При смешении оксида азота (Н) и кислорода пропс- ходит реакция
2NO + Оа - 2NOa.
По условию задачи в реакцию вступил 1 л (7- — j NO и в
смеси осталось 6 л (7—1)N0. Согласно приведенному
уравнению, на взаимодействие с N0 расходуется вдвое
меньший объем Оа, т. е. 0,5 л. Осталось в смеси 2,5 л
(3—0,5) 0 8 . Объем образовавшегося N0 2 равен объему
вступившего в реакцию N0, т. е. 1 л.
98. 0,2 л НС1; 4,2 л NH3.
99. 25% СО; 25% С0 2 ; 50% 0 2 .
100. 23,5% S0 2 ; 35,3% S0 3 ; 41,2% 0 2 .
101. Из уравнения реакции
N2+3H 2 =2NH 3
видно, что на 1 моль азота расходуется 3 моль водорода.
При этом образуется 2 моль аммиака. В исходной смеси
содержалось 25 моль (100 :4) азота и 75 моль водорода.
В реакцию вступило 2,5 моль азота и 7,5 моль (2,5 - 3) во­
дорода, при этом образовалось 5 моль аммиака (2,5*2).
В конечной смеси находится 22,5 моль (25—2,5) азота,
67,5 моль (75—7,5) водорода и 5 моль аммиака — всего
95 моль. Уменьшение количества молей газов от 100 до
95 приведет соответственно к уменьшению давления в со­
суде. Давление окажется равным
100 моль осуществляют давление в 300 атм
95 »
»
»
» х *
л=285 атм.
102.352 атм.
103. При нагревании карбонат железа разлагается со­
гласно уравнению реакции
FeC03=*FeO+COa.
Образующийся при этом оксид железа (II) будет оки­
сляться содержащимся в сосуде кислородом
4FeO+Oa=2Fe 2 0 8 .
115
Суммарное уравнение
4FeC03 + 0 2 =2Fe 2 0 3 +4С0 2 .
Расчетным путем легко убедиться, что кислород дан
в избытке. Если превращению подвергаются (116*4) г
карбоната железа (116 г — масса моля FcC0 3 ). то коли­
чество молей газов в результате реакции увеличится на
3 (4 моль С0 2 — 1 моль 0 2 ), что соответствует 67,2 л
(22,4 * 3). Следовательно, разложение
(116*4) г FeCOs увеличивает объем на 67,2 л
11,6»»
»
» » х »
х » 1,68 л.
Это количество газов, заключенное в сосуд объемом
3,36 л, произведет дополнительное давление, которое мож­
но вычислить из соотношения 1,68* 1=3,36-#, откуда у-=
=0,5 атм. Общее давление в закрытом сосуде будет
1 атм+0,5 атм=1,5 атм.
104. 1,5 атм.
105. После прокаливания В г карбоната кальция в со­
суде увеличится содержание газообразных веществ за
счет С02> выделяющегося согласно уравнению реакции
СаС0 3 =СаО+С0 2 .
Из 100 г СаСОз образуется 22,4 л С0 2 , измеренного
при н. у.
» В » »
» х »
»
х=0,224 В л С0 2 .
Это количество углекислого газа в сосуде объемом А л
при 0°С создаст, дополнительное давление у. Согласно
рхуг _ p a 7 lf 1 • 0,224В = у- А, у = 0,224 -|- (а™).
А
Общее давление в сосуде будет П + 0,224 —-J атм.
106. Вычислим объем кислорода в 1 л воздуха, учиты­
вая, что содержание кислорода в нем 21 %.
1 л составляет 100%
х»
»
21 »
*=*0,21 л 0 2 .
116
Из уравнения реакции
302=203
видно, что из трех объемов кислорода образуется два
объема озона. Следовательно,
из 3 л 0 2 получается 2 л 0 3
» 0,21 »
»
у » »
0=0,14 л.
При этом объем воздуха сократится на 0,07 л (0,21 —0,14)
и станет равным 0,93 л (1-0,07). Находим давление ко­
нечной газовой смеси.
1 л газов оказывал давление 1 атм
0,93» >
»
»
Р »
Р«=0,93 атм.
107. 0,6 атм.
108.7,38 атм.
109. Используя уравнение реакции
2Н 2 +0 2 =2Н20,
легко прийти к выводу, что кислород в избытке. В реак­
цию с 4 л водорода вступает 2 л кислорода и остается 1 л
его. Так как вода сконденсировалась и давлением ее па­
ров при 0° С можно пренебречь, давление в сосуде обус­
ловливается лишь кислородом. Тогда, приняв первона­
чальное давление в сосуде, когда там содержалось 7 л
(4 л Ня+3 л Оа) газов, за Р, можно рассчитать иско­
мое давление
.7 л газов производят давление Р атм
1» »
»
»
х »
х = — Р атм, т. е. давление уменьшилось в 7 раз.
110. При освещении смеси в сосуде возможна реакция
между водородом и хлором согласно уравнению
Н2+С12=2НС1.
Так как газы в сосуде находятся над водой и образую­
щийся хлороводород хорошо растворим в ней, количество
газообразных веществ в сосуде в результате реакции
уменьшается, и давление падает.
117
В исходнып момент в сосуде было некоторое давление
Р. пропорциональное содержанию газов (3+2) некото­
рых условных объемов. После того, как прореагирует по­
ловина хлора (50%), т.е. 1 условный объем хлора, сле­
довательно, и 1 условный объем водорода, а весь хлороводород поглотится, давление уменьшится до Ри которое
пропорционально оставшемуся количеству (2+1) услов­
ных объемов газов. Вычислим Pi из пропорции
некоторые 5 объемов создают давление Р
>
3 »
»
»
Рь
3
2
откуда Pi = —- Р, т. е. давление понизится на -— перво5
5
начального. Если прореагирует 75% хлора, в сосуде оста­
нется (1,5+0,5) некоторых условных объемов, что обе­
спечит давление Р 2 .
Некоторые 5 объемов создают давление Р
»
2 »
»
» Рг»
г. 2 п
откуда Р=-^Р,
чального.
3
т. е. давление понизится на у первона­
111. 1,28 атм.
112. 150 атм.
113. ~10 атм.
114. Напишем общее уравнение реакции сгорания
углеводородов СхНу
СхНу + 1х + -|-) Оа->-*СОа + JL НаО.
Из него следует, что х моль атомов углерода потребуют
х моль кислорода, а у моль атомов водорода — моль кис4
лорода, что в сумме и составит х + — = —*
4
Оа или 22,4
+у
*
(моль)
4
= 5,6 (4я + у) (л) его. Масса моля
4
СхНу составляет (12л: + у) г.
На сгорание (12х-\-у) г СхНу потребуется 5,6 (4лг + #) а О,
»
»
1
»
»
»
а
»
а=
М(4« + ю
12* + у
И1СЛ0р0да.
r
_
118. Эосиов=М/В; Эиисл^М/осиовпость; ЭСолив
»М/В • количество атомов металла, где М— молекуляр­
ная масса, В — валентность металла,
118
120. Увеличение массы пластинки идет за счет выде­
ления на пей металла, образующегося при термическом
разложении иодида. Металла образовалось 0,442 г, сле­
довательно, иода в иодиде содержался 1 г. В соответствии
с законом эквивалентов
0,442
1
ЩMe
Э, •
учитывая, что эквивалентная масса иода равна 127, полу­
чим Эме=0,442-127=56,13. Так как металл двухва­
лентен, его атомная масса определяется из соотношения
А=Э • 2=56,13 • 2 = 112,26. Взят иодид кадмия,
.121. Согласно закону эквивалентов,
т
Ме
Э
Ме
где /»ме и /Пп2 — соответственно массы металла и водоро­
да, а Эме и Эн — их эквивалентные массы. В этом соотно­
шении массу водорода можно заменить его объемом при
и. у., если одновременно эквивалентную массу водорода,
равную 1 г, заменить объемом, который занимает это ко­
личество водорода при н. у., т. е. 11,2 л.
Тогда —-2£- = — - , откуда т М е = 1 , 8 г .
m%£fa
11 § А
Ответ на второй вопрос можно получить, воспользо­
вавшись уравнением Бойля — Мариотта.
122. Бериллий.
123. Алюминий.
124. Приводим объем выделившегося водорода к нор­
мальным условиям и вычисляем массу эквивалента железа
(см. решение задачи 121). J k - - £ - , V0= '-f'f 3 в 2,8 (л); - ^ - = ——, x = 28 (г). Так как эквивалентная
2,8
11,2
масса элемента равна Э —
» то валентность
валентность
железа в образующемся соединении равна 2.
125. Приведем объем водорода к нормальным услови­
ям, используя формулу PoVo^PiVi; V0=224 мл. Вытесне­
ние одного металла другим и вытеснение вторым метал119
лом водорода протекает в количественных соотношениях,
пропорциональных их эквивалентам. Откуда, исключив
промежуточное звено (второй металл), вычислим массу
эквивалента первого металла
0,18 __
Э
224
11200
'
где 11200 (мл) — объем, занимаемый при нормальных ус­
ловиях эквивалентной массой водорода.
Э-9г.
126. Зная массу образовавшейся воды, можно вычис­
лить количество кислорода, содержащегося в 1 г каждого
из оксидов.
18 г Н20 содержат 16 г кислорода
0,126 » »
»
Х\ »
»
*i=0,112 г;
18 г Н20 содержат 16 г кислорода
0,226 » »
» х2»
»
х2=0,201 г.
Так как эквивалентная масса кислорода известна и
равна 8, то на основании закона эквивалентов можно за»
писать следующие пропорции:
0,888 _
yt
0,799 _
у,
0,112
8
0,201
8
'
где у\ и у2 — искомые значения эквивалентных масс ме­
талла, откуда
#1=63,4; #2=31,8,
Несколько значений эквивалентов возможно для элемен­
тов с переменной валентностью.
127.
28; 18,66.
128. При взаимодействии металла с водой выделился
водород. Его объем, приведенный к нормальным услови­
ям, равен 1,12 л. Эквивалентный объем водорода (при
н. у.) равен 11,2 л. Согласно закону эквивалентов,
=
тЬ- -пт'
120
ихуда =20
*
^
Чтобы определить, какой металл взят, необходимо
знать его валентность. Значит, в условие задачи следует
ввести эту величину. Предположим, что валентность ме­
талла 2, тогда атомная масса его равна 20-2=40, иско­
мый металл — кальций.
129. 9 г. Нужно ввести значение валентности.
130. - 4 6 .
• 131. 57,14%.
132. РС13; Р 2 0 5 .
133. Допустим, что атомная масса неизвестного эле­
мента А, валентность х и у. Тогда формулы хлоридов
ЭС1Х и ЭС1У; формулы оксидов соответственно ЭО0,5* и
ЭОо.52/; молекулярные массы хлоридов (А+35,5 х) и
(А+35,5 у); молекулярные массы оксидов (А+16 • 0,5х) и
(А+16-0,5у).
Выразим процентное содержание хлора и кислорода в
этих соединениях по общей формуле
я (процентное содержание) = « w p 4 - l » f r — p 4
молекулярная масса
X100. Для рассматриваемых соединений
35^5* я т
в
= _35J50_< , 0 0
1
я
А+35,5*
А+35,5^
Я 8, =
J 6 0 ' 5 * .100; „а =
16
х
-°' 5у -100,
А+16-0,5*
*
А+16-0,50
где щ и п2 — процентное содержание хлора в хлоридах,
Яз и щ — кислорода в оксидах. Согласно условию задачи
для случая у>х,
л 1 : л 2 = 1 : 1,271; п3:пл= 1:1,501 или
35,5*-100(A + 35,5g)_ x(A+35,5fl) _ 1
(А+35,5*). 35,50-100
у (А+ 35,5*)
1,271i
1,271 Ах + 9,62*0 - . Ау
(1)
16.0,5*.100(А+16-0,5у) _ *(A + i
t
(А+16-0,5*).16-0,50.100
у(А+8х)
1,501
1,501 Ах + Аху = Ау.
(2)
Из системы уравнений (1 и 2) находим А=24,4 у. Учитывая, что у — высшая валентность, можно по значению у
определить атомную массу. Для того чтобы найти знача»
ние у, можно использовать метод подбора значений х и у.
121
Так как y>xt у>\, для хну возможны значения соответ­
ственно 1 и 3; 2 и 4; 3 и 5, и т. д., т. е. рассматриваемый
элемент должен быть элементом с атомной массой
73,2(24,4-3); 97,6(24,4-4), 122(24,4-5) и т.д. Среди
р-элементов имеется только один, масса которого удо?
влетворяет рассчитанной величине. Это сурьма.
138. Изменение атомной массы происходит только при
а-распаде (на 4 у. ед.).
139. В первом случае — смещение в Периодической
системе на 2 места влево; во втором — на 1 место вправо.
140. Атомная масса определяется суммарной массой
нейтронов и протонов, содержащихся в ядре атома. Сле­
довательно, атомная масса первого изотопа равна 20
(10+10), а второго—-22 (20+2), так как массы протона
и нейтрона приблизительно равны 1. Учитывая атомное
отношение изотопов 9:1, определяем среднюю атомную
массу элемента
Д д
(20-9 + 22)
10
141. 63,6.
142.36; 37; 38; 39.
143. Вычислим количество радия, содержащегося в
1,05 г нитрата радия, учитывая, что масса моля Ra(N0 3 h
равна 350 г.
В 350 г Ra(N0 3 ) 2 содержится 226 г Ra
»1,05 »
»
»
х * »
«=0,68 г Ra.
1 г Ra испускает в 1 с 3,7 • 1010 а-частиц
0,68»
»
» »
у
»
0=2,5-1010 а-частиц.
144. 1,44 г.
145. Учитывая, что масса через каждые 4 года умень­
шается в 2 раза, можно для решения задачи использовать
формулу общего члена убывающей геометрической про­
грессии
где аа = 62,5 мг, aL = 1000 мг, q = X
122
й.5в1яШя|ОТКуДаЯ
1000
16
\ 2 )
J
=
4.
Так как время полураспада равно 4 годам, то заданное
уменьшение массы будет достигаться через 4-4=* 16 лет.
146. 58,2 года.
147. 18,25 г.
148. 2; 2; 3; 4.
149.AI.Cu.
151. 2, 8, 6.
152. Мп; 2,8, 13,2.
153. Фтор, азот.
154.2) 2,8, 9,2; 4) 2,8,18,2; 5) 2,8,4.
155. Облако s-электрона сильнее притягивается к ядру,
при этом формируется более устойчивая система ядро —электрон. Поэтому при формировании электронного слоя
первыми заполняются 5-орбитали (система стремится к
минимуму энергии).
156. Атомы элементов: а) главной подгруппы четвёртой группы; б) главной подгруппы пятой группы;
в) главной и побочной подгрупп второй группы (если не
принимать во внимание d- и /-незаполненные орбитали у
более тяжелых элементов каждой из рассматриваемых
подгрупп).
157. Ошибки допущены во всех трех случаях. Пра­
вильное распределение у атома бора
ШШ-ZEZl
ДГТР
5-электроны несколько прочнее связаны с ядром, поэто­
му, пока не завершится заселение s-орбитали, /7-орбитали у невозбуждеиных атомов не заполняются. Справедли­
выми для атомов азота и кислорода будут схемы
1п1 Ш И 1
9Л
р
mini t 1. 11
S
I
Р
Как этого требует правило Гунда: на данном подуровне
электроны стремятся занять максимальное число свобод­
ных атомных орбиталей. При таком взаимном располо123
женин р-электронных облаков их расталкивание мини­
мально и система более устойчива.
158. На энергию не влияет ориентация в пространстве
электронного облака (атомной орбитали).
159. Наименьшей энергией обладает электрон с квант
товыми числами « = 3 , J=0. На одном уровне находятся
все электроны с одинаковым числом п\ на одном под­
уровне — с одинаковыми числами п и I.
160. Превращение атома в катион обычно сопровож­
дается потерей атомом внешнего электронного слоя, что
ведет к уменьшению размеров частицы (катиона). Кроме
того, следует учесть, что оставшиеся электронные слои
могут дополнительно сжиматься в катионе, так как
уменьшилось общее число электронов при том же заря­
де ядра. Увеличение заряда катиона ведет к увеличению
сжатия электронных облаков и уменьшению размеров
катиона. Увеличение числа электронов при переходе ато­
ма в анион, наоборот, будет способствовать увеличению
размеров частицы (аниона).
161. При последовательном увеличении заряда ядер
и количества электронов в атомах периодически повто­
ряется структура внешних электронных слоев, опреде­
ляющих в основном химические свойства элементов.
164. Ответ составить, учитывая емкость первого элек­
тронного слоя, число возможных вариантов набора элек­
тронов у атома и число возможных атомов с разным на­
бором электронов.
165. Для большинства элементов увеличение заряда
ядра атома и порядкового номера вызывает изменение
количества электронов на внешнем или предпоследнем
электронном слое, определяющем в основном химические
свойства элементов. У атомов лантаноидов увеличение
заряда ядра сопровождается застройкой третьего снару­
жи электронного слоя при сохранении структуры внеш­
них слоев. В результате химические свойства лантанои­
дов очень близки.
167. Если у атомов элементов на внешнем электронном
слое более одного электрона, эти элементы, исключая ге­
лий, неон и аргон, в принципе могут проявлять пере­
менную валентность. В обычных условиях переменная ва­
лентность характерна для элементов, атомы которых спо­
собны образовывать химические связи в невозбужденном
и возбужденном состояниях. Такие атомы в невозбужден124
ном состоянии имеют электронные пары и вакантные орбитали. Например, атомы фосфора, серы, хлора. Пере­
менной валентностью обладают также элементы с недо­
строенным вторым или третьим снаружи электронным
слоем и элементы подгруппы меди. При высоких темпера­
турах валентность всех элементов, в том числе и элемен­
тов с постоянной в обычных условиях валентностью, по­
нижается. Так, при обычных условиях для кальция харак­
терна валентность два, для алюминия — три. Но при вы­
соких температурах возможно образование СаС1 и А1С1.
168. Хлор — элемент третьего периода с п—Ъ и разре­
шенными s-, р- иrf-орбиталями.Для фтора — элемента
второго периода с п=2—разрешены лишь 5- и р-атомные орбитали, т. е. при более детальном составлении схем
распределения электронов внешних слоев у атомов фтора
и хлора следует учесть, что они имеют вид:
>t U I • Н М 1 • \
ZS I
»
J3 I
да
f
[
l
за
I
I I
Атом фтора, имея лишь один неспаренный электрон, мо­
жет образовать только одну химическую связь и являет­
ся одновалентным. Наличие у атома хлора пяти d-орбпталей обеспечивает при возбуждении атома (поглощение
энергии) возможность расщепления электронных пар и
перехода электронов на пустые орбитали:
щ
HIHHI I I I I
.
р
I
*
1-Ш1|Ы>п
si
p
I
m
3
\\Ш\\\\ I I ГТ~1-~ ItrithMMil Г П
IttlHlHHI I I I II—ItMHtMTTTTn
T Iк появлению
i
T l хлора
P
I3,5 и d7 одиноч­
Это Si
приводит
у атома
ных электронов, что обеспечивает перемедную валент­
ность,
125
169. Так как у атома серы на внешнем электронном
слое находится два электрона (четное количество) с не­
спаренными спинами
ИнПИЦ
I
I
D
ра у атома хлора — один электрон (нечетное количество]
с неспаренным спином
1й|ШП
и оба атома имеют вакантные d-орбитали, то для них ха­
рактерны процессы электронного возбуждения. При этом
расщепляется пара электронов, в результате чего количе­
ство электронов с неспаренными спинами увеличивается
на 2, Соответственно изменяется на 2 и валентность ато­
мов: для хлора 1, 3, 5, 7; для серы 2,4, 6.
170. Энергия возбуждения атома аргона очень высо­
ка, чем и можно объяснить невыгодность рассматривае­
мого процесса.
171—-172. Неоднозначность в определении валентно­
сти азота и других элементов возможна потому, что в по­
нятие «валентность элемента» в современной химии вкла­
дывается неодинаковый смысл и к оценке валентности
подходят с разных позиций. Согласно теории валентных
связей, число единиц валентности определяется числом
неспаренных электронов у атома в стационарном пли воз­
бужденном состоянии. В соответствии с этими представ­
лениями валентность азота равна 3. Если валентность
оценивают по числу химических связей, образуемых ато­
мами элемента, у азота она равна 4, так как атом азота,
помимо 3 «валентных» связей (за счет спаривания 3 оди­
ночных электронов атома), способен образовать еще одну
связь (за счет иеподеленной пары электронов), возникаю­
щую по доиорно-акцепториому механизму, как, например,
в ионе аммония. Пятивалентным азот не может быть. Не126
известны соединения, в которых бы атом азота образовы­
вал 5 а-связей. Так, неизвестны пентагалогениды азота
и т. д. Но атомы азота могут иметь степень окисления J-5,
например в азотной кислоте.
В молекуле азотной кислоты можно представить су­
ществование связей в соответствии со структурной формулой Н—О—N
. При этом все 5 электронов атома
О
азота смещаются к атомам кислорода и степень окисле­
ния атома азота равна + 5 .
173. Молекулам соответствуют формулы: NH3, РС1з,
НС1, AICI3, остальные — радикалам.
175—176. При подобной оценке (приведенные значе­
ния предполагают, что валентность оценивалась по количе­
ству неспаренных электронов у атомов или, что то же са­
мое, по количеству образуемых атомами валентных свя­
зей) не учитывается способность атомов к образованию
донорио-акцепторных («невалентных») связей. Между
тем атомы всех элементов II периода, за исключением
неона (не образует химических связей вообще) и углеро­
да (атом, образовавший 4 валентные связи, не имеет ни
неподеленных электронных пар, ни вакантных орбиталей) имеют или вакантные орбиталп (Li, Be, В) и могут
проявлять акцепторные свойства, или электронные па­
ры (N, О, F) и могут выступать в роли доноров. То есть
атомы большинства элементов II периода могут образо­
вывать больше химических связей, чем это требуют их
валентные возможности. Правда, эта способность слабо
выражена у лития (из-за низкой склонности его к акцеп­
тированию электронной плотности вследствие малой элек­
троотрицательности) и фтора (из-за того, что его элек­
тронные пары прочно удерживаются ядром атома и их
оттягивание на вакантные орбитали других атомов за­
труднено).
177. Связи, возникающие по донорно-акцепторному
механизму. Водородные и ваттдерваальсовы связи намно­
го менее прочны, а вандерваальсовы, кроме того, ненаправлеиы и иенасыщаемы. Гравитационное взаимодейст­
вие между частицами с такой малой массой, как атомы,
127
молекулы и ионы, вообще не может быть сколько-нибудь
существенным.
178. Атом углерода в молекуле СН4 не имеет элект­
ронной пары и не может проявлять свойства донора.
У атома фосфора в молекуле РН3 такая пара есть, он
обладает свойствами донора и ион PHJ" (ион фосфония)
образуется. Однако этот ион намного менее устойчив,
чем ион NH*, вероятно, в первую очередь из-за мень­
шей направленности и протяженности электронного об­
лака неподеленной электронной пары, чем это наблюда­
ется у атома азота, и отсутствия на атоме фосфора за­
метного отрицательного заряда.
179. Степень окисления атомов в химических соедине­
ниях определяется количеством полярных и ионных свя­
зей, образованных атомов, т. е. таких связей, когда имеет­
ся смещение электронной плотности относительно атома.
Атом, образовавший только ковалентные неполярные свя­
зи, будет иметь нулевую степень окисления. Например,
азот — в молекуле азота, кислород — в молекулах кисло»
рода и озона.
180. Валентность углерода во всех приведенных соеди­
нениях равна 4, степень окисления соответственно 0; + 1 ;
: +2; + 3 ; 0; 0; 0 и + 1 , если считать связь С—Н неполяр­
ной. Эффективные заряды на атомах углерода и водоро­
да при образовании такой связи очень незначительны, так
что допущение о неполярном характере связи возможно.
181. Валентность азота равна 3, кислорода 2, степень
окисления их в приведенных молекулах и ионах соответ­
ственно —3; —3; —2, — 1; —2.
+1 —I +1-1 +1 _2 —1 +2 +3 —I +7 —I +1 —1
182. LiH; HF; HaO; FB0; C1FB; IF7; IC1.
183. Вращение будет затруднено, если в молекуле име­
ются л-связи.
184. Во фтороводороде, углекислом газе, серной кисло*
те—полярные связи; фториде рубидия — ионная; фто­
ре — неполярная.
185. В молекуле брома одна электронная пара; кисло­
рода — две; азота — три; воды — две.
186. Увеличение кратности связи свидетельствует об
увеличении электронной плотности, осуществляющей свя­
зывание ядер атомов. При этом уменьшается межъядер-.,
128
ное расстояние и увеличивается прочность связи, т. е.
повышается энергия связи.
187. Прочность химической связи зависит не только от
количества перекрывающихся электронных облаков, по
и от характера их перекрывания и расстояния между яд­
рами атомов. Одинарная связь — это а-связь, второй фор­
мируется я-связь. Значит, уже характер связей не будет
одинаковым и по прочности они не будут равны. Поэто­
му двойная связь не может быть точно в два раза проч­
нее одинарной.
188. В данном случае различная реакционная способ­
ность связана со способностью участвовать в реакциях
присоединения. Но такая способность у этана отсутствует
не из-за высокой прочности связи С—С, а вследствие на­
сыщенности связей.
189. Энергия связи повышается с увеличением ее крат­
ности.
190. а-связи могут образовываться при перекрывании
любых электронных облаков, я-связи могут образовывать
лишь два р-электрона. При участии в образовании хими­
ческих связей электронов с более сложной формой элек­
тронных облаков я-связи могут образовываться, напри­
мер, за счет двух df-электроиов, р- и rf-электронов.
191. В молекулах водорода, фтора, хлороводорода свя­
зи одинарные — значит, это а-связи, в молекуле кислоро­
да одна о- и одна я-связь; в молекуле углекислого газа
2 о- и 2 я-связи.
192. Электроотрицательность рассматривается как ха­
рактеристика способности атома притягивать и удержи­
вать электроны. Для количественного сравнения электро­
отрицательности элементов имеется несколько шкал элек­
троотрицательности. Чаще других используется шкала
Полиига, по которой электроотрицатель ность равна
3 ( d ) ; 1 (Li); 1,5(Be); 2(B); 2.5(C); 3(N); 3,5(0); 4(F).
Чем больше разность электроотрицательности элементов,
образовавших химическое соединение, тем больше сте­
пень иоиности связи между атомами этих элементов.
Среди хлоридов элементов II периода наиболее ионный
характер связи имеет LiCl, наименее ионный — NC13
(связь практически неполярна).
193. Предложенная Кекуле структурная формула бен­
зола трактует структуру этой молекулы в рамках пред­
ставлений о двухэлектронных и двухцентровых связях.
Б Зак. 1439
129
В результате возникает допущение о чередовании в коль­
це одинарных и двойных связей углерод — углерод. Эти
представления в известной степени ограничены. Элек­
тронная плотность л-связей делокализована, т. е. равно­
мерно распределяется по всему кольцу. Кратность связи
углерод — углерод при этом больше 1 и меньше 2. Струк­
турная формула молекулы бензола будет иметь вид,
г
С
'
<
/
\
УХ У
и'
\гс
/
"
\
^и
I
и
где штрихом обозначена делокализованная по кольцу
электронная плотность всех я-связей.
194. При составлении ответа следует учесть, что гиб­
ридные орбит а л и вследствие своей асимметричности не
образуют устойчивых л-связей, в то время как атомы
углерода образуют устойчивые ря-связн. Поэтому тип
гибридизации атома углерода можно определить, учиты­
вая число чистых р-электронов, за счет которых и форми­
руются л-связи. В молекулах
метана и этана атомы угле­
рода находятся в 5р3-гибридном состоянии, образуют по
четыре о-связн. Молекула метана имеет форму тетраэдра,.
молекула этана — форму двух соединенных тетраэдров.
В молекуле этилена (между" атомами углерода форми­
руется одна а- и одна л-связь) атом углерода находится
в sp^-гнбридном состоянии. Молекула плоская. В молеку­
ле ацетилена (между двумя атомами углерода имеется
одна о- и две л-связи) атомы углерода находятся в sp-гибрндном СОСТОЯНИИ. Молекула линейная. В молекуле бензо­
ла каждый атом углерода затрачивает один р-электрон на
образование л-связи, для атомов характерна
8р*-гибрв>
дизация, каждый атом образует 3 а-свяв- "поавленные
130
по осям, расположенным в одной плоскости под углом
120°. В результате формируется правильный шести­
угольник.
195. Электроны внешних слоев атомов бора, азота,
углерода и фтора располагаются на орбиталях согласно
схеме;
В1
ф 1
б
1
р
UMilt
ни • t
S
Р
lulu н Н
1
(атомы бора и углерода образуют химические связи, на­
ходясь в возбужденном состоянии).
Из схемы видно, что атом бора, образуя 3 валентные
связи, имеет вакантную р-орбиталь, что обусловливает
его акцепторные свойства, атом азота в трехвалентном
состоянии — одну снеподеленную» электронную пару, ко­
торую он может предоставить в распоряжение атомов,
имеющих свободную орбиталь, т. е. может проявлять донорные свойства. Атом углерода в четырехвалентном со­
стоянии не может проявлять ни донориых, ни акцептор­
ных свойств, так как у него нет ни свободных орбиталей,
ни неподеленных электронных пар. Атом фтора также
имеет неподеленные электронные пары, поэтому он мо­
жет быть донором.
Значит, возможно взаимодействие с образованием донорно-акцепторной связи между молекулами фторида бо­
ра и аммиака и невозможно взаимодействие молекул
фторида углерода и аммиака.
196. ^-гибридизация обусловливает тетраэдрическую
направленность 4 гибридных орбиталей. У атома азота
одна из таких орбиталей в отличие от 3 других заселена
парой электронов и не принимает участия в образовании
химических связей в молекуле аммиака. Поэтому моле­
кула аммиака имеет пирамидальную форму. При образо­
вании иона аммония используется неподе ленная пара
(донорно-акцепторная связь). Ее направленность задает
направление присоединению иона водорода, и ион аммо­
ния приобретает форму тетраэдра,
5*
131
В результате возникает допущение о чередовании в коль­
це одинарных и двойных связей углерод — углерод. Эти
представления в известной степени ограничены. Элек­
тронная плотность я-связей дслокализована, т. е. равно­
мерно распределяется по всему кольцу. Кратность связи
углерод — углерод при этом больше 1 и меньше 2. Струк­
турная формула молекулы бензола будет иметь вид,
t
С
*
\
и/
/
\
Y
/
*
^
с
I
и
где штрихом обозначена делокализованная по кольцу
электронная плотность всех я-связей.
194. При составлении ответа следует учесть, что гиб­
ридные орбиталн вследствие своей асимметричности не
образуют устойчивых л-связей, в то время как атомы
углерода образуют устойчивые ря-связи. Поэтому тип
гибридизации атома углерода можно определить, учиты­
вая число чистых ^-электронов, за счет которых и форми­
руются я-связи. В молекулах
метана и этана атомы угле­
3
рода находятся в вр -гибридном состоянии, образуют по
четыре а-связи. Молекула метана имеет форму тетраэдра,.
молекула этана — форму двух соединенных тетраэдров.
В молекуле этилена (между атомами углерода форми­
руется одна сг- и одна л-связь) атом углерода находится
в 5р2-гибридиом состоянии. Молекула плоская. В молеку­
ле ацетилена (между двумя атомами углерода имеется
одна сг- и две я-связн) атомы углерода находятся в sp-гибридиом состоянии. Молекула линейная. В молекуле бензола каждый атом углерода затрачивает один р-электрон
на
2
образование я-связн, для атомов характерна 5р -гибря*
днзация, каждый атом образует 3 o-связи, направленные
130
до осям, расположенным в одной плоскости под углом
120°. В результате формируется правильный шести­
угольник.
195. Электроны внешних слоев атомов бора, азота,
углерода и фтора располагаются на орбиталях согласно
схеме:
В*
пш
N
НГГт т
1т1т1тШ ^ЕЦШШ
51
Р
Т1
Р
(атомы бора и углерода образуют химические связи, на­
ходясь в возбужденном состоянии).
Из схемы видно, что атом бора, образуя 3 валентные
связи, имеет вакантную р-орбиталь, что обусловливает
его акцепторные свойства, атом азота в трехвалентном
состоянии — одну «неподеленную» электронную пару, ко­
торую он может предоставить в распоряжение атомов,
имеющих свободную орбиталь, т. е. может проявлять донорные свойства. Атом углерода в четырехвалентном со­
стоянии не может проявлять ни донорных, ни акцептор­
ных свойств, так как у него нет ни свободных орбиталей,
ни нсподеленных электронных пар. Атом фтора также
имеет неподелеиные электронные пары, поэтому он мо­
жет быть донором.
Значит, возможно взаимодействие с образованием д о
норно-акцепторной связи между молекулами фторида бо­
ра и аммиака и невозможно взаимодействие молекул
фторида углерода и аммиака.
196.5р3-гибридизация обусловливает тетраэдрическую
направленность 4 гибридных орбиталей. У атома азота
одна из таких орбиталей в отличие от 3 других заселена
парой электронов и не принимает участия в образовании
химических связей в молекуле аммиака. Поэтому моле­
кула аммиака имеет пирамидальную форму. При образо­
вании иона аммония используется неподеленная пара
(донорно-акцепторная связь). Ее направленность задает
направление присоединению нона водорода, и ион аммо­
ния приобретает форму тетраэдра,
Б*
131
197. В молекуле воды валентные связи образованы па­
рами электронов, сформировавшимися из одиночных
электронов атомов водорода и кислорода. В ионе гидроксония дополнительно возникает донорно-акцепторная
связь. В ассоцнате молекулы воды связаны между собою
Н
Н
Рас. к задаче 196.
водородными связями. В гидратированном ионе взаимо­
действие между ионом железа и молекулами воды воз­
можно за счет электростатического притяжения положи­
тельно заряженного катиона и полярной молекулы воды,
а также за счет донорно-акцепторных связей.
198. Судить об относительной прочности связей мож­
но, сопоставив условия их разрушения. Легче всего раз­
рываются связи между молекулами водорода (у него са­
мая низкая температура кипения). Затем по прочности
следуют связи между молекулами кислорода (температу­
ра кипения выше). Прочность межмолекулярного взаимо­
действия в воде выше. В отличие от газообразных водоро­
да и кислорода вода при обычных условиях — жидкость,
т. е. связи между ее молекулами намного прочнее. Еще
более прочны связи между атомами в молекуле воды. Эти
связи не разрушаются ни при 100°С (при кипении воды),
ни при дальнейшем повышении температуры еще на не­
сколько сот градусов.
На вопрос можно ответить также, исходя из теорети­
ческих представлений о прочности химических связей
(связей между атомами в молекулах) и связей между мо­
лекулами (осуществляемых за счет сил межмолекулярно­
го взаимодействия). Энергия химической связи на 1—2 по­
рядка выше энергии межмолекулярного взаимодействия.
В случае воды следует дополнительно учитывать возмож­
ность образования между ее молекулами водородных свя­
зей, занимающих по энергии промежуточное положение
132
между химическими связями и связями за счет сил меж­
молекулярного взаимодействия.
200. При составлении ответа следует принять во вни­
мание разную полярность молекул двух веществ, а так­
же то, что одно из этих веществ спирт и между его моле­
кулами могут образовываться водородные связи. Более
прочное межмолекулярное взаимодействие обусловливает
повышение температуры кипения вещества.
201. Энергия межмолекулярного взаимодействия меж­
ду молекулами кислоты больше за счет образования во­
дородных связей.
205.36,05 г.
206. Рассчитаем массы 10%- и 20%-иого растворов
серной кислоты и содержание в них H2SO4. Масса первого
и второго растворов соответственно равна 535 г (500-1,07)
и 228 г (200-1,14).
В 100 г раствора I содержится 10 г H 2 S0 4
> 535 »
»
»
•»
х » »
*=53,5 г.
В 100 г раствора II содержится 20 г H 2 S0 4
» 228 »
»
»
»
у » »
0=45,6 г.
Масса конечного раствора равна 763 г и в этом количе­
стве содержится 99,1 г серной кислоты.
В 763 г раствора содержится 99,1 г H 2 S0 4
» 100 »
»
»
z » »
2=13 г. Концентрация раствора 13%.
207. 4% HN0 3 ; 24% H2SO4.
208. Масса исходного раствора фосфорной кислоты
равна 143 г. В этом количестве раствора содержится 85,8 г
Н3Р04. Обозначим массу добавленной воды через х г.
Тогда масса конечного раствора равна (143+*) г. Так
как конечный раствор 40%-нып, то
в 100 г раствора содержится 40 г Н3РО4
(143+*)
»
»
85,8 » »
х»71,5 г воды. Объем воды 71,5 мл.
209. 220 мл.
210.40%.
211.5,16 л.
212. 28 л.
133
213. 1,64 л.
214. Масса исходного раствора равна 224 г. Вычислим
содержание в нем гидроксида калия.
В 100 г раствора содержится 15 г КОН
» 224 »
»
»
а » »
а=33,6 г КОН.
Обозначим массу добавляемого твердого КОН через х г.
Тогда масса полученного раствора равна (2244-х) г,
масса растворенного в нем КОН равна (33,6+*) г. Так
как раствор должен быть 20%-ный, можно составить про»
порцию
в 100 г раствора содержится 20 г КОН
(224+х) » »
»
(33,6+х) »
х= 14 г.
215. 180 г,
216.32,5%.
217.392,5 мл.
218.367,5 мл Н 2 0; 133,15 мл NH3.
219. Масса конечного раствора составит 2,16 кг. Так
как этот раствор должен быть 15%-ным, в нем должно со­
держаться 0,324 кг азотной кислоты. При смешении двух
растворов сумма объемов их не всегда равна суммарному
объему полученного раствора. Поэтому расчет следует
вести по массе растворов. Обозначим массу 40%- и 10%ного растворов соответственно через х кг и у кг, тогда
х+#=2,16.
(1)
В х кг 40%-ного раствора содержится 0,4 х кг кислоты,
в у кг 10%-ного раствора — 0,1 у кг кислоты. Всего кис­
лоты
0,4 х+0,1 0=0,324.
(2)
Решая систему уравнений (1) и (2), находим: *=0,36 кг,
у=\,8 кг. Разделив полученные количества на соответст­
вующие плотности растворов, найдем, что объем 40%-но­
го раствора равен 0,288 л, 10%-ного — 1,698 л.
220. Допустим, что нужно взять х г воды и у г раство­
ра, тогда масса конечного раствора равна (х+у)г. Вы*
числим содержание кислоты в исходном растворе.
В 100 г раствора содержится 30 г НС1
» у »
»
»
а » »
я=0,3 у г НС1.
134
Так как конечный раствор должен быть 10%-иым, то
в 100 г раствора содержится 10 г НС1
(х+0) » »
»
0,3 у » ,
откуда Л : # = 2 : 1 .
221.2:1.
222. Рассчитаем количество граммов вещества в А г и
С г исходных растворов.
В 100 г первого раствора содержится В г вещества
» А » »
»
»
х *
»
А'=0,01-А-В г вещества;
в 100 г второго раствора содержится Д г вещества
»
С »
»
»
»
j / » »
у—0,01 • С • Д г вещества.
Вычислим процентную концентрацию полученного раство­
ра. Масса его равна (А+С) г. В этом растворе содержит­
ся 0,01 (А-В+С-Д) г растворенного вещества.
(А+С) г раствора содержит 0,01 ( А - В + С - Д ) г в-ва
100 »
»
»
г
»
»
А.В + С Д
А С
+
Г
• • • • S f l ^
1
223. Рассчитать молярную и нормальную концентра­
цию 16%-ного раствора CuS04 — это значит найти коли­
чество молей и эквивалентов в 1000 мл (1 л) раствора.
Масса 1000 мл раствора равна 1180 г и в нем содержится
х г сульфата меди.
100 г раствора содержат 16 г C11SO4
1180»
»
»
х » »
*«188,8rCuS0 4 .
Молярная концентрация раствора равна 1,18 (188,8 :160,
где 160 г — масса моля CuSO«); нормальная концентра­
ция—2,36 (188,8:80, где 80 — эквивалентная масса
CuS04).
224.1,09 М.
225. 12,26%; 2,06 н.
226. Вода слабо диссоциирует согласно уравнению
НаОч£Н+ + ОН-,
135
с образованием ионов водорода и гидроксила, т. е. ее
можно рассматривать одновременно и как кислоту, и как
основание. Так как в качестве кислоты молекула воды от­
щепляет один ион водорода — это одноосновная кислота
с эквивалентом, численно равным молю. В 1 л воды со­
держится 55,55 экв (1000 : 18).
227. 55,5 М; 0,03 моль/л.
228. В 2 л 0,2 и раствора содержится 0,4 экв сульфа­
та одновалентного металла, или 0,2 моль, так как 1 экв
этой соли равен Моль/2. В 500 мл 2 М раствора этой же
соли содержится 1 моль сульфата. Общий объем раствора
равен 2,5 л (2+0,5), в нем содержится 1,2 моль (0,2+1)
соли. Молярная концентрация полученного раствора бу­
дет равна
в 2,5 л раствора содержится 1,2 моль соли
» 1 » »
»
х » »
х—0,48 моль/л.
229.0,77 М.
230. 270 мл.
231.0,0187 М.
232. 20 г.
233. Объемы растворов веществ, вступивших в реак­
цию, обратно пропорциональны нормальным концентра­
циям веществ в растворах,
Vi: V2=C2 :Су или Vi • Ci = V2 • С2,
откуда 200-//=300-0,3. Это соотношение легко вывести,
учитывая, что количества эквивалентов двух веществ,
вступающих в реакцию, равны. Рассчитаем количество
эквивалентов кислоты, вступившей в реакцию.
В 1000 мл раствора содержится 0,3 экв кислоты
» 300 »
»
•
»
300.0,3
1000
=
экв
х
»
»
кислоты>
Находим количество эквивалентов щелочи.
В 1000 мл раствора содержится у экв щелочи
» 200 »
»
»
z »
»
г
=
шу
'
10UO
136
экв щелочи.
Чтобы вычислить молярную концентрацию, следует
ввести в условие задачи основность щелочи, т. е. количе­
ство гидроксильных групп, входящих в ее молекулу. Если
их количество равно 1, то молярная концентрация будет
равна нормальной; если 2 — молярная концентрация бу­
дет в 2 раза ниже нормальной.
Чтобы вычислить процентную концентрацию, следует
ввести значение плотности раствора и указать, какая ще­
лочь взята. Предположим, взят раствор
гидроксида калия
и плотность раствора равна 1,1 г/см3. Тогда масса 1 л
раствора равна 1100 г. Составим пропорцию
в 1100 г раствора содержится (56-0,45) г КОН
» 100 » »
»
Xi
* »
^i=22,9 г, или 22,9%.
234. Допустим, что нужно взять х л 0,2 н (0,1 М) и
у л 1 М растворов. Тогда объем полученного раствора со­
ставит (х+у) л. В х л первого раствора содержится 0, 1 х
моль, в у л второго раствора — у моль серной кислоты.
Всего в растворе содержится (0,\х+у) моль кислоты.
Учитывая, что раствор должен быть 0,5 М, составим про­
порцию
в 1 л раствора содержится 0,5 моль H 2 S0 4
(х+у)
»
» (0,1 х+у) >
» ,
откуда х : у=5 :4.
235. Рассчитаем количество эквивалентов вещества в
50 мл 3 н раствора и в 500 мл 0,14 н раствора.
В 1000 мл раствора содержится 3 экв вещества
» 50 »
ЖШ»
X » »
х=0,15 экв
в 1000 мл раствора содержится 0,14 экв вещества
» 500 »
»
»•
у » . »
у=0,07 экв.
Всего в 550 мл конечного раствора содержится 0,22 экв
вещества. Чтобы найти нормальную концентрацию конеч­
ного раствора, необходимо рассчитать количество экви­
валентов вещества в 1000 мл раствора,
137
В 550 мл содержится 0,22 экв вещества
»1000 »
»
z
»
»
z=0,4 экв. Раствор 0,4 и.
Чтобы вычислить молярную концентрацию, необходи­
мо знать, какое количество эквивалентов содержится в
1 моль данного вещества. Предположим, что в моле со­
держится 2 экв. Тогда раствор 0,2-молярный.
Для расчета процентной концентрации конечного рас*
твора необходимо знать его плотность и величину эквива­
лентной массы вещества. 3Предположим, что плотность
данного раствора 1.02 г/см , величина эквивалентной мас­
сы вещества 49 г. Тогда в 1000 мл этого раствора, или в
1020 г, содержится 19,6 г (49-0,4) вещества.
1020 г раствора содержат 19,6 г вещества
100 »
»
» Ь »
»
6=1,92 г. Раствор 1,92%-ный.
236.0,24 н.
237. Находим количество молей вещества в 300 мл
1,5 М раствора.
В 1000 мл раствора содержится 1,5 моль вещества
ъ 300 »
»
»
х »
»
А'=0,45 моль.
Затем рассчитаем, в каком объеме исходного раствора
содержится то же количество молей вещества.
В 1000 мл раствора содержится 2 моль вещества
» у »
»
» - 0,45 »
»
у=226 мл.
Дальнейший ход решения см. в пояснении к задаче
235.
238. 0,5 н.
239. 0,625 н.
240. 1,6 л.
241.13.73%.
242. 8,47 мл,
243.0,7 мл.
244. 0,5 н.
245. 0,7 М.
246. Рассчитаем содержание НС1 в исходных раство­
рах.
133
В 100 г раствора содержится а г НС1
, A-pj »
»
»
х»
100
»
*
в 1000 мл раствора содержится М моль НС!
» В »
»
»
у * >
и = — моль HCl,
*
1000
что составит ' ' ' г НС1. Масса всего раствора равна
(А.рх + В.р^г.внем содержится ( ^ + & ~ ) г
НС1. Чтобы вычислить процентную концентрацию, соста­
вим пропорцию
, 36,5-В-М\
{A'Pt-fl
~100"
1000 ) * НС!
«
100
э
»
»
г
» »
А-р^д + З^б-В-М
А-р, + В-р2
Численно такой же будет и процентная концентрация
раствора.
Чтобы вычислить молярную концентрацию, найдем
общий объем раствора и общее содержание в нем молей
НС1. Объем всего раствора равен Pl + B'Ps мл. В нем
Ра
содержится .'Q-A-p.-fl + ав.в-в-м
н а
Составим
36,5-1000
пропорцию
А-р.+ В-Р,
-
К1
|ПЛЛ
10-А-о,-а + 36,5-В-М
уа
^
мл содержат •
Ра
1000
»
п ш
1'
g
.
'
^
36,5-1000
»
п
(10-А-Р|.Я + 36,5.В.М).ря
36,5(А.р, + В-р2)
шль/л
ЫЛЧ
моль HCI.
»
»
н а #
**б>юльная концентрация раствора HCI численно равна
молярной.
139
-
247. 19,3 и; 9,65 М. Для решения задачи нужно знать
плотности 96%-ного и полученного растворов серной кис­
лоты, так как расчет может основываться лишь на сумми­
ровании масс исходных растворов, а не объемов. Объем
ряетиора при смешении концентрированной серной кисло­
ты и воды не будет равен суммарному объему исходных
веществ. По таблице плотпости водных растворов кислот
нужно найти плотность 96%-ного раствора H2SO4 и рас­
считать процентную концентрацию полученного раствора.
Затем по этой величине найти в таблице плотность полу­
ченного раствора и рассчитать нормальную и молярную
концентрации РГО.
248. Не используются при решении задачи значения
плотностей исходных растворов. Масса полученного раствора соляной кислоты (А+В) г, объем ее
мл, в ней
Ра
) г НС1, или — - —
100
100/
моль
HQ.
100 • 36,5
Чтобы определить молярную концентрацию, составляем
пропорцию
в —^— мл раствора содержится — ,а "^ ' моль НС1
Ра
* 1000 »
100-36,5
»
»
х
х - <*-• + »-»>•* моль/л HCI.
»
»
36,5 (А + В)
Молярная концентрация соляной кислоты численно рав­
на нормальной.
249. Масса 400 мл 10%-иого раствора равна 426 г. Вы­
числим, сколько граммов Na 2 S0 4 содержится в этом рас­
творе.
В 100 г раствора содержится 10 г Na 2 S0 4
» 426 »
»
»
х »
»
*=42,6 г Na 2 S0 4 .
Такое количество сульфатя натрия содержится
в у г
a
глауберовой соли. Так как масса моля Na2S04 IOH2O со­
ставляет 322 г, а масса моля Na2SO* — 142 г,
142 г Na 2 S0 4 содержится в 322 г NagSO*' 10И*О
42.6 * »
»
» У »
»
//^9G,G rNa 2 SO 4 -10II 2 O,
140
,. Значит, нужно взять 96,6 г глауберовой соли и 329,4
(426-96,6) воды.
250. 369 г MgS0 4 • 7Н 2 0.
251. Обозначим через х г массу медного купороса V{
рассчитаем в ней количество сульфата меди. Масса MOJ^
CuS04 составляет 160 г, масса моля CuS0 4 • 5Н 2 0 — 250 ^
В 250 г CuS0 4 • 5Н 2 0 содержится 160 г CuS0 4
» х
»
»
а »
>
а»0,64 х г CuS04.
Масса всего раствора равна (270+х)г, масса содержаще,
гося в нем сульфата меди — 0,64 х г. Составляем про­
порцию
в 100 г раствора CuS0 4 содержится 10 г CuS04
» (270+х) » » »
»
0,64*» »
*«50 г CuS0 4 «5H 2 0.
252. Рассчитаем, сколько граммов хлорида кальция
содержится в 200 мл, или 200 г (плотность ~ 1 г/см8)
5%-ного раствора.
В 100 г раствора СаС12 содержится 5 г СаС12
» 200 » »
»
»
а » » "
а=10 г СаС12.
Обозначим через х количество граммов СаС12 • 6Н20,
которое необходимо добавить к 200 мл 5%-ного раствора,
и вычислим в нем массу СаС12, учитывая, что масса моля
СаС12 • 6Н20 составляет 219 г и масса моля СаС12 — 111 г.
219 г СаС12-6Н20 содержат 111 г СаС12
х »
>
»
т »
т=0,51л: г СаС12.
Масса всего раствора равна (200+*) г, в ней содержится
(10+0,51 х)т СаС12. Составляем пропорцию
в 100 г раствора содержится 20 г СаС12
(200+*)»
»
» (10+0,51 х) »
*=97,77 г СаС12«6Н20.
253. 82,99 г,
254. 33,3 г.
255. 104,76 мл.
256. Обозначим через х г массу кристаллической содМ
и через у г —массу 10%-иого раствора, которые нужно
14S-
взять для приготовления конечного раствора. Масса все­
го раствора равна
х+0«4ОО.
(1)
Учитывая, что масса моля Na2CO3*10HoO составляет
286 г и масса моля NagCOa—- 106 г, вычислим, сколько
Nn?CG* содержится в х г кристаллической соды и у р
10% -него раствора Na«COa.
В 286 г NaaCOs-lOliaO содержится 106 г Na2C03
» х »
»
»
а »
»
a=Q,37*rNa 2 C0 3 .
В 100 г 10%-иого раствора содержится 10 г Na2C03
» у »
»
»
»
b »
»
6=0,1 у г Na2C03.
Масса всего Na2C03, содержащегося в 400 г 20%-ного
раствора, равна
0,37 JC+0,1 £/=80.
(2)
Решив систему уравнений (1) и (2), находим дс== 147,8 г,
у=252.2 г.
257. 3,5:1.
258. 1 :7,78.
259. Обозначим через х количество молей FeCfo • 6Н20,
а черев у— количество молей HsO. Масса х моль
FeCb • 6Н*0 равна 270,5 х г; масса у моль Н 2 0 равна
18 у г.
В 270.5 г FeCl 3 .6H 2 0 содержится 162,5 г FeCl3
» 270,5 х
*
»
а -»
»
fl=162,5*rFeCl3f
т. е. во всем растворе, масса которого равна (270,5 дс+
+ 18//) г, содержится 162,5 .v г FeClg. Учитывая, что рас­
твор должен быть 20%-кым, составим пропорцию
в 100 г раствора содержится 20 г FeCl3
(270,5 *+18 у) »
»
162,5 х » ,
откуда А* : i/=l :30.
260. Допустим, что нужно добавить х г медного купо­
роса. Тогда масса полученного раствора равна (200+л*)г,
а объём его—(200+х) мл. Учитывая, что масса моля
CuSO4*5Ha0 составляет 250 г, а масса моля CuS04 —
142
160 г, вычислим, сколько CuS04 будет содержаться в
(200+х) мл раствора.
В 250 г CuS04 • 5Н20 содержится 160 г CuS0 4
» х »
»
»
а »
»
а=0,64 х г CuS04.
Так как раствор должен быть 0,2 н и эквивалентная мае- '
са CuS04 равна 80 г, составляем пропорцию
в 1000 мл раствора содержится (80 • 0,2) г CuS04
(200+л-) »
»
»
0,64 х »
»
JC=5,13 г CuS04 • 5Н 2 0.
261. 24%; 3,72 и.
262. 300 мл 0,2 н раствора сульфата железа должны
содержать:
1000 мл раствора содержат 0,2 экв Fe 2 (S0 4 )s
300 »
»
»
х >
»
х=0,06 экв Fe 2 (S0 4 ) 3 .
Так как эквивалент Fe 2 (S0 4 ) 3 в 6 раз меньше его Моля,
нужные для приготовления раствора 0,06 экв этой соли
будут содержаться в 0,01 моль Fe 2 (S0 4 )s или в 0,01 моль
Fe 2 (S0 4 )3'9H 2 0. Учитывая, что масса моля этого кри­
сталлогидрата составляет 562 г, найдем массу его
0,01 моль. Она равна 5,62 г.
263. 0,49 г.
264. Допустим, что нужно добавить х г медного
купороса. Тогда масса полученного раствора равна
(400+х) г, а объем его 400 + * « (363,64 +- 0,91 х) мл.
1,1
Вычислим, сколько CuS04 будет содержаться в этом
количестве раствора и в х г медного купороса.
В 100 г раствора содержится 2 г CuS04
» 400 »
»
* »
у » »
у**& г CuS04;
в 250 г CuS0 4 '5H 2 0 содержится 160 г CuS04
» х з>
»
»
а »
»
а=0,64 х г CuS04.
--ни.- Всего в полученном растворе будет содержаться
j(8+0,64*) rCuS0 4 .
143
Так как полученный раствор должен быть 2 н, а экви­
валентная масса CuS0 4 равна 80 г, можно записать:
в 1000 мл раствора содержится 160 г CuS0 4
(363,64+0,91 х)
»
»
(8+0,64 х) »
* = 101,47 г CuS0 4 -5H 2 0.
265. Обозначим массу 0,1 М раствора и массу глаубе­
ровой соли соответственно через х и у г. Тогда масса все->
го раствора равна
(х+у) г. Так как плотность взятого рас­
3
твора 1 г/см , х г будет занимать объем х мл. Вычислим,
сколько сульфата натрия содержится в х мл 0,1 М раство­
ра и в у г глауберовой соли, учитывая, что масса моля
Na 2 S0 4 - 10Н2О составляет 322 г, масса моля Na 2 S0 4 —
142 г.
В 1000 мл раствора содержится 142 • 0,1 г Na 2 S0 4
> х »
»
»
а » »
а=0,0142 х г Na 2 S0 4 ;
В 322 г Na 2 S0 4 » 10Н2О содержится 142 г Na 2 S0 4
» у »
»
»
b * >
. &=0,44 у г Na 2 S0 4 .
Всего в (х+у) г раствора будет содержаться (0,0142 х +
+0,44 у) r Na 2 S0 4 . Так как конечный раствор должен
быть 10%-ным, составляем пропорцию
в 100 г раствора содержится 10 г Na 2 S0 4
(х+у)>
*
»
i0,0142x+0,44^)» ,
откуда х: «/=3,98:1 « 4 : 1 .
266. - 6 , 4 3 : 1 .
267. Рассчитаем массу сульфата натрия, содержаще­
гося в 16,1 г глауберовой соли и в ПО г 10%-ного раст­
вора, учитывая, что масса моля Na2SO4-10H2O составля­
ет 322 г, масса моля Na 2 S0 4 —142 г.
В 322 г Na 2 S0 4 • 10Н2О содержится 142 г Na 2 S0 4
» 16,1 »
»
»
а » »
а*=7,1 г Na 2 S0 4 ;
в 100 г раствора содержится 10 г Na 2 S0 4
» 110 »
»
»
Ь»
*
b = llrNa2S04.
144
Общая масса полученного раствора равна ПО г+16,1 г=
«126,1 г, в нем содержится 7,1 г+11 г «18,1 г сульфата
натрия. Процентная концентрация раствора 14,35%.
Чтобы вычислить нормальную ИЛИ молярную концент­
рацию, необходимо знать объем раствора. Поэтому в
условие задачи нужно ввести значение плотности полу­
ченного раствора.
Если предположить, что плотность рав­
на 1,1 ^ м 3 , то объем раствора будет равен 126,1: 1,1 —
= 114,64 (мл). Эквивалентная масса Na 2 S0 4 равна
142:2=71 (г).
114,64 мл раствора содержат (18,1:71) экв Na 2 S0 4
1000 »
»
»
у
> >
у=2,2 экв,
т. е. раствор получается 2,2 н. Так как для сульфата на­
трия молярность в 2 раза меньше нормальности, то 2,2 н
концентрация раствора будет соответствовать 1,1 М.
268.
-24%.
269. Рассчитаем содержание хлорида кальция в исход­
ном растворе.
В 1000 мл раствора содержится Б моль СаС12
> 1000-А»
>
»
х »
>.
*=АБ моль СаС12.
Масса этого раствора 1000 A»pi г. Допустим, что к это­
му раствору нужно добавить у моль гексагидрата хлори­
да кальция. Масса его 219 у г, где 219 — масса моля
СаС1а-6Н20.
Тогда масса вновь полученного раствора (1000.А-рг-{+2190)г, объем 100°-А-Р| + 2*9У Шш в н е м содержится
(АБ + t/) моль СаС1а. Полученный раствор по условию
задачи должен быть В-молярным, что позволяет записать
пропорцию
В i0p°-A-P. +
»
1000
219
y
Ш
содержится (АБ + у) моль СаС1а
»
'- ?•&£.*
»
В
»
»
моль СаС1 6Н
'- '°145
270. Молярная концентрация-^^-; процентная —
1ГОА.М,
Mt(A+B)*
27!. 33,3%.
272. Рассчитаем количество граммов Na2S04 в 6,2 г
Na2SO4-10H-;O. учитывая, что масса моля NasSC^- ЮН20
составляет 322 г, масса моля Na2S04— 142 г.
322 г Na2SO4-10H2O содержат 142 г Na2S04
6,2 »
»
*
х »
»
*=2,73г.
Воды в растворе содержалось 17,47 г (20,2—2,73).
Тогда искомая растворимость NagSOj составляет
I5,63r(^l°i).
\
17,47 /
273. 93,75 г.
274. Рассчитаем содержание сульфата меди и воды в
200 г раствора при 95 °С.
В 100 г раствора содержится 40 г CuS04
» 200 »
»
»
х » »
x=*80rCuSO4.
Воды содержится 200 г—80 г =120 г. Допустим, что при
охлаждении раствора до 30 °С в осадок выпадает какоето количество кристаллогидрата, соответствующее у г
CuS04. При этом связывается и выводится из раствора
кристаллизационная вода в количестве, определяемом из
пропорции
160 г CuS04 связывают 90 г Н20
у» »
»
а » »
а=0,56ут.
При 30 °С в растворе остается (80—#) г сульфата меди
и (120—0,560) г воды. Согласно условию задачи, при
30 °С в 100 г раствора содержится" 20 г CuS04, т. е. на
80 г воды приходится 20 г соли. Тогда должна быть спра­
ведливой пропорция
на 80 г воды приходится 20 г соли
(120-0,560) »
»
(80-0) »
откуда 0=58,18 г. В пересчете на кристаллогидрат это
даст:
146
в 250 г CuS0 4 -5H 2 0 содержится 160 г GuS04
> 2 »
»
»
58,18 »
»
2=90,9 г CuS0 4 -5H 2 0.
275. 90,48 г.
276.24Вычислим, в каком количестве молей содержится
6,02-Ю молекул оксида серы
(VI)
1 моль содержит 6,02- 1Q2*24молекул
х »
»
6,02-10
»
х=10 моль S0 3 .
Из уравнения реакции
S0 3 +H 2 0=H 2 S0 4
видно, что из 10 моль S0 3 должно образоваться 10 моль,
или 980 г, серной кислоты. Для этого потребуется 10 моль,
или 180 г, воды. Для приготовления 10%-ного раствора
серной кислоты следует еще взять воду.
На 10 г H 2 S0 4 потребуется 90 г Н 2 0
»980» »
»
у » »
0=8820 г Н 2 0.
Всего необходимо воды 180 г+8820 г=9000 г, или 9 л,
277. Моногидрат — это безводная серная кислота,
олеум — раствор оксида серы (VI) в моногидрате. Если
по условию задачи дан 20%-ный раствор олеума, то в
5 кг его содержится 1 кг оксида серы (VI) и 4 кг моно­
гидрата. Вычислим, сколько серной кислоты, согласно
уравнению реакции
S0 3 +H 2 0=H 2 S0 4 ,
можно получить из 1 кг оксида серы (VI).
Из 80 кг S0 3 получается 98 кг H 2 S0 4
> 1 > »
»
х » »
х= 1,225 кг моногидрата.
Всего из 5 кг олеума можно получить 5,225 кг (4+1,225)
моногидрата. Вычислим количество 96%-ного раствора
H2S04, которое можно приготовить при растворении мо­
ногидрата в воде.
Из 96 кг моногидрата получается 100 кг раствора
• > 5,225»
»
»
у »
»
0=5,44 кг 96%-ного раствора H 2 S0 4 .
147
278. 85.31%; 1161 кг.
279. В 100 г 82%-ного раствора серной кислоты со­
держится 82 г H 2 S0 4 и 18 г Н 2 0. Для перевода этого ко­
личества 82%-ной серной кислоты в 100%-ную потребу*
ется исходя из уравнения реакции
S0 3 +H 2 0=H 2 S0 4
80 г оксида серы (VI). Кроме того, нужно еще х г окси­
да серы (VI), чтобы полученный раствор был 10%-ным
раствором SOs в серной кислоте. Тогда масса всего раст­
вора 100 г+80 г+х г= (180+лг) г, и в нем содержится
х г S0 3 . Учитывая, что раствор должен быть 10%-ным,
найдем значение х
в (180+х) г раствора содержится х г S0 3
»
100 »
»
»
10 » »
х=20 г S0 3 .
Значит, для получения 10%-иого раствора SOs в H2S04,
если исходить из 100 г 82%-ной серной кислоты, потре­
буется 100 г (80+20) серного ангидрида. При этом будет
получено 200 г (100+100) раствора нужной концентра­
ции. Для получения же 100 г такого раствора потребует­
ся 50 г SO3.
280. 75 г.
281. 71,82 л; 40,58%.
282. 240 г.3
283. 150 м .
284. Вычислим количество молей водорода, кислоро­
да и хлора в смеси. Оно составит: 11 моль Н2, 5 моль 0 2
и 1 моль С12. Из уравнений реакций
2Н 2 +0 2 =2Н 2 0, Н2+С12=2НС1
следует, что на 5 моль 0 2 потребуется 10 моль Н2, а на
1 моль С12 — 1 моль Н2. Значит, взятые газы должны пол- .
ностью прореагировать, и в результате образуется
10 моль Н 2 0 и 2 моль НС1, что составляет соответствен­
но 180 г Н 2 0 и 73 г НС1. Масса полученного раствора
равна 253 г (180+73). Находим концентрацию раствора
сол я noil кислоты.
В 253 г раствора содержится 73 г НС1
» 100 »
>
»
х » »
х » 28,85 г НС1, ИЛИ 28,85%,
148
285. Вычислим количество азотной кислоты, которое
требуется получить.
В 100 кг раствора содержится 25,2 кг HN0 3
2>
5
»
»
»
X
»
»
х « 1,26 кг, или 1260 г HN03.
Найдем, какое количество аммиака потребуется для по­
лучения тпкого количества азотной кислоты. При этом
следует принять во внимание, что возможен неоднознач­
ный ответ, так как в зависимости от условий проведения
реакций они могут протекать согласно схемам:
• NH8—- NO—-NOa
HNOj
NH8 ±-°' NO "ft NOa - S 5 HNOb + NO.
Согласно схеме (I)
NH8—HNOs,
из 22,4 л NH3 получится 63 г HNOs
> yi » »
» 1260 » »
0i=448 л NH3.
Согласно схеме (2)
3NH 8 -*2HN0 3 + NO,
из 67,2 л NHa получится 126 г HN0 3
» у2 » »
> 1260 » »
(1)
(2)
02«672лNHз.
286.
287.
288.
289.
290.
291.
23,95%.
17,2% Cu(N03)2.
965,8 г.
0,51 г.
-10%.
Из уравнения реакции
. НРОз+НаО-ИзРО*
?
видно, что Ыг^моль метафосфорной кислоты образует­
ся 1 моль ортофосфориой кислоты. Если исходить из
100 г 24,5%-кого раствора Н 3 Р0 4 и учесть, что масса
моля НР0 3 составляет 80 г, а масса моля Н3Р04 — 98 г,
можно вычислить количество метафосфорной кислоты.
149
Из SO г HPOj получится 98 г Н 3 Р0 4
* .v э »
»
24,5 * »
.г«20гНРО 3 .
Исходная концентрация раствора метафосфориой кисло*
ты была 20%, так как по условию задачи масса раствора
не изменялась.
292. 0,8%.
293. €53,33 кг.
294. Так как растворы сильно разбавлены, плотность
их можно принять равной 1 г/см3. Согласно уравнению
реакции
2NaHCQ»- Na 2 C0 3 +С0 2 +Н 2 0,
из двух молей гидрокарбоната натрия образуется I моль
карбоната натрия, или в каждых 100 мл "раствора из
0,04 моль (3,36 : 84) гндрокарбоната образуется 0,02 моль
карбоната. Значит, в 100 мл (или 100 г) нового раствора
содержится 2,12 г (106*0,02) карбоната. Процентная кон*
центрашш такого
раствора равна 2,12.
295. -547 м3.
296. 20%.
297. 199,1 мл.
298. 64.06 г.
299. Из уравнения реакции горения этилена
C 2 H*+302=2C0 2 +2H s O
находим количество молей углекислого газа, образующе­
го при горении 0,125 моль (2,8: 22,4) этилена.
Из 1 моля С2И4 образуется 2 моль СОз
»0,125 » »
»
« «
х
Л'=0,25 моль СОз.
При пропускании углекислого газа через раствор щелочи
в зависимости от "количественного соотношения щелочи
н углекислого газа .может образоваться либо средняя,
либо кислая соль:
2NaOH+C0 2 «Na 3 GO s +H = 0
(1)
NaOH+C0 2 =NaHC0 3
(2)
Как следует из уравнений реакций, средняя соль обра­
зуется при молярном отношении NaOH:COa, равном
is'j
2 i l , кислая— 1:1. Вычислим количество гидроксида
натрия, содержащегося в 166, 95 г (1,06-157,5) раствора.
100 г раствора содержат 6 г NftOH
166,95»
»
»
у » »
#=10.02 г NaOH,
что соответствует 0.25 моль (10,02:40) гидроксида нат­
рия. Отношение ]\'аОН : СО* равно 1:1, следовательно,
образуется кислая соль в количестве 0.25 моль, Находим
молярную концентрацию полученного раствора.
157,5 мл раствора содержат 0.25 моль МаИСОэ
1000 »
»
»
z
»
»
2—1,587 моль NaHCO*
Раствор 1,587-молярный.
300. 0,3 М KsCO»
301. 35,21% КНСОз,
302. Рационально решать эту п подобные ей задачи
следует исходя из молярных соотношений взятых веществ.
Тогда, записав уравнения происходящих реакций, сразу
можно определить, какое из веществ взято в избытке.
Так как масса моля нитрата бария составляет 261 г,
26,1 г его соответствует 0,1 моль. Учитывая, что масса
моля сульфата натрия составляет 142 г, найдем содержа­
ние молей его в 54.6 г (1,3-42) 26%-кого раствора.
В 100 г раствора содержится 26 г NasSO*
» 54,6 »
»
»
х »
»
х= 14,2 г, или 0,1 моль, NaiSOj.
Учитывая, что исходные вещества находятся в молярном
соотношении 1: 1 (0,1:0Л), и исходя из уравнения реак­
ции их взаимодействия
Ba(NOsh+NasS04-BaS0 4 +2NaNOb
можно заключить, что эти вещества прореагировали пол­
ностью, и в растворе будет находиться лишь нитрат нат­
рия. Вычислим его массу.
Из I моль Ba(NOs)з образуется 2 мать NaXQa
*0,1 »
»
»
у »
»
|/«0,2 моль NaNOs.
Так как масса моля NaNOs составляет 85 г, в растворе
содержится 17 г (85-0,2) нитрата натрия.
151
303. Вычислим, сколько хлорида цинка и щелочи со­
держалось в растворе.
В 100 г раствора содержится 2 г ZnCl2
» 170 »
»
»
х » »
х=ЗА г, или 0,025 моля (3,4 :136), ZnCl2,
где 136 г — масса моля хлорида цинка. 0,025 моль соот*
ветствует 0,05 экв ZnCl2.
В 1000 мл раствора содержится 0,08 экв щелочи
» 250 »
»
»
у »
*
у=0,02 экв щёлочи.
Так как вещества реагируют в эквивалентном соотноше*
нии, то в растворе осталось 0,03 экв (0,05—0,02) ZnCl2.
Объем раствора 419 мл (170+250—1). Вычисляем нор­
мальную концентрацию раствора ZnCI2.
В 419 мл раствора содержится 0,03 экв ZnCl2
» 1000»
»
»
z »
»
г » 0,072 экв/л, или 0,036 моль/л.
Молярная концентрация хлорида щелочного (или щелоч­
ноземельного) металла равна 0,048 М (0,024 М).
304. 0,05 М A1(N03)3; 0,065 М MeN03; 0,032 М
Me(NOs)i.
305. 200 мл.
306. 0,186 М NaCl.
307. 16,09% NaHCOa.
308. В 200 мл 0,1%-ного раствора содержится 0,2 г,
или 0,005 моль, NaOH. Согласно уравнению реакции
NaOH + S0 2 =NaHS0 3 ,
на 1 моль щелочи расходуется 1 моль сернистого газа,
значит, на 0,005 моль гндрокенда натрия потребуется так­
же 0,005 моль сернистого газа или 0,112 л (22,4 • 0,005).
309. Из уравнения реакции
4FeS04+8NaOH + 0 2 +2H 2 0«4Fe(OH)3+4NaaS0 4
следует, что на окисление 4 моль FeS0 4 идет 1 моль кис-.
л о рода. Исходя из этого вычислим массу сульфата желе-..
за (11), вступившего в реакцию, учитывая, что масса мо-'
ля FeS04 составляет 152 г.
152
На окисление (152-4) г FeSO* затрачивается 1 моль 0 2
»
а » »
»
0,01 » >
v»
в=6,08 г FeS0 4 .
Так как эквивалентная масса FeS0 4 равна 76 г, количест­
во эквивалентов FeS0 4 в исходном растворе равно 0,08.
50 мл раствора содержат 0,08 экв FeS0 4
1000»
»
»
х * »
х » 1,6 экв (1,6 н раствор).
Так как вещества прореагировали полностью, то в 100 мл
раствора NaOH будет содержаться 0,08 экв. Рассчитаем
нормальную концентрацию раствора гидроксида натрия.
В 100 мл раствора содержится 0,08 экв NaOH
» 1000»
»
»
у »
»
#=0,8 экв (0,8 н раствор).
310. Напишем уравнение реакции взаимодействия рту­
ти с азотной кислотой и рассчитаем массу выделившего­
ся газа:
Hg+4HN0 3 =H g (N08h+2N0 2 +2H 2 0.
(1)
В соответствии с уравнением реакции составим про­
порцию
при растворении 201 г Hg выделяется (2*46) г 1М02
»
»
2,01 » »
»
х
» »
х=0,92 г N0 2 .
Половина оксида азота (IV), т. е. 0,46 г, поглощена раст­
вором гидроксида натрия
2NaOH+2N0 2 =NaN0 3 +NaN0 2 +H 2 0.
(2)
Рассчитаем массу NaOH, содержащегося в 600 мл
5 %-ного раствора гидроксида натрия. Масса этого раст­
вора равна 656 г (1,08-600).
В 100 г раствора содержится 5 г NaOH
» 656 »
»
»
х » »
^=32,8 г, или 0,82 моль NaOH.
Так как поглощено 0,01 моль (0,46:46) N0 2 , то в недо­
статке по сравнению с NaOH взят оксид азота, по нем и
ведем дальнейший расчет. Учитывая, что масса моля
133
303. Вычислим, сколько хлорида цинка и щелочи со­
держалось в растворе.
В 100 г раствора содержится 2 г ZnCl2
» 170 >
»
»
х » »
х=3,4 г, или 0,025 моля (3,4:136), ZnCl*
где 136 г — масса моля хлорида цинка. 0,025 моль соот»
ветствует 0,05 экв ZnCl2.
В 1000 мл раствора содержится 0,08 экв щелочи
» 250 »
>
»
у » . »
у=0,02 экв щелочи.
Так как вещества реагируют в эквивалентном соотноше*
нии, то в растворе осталось 0,03 экв (0,05—0,02) ZnCl*
Объем раствора 419 мл (170+250—1). Вычисляем нор­
мальную концентрацию раствора ZnCl2.
В 419 мл раствора содержится 0,03 экв ZnCl2
» 1000»
»
»
z » »
г—0,072 экв/л, или 0,036 моль/л.
Молярная концентрация хлорида щелочного (или щелоч*
поземельного) металла равна 0,048 М (0,024 М).
304. 0,05 М АНШзЬ; 0,065 М MeN03; 0,032 М
Me(N03)2.
305. 200 мл.
306. 0,186 М NaCl.
307. 16,09% NaHC03.
308. В 200 мл 0,1%-ного раствора содержится 0,2 г,
или 0,005 моль, NaOH. Согласно уравнению реакции
NaOH+S0 2 =NaHS0 3 ,
на 1 моль щелочи расходуется 1 моль сернистого газа,
значит, на 0,005 моль гидроксида натрия потребуется так­
же 0,005 моль сернистого газа или 0,112 л (22,4 - 0,005).
309. Из уравнения реакции
4FeS04+8NaOH+02+2H20=s4Fe(OH)8+4NaaS04
следует, что на окисление 4 моль FeS04 идет 1 моль кис-^
лорода. Исходя из этого вычислим массу сульфата желе-.
за (II), вступившего в реакцию, учитывая, что масса мо­
ля FeS0 4 составляет 152 г.
152
На окисление (152-4) г FeSO* затрачивается 1 моль0 2
.у»
» ,
а »
»
»
0,01 » »
а=6,08 г FeS0 4 .
Так как эквивалентная масса FeS0 4 равна 76 г, количест­
во эквивалентов FeS0 4 в исходном растворе равно 0,08.
50 мл раствора содержат 0,08 экв FeS0 4
1000»
»
»
х » »
х » 1,6 экв (1,6 н раствор).
Так как вещества прореагировали полностью, то в 100 мл
раствора NaOH будет содержаться 0,08 экв. Рассчитаем
нормальную концентрацию раствора гидроксида натрия.
В 100 мл раствора содержится 0,08 экв NaOH
» 1000»
»
»
у >
»
«/=0,8 экв (0,8 н раствор).
310. Напишем уравнение реакции взаимодействия рту­
ти с азотной КИСЛОТОЙ и рассчитаем массу выделившего­
ся газа:
Hg-HHN08=Hg(N03)2+2N02+2H20.
(1)
В соответствии с уравнением реакции составим про­
порцию
при растворении 201 г Hg выделяется (2-46) г N0 2
»
»
2,01 » »
»
х
» »
х=0,92 г N0 2 .
Половина оксида азота (IV), т. е. 0,46 г, поглощена раст­
вором гидроксида натрия
2NaOH+2N0 2 =NaN0 3 +NaN0 2 +H 2 0. (2)
Рассчитаем массу NaOH, содержащегося в 600 мл
5 %-ного раствора гидроксида натрия. Масса этого раст­
вора равна 656 г (1,08-600).
В 100 г раствора содержится 5 г NaOH
» 656 »
»
»
х > >
*=32,8 г, или 0,82 моль NaOH.
Так как поглощено 0,01 моль (0,46:46) N0 2 , то в недо­
статке по сравнению с NaOH взят оксид азота, по нем и
ведем дальнейший расчц,—учитывая, что масса моля
153
NaNOg составляет 85 г, а масса миля NaNOg — 69 г, в.
соответствии с уравнением (II) вычислим количества об*
разующихся NaN03 u NaNOg.
Если реагирует 92 г (2 моля) N02, образуется 85 г
NaNO,
»
»
0,46 » »
»
»
а»
а=0,425 г NaN03.
Если реагирует 92 г (2 моля) NO2, образуется 69 г
NaNO*
»
»
0,46 » »
»
»
b»
6=0,345 г NaN02.
Ответ может быть неоднозначным, если учесть, что уча­
щимся известна и еще одна схема реакции взаимодейст­
вия оксида азота (IV) со щелочью:
2NaOH+3N0 2 =2NaN0 3 +NO+H 2 0.
Тогда следует считать, что в растворе образуется нитрат
натрия, количество которого можем рассчитать из сле­
дующей пропорции:
если реагирует 92 г N0 2l образуется 170 г NaN03
*
»
0,46» >
»
с»
»
с=0,57 г NaN03.
311. 3,22% Ba(N0 3 ) 2 .
312. 0,1 М NaHS.
313. 28%.
314. Второй — на 3,9 г.
315. 11,25 г.
316. Вычислим, сколько H2S04 содержится в 5 мл
0,1 н раствора серной кислоты. З^Ш'1000 мл раствора содержат ОД экв H2S04
5 »
»
х > »
х=0,0005 экв H2S04.
Рассчитаем, сколько NaOH содержится в 5 мл раство­
ра щелочи.
*й0*Е
1000 мл раствора содержат 12 г NaOH
5 »
»
»
У»
>
у=0,06 г NaOH, что составляет 0,0015 экв NaOH. Коли­
чества эквивалентов NaOH и H2S04, вступивших в реак­
цию, должны быть равны, т. е. в реакцию с H2S04 должно
154
вступить 0,0005 экв NaOH. Тогда при взаимодействии с
HNOa израсходовалось 0,001 экв (0,0015—0,0005) NaOH.
Такое ж е количество эквивалентов H N 0 3 содержалось в
10 мл ее раствора. Значит,
в 10 мл раствора содержалось 0,001 экв HNOa
» 1000»
»
»
2 »
»
г=0,1
экв H N 0 3 .
Следовательно, раствор H N 0 3 0,1 н. Д л я раствора H N 0 3
нормальная концентрация численно равна молярной.
317. 200 мл.
318. Вещества вступают в реакцию в эквивалентных
количествах. Следовательно, количество эквивалентов
щелочи, которое необходимо для реакции, должно быть
равно количеству эквивалентов хлорида железа (III), со­
держащегося в 10 мл 3 и его раствора.
В 1000 мл раствора содержится 3 экв FeCl 3
» 1 0 »
»
»
х *
»
х»0,03 экв FeCl3.
Такое же количество эквивалентов гидроксида натрия
содержится в у мл 0,2 н раствора, если через у обозна­
чен искомый объем.
В 1000 мл раствора содержится 0,2 экв NaOH
» у *
»
»
0,03 » »
#=150 мл.
Так как концентрации обоих растворов нормальные, то
задачу можно решить проще, воспользовавшись равенст­
вом Vi-Ci — VfC*
319. -&ЯЕ- г. .
А
320. Из закона эквивалентов следует, что независимо
от природы реагирующих веществ количества их эквива­
лентов, вступивших в реакцию взаимодействия, равны.
Количество эквивалентов кислоты, ушедшей в реакцию,
рассчитаем из пропорции
в 1000 мл 2 н раствора содержится 2 экв
» 30 » »
»
» . х »
х—0,06 экв.
ч
Тогда 1,74 г гидроксида металла также составляет
1Б5
NaN03 составляет 85 г, а масса моля NaN0 2 -- 69 г, в
соответствии с уравнением (II) вычислим количества об*
радующихся NaN03 и NaN02.
Если реагирует 92 г (2 моля) N02, образуется 85 г
NaN08
»
»
0,46 » »
»
>
а»
а=0,425 г NaN03.
Если, реагирует 92 г (2 моля) N02, образуется 69 г
NaNOs
»
»
0,46 » >
»
>
Ь*
6=0,345 г NaN02.
Ответ может быть неоднозначным, если учесть, что уча­
щимся известна и еще одна схема реакции взаимодейст­
вия оксида азота (IV) со щелочью:
2NaOH+3N0 2 =2NaN0 3 +NO+H 2 0.
Тогда следует считать, что в растворе образуется нитрат
натрия, количество которого можем рассчитать из сле­
дующей пропорции:
если реагирует 92 г N02, образуется 170 г NaNOs
»
»
0,46» »
»
с»
*
с=0,57 г NaNOs.
311. 3,22% Ba(N03)2.
312. 0,1 М NaHS.
313. 28%.
314. Второй — на 3,9 г.
315. 11,25 г.
316. Вычислим, сколько H2S04 содержится в 5 мл
0,1 н раствора серной кислоты.
1000 мл раствора содержат 0,1 экв H2S04
5 »
»
х »
»х=0,0005 экв H2S04.
Рассчитаем, сколько NaOH содержится в 5 мл раство­
ра щелочи.
Щ^М-^ЩШ
1000 мл раствора содержат 12 г NaOH
5 *
»
»
у>
»
у=0,06 г NaOH, что составляет 0,0015 экв NaOH. Коли­
чества эквивалентов NaOH и H2S04, вступивших в реак­
цию, должны быть равны, т. е. в,реакцию с H2S04 должно
164
вступить 0,0005 экв NaOH. Тогда при взаимодействии с
HN0 3 израсходовалось 0,001 экв (0,0015—0,0005) NaOH.
Такое же количество эквивалентов HN0 3 содержалось в
.10 мл ее раствора, Значит,
в 10 мл раствора содержалось 0,001 экв HNOa
» 1000»
»
»
г » >
z=0,l экв HN03.
Следовательно, раствор HN0 3 0,1 н. Для раствора HN0 3
нормальная концентрация численно равна молярной.
317. 200 мл.
318. Вещества вступают в реакцию в эквивалентных
количествах. Следовательно, количество эквивалентов
щелочи, которое необходимо для реакции, должно быть
равно количеству эквивалентов хлорида железа (III), со-*
держащегося в 10 мл 3 н его раствора.
В 1000 мл раствора содержится 3 экв FeCl3
»10»
»
»
х »
»
*=0,03 экв FeCl3.
Такое же количество эквивалентов гидроксида натрия
содержится в у мл 0,2 н раствора, если через у обозна­
чен искомый объем.
В 1000 мл раствора содержится 0,2 экв NaOH
» у »
»
»
0,03 > »
у= 150 мл.
Так как концентрации обоих растворов нормальные, то
задачу можно решить проще, воспользовавшись равенст­
вом W-CI-BVI-CS.
319. - 2 ^ - г. .
А
320. Из закона эквивалентов следует, что независимо
от природы реагирующих веществ количества их эквива­
лентов, вступивших в реакцию взаимодействия, равны,
Количество эквивалентов кислоты, ушедшей в реакцию,
рассчитаем из пропорции
в 1000 мл 2 н раствора содержится 2 экв
» 30 » »
»
» . х »
*=0,06 экв.
Тогда 1,74 г гидроксида металла также составляет
1Б5
0,06 экв, что позволяет рассчитать эквивалент гидроксида
1,74 г составляет 0,06 экв
": ""
у »
»
1
»
у=29 г.
Так как взят гндроксид двухвалентного металла, масса
его моля составит 58 г. Учитывая массу 2 моль гидроксильных ионов, вычислим массу моля атомов металла
58 г—34 г « 2 4 г. Формула гидроксида Mg(OH) 2 .
321. Сг(ОН)3.
322. Согласно пропорции
в 1000 мл раствора содержится 0,2 моль соли
> 20 >
»
»
х » »
х=0,04 моль.
В 20 мл исходного раствора содержится 0,04 моль соли,«
неизвестного металла. Эта соль — сульфат, так как при ^
добавлении хлорида бария образуется сульфат бария.
В 2,796 г его' содержится, как следует из пропорции,
233 г BaSO« содержат 1 моль ионов SOJ2,796»
»
»
у »
»
»
у == 0,012 моль ионов SOJ-, первоначально входив­
ших в состав 0,04 моль сульфата неизвестного металла.
Тогда в состав 1 моль соли входит 3 моль ионов (0,012:
:0,04) SO 2 ". Формула соли Me^SOJa» так как металлы
в 6-валентном состоянии солей типа Me(S04)3 не образу­
ют. Валентность металла 3.
323. Рассчитаем количество вещества в обоих исход­
ных растворах.
f!^**
В 100 г раствора 1 содержится а г вещества
» А » »
»
»
х»
»
х= — г вещества;
100
в 100 г раствора II содержится Ъ г вещества
»
В »
»
»
»
у *
9
ЬВ
100
у=* — г вещества.
Всего вещества ^ + ~ - ^~г^
100
156
100
100
М- Всего конечного
v
.
раствора (А + В) г. Вычислим процентную концентрацию
этого раствора.
(А + В) г раствора
100
»
г
»
содержат ^ р
»
йк + ЬВ
г>нли
=-7ТГ
5
г
г вещества
ъ
г
«А + ЬЪ л/
%
-АТв- -
324. Рассчитаем, сколько вещества содержится в А г
исходного раствора.
В 100 г раствора содержится а г вещества
» А »
»
»
х ъ
»
дА
х = - г г вещества.
100
%
'Допустим, что воды нужно добавить у г. Тогда после
добавления воды всего раствора будет (А + у) г- В этом
количестве раствора содержится— г вещества. Согласно
условию задачи, полученный раствор должен иметь кон­
центрацию (а — 6)%, т. е.
в (А + у) г раствора содержится — г вещества
»
100
»
»
*
(а — Ь)*
»
откуда у = - ^ - г.
а— о
325. Рассчитаем количество вещества в А г а%-ного
раствора.
:
В 100 г раствора содержится а г вещества
» А »
»
»
х » »
х——
ка
г вещества.
100
Допустим, что нужно добавить у г вещества. Тогда всето раствора будет (А + у) г. В этом количестве раствора
содержится (j— + у) г вещества. Согласно условию зада­
чи, полученный раствор должен быть 6%-ным. Тогда
157
в (А + у) г раствора содержится 1^- + у)г вещества
\100
» 100
»
»
»
откуда
= (
»
J
Ь
»
»
Г
75ГГГ -
326. Допустим, что нужно смешать растворы в отно­
шении масс х:у. Тогда масса конечного раствора (х+у)г.
Рассчитаем содержание вещества в х г первого и в у г
второго растворов.
В 100 г раствора I содержится А г вещества
» х »
»
»
»
а »
»
а= ^г;
100
в 100 г раствора II содержится В г вещества
ш у
»
»
»
»
b »
9
Ь = %- г.
100
Дм I DM
Всего вещества в (х + у) г раствора — — - г. По уеловию задачи раствор должен быть С%-ным. Значит,
в {х + У) г конечного раствора содержится — ^ г ~
» 100 »
откудд—«
»
г в ва
"
. »
»
С
»
, если В > А , т. е. концентрация вто^
рого исходного раствора выше концентрации первого..
При А > В — s = ~ H - . Если выразить полученное
соотношение в виде диагональной схемы, для случая
А > В получим
А
V
(С —В)
В? ^ А —С)
327. Допустим, что растворы будут смешаны в объ­
емном отношении х:у. Тогда общий объем раствора
158
(предполагая, что при смешении изменения объема не
происходит) будет (х + у) мл. Вычислим количества эк­
вивалентов вещества в исходных растворах.
В 1000 мл раствора I содержится А экв вещества
» х » »
»
»
а »
»
хА
а=*—
юоо
экв;
•
в 1000 мл раствора II содержится В экв вещества
» у
»
»
*
»
Ь ъ
»
Ь = - ^ - ЭКВ.
1000 .
Всего в конечном растворе содержится * " j 9 экв
растворенного вещества. Так как конечный раствор дол­
жен быть С-нормальным, справедлива пропорция:
в(х + у) мл конечного раствора содержится £-££_ экв
» 1000 »
»
»
»
С
»
откуда JL = | z i 2 , если В > А . При А > В ~ « 4
У
С —А
У
1 1
?
А—С
формула будет справедливой, если нормальные концент­
раций заменить молярными.
328. 1) Допустим, .что имеется а%-пын раствор не­
которого вещества и плотность такого раствора равна р.
Тогда масса 1 л раствора равна 1000 -р г.
В 100 г раствора содержится а г вещества
» 1000 р
»
»
х »
»
х= Юр «а г вещества,
что составляет—-^-— моль, где М—масса моля растм
воренного вещества, или ^'а экв, гдеЭ—эквивалентная
э
масса растворенного вещества.
2) Для пересчета молярной концентрации в процент­
ную следует исходить из предположения, что имеется
а-молярный раствор с плотностью р. Тогда масса 1000 мл
раствора равна 1000р г и в нем содержится М-аг раст­
воренного вещества, где М—масса моля этого вещества.
В 1000 р г раствора содержится М*в г вещества
» 100 »
»
»
у »
»
Me
Мап/
# = — г и л и ^-.%.
10р
Юр
329. Допустим, что в реакцию нейтрализации вступи­
ли У| и V2 — объемы растворов кислоты и щелочи соот­
ветственно С г и (^-нормальной концентрации. Рассчи­
таем количества эквивалентов обоих прореагировавших
веществ исходя из пропорции:
в 1000 мл раствора содержится С экв вещества
» У » »
»
х *
»
X—
CV
ЭКВ.
1000
ш
СV
CV
Тогда кислоты У л о - ~ экв, щелочи — ^-* экв. Но так
как количества эквивалентов веществ, вступающих в ре­
акцию, всегда равны, то £j-j = ^ , откуда С ^ — С ^
330. Рассчитаем, сколько кислоты должно^ содержать­
ся в В млfc-нормальногоее раствора. •••^••-:.'
В 1000 мл раствора содержится Э-ft г вещества
» В »
»
»
х
»
»
х=
- г, где Э—эквивалентная масса кислоты.
1000
Вычислим, в каком количестве а%-ного раствора кисло­
ты содержится нужное ее количество.
100 г .а% раствора содержат а г кислоты
у
»
»
»
»
Э-&-В
^
1000
Э-ft.B
у«
*
г.
10а
Разделив на плотность, найдем объем этой кислоты
V = Э-6.Е мл,
Юор
160
331. Диссоциировать в водных растворах способны
соединения с ионными и полярными химическими свя­
зями:
333. Раствор бромида меди в ацетоне содержит мо­
лекулы СиВг2. В таком растворе диссоциация молекул
СиВгг на ионы не идет, так как молекулы ацетона неполярны. Отсутствие в растворе заряженных частиц объяс­
няет, почему этот раствор не проводит электрический ток.
При добавлении воды начинается диссоциация бромида
меди с образованием гидратированных ионов меди, име­
ющих голубую окраску. Появление в растворе ионов
обусловливает его электропроводность.
334. Раствор не является простой механической
смесью молекул растворенного вещества и растворителя.
В нем возможно образование некоторых продуктов взаи­
модействия компонентов раствора. Такой продукт в слу­
чае водного раствора иода может быть представлен в ви­
де 1 2 -хН 2 0. Образование разных продуктов такого типа
(в различных растворителях) и объясняет различную
окраску растворов иода.
335. Электропроводность растворов обусловлена при­
сутствием в них ионов, образующихся при диссоциации
растворенных веществ. В водном растворе под действием
молекул воды хлороводород хорошо диссоциирует на
ионы, поэтому такой раствор обладает значительной
электропроводностью. Жидкий хлороводород не электропроводен, т. е. в нем практически не происходит диссоциа­
ция молекул.
337. Электропроводность растворов одинаковой мо­
лярной концентрации зависит от количества ионов, обра­
зующихся при диссоциации. Учитывая это, вещества мож­
но расположить в следующий ряд: сульфат железа (III),
нитрат алюминия, гидроксид бария, хлорид калия (если
пренебречь гидролизом солей). Этиловый спирт «-не­
электролит.
ШЯ$№'
338. Чтобы расположить в ряд по уменьшению элект­
ропроводности растворы приведенных веществ, нужно пе­
рейти от процентной концентрации к молярной и учесть
количество ионов, образующихся при диссоциации силь­
ных электролитов (хлорид магния, сульфат меди, нит­
рат цинка), и степень диссоциации слабых электро­
литов (муравьиная кислота). Глицерин — неэлектро­
лит.
в Зак.
1439
161
839. Электропроводность растворов электролитов за­
висит от количества присутствующих в них ионов. Из
уравнения реакции
Ва(ОН)а + NaaC08 - BaG08J, + 2NaOH
следует, что отношение количества ионов в исходном
растворе (Ва2+ и ОН~") к количеству ионов в растворе
после добавления карбоната натрия (Na+ и GOf~~) равно
3:4, следовательно, электропроводность увеличится.
В результате второй реакции
Ва(ОН)а + (NH«)8C08 = BaCQ,| + 2NH8 + 2НаО
электропроводность уменьшится.
340. В первом случае электропроводность не изменит­
ся, во втором — увеличится.
341. В первом случае электропроводность не изме­
нится, так как концентрация ионов в исходных и конеч­
ном растворах одинакова и равна по 0,2 моль/л. Во вто­
ром случае в исходных растворах концентрация ионов
равна по 0,2 моль/л, а в конечном.— 0,1 моль/л. Следова­
тельно, электропроводность уменьшится.
342. См. решение задачи 226.
343. Более сильные кислоты могут вытесняться из
растворов их солей менее сильными, если в результате
реакции обмена образуется плохо растворимая, выпадаю­
щая в осадок соль, например,
ВаО. + г Ш ) 4 = BaSCU + 2HC1,
A1(NCU. + Н 8 Р0 4 « А1Р0 4 | + 3HNQ»;
или образующаяся кислота выводится из равновесия в ви­
де газа, например,
NaCl(T) + HaS04 («жц)« NaHS04(T) + HCl(r,t.
344. Наиболее распространенное, так называемое си­
ликатное стекло, представляет собой химическое соеди­
нение неопределенного состава кремнезема с другими
оксидами. В общем его состав выражают формулой
Na2CaSi60i4 или Na 2 0-CaO-6Si0 2 . Такое стекло в целом
практически нерастворимо, однако при длительном дей­
ствии воды происходит частичное разрушение его с по­
верхности, в результате чего в растворе накапливается
некоторое количество щелочи, в основном NaOH, за счет
162
растворения оксида натрия. В связи с этим лакмус при­
обретает синий цвет.
345. Исходя из уравнения диссоциации
NaCl=Na++Cb
видно, что из 1 моль хлорида натрия образуется 1 моль
ионов натрия и 1 моль ионов хлора. Значит, из 0,1 моль
хлорида натрия при полной диссоциации будет образо­
вываться 0,1 моль ионов натрия. Для расчета концентрации ионов натрия в 0,01 н растворе сульфата натрия необ­
ходимо нормальную концентрацию перевести в молярную,
учитывая, что эквивалент Na2S04 равен
Моль NagSQi
2
'
Следовательно, 0,01 н концентрация
0,005 М. Из уравнения диссоциации
NaaSO* - 2Na+ -f SOJ-
соответствует
видно, что при диссоциации 1 моль сульфата натрия об­
разуется 2 моль ионов натрия, а при диссоциации
0,005 моль — 0,01 моль ионов натрия.
346. Рассчитаем молярную концентрацию раствора
гидроксида калия.
В 10 мл раствора щелочи содержится 0,028 г КОН
» 1000 »
»
»
»
х »
х=2,8 г КОН, или 0,05 моль (2,8:56} КОН.
Из уравнения диссоциации
КОН-К++ОНвидно, что из 1 моль гидроксида калия образуется 1 моль
ионов гидроксила. Следовательно, при полной диссоциа­
ции 0,05 Моль гидроксида калия образуется 0,05 моль
ионов гидроксила.
347. 0,12 моль/л.
348. Хлорид железа диссоциирует полностью, соглас­
но уравнению
FeCl8-Fe8++3Cr-.
Концентрация ионов Fe3+ при этом равна 0,2 моль/л, а
ионов хлора 0,6 моль/л. Так как при диссоциации 1 моль
FeCl3 образуется 1 моль ионов Fe3*, а продиссоциировало
0,2 моль FeCla, то молярная концентрация раствора равна
0,2 моль/л. Так как эквивалент FeCU равен
Моль FeCl. •
* я,
3
нормальная концентрация раствора равна 0,6 н. Вычис­
лим процентную концентрацию раствора. Масса 1000 мл
раствора равна 1000 г( так как р ~ 1 г/см3). Эквивалент­
ная масса FeCb составляет 54,17 г.
В 1000 г раствора содержится 0,6 • 54,17 г FeClg
100 »
»
>
х • » »
х=3,25 г. Раствор 3,25 % -ный.
349. Из уравнений диссоциации исхбдных веществ
NaaS04 - 2Na+ + SOJ-,
NaCl - Na+ + Q - ,
KCI = K + + C I следует, что из 0,05 моль/л Na2S04 образуется 0,1 моль/л
ионов Na+ и 0,05 моль/л ионов SOf"~; из 0,05 моль/л
NaCl — 0,05 моль/л ионов Na+ и 0,05 моль/л ионов С1~;
из 0,1 моль/л КС1 — 0,1 моль/л ионов К+ и 0,1 моль/л
ионов С ] - . Всего в растворе будет содержаться 0,15 моль/л
Na+, 0,1 моль/л К+| 0,15 моль/л С1~ и 0,05 моль/л
SOJ-. Так как приготовить идентичный раствор необхо­
димо из твердых хлорида натрия и сульфата калия, то
на 1 л раствора нужно брать 0,15 моль NaCl, при дис­
социации которого образуется по 0,15 мрль/л ионов Na+
и С1~, и 0,05 моль K2S04, при диссоциации которого об­
разуется 0,05 моль/л SOJ- и 0,1 моль/л К+. Для приго­
товления 200 мл раствора потребуется 0,03 моль хлорида
натрия и 0,01 моль сульфата калия.
350. 0,16 моль NaCl; 0,17 моль Na 2 S0 4 ; 0,5 моль KC1.
351. 0,25 моль КзР0 4 ; 1 моль NaN0 3 .
352. В 1 л раствора должно содержаться 0,01 моль
KN0 3 , 0,02 моль NH4NOs, 0,01 моль К 2 НР0 4 .
353. Вычислим количества молей соляной кислоты и
аммиака, содержащихся в исходных растворах. Масса
раствора соляной кислоты равна 110 г, а раствора аммиа­
ка — 90 г. Составим пропорции:
164
в 100 г раствора кислоты содержится 15 г НС1
»110»
»
»
»
х » »
*=16,5 г (или 0,45 моль) НС1;
в 100 г раствора аммиака содержится 15 г NH3
« 90 »
»
»
»
у * » .
у= 13,5 г (или 0,79 моль) NH3.
Упрощенно рассматривая процесс, протекающий в вод­
ном растворе аммиака, его описывают, используя следую­
щее уравнение реакции:
NH, + Н.0 « NH4OH - NHJ + ОНчто объясняет щелочную среду в растворе аммиака и воз­
можность нейтрализации этим раствором раствора соля­
ной кислоты. Из уравнения
HC1+NH 4 0H~NH 4 C1+H 2 0
следует, что для нейтрализации 1 моль соляной кислоты
требуется 1 моль аммиака. У нас же имеется 0,45 моль
НС1 и 0,8 моль NH8, значит, аммиак дан в избытке. Сре­
да раствора щелочная.
При более детальной характеристике процессов, про­
текающих в водном растворе аммиака, следует учесть,
что ионное соединение NH4OH в растворе не существует,
и большая часть растворенных в воде молекул аммиака
связана с молекулами воды за счет водородных связей в
виде гидрата NHe-tbO. Химическое взаимодействие в
водном растворе описывается с помощью уравнений ре­
акций
aSSL*-*
t + HaO = NHf.+
NH, + Н+ = NHf
ОН-
(в воде)
(в растворе кислот).
354. Среда щелочная.
355. Вычислим, сколько щелочи содержится в 300 мл
0,05 н раствора и сколько КОН в 200 мл 0,1 М его раство­
ра. Нормальная концентрация гидроксидов щелочных
металлов равна молярной.
В 1000 мл раствора содержится 0,05 моль щелочи
» 300 » . » . . »
х
»
»
х=0,015 моль Щелочи;
165
в 1000 мл раствора содержится 0,1 моль КОН
» 200 *
»
.»
у
»
»
0=0,02 моль КОН.
Так как гидроксиды щелочных металлов в разбавленном
растворе полностью диссоциируют на ионы, то в 500 мл
конечного раствора содержится 0,035 моль ионов (0,015+
+0,02 )ОН". Вычислим концентрацию ионов ОН- в полу­
ченном растворе.
В 500 мл раствора содержится 0,035 моль. ОН~
» 1000 »
.»
»
г
»
г=0,07 моль/л ОН-.«
356. Раствор 0,4 н.
357. 8,59-102'молекул.
358. Из уравнения диссоциации слабой одноосновной
кислоты
НА-Н++Аследует, что количество ионов водорода (и ионов кислот­
ного остатка) численно равно
количеству продиссоциировавших молекул (4* 10s). Следовательно,
общее 3число
е
6
растворенных
молекул равно 2,004- 10 (2* 10 +4-10 ), где
2-Ю6 — количество непродиссоциировавших молекул.
Так как степень диссоциации а есть отношение числа
продиссощшровавших молекул к общему числу раство­
ренных молекул, то в данном растворе
359. Для одноосновной кислоты нормальная концент­
рация ее раствора численно равна молярной, т. е. в дан­
ном случае раствор НСООН 0,3 М. Из 0,3 моль НСООН
диссоциирует 0,006 моль (0,3-0,02), где 0,02 —степень
диссоциации. При этом, как следует из уравнения
реакции
НСООН=Н++НСООобразуется по 0,006 моль/л ионов водорода и кислотного
остатка. Непродиссоциировавшими остаются 0,294 моль
(3—0,006). Тогда в 1 л раствора должно содержаться
всего 0,306 моль (0,294+0,006+0,006)
частиц (молекул и
ионов), в 10 мл —3,06-Ю-3 моль частиц. Воепользовав166
шись числом Авогадро, вычислим количество частиц (мо­
лекул и ионов): 3,06-Ю-я.-бДЮ'ИР-ОДЯ-ИР0 частиц.
360. 0,12 г/18
361. 3,6«IО ионов.
362. 3,99%.
363. 1%:
364. В воде идет процесс самоионизации согласно
уравнению
Н 2 0=Н++ОН-.
Концентрация ионов водорода при этом равна 10~7 моль/л
.(рН-7).
В 1000 мл Н 2 0 содержится Ю-7 моль ионов водорода
» 1 » »
»
х » » .
»
10
*=10- моль ионов водорода.
м
В -10
1 моль ионов содержится- 6,02 • 10
ионов. Тогда в
13
Ю моль ионов содержится 6,02'10 ионов.
365. Чтобы решить задачу, необходимо ввести в усло­
вие значение степени диссоциации уксусной кислоты в
0,6% -ном ее растворе. Предположим, что степень диссо­
циации (а) СНзСООН в данном растворе равна 0,1%.
Находим молярную концентрацию
раствора. Если плот­
ность его равна 1 г/см8, то
в 100 мл раствора содержится 0,6 г СНзСООН
> 1000 »
»
>
х »
»
* = 6 г СНзСООН.
Моль СНзСООН составляет 60 г, тогда —- = 0,1 моль
Ю
СН3СООН.
Из уравнения диссоциации
СНзСООН=Н++СН3СООследует, что концентрация ионов водорода Н+" численно
равна концентрации продиссоциировавших молей
СНзСООН. Заменяя в выражении для степени диссоциа­
ции концентрацию продиссоциировавших молей через
концентрацию образовавшихся молей ионов водорода,
получим
167
__
концентрация иоиов водорода
концентрация молей уксусной кислоты
[Н+]
[СН а СООН]'
откуда [Н+1 - а.[СНаСООН1 = 0,001 -0,1 - 10~«.
366. 0,002 моль/л.
367. Вычислив количество молей растворенного окси­
да серы (VI) 1,6: 80=0,02 (моль), найдем, согласно урав­
нению реакции
S03+H 2 0=H 2 S04,
количество молей образующейся серной кислоты
(0,02 моль). Концентрация ее раствора равна 0,02:2»
=0,01 (моль/л). Серная кислота, будучи сильным элект­
ролитом, в разбавленных растворах диссоциирует полностью согласно уравнению
.,*«*=»
н ^ ^ 2Н+ + SOf".
Значит, концентрация ионов водорода в полученном рас­
творе будет вдвое больше концентрации молей H2SO4 и
составит 0,02 моль/л.
ЗЯЩ^ЫЩ
368. Перейдем от нормальной концентрации к моляр­
ной. Так как для ортофосфорной кислоты ее эквивалент
Моль
*ч <%
*
равен —-—, то концентрация 0,3 н раствора будет соU
ответствовать 0,1 М, а 0,6 н — 0,2 М.
Следовательно, в отношении 3 : 3 : 4 смешаны соответ­
ственно 0%\ М, 0,1 М и 0t2 M растворы. Допустим, что
взяты 3 л 0,1 М, 3 л 0,1 М и 4 л 0,2 М растворов. Тогда
в конечном растворе (10 л) будет содержаться 1,4 моля
НзР04. Рассчитаем молярную концентрацию полученно­
го раствора.
В 10 л раствора кислоты содержится 1,4 моль Н 3 Р0 4
» 1 » »
»
»
х
»
»
х=0,14 моль Н3РО4.
Если учитывать диссоциацию Н 3 Р0 4 только по первой
стадии
НзР04 = Н + + Н2РОг.
то следует, что из каждого подвергшегося диссоциации
моля Н 3 Р0 4 образуется 1 моль ионов водорода. Учитывая
степень диссоциации, вычислим концентрацию продиссо168
циировавших молей Н3Р04. Она составит 0,028 моль/л.
При диссоциации этого количества молей НЭР04 в рас­
творе образуется 0,028 моль/л ионов водорода.
369. Чтобы вычислить концентрацию ионов водорода,
нужно знать степень диссоциации слабой муравьиной кис­
лоты. Допустим, что она равна 2%. Тогда 0,86 моля (это
предварительно рассчитанная молярная концентрация
полученного раствора муравьиной кислоты) диссоциирует
лишь на 2%. Концентрация продиссоциировавших молей
будет 0,0172 моль/л. Из уравнения диссоциации кислоты
нсоон=н++нсоовидно, что такова же численная концентрация и ионов
водорода.
370. 0,44 г С0 8 составляет 0,01 моль (0,44:44). Из
уравнения реакции
С0 2 +Н 2 0=Н 2 С0 3 ,
считая, что она протекает полностью, следует, что обра­
зуется такое же количество молей Н2СОз- Из них,
в соот­
-5
ветствии с условием задачи, диссоциирует Ю моль/л
Н2С03. Тогда, согласно уравнению диссоциации по пер­
вой ступени
Н 2 С0 8 =Н+ + НС05-.
в растворе образуется 10 -8 моль/л ионов водорода.
371. Если рН раствора 2, то концентрация ионов во­
дорода в растворе будет равна 10~2 моль/л. Так как в та­
ком разбавленном растворе серная кислота диссоциирует
полностью, то, согласно уравнению диссоциации серной
кислоты
ЗЙН^Ha504 = 2H+ + S q - ,
молярная концентрация ее вдвое меньше
концентрации
3
ионов водорода, т. е. она равна 5-Ю- М. Масса такого
количества H2SQ| равна 0,49 г (98-5-10~3), масса 1 л взя­
того раствора
—1000 г, так как плотность раствора
1 г/см8. Масса 10 мл 40%-ного раствора составляет 13 г
(1,3*10). Вычислим, сколько серной кислоты содержится
в этом растворе.
В 100 г раствора содержится 40 г H 2 S0 4
» 13 »
»
^SEp#-
x »
»
х=5,2 г H 2 S0 4 .
169
Масса всего полученного раствора 1013 г, а масса со­
держащейся в нем H2S04 — 5,69 г. Вычислим процентную
концентрацию полученного раствора.
В 1013 г раствора содержится 5,69 г H2S04
» 100 »
»
»
у »
>
//=0,56 г H2S04, или 0,56%.
.372. В первом растворе в 10 раз больше.
373. рН раствора муравьиной кислоты, согласно усло­
вию задачи, равно 3. Вычислим концентрацию ионов во*
дорода в таком растворе, учитывая соотношение рН=
= -lg[H+]; 3=-lg[H+]; [H+J=10-* моль/л. Вычислим мо­
лярную концентрацию раствора,
учитывая, что плотность
3
его равна примерно 1 г/см .
В 100 мл раствора содержится 0,46 г НСООН
» 1000 »
»
»
у »
»
0=4,6 г НСООН,
что соответствует 0,1 моль ее (4,6:46, где 46 — масса мо­
ля НСООН). Из уравнения диссоциации НСООН
нсоон=н++нсооследует, что количество образовавшихся в растворе молей
ионов водорода численно равно количеству продиссоциировавших молей кислоты. Тогда степень диссоциации му­
равьиной кислоты
а=10- а :0,1 = 10-«,или1%.
374. 3.
375. Если рН раствора равно 2, то концентрация ионов
водорода равна 10-* моль/л (рН=— lg[H+]). Серная кис­
лота диссоциирует согласно уравнению
HssSO* - 2Н+ + SOJ-.
Из 1 моль серной кислоты при полной ее диссоциации
образуется 2 моль ионов водорода, т. е. в два раза боль­
ше, чем молей серной кислоты. Чтобы концентрация
ионов
водорода в растворе серной кислоты составляла
2
10" моль/л, молярная концентрация серной кислоты
должна быть 0,005 М.
376. Раствор с рН, равным 0,— это кислый раствор.
При растворении в воде аммиака и кислорода такой рас­
твор получиться не может, так как водный раствор
170
аммиака имеет щелочную среду (рН>7), а раствор кис­
лорода—нейтральную (рН=7). Кислую среду создают,
растворяясь в воде, хлороводород и углекислый газ.
В растворе с рН, равным 0, концентрация ионов водорода
[Н+] равна 1 моль/л, что следует из соотношения рН =
= -lg[H+];0=-l g [H+];[H+]:=l (моль/л).
Рассмотрим, можно ли получить растворы соляной и
угольной кислот (при растворении соответственно хлороводорода и углекислого газа) с концентрацией ионов во­
дорода, равной 1 моль/л. Для создания такой концентра­
ции ионов водорода при растворении хлороводорода до­
статочно, чтобы в 1 л раствора содержался 1 моль НО.
Соляная кислота сильная и в разбавленном растворе
полностью диссоциирует. При 20 °С и 1 атм 1 моль хлоро­
водорода занимает объем 24,03 л. Так как в 1 объеме во­
ды, согласно данным в условии задачи, может раство­
риться 700 объемов хлороводорода, то раствор НС1 с рН,
равным 0, можно приготовить. Раствор углекислого газа
в воде также имеет кислую среду. Однако в 1 л воды мо­
жет быть растворен лишь 1 л С0 2 , что обеспечит моляр­
ную концентрацию угольной кислоты примерно 0,04 М,
даже если допустить, что весь растворенный углекислый
газ взаимодействует с водой о образованием угольной
кислоты. Расчет молярной концентрации раствора уголь­
ной кислоты может быть проведен следующим образом.
Согласно —* = J ~ , J k , = - L У0 = о,93л, что составляет
«о
Т
273
293
около 0,04 моль (0,93:22,4) С03. Если дополнительно учесть,
что угольная кислота слабая, очевидно, что получить
раствор углекислого газа с рН, равным 0, нельзя.
377. Кроме щелочей и нерастворимых оснований для
нейтрализации сильных кислот, могут быть использова­
ны, например:
1) основные оксиды:
CuO+2H+=Cu*++H20,'
2) соли слабых кислот, которые могут выводиться из
равновесия в виде газообразных продуктов
НСО- + Н + = Н 8 0 + С б | ;
COJ- + 2Н+ - Ш ) + СО»;
171
3) основные соли:
Mg(OH)++H+=Mg2++HaO.
378. Рассчитаем количество эквивалентов кислоты,
ушедшее в реакцию нейтрализации:
1000 мл раствора содержат 0,4 экв кислоты
100 »
»
» х »
»
*=0,04 экв.
Такое же количество эквивалентов должно содержаться
и во взятом гидроксиде неизвестного металла. Масса это­
го количества гидроксида составит:
100 г раствора содержит 0,74 г гидроксида
200 »
»
»
у »
»
У-1,48 г.
Значит,
1,48 г составляют 0,04 экв
z »
»
1 »
2=37 г.
Так как взят гидроксид щелочноземельного металла, ва­
лентность металла равна 2, формула гидроксида
Me (ОН) 2. Масса моля такого гидроксида с эквивалент­
ной массой 37 г составит 74 г. Учитывая молекулярную
массу гидроксида и массу гидроксильных групп, можно
вычислить атомную массу металла. Она равна 40. Взят
гидроксид кальция.
379. На первый взгляд может показаться, что ответ
следует уже из самой формулы фосфористой кислоты
НзРОз, т. е. что кислота, содержащая в молекуле три ато­
ма водорода, трехосновна. Однако далеко не всегда такое
правило справедливо. Вспомните, например, однооснов­
ную муравьиную кислоту с общей формулой Н2С02.
Чтобы определить основность фосфористой кислоты,
следует рассчитать, сколько ионов или молей ионов водо­
рода отщепляет в растворе соответственно молекула или
моль кислоты. Для этого прежде всего найдем, сколько
эквивалентов щелочи ушло в реакцию нейтрализации.
1000 мл раствора щелочи содержат 2,3 экв щелочи
10 »
»
»
*
Щ$Ш' »
х=0,023 экв.
172
Столько же эквивалентов составляют и 0,943 г кислоты.
Но из 1 г-экв щелочи образуется в растворе 1 моль ионов
i пдроксила, что в свою очередь требует участия в реак­
ции нейтрализации такого же количества молей ионов
водорода. Следовательно, 0,943 г фосфористой кислоты
в растворе отщепляют 0,023 моль ионов водорода, откуда,
согласно пропорции
0,943 г Н 3 Р0 3 отщепляют 0,023 моль ионов водорода
82 г (моль)
»
х
*
>
9
х = 2 моль ионов водорода.
Значит, при диссоциации молекулы фосфористой кис­
лоты отщепляются не все три, а только два иона водоро­
да. Кислота двухосновная. Учитывая, что отщепляться в
водном растворе могут только атомы водорода, связанные
с центральным атомом через кислород, напишем струк­
турную формулу
~"
н - о ч у>
. т>
H_O/NH
Природа щелочи в этом случае роли не играет, так как
.из данных рассчитывается лишь количество эквивален­
тов ее, участвующее в реакции нейтрализации.
• 380. Чтобы определить количество аммиака в смеси,
ее пропускают через воду, при этом аммиак растворяется
в воде. Количество растворенного аммиака можно опре­
делить по количеству кислоты, вступающей в реакцию
нейтрализации (титрование раствора аммиака). Кислоты
ушло на титрование 0,001 экв, что следует из пропорции
1000 мл раствора содержат 0,1 экв кислоты
10 *
»
»
х »
»
*=0,001 экв.
Столько же было эквивалентов и молей аммиака в ис«
ходной смеси. После окисления аммиака по общей схеме
NHK?NOiUNOb
и растворения полученных продуктов в воде
Ш я + Оя + НяО—*HNOy
173
получается раствор, содержащий столько молей азотной
кислоты, сколько молей аммиака окислилось.
Определим, сколько молей азотной кислоты получи­
лось при окислении исходной газовой смеси, для чего рас­
считаем количество эквивалентов щелочи, ушедшее на
нейтрализацию кислоты:
• JeA&^M
1000 мл раствора содержат ОД экв щелочи
6 »
»
>
у »
>
#=0,0006 экв.
Такое же количество будет эквивалентов и молей азотной
кислоты. Значит, из 0,001 моль аммиака получается
0,0006 моль азотной кислоты, т. е. аммиака окисляет­
ся 60%.
Имея в виду вышеприведенные рассуждения, задачу
можно решить, исходя из объемов кислоты и щелочи,
ушедших на нейтрализацию, так как их нормальные кон­
центрации одинаковы, т. е. определив, что 6 мл составля­
ют 60% от 10 мл. При решении задачи не играет роли,
при каких условиях взяты объемы газовой смеси. Важно,
что они брались при одинаковых условиях и что они рав­
ны. Поэтому численные значения объемов газовой смеси,
температура и давление, при которых взяты эти объе­
мы,— данные, без которых можно обойтись при решении
задачи,
381. Вычислим количество граммов сульфата меди в
30 г 1,6%-ного ее раствора.
В 100 г раствора содержится 1,6 г CuS0 4
» 3 0 » »
»
х » »
*=0,48 г CuS04,
что составляет 0,003 моль сульфата меди (0,48:160, где
160 г — масса моля CuS0 4 ). В 0,003 моль сульфата меди
содержится 0,003 моль атомов меди или 0,192 г (64*0,003,
где 64 г — масса моля атомов меди).
Один грамм железа составляет 0,018 моль (—)• Из
уравнения реакции
Fe+CuS0 4 «FeS0 4 +Cu
следует, что отношение числа молей железа и сульфата
меди должно быть 1:1, следовательно, железо взято в
174
избытке. Прореагирует 0,003 моль атомов его (или
0,168 г). Разность между количеством граммов выделив­
шейся меди и количеством граммов железа, перешедше­
го в раствор, составит 0,024 г (0,192—0,168) и масса рас­
твора будет равна 29,976 г. В этом количестве раствора
будет содержаться 0,003 моль, или 0,456 г FeSO*. Нахо­
дим процентную концентрацию раствора сульфата же­
леза (И).
В 29,976 г раствора содержится 0,456 г FeSO*
» 100 »
»
»
у »
»
i/=1,52 r FeS0
.
Концентрация
раствора
1,52%.
4
382. 2,2- 10 й атомов; 0,036 моль.
383. Для решения задачи необходимо знать атомную
массу металла, из которого изготовлена пластинка. Этот
металл должен быть активнее меди и, так как после ре­
акции масса пластинки уменьшилась, атомная масса вы­
бранного металла должна быть больше атомной массы
меди. Предположим, что это цинк. Если в реакцию всту­
пает 1 моль атомов цинка, что составит 65 г, то выделя­
ется 1 моль, или 64 г меди, и убыль массы будет равна
1 г (65—64). По условию задачи убыль массы равна 2 г,
значит, в результате реакции выделилось 2 моль атомов
меди.
386. Увеличился на 7,1 г.
387. Обозначим через т г массу пластпнкп, через
х г — массу моля неизвестного металла, через п— коли­
чество молей атомов каждого из металлов (меди, свинца
и неизвестного металла). Тогда 207 п — масса выделив­
шегося свинца; 64п — масса выделившейся меди; хп—
масса перешедшего в раствор металла; (207п—хп) —
увеличение массы пластинки, погруженной в раствор
соли свинца; (хп-64п) —убыль массы пластинки, по­
груженной в раствор соли меди. Составляем пропорции,
преобразуя которые, получаем систему из двух урав­
нений:
m г составляют 100%
(207я—хп)»
»
19%
т г составляют 100%
{хп—Ш) »
»
9,6% •
175
получается раствор, содержащий столько молей азотной
кислоты, сколько молей аммиака окислилось.
Определим, сколько молей азотной кислоты получи­
лось при окислении исходной газовой смеси, для чего рас­
считаем количество эквивалентов щелочи, ушедшее -на
нейтрализацию кислоты:
1000 мл раствора содержат ОД экв щелочи
6 »
»
>
у »
»
#=0,0006 экв.
Такое же количество будет эквивалентов и молей азотной
кислоты. Значит, из 0,001 моль аммиака получается
0,0006 моль азотной кислоты, т. е. аммиака окисляет­
ся 60%.
Имея в виду вышеприведенные рассуждения, задачу
можно решить, исходя из объемов кислоты и щелочи,
ушедших на нейтрализацию, так как их нормальные кон­
центрации одинаковы, т. е. определив, что 6 мл составля­
ют 60% от 10 мл. При решении задачи не играет роли,
при каких условиях взяты объемы газовой смеси. Важно,
что они брались при одинаковых условиях и что они рав­
ны. Поэтому численные значения объемов газовой смеси,
температура и давление, при которых взяты эти объе­
мы,— данные, без которых можно обойтись при решении
задачи.
381. Вычислим количество граммов сульфата меди в
30 г 1,6%-ного ее раствора.
В 100 г раствора содержится 1,6 г CuS04
» 30 »
»
»
х. *
»
ж=0,48 г GuS04,
что составляет 0,003 моль сульфата меди (0,48:160, где
160 г — масса моля CuS0 4 ). В 0,003 моль сульфата меди
содержится 0,003 моль атомов меди или 0,192 г (64-0,003,
где 64 г — масса моля атомов меди).
Один грамм железа составляет 0,018 моль (—]• Из
уравнения реакции
Fe+CuS0 4 =FeS0 4 +Cu
следует, что отношение числа молей железа и сульфата
меди должно быть 1:1, следовательно, железо взято в
174
избытке. Прореагирует 0,003 моль атомов его (или
0,168 г). Разность между количеством граммов выделив­
шейся меди и количеством граммов железа, перешедше­
го в раствор, составит 0,024 г (0,192—0,168) и масса рас­
твора будет равна 29,976 г. В этом количестве раствора
будет содержаться 0,003 моль, или 0,456 г FeSO«. Нахо­
дим процентную концентрацию раствора сульфата же­
леза (II).
В 29,976 г раствора содержится 0,456 г FeS0 4
» 100 »
»
»
у »
*
#=1,52 г FeS0
.
Концентрация
раствора
1,52%.
4
382. 2,2-1022 атомов; 0,036 моль.
383. Для решения задачи необходимо знать атомную
массу металла, из которого изготовлена пластинка. Этот
металл должен быть активнее меди и, так как после ре­
акции масса пластинки уменьшилась, атомная масса вы­
бранного металла должна быть больше атомной массы
меди. Предположим, что это цинк. Если в реакцию всту­
пает 1 моль атомов цинка, что составит 65 г, то выделя­
ется 1 моль, или 64 г меди, и убыль массы будет равна
1 г (65—64). По условию задачи убыль массы равна 2 г,
значит, в результате реакции выделилось 2 моль атомов
меди.
386. Увеличился на 7,1 г.
387. Обозначим. через т г массу пластинки, через
х г — массу моля неизвестного металла, через п — коли­
чество молей атомов каждого из металлов (меди, свинца
и неизвестного металла). Тогда 207 п— масса выделив­
шегося свинца; 64п — масса выделившейся меди; хп—
масса перешедшего в раствор металла; (207л—хп) —
увеличение массы пластинки, погруженной в раствор
соли свинца; (хп—Мп) —убыль массы пластинки, по­
груженной в раствор соли меди. Составляем пропорции,
преобразуя которые, получаем систему из двух урав­
нений:
т г составляют 100%
(207л—хп)»
»
19%
т г составляют 100%
(хп—Ш) »
»
9,6% .
175
т Ш
"
- 0,096.
(2}
Отсюда находим х, т. е. массу моля неизвестного метал­
ла, х = 112 г. Неизвестный металл — кадмий.
388. Zn.
389. Цинком из раствора солей могут быть вытеснены
медь и серебро (см. ряд напряжений). Согласно условию
задачи, в 500 мл раствора содержится по 0,05 экв солей
меди и серебра, что соответствует 0,05 экв каждого из
этих металлов.
'
з 6
- ~ , где 32,5 —
эквивалентная масса цинка). Этого количества цинка
достаточно для полного вытеснения обоих металлов.
Следовательно, выделится 0,05 экв, или 1,6 г меди
(32*0,05, где 32 г — эквивалентная масса меди) и
0,05 экв, или 5,4 г серебра (108-0,05, где 108 г — эквива­
лентная масса серебра).
',
390. I,08rAg;2,07rPb.
391. 1) Pb*+ + 21- « РЬЦ;
2) Ag^+Br-^AgBrl;
3) Fe3+ + ЗОН- = Fe(OH)4;
4) РЬ*+ + CHsCOO--f H+ + S O J " « PbS0 4 (+
+CHj,COOH;
5) Al(OH)3 + O H " « AlO^ + 2H A
6) 3Ca2+ + 2POJ" « Ca32(P04)2|;
7) Zn(OH)a + 2H+ = Zn + + 2 H A
8) 2СНзСООН
+ Cu(OH), = 2CH3COO- +
2
+ Cu + + 2 H A
9) H+ + ЫНЮН = NHf + H A
10) FeS + 2H+« Fe2++ HaSf;
ll)OH- + H+«H a O;
12) Ba2+ + 2 О Н - + 2 Н + + S O | - = BaS0 4 J+ 2 Н А
13) 2СНзС00Н + COfr « 2СН/ЮО- + COaf +
(
+HA
14) СаСОз + CQa + НЮ « Ca 2 ++ 2HCOj-;
15) H2S + Cu2+= CuS| + 2 H + .
397. Щелочная среда в первом растворе может быть
обусловлена гидролизом соли, образованной сильным
основанием и слабой кислотой, например Na 2 C0 3 Na 2 S0 3 .
176
Кислая среда во втором растворе может быть обусловле­
на двумя причинами: гидролизом соли, образованной сла­
бым основанием и сильной кислотой, например NH4C1,
или диссоциацией кислой соли, образованной сильным
Основанием и сильной кислотой, например NaHS04.
Нейтральная среда будет в растворе, содержащем соли,
не подвергающиеся гидролизу, или соли, образованные
слабой кислотой и слабым основанием, равными по си­
ле, например CH8COONH4.
398. Например, для сульфата меди
и карбоната
нат­
;
и
рия:
х; ?.;ч:'
1) 2CuS04 + 2Ha04t(CuOH)sS04 + KLSO4;
(CuOH)
aS04 + 2НаО ^ 2Cu(OH)a + HeSCV,
a
Cu + + HaO 5* CuOH+ + H+;
CuOH+ + HaO 5t Cu(OH)a + H+;
2) KaC08 + HaO ^ KHCOa + KOH;
KHOQs + HaO 5t HaCOe + KOH;
CO|- + НьО 5t НСС^Ч- ОН";
HCO3- + HaO 5* H2CO3 + OH-t
399. Пятого ряда.
401. Многозарядные катионы в водном растворе силь­
но гидролизованы. Реакция среды кислая. Анионы уголь­
ной и сероводородной кислот в растворах щелочных суль­
фидов и карбонатов, в свою очередь, подвержены гидро­
лизу. Реакция среды щелочная. При сливании растворов
солей указанных металлов и щелочных сульфидов и кар­
бонатов гидролиз и катионов и анионов усиливается (со­
вместный гидролиз) настолько, что может идти до конца.
В осадок могут выпадать основные соли и даже гидроксиды, одновременно могут выделяться в газообразном со­
стоянии H2S или С02. Например,
2A1(NQ,)B + 3KaCQ, + 3HaO = 2А1(ОН)8 + 6KNQ, + ЗСО*.
402. При сливании растворов хлорида алюминия и
карбоната натрия происходит совместный гидролиз двух
солей 2AICt + SNa^O, + ЗНаО = 2А1(ОН)„ + ЗСО/ + 6NaCl.
Основываясь на уравнении реакции и учитывая количе­
ство молей выделившегося углекислого газа, оно равно.
0,03 моль (0,672:22,4), вычислим количества молей всту177
ливших в реакцию хлорида алюминия и карбоната нат­
рия. Они составят: 0,02 моль А1С13 и 0,03 моль Na 2 6o 3 .
Согласно условию задачи, эти количества солей содержа­
лись в растворе объемом 500 мл, что позволяет рассчи­
тать молярные концентрации растворов.
В 500 мл содержалось 0,02 моль А1С13 (или 0,03 моль
Na2COs)
» 100 »
»
х
»
»
(или у
*=0,04 моль/л А1С13; у=0,06 моль/л Na2C03.
*)
Так как эквивалент А1С1а составляет Моль АЮ1а , раст­
вор этой соли 0,12 н (0,04-3). Так как эквивалент Na2C03
составляетМоль ^°°\
раствор этой соли 0,12 н (0,06-2).
403. Электролиз расплава:
КС1=К++С1катод: К + +е—К
анод: С1--е=С1,
2С1=С12
Электролиз раствора: КС1=К + +С1-,
Н 2 0=Н++ОН~,
катод: Н++е=Н,
анод: С1—е=С1,
2Н=Н 2
2С1=С12
или 2 Н 2 0 + 2 е = Н 2 + 2 0 Н - ,
404. При электролизе водных растворов гидроксида
натрия и нитрата кальция на электродах протекают оди­
наковые окислительно-восстановительные реакции. На
катоде происходит восстановление ионов водорода, обра­
зующихся при диссоциации воды. Тот факт, что водород
восстанавливается в первую очередь, т. е. в первую оче­
редь электрон присоединяется ионом водорода, обуслов­
лен большей прочностью связи электрона с ядром атома
водорода, чем с ядрами атомов активных металлов.
На аноде в обоих случаях идет окисление ионов ОН - ,
так как последние окисляются легче, чем сложные кисло­
родсодержащие ионы.
;4Шй^
Схемы протекающих на электродах процессов:
катод: 2Н 2 0+2в==Н 2 +20Н-; анод: 2 Н 2 0 - 4 е = 0 2 + 4 Н + .
178
406. 5,97 г.
407. 16 А.
408. - 0 , 2 % .
409. 95,2%.
410. 35,3% Си.
411. Учитывая, что при прохождении через раствор
96 500 К выделяется 108 г серебра, можно записать:
при прохождении 96 500 К выделяется 108 г Ag
»
»
х
»
»
0,432». »
*=386 К.
Так как Q=it, 386 К*** • 900 с, откуда /=0,429 А,
В 25 мл 0,4 М раствора хлорида натрия содержится
0,4.0,025-10 -2 моль N&C1. Столько же молей нитрата се­
ребра вступило в реакцию с хлоридом натрия, т. е. столь­
ко AgN08 осталось в растворе после электролиза. При
электролизе выделилось 4> 10~" моль атомов (
|серебра и столько же молей AgNOa разложилось. Всего в ис­
ходном растворе содержалось 1,4» 10~* моль, или 2,38 г
нитрата серебра.
. 412. 6,78%.
413. В растворе в результате диссоциации гидроксида
натрия и воды
NaOH=Na++OH-, Н 2 0 - Н + + О Н содержатся ионы Na+, ОН-, Н+, При пропускании элект­
рического тока на катоде выделяется водород, на ано­
де— кислород. Схема процесса электролиза:
Катод: 2 Н 2 0 + 2 е = Н 2 + 2 0 Н - Анод: 2Н 2 0-4г=0 2 +4Н+.
Суммарный процесс разложения воды
2Н 2 0=2Н а +Оя.
Вычислим массу разложившейся воды, учитывая, что вы­
делилось 56 л кислорода.
При разложении 36 г воды выделяется 22,4 л 0 2
»
»
х » »
»
56»»
х=90 г Н 2 0.
Масса конечного раствора равна 440—90»350 (г). Массу
гидроксида натрия в нем вычисляем из пропорции
в 100 г раствора содержится 10 г NaOH
» 440 »
»
»
у »
>
|^=44 г.
Вычислим процентную концентрацию полученного рас­
твора.
В 350 г раствора содержится 44 г NaOH
» 100 »
»
»
а »
»
а = 12,57 г, или 12,57%.
414. Эквивалентный объем кислорода при н. у. равен
5,6 л. Значит, при электролизе выделилось 0,24 экв
(1,344:5,6) кислорода. Но одновременно столько же
эквивалентов должно выделиться и железа, а значит,
столько же содержалось в растворе эквивалентов соли.
Тогда
в 300 мл раствора содержалось 0,24 экв соли
» 1000 »
»
»
х
»
»
х=0,8экв. .
Раствор 0,8 н, или 0,4 М.
415. 14,9%.
416. При электролизе раствора нитрата бария по
схеме
^
катод: 2Н 2 0+2е=Н 2 +20Н-, анод: 2 Н 2 0 - 4 е = 0 2 + 4 0 Н идет разложение воды
2Н 2 0=2Н 2 +0 2 ,
•
на катоде выделяется водород, на аноде — кислород.
При электролизе раствора нитрата меди по схеме
катод: Си я ++2е=Си,
анод: 2Н 2 0 - 4е » Оя+4Н+
на катоде выделяется медь, на аноде — кислород.
Следовательно, при электролизе раствора смеси со­
лей водород выделяется только за счет электролиза рас­
твора Ba(N03)2t кислород — за счет обеих солей. Из 1,5
объемов кислорода (при 2 объемах водорода) 1 объем
выделился при электролизе Ba(N0 3 h, 0,5 объема —
Cu(NOa)2. Это значит, что количество эквивалентов нит­
рата бария, а значит, и его молей, было в два раза боль­
ше, чем нитрата меди.
180
417. При электролизе водного раствора гидроксида
калия на катоде выделяется водород, на аноде — кисло­
род. В целом идет разложение воды согласно уравнению
2Н 2 0=2Н 2 +0 2 .
Концентрация раствора КОН при этом увеличивается. Со­
держание в растворе КОН можно рассчитать из про­
порции
в 100 г раствора содержалось 6 г КОН
» 2100»
»
>
х » »
*=126гКОН.
Вычислим массу раствора после окончания электролиза.
126 г КОН составляют 8%
у » раствора » 100%
у =1575 г раствора.
Воды разложилось 2100—1575=525 (г), или 29,17 моль.
При этом, согласно уравнению электролитического разло­
жения воды, выделяется 29,17 моль, или 58,34 г, водорода
и 14,585 моль, или 466,72 г, кислорода.
418. На катоде выделилось 3,2 г меди, на аноде —
3,55 г хлора. Концентрация раствора уменьшилась.
419. 3,2 г Си; 3,55 г С12.
яЩ^
420. Эквивалентный объем хлора при н. у. равен
11,2 л. Следовательно, при электролитическом разложе­
нии соли выделилось 0,6 экв (6,72:11,2), или 21,3 г
(35,5-0,6) хлора. В 33,3 г хлорида содержалось 12 г ме­
талла. По закону эквивалентов
12:21,3=Эм е :35,5
(где 35,5 и Эме — соответственно эквивалентные массы
хлора и металла). Эме—20 г. Или же, учитывая, что 12 г
металла составляют 0,6 экв его, найдем величину эквива­
лентной массы:
а^Ш^
12:0,6=»20 (г).
Так как металл двухвалентен, масса моля его атомов со­
ставляет 40 г. Взят хлорид кальция. Для решения задачи
не имеет значения, проводился электролиз расплава или
раствора соли. .
421. Эквивалентный объем водорода при н. у. равен
11,2 л .
•" f^X<?:,^^-^*swa^^;jb*S
181
Следовательно, при электролизе бромида выделилось
0,4 экв №^1 водорода.
Но одновременно столько же эквивалентов выделится
и брома, что составит 32 г (80-0,4) его. Тогда на долю
неизвестного металла в общей массе приходится 9,2 г, что
соответствует 0,4 экв его. Эквивалентная масса этого ме­
талла равна 9,2:0,4=23 (г). Так как, согласно условию
задачи, металл одновалентен, то его эквивалентная мас­
са равна атомной. Взят бромид натрия.
422. При разложении 1 моль воды выделяется 1 моль
водорода и 0,5 моль кислорода. Эти газы при нормаль­
ных условиях занимают объем 33,6 л (22,4+11,2). Объем
герметичного сосуда 36 мл, но на долю газа в сосуде при­
ходится 18 мл, так как 18 мл занимает оставшаяся в сосу­
де вода. Так как температура по условию задачи равна
0 °С, то по закону Бойля — Мариотта
V A - ' V ' A , *ДО V 0 =33,6 л; Р0= 1 атм; 1^ = 0,018 л.
423. 108.
424. 4,59 г.
425. 1) ВГ"1 —е = Вг° 12
S+6 + 2e = S+* I 1
2НВг + HjSOa « Вга + SOa + 2НаО;
2) S-*—6e = S+*яI4IJ?
20° + 4е = 2 0 - | б | 3
2ZnS + ЗОа = 2ZnO Н- 2SOa;
3) Мп+* —2е = Мп+Ч6|3
С1+5 + 6в = 0 - *
|2|1
3MnOa + KC1Q, + 6КОН - ЗКаМп04 + КС1 + ЗНаО.
426. 1) 2ВГ-—2е = Вга
31
3
СЮ|-+8Н+ + Зе = Сг + + 4Н20 |2|
6NaBr + 2NaaCr04 + 8HaS04 « ЗВга +
+ 5NaaS04 + СгДОЫв + 8НаО;
2) Fe*+ — e = Fe8+
15 10
MnO^ + 8Н++ 5е = Mn2++ 4НЮ |l 2
182
10FeSO4 + 2KMnG4 + 8H^Oe = SFe^SO*), + K£Ot +
-f 2MnS04 + 8HA
3) H^ + 4 H a O - 8 e « S O | - + 1 0 H + |12 1
CIa + 2e = 2C1I8 4
HgS + 4Cla + 4HaO - HgS04 + « i d .
427. 1) Cu — 2e = Cu»+
13
NO^ + 4H++3g= 3 NO+2H a O )2
3Cu + 2NO- + 8H+ - 3Cu*+ + 2NO + 4HaO,
2) Сг(ОН)3+50Н-—Зв = СЮ|- + 4НаО[2
Cl8 + 2g = 2C113
2Cr(OH)3 + 3C12 + 10OH- = 2CrOJ- + 8HaO+
+6C1-;
3) SOJ- + 20H-—2e = SO|- + H20 13
MnQ- + 2H2Q + 3e = MnOa + 40H- | 2
3SQ£- + 2МпО- + НЮ = 3SOJ- + 2МпОг +
+ 20H-.
428. 1) 4HCl+Pb02=CIa+PbC!a+2HaO;
2) 2HC1 +CaOCl2=CI2+CaCl2+H20;
3) 14НС1+К2Сг207=ЗС12+2КС1+2СгС1а+7Н20
2G+e + be = 2СгЧ- I 1
CI-» — e = Cl°
I6
Кроме 6 молекул соляной кислоты, которые идут на вос­
становление хрома, 8 молекул НС1 идут на связывание
ионов калия и образовавшихся ионов трехвалентного
хрома.
4) 3Cl2+6NaOH=5NaCl+NaC108+3H20,
В данной реакции хлор является окислителем и восста­
новителем (реакция самоокисления — самовосстановле­
ния), Коэффициенты лучше расставлять справа налево:
Ц*
С1-' — е = С1в 15
С1+в + 5в = С1° 1
Всего в реакцию вступает 6 атомов, или 3 молекулы
хлора.
5) 2Cl2+2Ca(OH)2*Ca(OCl)2+CaCI2 +2H2Oi
6) 5Cl2+J2+6H2O~10HCl+2HJO3;
' 183
7) 4С12+РНз+4Н20-8ИС1+Н3Р04;
8) 8НСЮ+Са3Р2-=8НС1+Саз(Р04)2
С1+Ч-2е = С1-« 11618
2Р-3— 16e = 2P+s| 2 | l
9) KC103+6KJ+6HC1=3J2+7KC1+3H20;
10) 3KCi03+3H2S04=3KHS04+HC104+2C102+H20;
11)КС1Оз+2СгС!з+10КОН=2К2СгО4+7КС1+5Н2О;
12) 10KBr+2KMnO4+8H2SO4=2MnSO4+5Br2+,
+6K 2 S0 4 +8H 2 0
Mn+1 7 + 5e = Mn+ 2 |l| 2
Br" — e = Br*
|5|10
Коэффициенты удваиваются, так как в противном случае
получится дробное количество молекул брома.
13) 4H2S04(KoHio+2Al=S+Al2(S04)3+4H20;
14) 5H2S04<fcoinfl+4Mg=H2S+4MgS04+4H20;
15) 2H2S04(KoHio+Hg=sS02+HgS04+2H20;
16) H2S04tKOHio+H2S = S + S0 2 +2H 2 0;
17) 3H2S+K2Cr207+4H2S04=3S+K2S04+
+Сга(804)з+7Н20;
18) Cu2S+14HNO8~2Cu(NO8)2+10NO2+H2SO4+
+6Н 2 0.
В сульфиде меди окисляются атомы меди и серы.
2CirH — 2е « 2Cu+* \
1
8
4
N+ + e = N+
|10
19) 10HNO8+4Zn=NH4NO3+4Zn(NO3)2+3H2Oj
20) 2Cu(N0 3 ) 2 =2CuO+4N0 2 +0 2 .
Коэффициенты в данном уравнении, реакции расставлять
справа налево:
26° + 4e=2(Hl
21) 5KN02+2KMn04+6HCl==2MnCl2+5KN03+'
+2КС1+ЗН20;
22) 5Pb02+2MnS04+6HN03«2PbS04+3Pb(N03)2+.
+2HMn0 4 +2H 2 0.
429. 1) Cu+2H2SO4(Koffl0=sCuSO4+SO2+2H2O;
2) 3Zn+4H2S04№oinossa3ZnS04+S+4H20;
3) C+2H2S04(p.oino=C02+2S02+2H20;
4) S+3C1 2 +4H 2 0=H 2 S0 4 +6HC1;
184
5) 2H 2 S+S0 2 =3S+2H 2 0;
6) H 2 S+Br 2 =2HBr+S;
7) бНаЗ+гКМпе^+ЗНаБО^бЗ + КгЗО*^
.+2MnS0 4 +8H a 0.
8) Графическая формула FeSgiFe
степень окисле­
ния атомов серы равна —1. Составим электронную схему:
F e +1 2 - e = Fe+3 1 _ 1 |1 1ве| 4
2S- — Ше - 2S+* J
Г
20° + 4*« 20-*
+4в|п
4FeS2+1102*=2Fe203+8S02.
9) Na 2 S+8HN0 8 =Na 2 S0 4 +8N0 2 +4H 2 0.
10) NaaSQ, + Cla + НаО « NagSO. + 2HQ;
11) М В Д + 2КМп04 + 6HQ = 5NaaS04 + 2КС1 +
+ 2MnCla + 3Ha0;
12) 4Mg + 10HNQ, - N,0 + 4Mg(NQB)8 + 5Ha0;
13) 10A1 + 36HNOa «3N a + 10A1(NQ„)B + 18Ha0;
14) FeO + 4HNQ, - NO. + F^NQ,), + 2HaO;
15) 4N03 + Оя + 4NaOH - 4NaNQ„ + 2HaO;
16) NaNOa + FeaB + 2HQ - NO + FeCl8 + N a C l + H A
17) KNOa + Bra + 2K0H - KNQ, + 2KBr + Ha0;
18) 4NHB + 50 a - 4N0 + 6Ha0;
19) 16HC1 + 2KMn04 = 5C1. + 2KC1 + 2MnCla + 8Ha0;
20) 4HC1 + Ca(C10)a - 2Cla + CaCla + 2HA
21) 5HC1 + HC1Q, ~ 3Cla + 3HaO;
22) 6Cla + 6Ba(OH)a = 5BaCla + Ba(C103)2 + 6HaO;
23) 4NaC10 + PH3 - 4NaCl + H8P04;
24) КСЮв + ЗНзРО, = KC1 + ЗН3Ю4;
25) 8Bra + Ca8Pa + 8HaO - 16HBr + Ca8(P04)a;
26) 10KI + 2KMn04 + 8HaS04 - 5Ia + 6КВД +
+ 2MnSO« + 8HaO;
27) 2KI + 2FeCl8 = 2RC1 + Ц + 2FeCla;
28) 2KI + PbOa + 4HNQ, - Ia + 2KNQ, + Pb(N<Ui +
42HaO;
29) 6KI + KiCrA + 7НВД =- 3Ia + 4KaS04 +
+ Cra(S04)8 + 7НА
30) 6FeS04 + KdCrA + 7H»S04 - 3Fea(S04)a + KaS04+
+Cra(S04)8 + 7Ha0.
185
433. 1) Не может, так как оба исходных вещества со­
держат атомы азота и фосфора в максимальной степени
их окисления и ни одно из веществ не может быть окисле­
но дальше. Здесь возможна лишь реакция обмена:
2HN0 3 +P 2 0 5 =2HP0 3 +N 2 O s .
2) Может. Будучи сильным окислителем, концентри­
рованная серная кислота может окислить свободную серу
до сернистого газа, сама восстанавливаясь при этом тоже
до сернистого газа, т. е. окислительно-восстановительная
реакция протекает с образованием соединения, содержа­
щего серу в промежуточной степени окисления;
+ 6 + 4
0
HaSO^SOa-i-S,
2H2S04(KOH4)+S=3S02+2H20, *
3) Не может, так как оба вещества обладают только
восстановительными свойствами.
4) Может. Хлорноватая кислота НС103, содержащая
атомы хлора в степени окисления +5, обладает окисли­
тельными свойствами, а концентрированная соляная, со­
держащая атомы хлора в степени окисления — 1 — вос­
становительными свойствами. Окислительно-восстанови­
тельная реакция протекает с образованием вещества, со­
держащего атомы хлора в промежуточной степени окис­
ления
о
—1
Й 08-^ая-1-НС1,
НСЮз+5НС1сконц>=ЗСЬ+ЗН20.
5)' Не может, так как оба вещества обладают только
окислительными свойствами.
6) Может, так как хлор (в щелочной среде) может
подвергаться реакции самоокисления — самовосстановле­
ния по схеме
+1
0
-I
СЮ--«-С1а->С1,
(на холоде)
СЮа -*- С1а -*- С1.
(при нагревании)
Уравнения реакций для рассматриваемого случая будут
иметь вид
2С12+2Ва(ОН)2=Ва(СЮ)2+ВаС12+2Н20;
6Cl 2 +6Ba(OH) 2 «Ba(C10 3 ) 2 +5BaCl 2 +6H 2 0.
188
7) Может, хотя оба исходных вещества — хлор и
бром — обычно являются окислителями, но так как окис­
лительная способность хлора выше, то бром может быть
восстановителем и окислен до состояния с положительной
степенью окисления +1 или +5. Наиболее вероятный ход
реакции:
бСЬ+Вга+бНгО^НВгрз+ШНа.
8) Может, так как соединения серы, содержащие ато­
мы серы в степени окисления +4, могут обладать окис­
лительной способностью, а соединения иода, содержащие
атомы иода в степени окисления — 1 — восстановитель­
ной способностью.
Na2S03+4NaJ+3H2S04<pa36)=2J2+S+3Na2S04+3H20.
437. V , - K , [ A ] . [ B ] ; V 2 =K 2 [B]; V 3 «K 3 [A].[B]; V 4 «K 4 [A];
V5-K5[A].[BP.
438. При составлении ответа следует учесть большую
поверхность веществ, находящихся в пылеобразном со­
стоянии и, как следствие этого, высокую скорость реак­
ции с участием этих веществ.
439. [А]=0,4 моль/л; [В]=0,6 моль/л.
440. 1) [А]=0,5 моль/л; 2) [А]=0,05 моль/л.
441. По мере протекания реакции концентрации ве­
ществ А и В уменьшаются. Причем на образование каж­
дых 2 моль конечного вещества С, как следует из урав­
нения реакции
А(г)+В(г)«2С(г),
расходуется по 1 моль веществ А и В. Согласно условию
задачи, в какой-то момент концентрация конечного про­
дукта составляла 0,5 моль/л. Следовательно, концентра­
ции исходных веществ должны уменьшаться при этом на
0,25 моль/л. Тогда их начальные концентрации были рав­
ны: [А]=0,75 моль/л; [В]=1 моль/л.
442. [СН3СООС2Н5]=0,2 моль/л; [NaOH]=0,15 моль/л.
443. [НС1]=0,45 моль/л; [О2]=0,25 моль/л.
444. Согласно уравнению реакции
2А(г)+В(г)=С(Г),
вещества А и В реагируют в молярном отношении соот­
ветственно 2 : 1 . Если по истечении 10 с концентрация
вещества В уменьшилась на 0,02 моль/л, то концентрация
187
вещества А — на 0,04 моль/л. Следовательно, начальнаи
концентрация вещества А была 0,24 моль/л.
445. При расчете концентрации лишними в условии
задачи являются давление и температура, так как даны
количества веществ и объем сосуда. 5,4 г воды составля­
ют 0,3 моль. Согласно уравнению реакции
2Н 2 +О а =2Н 2 0,
на образование 0,3 моль воды израсходовалось 0,3 моль
водорода и 0,15 моль кислорода.
Осталось 9,7 моль (тр — 0,3) водорода и 0,25 моль
(^W—0,1В)
кислорода. Концентрации их будут: [HJ =
= 0,097 моль/л; [Оа]— 0,0025 моль/л.
446. 20%.
447. Концентрации веществ А и В в обоих сосудах,
были равны: [А]=0,1 моль/л, [В]=0,2 моль/л и [А]=
«0,3 моль/л, [В]=0,15 моль/л. Скорость реакции вычис­
ляется по уравнению
V«JC[A].[B].
В обоих сосудах содержатся одни и те же вещества при
одинаковой температуре, поэтому константы скорости
обеих реакций будут одинаковы. Тогда скорость первой
реакции равна Vi=/с-0,1 «0,2=/с-0,02, скорость второй
реакции Уя—к»0,3-0,15=к»0,045, т. е. скорость второй
реакции в 2,25 раза больше, чем первой.
448. С течением времени концентрации исходных ве­
ществ уменьшаются, поэтому и скорость реакции будет
уменьшаться. К моменту, когда концентрация вещества
А уменьшится на 10%, что составит 0,1 моль/л, концент­
рации веществ В и С, согласно уравнению реакции, тоже
уменьшатся на 0,1 моль/л и будут равны: [Ai]=0,9 моль/л;
[Bi]=l,9 моль/л и [Ci]=0,7 моль/л. Константа скорости
реакции при этом не изменяется. Напишем выражение
для скорости рассматриваемой реакции
V-4AMN-EGL
Вычислим V*l,6ic; KI=I,2IC, откуда V: У|=1,23.
449. Уменьшается в 1,17 раза.
188
450. 3 : 1 .
451. Уменьшится в 9 раз.
452. Во втором случае в 16 раз, в третьем — в 100 раз
скорость выше, чем в первом.
453. Каково бы ни было содержание по объему от­
дельных компонентов в смеси, при повышении давления в
смеси концентрации компонентов будут увеличиваться
пропорционально повышению давления. В данном случае
повышение давления смеси в 2 раза вызовет увеличение
концентрации веществ А и В в 2 раза и увеличение ско­
рости реакции в 4 раза.
•454. Увеличится в 2 раза.
455. Уменьшится в 2 раза.
456. Обозначим исходные концентрации водорода и
иода соответственно через а моль/л и в моль/л. Тогда
скорость реакции в начальный момент будет равна:
После повышения давления в х раз концентрации водоро­
да- и иода увеличатся в х раз и станут равными: [Н2]=
=а-х моль/л, [J2]=0-x моль/л. Скорость реакции после
повышения давления будет равна
V2=к(ах). • (вх)—кавх2.
Согласно условию задачи, Уг** 100 Уь тогда
кавх2=\00кав, откуда х= 10.
457. Увеличить объем системы или уменьшить давле­
ние.
^p^ir
458. Не изменится.
459. Уменьшится примерно в 5 раз.
460. Согласно условию задачи, средняя скорость ре­
акции
^)+В(г)=С(гУ
равна 0,004 моль/л • с. Следовательно, концентрации ве­
ществ А и В в течение секунды уменьшаются на
0,004 моль/л. По истечении 20 с они уменьшатся на
0,08 моль/л (0,004 • 20) и станут равными соответственно
1,92 моль/л (2—0,08) и 2,92 моль/л (3—0,08).
461. [А]=0,9 моль/л; [В]=1,9 моль/л; [С]=0,2 моль/л.
462. [А]=0,2 моль/л; [В]=0,3 моль/л.
463. [Н2]«0,88 моль/л; [12]=0,08 моль/л.
464. Согласно условию задачи, при повышении темпе189
ратуры на каждые 10° скорость реакции увеличивается
в 3 раза. Если температуру повысить
на 50° (10-5), то
в
скорость реакции увеличится в З раза, т, е. в 243 раза.
465. Уменьшится в 32 раза.
466. Обозначим через х число, показывающее, во
сколько раз увеличивается скорость химической реакции
при повышении температуры на каждые 10°, Тогда при
повышении температуры на 30° скорость
увеличится в х*
3
раз. Согласно условию задачи, # =64, откуда х=4.
467. Согласно условию задачи, средняя скорость реак­
ции с повышением температуры на каждые 10° увеличи­
вается в 3 раза. Следовательно, при повышении
темпера­
туры на 50° она увеличится в 243 раза (3s) и станет равной
0,243 моль/л -с. Таким образом, концентрация веще­
ства С в результате протекания реакции изменяется в се­
кунду на 0,243 моль/л. Через 10 с она станет равной
2,43 моль/л.
468. Если известно, что скорость реакции должна
уменьшиться в 16 раз, а при понижении температуры на
каждые 10° она уменьшается в 4 раза, то, воспользовав­
шись уравнением
4*= 16,
находим число, показывающее, на сколько десятков гра­
дусов надо понизить температуру, х=2. Таким образом,
реакцию следует проводить при 80° (100—20).
469. Обозначим через х число десятков градусов, на
которое следует повысить температуру, чтобы скорость
второй реакции вдвое превысила скорость первой. К это­х
му моменту скорость первой
реакции V\ увеличится в 2
х
раз
и
станет
равной
2
•
Vu
а скорость второй Va — в
х
х
3 раз и станет равной 3 • Va* По условию задачи, долж­
но быть справедливым соотношение .
2х • V,
но так как в исходном состоянии V1-V2. соотношение
упрощается
•21=:2; 3 Х « 2 - 2 Х ,
откуда х « 1,7, т, е. температуру следует повысеть нд|7 .
470. Согласно условию задачи, при ЬО°С-^ШШ^Шя
190
y,«2V2. Обозначим через х число десятков градусов, на
которое следует повысить температуру, чтобы скорости
обеих реакций оказались одинаковыми. При таком повы­
шении, температуры скорость
первой реакции увеличится
х
в 2* раз и станет равной 2 • Vu а скорость второй — в 4*
раз и станет равной 4х • V2. Скорости
обеих реакций по
Х
Х
условию задачи равны, т. е. 2 У\=4 УЖ2, но так как Vi=
=2V2, то 2* • 2V2=4* • V2 или 2* • 2=4 , откуда х= 1, т. е.
температуру следует повысить на 10°.
471. К моменту наступления равновесия прореагиро­
вало 30% вещества А, что составит 0,3 моль/л. Согласно
уравнению реакции, при этом прореагирует в 3 раза мень­
шее количество вещества В, т. е. ОД моль/л, и образует­
ся в 1,5 раза меньшее количество вещества С, т. е.
0,2 моль/л. В равновесии останутся: 0,7 моль/л вещества
А; 1,9 моль/л вещества В и 0,21 моль/л вещества С.
472. [С12]=1,1 моль/л; [СО] = 1,05 моль/л.
473. Общая концентрация газов исходной смеси соста­
вит 0,11 моль/л, что при 27 °С обеспечит, согласно РV=
*=nRT, P • 1=0,11 > 0,82 • 300, давление, равное 2,7 атм.
Расчет можно произвести и несколько иным путем.
При нормальных условиях 0,11 моль должны были бы за­
нять объем 2,464 л (22,4 • 0,11).
Т9
""
Г. •
273
~" 300 • г 1 ~ ^ » '
а
™«
После того как прореагирует половина вещества В, т. е.
0,03 моль/л, равновесные концентрации, согласно урав­
нению реакции
А+ В^С,
окажутся равными: [А]=0,02 моль/л; [В]=0,03 моль/л;
[С]=0,03 моль/л, или суммарная концентрация —
0,08 моль/л, что при 57 °С обеспечит давление 2,16 атм
(схема расчета дана выше),
474.15,74 атм.
478. При разложении карбоната выделяется углекис­
лый газ. В результате в системе повышается давление и
устанавливается химическое равновесие. Если давление
в сосуде понизить (открыть сосуд, поглотить углекис­
лый газ химическим реагентом), разложение карбоната
можно довести до конца.
479. Термическая диссоциация серной кислоты идет
согласно уравнению
191
H2SO4 (г) 5^ ИгО(г) + SOj (г).
Допустим, что степень диссоциации серной кислоты хл
т. е. из каждого моля диссоциирует х моль. Тогда воды и
серного ангидрида образуется по х моль, серной кислоты
остается (1-х) моль, всего в равновесии ( 1 — х ) + х + х =
= (1+*) моль. Средняя масса 1 моль такой равновесной
смеси равна 70 г, так как плотность ее по водороду равна
35. Учитывая это, можно составить уравнение
98(1-*) + 18* + 80* ТА
гт*
•
где 98, 18 и 80 — массы молей серной кислоты, воды и
серного ангидрида. Согласно закону сохранения массы,
можно и сразу считать, что (1 +лс) моль имеют массу 98 г,
если вначале взят 1 моль H 2 S0 4 . Тогда
Из уравнения определяем х—0,4, т, е. степень диссоциа­
ции серной кислоты равна 40%,
480.9,5%.
481.39,21.
482.16%.
483. ОчевидноЦШШпри диссоциации более сложного
газообразного вещества на более простые, количества мо­
лекул, а значит и объемы газов, при постоянных темпе­
ратуре и давлении растут. Это вызовет уменьшение плот­
ности и тем большее, чем выше будет степень диссоциа­
ции и чем большее число молекул новых газов образуется
из каждой молекулы исходного. Допустим, что имеется я
молекул некоторого газообразного вещества с плотностью
dv\ при диссоциации каждая молекула исходного веще­
ства распадается на т молекул новых газообразных ве­
ществ; плотность равновесной смеси d2\ степень диссоци­
ации а.
Тогда из л молекул исходного газа диссоциируют
па молекул и в равновесии останется (я —на) молекул,
при этом образуется пта молекул новых газообразных
веществ. Всего в равновесной смеси будет (п-—па) +
+ пта = п (1 — а + та) молекул, т. е. количество их
увеличилось в я ^ " Н | ! & м 4 — « + / я а = 1 + а ( т - г
192
—• 1) раз. Платность при этом уменьшилась в - g l
раз и
• . 484. При анализе данных таблицы сразу же обращает
на себя внимание факт, что увеличение концентрации
исходных растворов ведет к уменьшению времени выпа­
дения осадка. Причем в большинстве случаев увеличение
концентрации одного из реагирующих веществ в 2 раза
вызывает сокращение времени выпадения осадка тоже в
2 раза. Но из выражения скорости рассматриваемой ре­
акции
V-KlNaaSMU
следует, что такое соотношение и должно быть справедли­
вым. Ошибочны показания в случае опытов № 5 и 6.
Относительную величину скорости в данном случае
можно охарактеризовать через 1/время выпадения осад­
ка (чем быстрее появляется осадок, чем меньше времени
проходит до его образования, тем больше скорость реак­
ции, и наоборот). Тогда зависимость скорости реакции от
концентрации раствора сульфида натрия для случаев, ко­
гда концентрация иода сохраняется постоянной (по дан­
ным опытов № 1, 2, 3, 7), выражается графически следу­
ющим образом:
0,04 МШг$]
Т Зак. 1439
193
485. Согласно выражению для скорости рассматрива­
емой реакции
V=feINa2S203].[H2S04]
при [H s S0 4 ]» const, изменение скорости целиком опреде­
ляется изменением концентрации Na2S203. Произведя пе­
ресчет процентной концентрации в молярную (в предпо­
ложении, что плотность таких разбавленных растворов
близка к 1), получим для взятых растворов соответствен­
но значения 0,0I'M, 0,02 М, 0,04 М, 0,05 М, 0,1 М. Чем вы­
ше концентрация раствора тиосульфата натрия, тем мень­
ше время до появления осадка. Если для 0,01 М раство­
ра осадок появляется через 5 мин, то для последующих
растворов это время составит 2 мин 30 с, 1 мин 15 с, 1 мин
30 с. Используя относительную величину скорости (1/
время) появления осадка (см, решение предыдущей за­
дачи), строим график
О
Цр 0.02 0,03 О.Щ 0.05 Ц06 0.07 Q08 0,09 0,1 MCNot$0£
48в. Явные ошибки допущены в случаях б и в .
чае б, согласно графику, получается, что реакция
А + В-*С
протекает в отсутствие вещества ft-'что невозможное
В случае в из графика следует, что по мере течения ре•
194
1 а
* -
акции скорость ее увеличивается. В особых случаях это
не исключено, например для так называемых аутокаталитических реакций.
487. Не может. Это следует уже из характера зависи­
мости скорости реакции от концентрации веществ, если
даже не принимать во внимание остальные факторы. Ско­
рость второй реакции при повышении концентрации ве­
щества В будет увеличиваться быстрее, чем первой. Это
наглядно следует из выражений для скоростей двух ре­
акций
VI=K,[A].[B],
(1)
Ki-JtfAMBF.
(2)
т. е. при увеличении концентрации вещества В, например
в 2 раза, скорость первой реакции увеличится в 2 раза,
скорость второй — в 4 раза.
488. Согласно закону действующих масс, скорости
прямой реакции V\ и обратной реакции V2 могут быть вы­
ражены через концентрацию реагирующих веществ
Pi=Ki[AP;
Vi-*EP'Wi
где К\ и ка — константы скоростей. Скорость реакции не
зависит от концентрации твердого вещества, поэтому кон­
центрация вещества В в выражение для скорости не вхо­
дит. В состоянии равновесия
Vi = V3,
*,[Ар=к2[Ср.[Д], .
откуда) разделив обе части равенства на к2[Ар,; получим
*
•
1С
«' _
[С]»-П>1
489. Допустим, что в реакцию вступило х моль/л во­
дорода. Тогда, согласно уравнению реакции, прореагиро­
вало х моль/л паров иода и образовалось 0,2* моль/л
иодоводорода. Равновесные концентрации составят:
[Н 2 ]=(0,1-*) моль/л;
ПяН (ОД-х) моль/л;
[HI]»
=0,2 х моль/л. Напишем выражение для константы рас­
сматриваемого равновесия
Подставив в него значения константы равновесия и рав­
новесных концентраций, получим уравнение
*•
195
(О»2*)'
Ю-<«
Ш
И ли
10-» = °' 2 *
(0,1-.*)<0,1-*)'
ОД-*»
откуда х » 0,005 моль/л. Концентрация иодоводорода
равна 0,01 моль/л.
490. Напишем уравнение реакции
N2+02=2NO.
Тот факт, что исходные вещества реагируют не полностью,
свидетельствует о наличии в системе химического равно­
весия. Следовательно, увеличение концентраций исход­
ных веществ в некоторое число раз не может вести к уве­
личению концентрации продукта реакции в то же число
раз. Чтобы всякий раз оценить выход продукта, нужно
предварительно вычислить значение константы равнове­
сия. С этой целью выразим, учитывая соотношения реа­
гирующих веществ, согласно уравнению реакции, их рав­
новесные концентрации:
4
[NO]=2-10-4
/
[
N
d
=
(
0
,
l
1
0
) моль/л; [OJ*
м
о
л
ь
л
;
4
= (0,1 —10~ ) моль/л. Подставим их в выражение для
константы данного равновесия
К [НОр
(2.10-У
_ д 1Л_|,
•""•Г, IN.J • [OJ" - (0.1 - 10-*) (0,1 - Ю-*) * 4 * 10 V
По известной величине константы равновесия (при до­
стоянной температуре она постоянна) вычислим новые
равновесные концентрации в системе, когда смешали
0,2 моль азота и 0,1 моль кислорода. Допустим, что в ре­
акцию вступило х моль/л азота, тогда'прореагировало
х моль/л кислорода и образовалось 2х моль/л оксида азо­
та. Равновесные концентрации составят: [N 2 ]= ( 0 , 2 - х )
моль/л; [ О 2 ] = ( 0 , 1 - х ) моль/л; [ N O ] - 2 * моль/л. Подста­
вив их в выражение для константы равновесия, получим
1 0 -«
I U
4
(2*)»
(0,2-х)(0.1 - х ) •
^~
откуда х « 1,4-10- 4 моль. Оксида азота образуется
2,8 • И Н моль.
"'-"»-" •
В случае, когда исходные концентрации составляют
0,1 п моль азота и 0,1 моль кислорода, получим
W
<0,1я-жо,1-|0
2
7
=4.10-«
'
0 - Ю- (я + 1 ) у — 10-«-я"-0,
196
при п < 1000 можно пренебречь подкоренным выражени­
ем 0,25 • 1 0 - и ( я + I ) 2 по сравнению с Ю-8». Тогда
у = —0,5 • 10-7 (я + 1) ± 10^* У д и концентрация окси­
да азота [NO]» 2 . 10-* V п .
491. Первая реакция практически необратима, и коли­
чество продукта вычисляется по количеству содержаще­
гося в недостатке исходного вещества, допуская, что оно
прореагировало практически полностью. Вторая реакция
обратима. Ни одно из веществ полностью не вступает в
реакцию. При разных температурах равновесие характе­
ризуется различными значениями констант равновесия,
следовательно, и степень превращения веществ будет
различной. Вычислить количество конечного продукта
можно, лишь используя величину константы равновесия.
492. Термохимическое уравнение реакции включает
количественную характеристику теплового эффекта ре­
акции.
1) Химическое уравнение реакции сгорания графита
С(граф)+ОэдО=СОад.
Для написания данного термохимического уравнения
нужно вычислить тепловой эффект сгорания 1 моль (12г)
графита. Он составит 393,35 кДж. Термохимическое урав­
нение
Qipa<w+0«r)=COaw+393,35 кДж;
2) Ыад+Оад =2N0CD-180,6 кДж;
3) 2Нг<г)+02(г)=2Н20(г)+483,2 кДж.
493. Процесс конденсации паров воды сопровождается
выделением тепла.
495. В целом тепловой эффект химического процесса
определяется количеством энергии, выделяющейся при
образовании химических связей в конечных веществах и
поглощающейся при разрыве химических связей в исход­
ных веществах, В случае, когда при образовании новых
связей энергии выделяется больше, чем затрачивается на
разрыв связей, тепловой эффект реакции будет положи­
тельным (экзотермические реакции). При обратном со­
отношении количеств выделяющейся и затраченной энер«
197
*
гни тепловой эффект реакции отрицателен (эндотермиче­
ские реакции).
-,
496. Образование химической связи между атомами
всегда сопровождается выделением энергии. И наоборот,
на разрыв связи требуется затратить энергию. Поэтому
реакции образования молекул из атомов всегда экзотермпчны, а реакции диссоциации молекул на атомы —эндотермичны.
497. Тепловой эффект химической реакции зависит от
энергии химической связи в молекулах конечных и исход­
ных веществ. Любую химическую реакцию в газовой фазе
условно можно представить идущей в два этапа: диссо­
циация исходных молекул на атомы и образование из
этих атомов новых молекул. Первый процесс идет с за­
тратой, второй — с выделением энергии, и в соответствии
с законом Гесса тепловой эффект химической реакции
можно определить как разность между суммой энергий
химических- связей конечных веществ и суммой энергии
химических связей исходных веществ
Q ss 2 Е*им.связи коют.а-в "*•" 2J. Ехии.связи исход. в-в
с учетом стехиометрических коэффициентов. Однако по­
добный расчет теплового эффекта реакции является при­
ближенным, так как свой вклад в тепловой эффект реак- .
ции наряду с энергиями связей вносят также изменение
энергии межмолекулярного взаимодействия, изменение
кинетической энергии молекул, энергия фазовых перехо.дов и т. д.
498. При составлении ответа учесть изменение энергии
связей Г—Г и НГ. Энергия связей F ~ F , CI—CI, Br—Br,
I—I и Н—F, Н—С1, Н—Вг, Н—I соответственно равна
159,7; 238,3; 189,8; 198,8; 568,3; 427,2; 359,9; 299,2
кДж/моль.
499. При выделении или поглощении в ходе химиче­
ский реакций энергии порядка нескольких сот кДж/моль
изменение массы вещества имеет порядок НН—10-10 г,
что не может быть определено при взвешивании. Поэто­
му можно считать, что в ходе химических реакций масса
веществ не изменяется.
500. Как сказано в условии, энергетический эффект
реакции принято представлять как тепловой. Поэтому
энергия другого вида обычно пересчитывается на те­
пловую.
198
501. Катализатор не оказывает влияния на тепловой
эффект реакции, он изменяет механизм протекания ре­
акции, Согласно закону Гесса, тепловой эффект химиче­
ской реакции зависит лишь от вида и состояния началь­
ных и конечных продуктов и не зависит от пути перехода
от первых ко вторым при сохранении постоянными на­
чальных и конечных условий (температура, давление).
502. Внутренняя энергия системы понижается, следо­
вательно, тепловая энергия выделяется в окружающую
среду. Реакция экзотермична, Q>0,
503. Q>0.
504. Так как степень окисления газовой смеси умень­
шается с повышением температуры, реакция экзотер­
мична.
505. Согласно закону Гесса, тепловой эффект химиче­
ской реакции не зависит от пути протекания процесса.
Если процесс можно осуществить несколькими путями,
*
в;
то Q=Qi+Qa+Q3+Q4=*Q5+Qe+Q7+QeОтсюда следует, что термохимические уравнения можно
складывать и вычитать как алгебраические.
Для определения теплового эффекта заданной реакции
суммируем уравнения
.
Сад + Оа и « С0 2 со + 393,3 кДж
^ C0 2fr) + QT) « 2СО(р) — 172,42 кДж
2QT) + 02(D = 2CO(r) +220,88 кДж7
506. Чтобы получить нужное уравнение реакции, сле­
дует первое из приведенных в условии задачи уравнений
вычесть из второго.
_
N 2 ( r ) +50 2 fr) = 2NQ2(r)— 67,64 кДж
2NO<r) + 0 2 (г) ^ 2NQ2 (г) + 112,94 кДж *
N2(r>-r- 02(г)«=2ЩГ) —180,58 кДж.
199
507. Теплотой образования вещества называется то ко­
личество тепла, которое выделяется или поглощается при
образовании одного моля вещества из простых веществ.
Суммируя все четыре термохимических уравнения, по­
лучим
S ( T)+20 2 и+Нт*= Н2804(ж)+813,2 кДж/моль.
508. Напишем термохимические уравнения реакций
получения оксидов алюминия и серы и сульфата алюми­
ния
4А1(Т)+302<г)=2А12Оз(т)-Ь 3380,8 кДж
2S(T)+302(r)=2SOj№)+789,4 кДж
2AI(T)+3S(T)+ бОэдг) «Ala(S04)8(T)+3431,8 кДж.
Вычитая из третьего уравнения первое уравнение с ко­
эффициентами, уменьшенными8 в 2 раза, и второе с коэф­
фициентами, увеличенными в /г раза, получим
2А1А (т) + 3S0 3 (г)« АЬ (S04)3 м +
Н-(3431,8—3380,8- 4 — 7 8 9 , 4 . 3/2)кДж.
Тепловой эффект реакции равен 557,3 кДж.
Задачу можно решить также, используя следствие из за­
кона Гесса, согласно которому тепловой эффект химиче­
ской реакции равен разности между суммой теплот обра­
зования конечных веществ и суммой теплот образования
исходных веществ с учетом стехиометрических коэффи­
циентов. К такому выводу можно прийти и анализируя
расчет по первому из предложенных путей. Для реакции
А120а(х)+350аю« Ala(S04)acT)+Q,
Q — Qo6p. Ai, (so,). — (Q обр.Ai.o, + 3Qo6P. so,) •• 557,3 кДж.
509. 904,4 кДж. Если расчет вести, суммируя теплоты
образования конечных и исходных продуктов реакции
(см. решение предыдущей задачи), следует принять,во
внимание, что теплота образования кислорода равна ну­
лю. Теплоты образования простых веществ в наиболее
устойчивом для них в стандартных условиях агрегатном
состоянии приняты равными нулю,
510. 394,3 кДж/моль.
511. 296,55 кДж/моль,
206
512, Вычислим тепловой эффект реакции алюмотермии
Fe203(T) +2Al(T)=Al208(T)+2Few+ Qu
(I)
используя пропорцию
при восстановлении 80 г Fe 2 0 3 выделяется 426,3 кДж
»
»
160 (моль Fe2Oa)
» Qi >
Q,=852,6 кДж.
Вычислим тепловой эффект реакции
4A1 ( T)+30 2 W =2A1 2 0 8 (T)+Q2,
"№•
используя пропорцию
при сгорании 5,4 г А1 выделяется 167,3 кДж
»
»
108 (4 моль AI)
»
Q2 »
Q2=3346 кДж.
Тепловой эффект реакции
4Fe(x)+302W«2Fe208(T)+Q3
можно вычислить, вычитая из уравнения (2) уравнение
(I) с коэффициентами, увеличенными в 2 раза. Тогда
Q3=Q2—2Qi=1640,8 кДж. Теплота образования ок­
сида железа (III), т. е. теплота образования 1 моль
Fe 2 0 3 , составит 820,4 кДж/моль.
613. Вычислим тепловые эффекты реакций
FeO(T)+CO(D=Fe(T)+C02(p)+Qif
(1)
гСОю+Огю-гСОад+Ра,
(2)
используя пропорции:
• при взаимодействии 3,6 г FeO выделяется 0,7 кДж
»
»
72 г (моль FeO)
»
<?i »
<?=14кДж;
при сгорании 2,8 г СО выделяется 28,3 кДж
»
»
56 г (2 моль СО) »
Qa »
С}а=566кДж.
Вычитая из термохимического уравнения (2) уравнение
(1), взятое с удвоенными коэффициентами, получим
2Fe(,)+02W=s2FeOtT)+Qa-2Qi,
2Fe(T)+02(r)=2FeO(T)+583 кДж.
Теплота образования 1 моль FeO составит 269 кДж/моль.
514. В случае любых сильных кислоты и основания,
практически полностью диссоциирующих в разбавлен­
ных растворах, реакция нейтрализации в таких разбав201
ленных растворах протекает в соответствии с уравне­
нием
Н(р-р) + ОН[^_р) = НЕ0(Ж).
Тепловой эффект этой реакции есть величина постоянная.
В случае слабой кислоты или слабого основания до­
полнительно сказывается тепловой эффект реакции дис­
социации слабого электролита, разный для разных элек­
тролитов. И суммарный эффект взаимодействия в раст­
воре кислоты и основания зависит от их природы.
515. Справедливо второе (см. пояснение к предыдуще­
му вопросу).
516. Вычислим количество тепла, выделившееся при
растворении 24,5 г H 2 S0 4 , используя формулу
Q=mc№,
Q = 2 2 4 , 5 - 3 , 7 6 - 5 , 8 » 4 , 9 (кДж).
Теплота растворения серной кислоты есть тепловой эф­
фект растворения 1 моль ее. Для вычисления теплоты
растворения H 2 S0 4 составим пропорцию
при растворении 24,5 г H 2 S 0 4 выделяется 4,9 кДж
»
»
98 (моль H 2 S0 4 )
»
Q »
О л=19,6 кДж/моль.
,#й£.«й.".'" .;ь%;У
517. 14,78 тЩж/моль.
' 518. Напишем схемы уравнений реакций растворения
безводного сульфата меди и медного купороса
CUS0 4 <T)+я?=CuS0 4 ( p_p)+66,5 кДж/моль: Щ\)
CuS0 4 • 5Н 2 0 ( т)+ад=CuS0 4 ( p - P )+11,7 кДж/моль,' (2)
где aq — вода, участвующая в процессе растворения. Вы­
читая из уравнения (I) уравнение (2), получим
CuS04(T)+5H20l,K)=CuS04-5HaO(T)+54,8 кДж/моль.
Нужные для этой реакции 5 моль воды берутся из обще­
го количества воды (aq), участвующей в реакциях (I)
И (2).
.;(,"„.519. 29,17 кДж/моль; 100,67 кДж/моль.
520. Чтобы рассчитать состав смеси аммиака и кисло­
рода, нужно знать, какое из веществ полностью вступает
в реакцию, т. е. какое из веществ дано в недостатке и
какое — в избытке. Так как при сжигании смеси аммиа­
ка, кислорода и водорода выделяется тепла больше, чем
202
при сжигании смеси аммиака и кислорода, то можно
утверждать, что в смеси аммиака, кислорода и водорода
идет окисление и аммиака и водорода. Следовательно,
в смеси с аммиаком кислород дан в избытке. Расчет со­
става смеси следует вести по количеству аммиака.
В отсутствие катализатора окисление аммиака проте­
кает согласно уравнению
4NH3+30a=2N2+6H20+Q кДж.
Тепловой эффект этой реакции Q можно вычислить по
теплотам образования реагирующих веществ. В соответ­
ствии с законом Гесса;
Q - 6Qoep. н*>— 4Qoep. ын.« 1265,6 кДж
(теплоты образования кислорода и азота как простых
веществ приняты равными нулю). Учитывая; что при
окислении содержащегося в смеси аммиака выделилось
63,3 кДж, вычислим содержание аммиака.
При окислении 68 г (4 моль) NH3 выделяется-1265,6 кДж
»
»
X
«
«
€» 63,3 »
хь-3|4т№1|.
Процентный состав смеси: 26,15% NH3, 73,85% 0 2 .
521. 18,99% С2Н6 и 81,01% 0 2 .
623. Начиная с 1962 г., получен ряд химических соеди­
нений криптона, ксенона и радона (KrF2, KrF4, XeF2,
XeF4, XeF6, Хе03 и др.). В связи с этим название «инерт­
ные газы» для элементов подгруппы гелия не совсем
оправдано.
524; Бериллий — s-элемент, металл. Валентность рав­
на 2. Типы соединений ВеО, Ве(ОН)2, ВеГ2 ( r = F , C1,
Br, J), BeS04 и т. д. Гидроксид амфотерен.
525. В периодах Периодической системы слева напра­
во у элементов последовательно увеличивается заряд ядер
атомов- и количество внешних электронов. Одновременно
уменьшаются радиусы атомов элементов. В результате
прочность связи внешних электронов с ядром атома уве­
личивается. Металлические же свойства элементов опре­
деляются легкостью отдачи валентных электронов. Поэто­
му при увеличении заряда ядер атомов и уменьшении их
радиусов металлические свойства элементов в ряду нат­
рий — хлор ослабевают.
203
ленных растворах протекает в соответствии с уравне­
нием
Н(р—р) + ОН(7-р> — НаО(Ж).
Тепловой эффект этой реакции есть величина постоянная.
В случае слабой кислоты или слабого основания до­
полнительно сказывается тепловой эффект реакции дис­
социации слабого электролита, разный для разных элек­
тролитов. И суммарный эффект взаимодействия в раст­
воре кислоты и основания зависит от их природы.
515. Справедливо второе (см. пояснение к предыдуще­
му вопросу).
516. Вычислим количество тепла, выделившееся при
растворении 24,5 г H 2 S0 4 , используя формулу
Q=*mcM,
Q=224,5*3,76>5,8»4,9 (кДж).
Теплота растворения серной кислоты есть тепловой эф­
фект растворения 1 моль ее. Для вычисления теплоты
растворения H 2 S0 4 составим пропорцию
при растворении 24,5 г H 2 S0 4 выделяется 4,9 кДж
»
»
98 (моль H2S04)
»
Q »
Q=19,6 кДж/моль.
517. 14,78 кДж/моль.
' 518. Напишем схемы уравнений реакций растворения
безводного сульфата меди и медного купороса
CuS04(T)+ai7=CuS04(p-p)+66,5 кДж/моль
(I)
CuS0 4 • 5H20(T)+fl^!=CuS04(p-p)+11,7 кДж/моль, (2)
где ад — вода, участвующая в процессе растворения. Вы­
читая из уравнения (I) уравнение (2), получим
CUS04(T)+5Н20(ж)=CuS04-5H2QtT)+54,8 кДж/моль.
Нужные для этой реакции 5 моль воды берутся из обще­
го количества воды (aq), участвующей в реакциях (I)
И (2).
"..•".:.-jUKJ^.i
-" •
519. 29,17 кДж/моль;: 100,67 кДж/моль.
520. Чтобы рассчитать состав смеси аммиака и кисло­
рода, нужно знать, какое из веществ полностью вступает
в реакцию, т. е. какое из веществ дано в недостатке и
какое — в избытке. Так как при сжигании смеси аммиа­
ка, кислорода и водорода выделяется тепла больше, чем
202
при сжигании смеси аммиака и кислорода, то можно
утверждать, что в смеси аммиака, кислорода и водорода
идет окисление и аммиака и водорода. Следовательно,
в смеси с аммиаком кислород дан в избытке. Расчет со­
става смеси следует вести по количеству аммиака.
В отсутствие катализатора окисление аммиака проте­
кает согласно уравнению
4NH3+30 2 =2N 2 +6HaO+Q кДж.
Тепловой эффект этой реакции Q можно вычислить по
теплотам образования реагирующих веществ. В соответ­
ствии- с законом Тесса*
Q = 6Qoep. н*о— 4<W и н , « 1265,6 кДж
(теплоты образования кислорода и азота как простых
веществ приняты равными нулю). Учитывая, что при
окислении содержащегося в смеси аммиака выделилось
63,3 кДж, вычислим содержание аммиака.
При окислении 68 г (4 моль) NH3 выделяется 1265,6 кДж
»•
>
х
«
«
*
63,3 »
*=3,4 г NH3.
Процентный состав смеси: 26,15% NH3, 73,85% Оз.
521. 18,99% С3Нб и 81,01% Q*
523. Начиная с 1962 г., получен ряд химических соеди­
нений криптона, ксенона и радона (KrF2, KrF4, XeF2,
XeF4, XeF6, Хе0 3 и др.). В связи с этим название «инерт­
ные газы» для элементов подгруппы гелия не совсем
оправдано.
524. Бериллий — s-элемент, металл. Валентность рав­
на 2. Типы соединений ВеО, Ве(ОН) 2 , ВеГ2 ( r = F , CI,
Br, J), BeS0 4 и т. д. Гидроксид амфотерен.
525. В периодах Периодической системы слева напра­
во у элементов последовательно увеличивается заряд ядер
атомов и количество внешних электронов. Одновременно
уменьшаются радиусы атомов элементов. В результате
прочность связи внешних электронов с ядром атома уве­
личивается. Металлические же свойства элементов опре­
деляются легкостью отдачи валентных электронов. Поэто­
му при увеличении заряда ядер атомов и уменьшении их
радиусов металлические свойства элементов в ряду нат­
рий —- хлор ослабевают.
С увеличением порядкового номера у элементов под­
группы галогенов увеличивается количество электронных
слоев, растут радиусы атомов и ослабляется связь внеш­
них электронов с ядрами атомов. Способность к присоеди­
нению электронов уменьшается и соответственно ослаб­
ляются неметаллические свойства элементов.
526. В различных вариантах таблицы Периодической
системы водород включается либо в первую, либо в седь­
мую группы элементов, либо одновременно в обе. Более
обосновано помещение водорода в седьмую группу. По­
добно галогенам, он способен присоединять лишь один
электрон до завершения устойчивой электронной конфигу­
рации. При этом водород, как и галогены, образует солеподобные соединения с наиболее активными металлами
(гидриды), например NaH, CaH2 —- ионные соединения, в
которых отрицательно заряженным ионом является Н~.
Ближе к галогенам водород и по физическим свойствам.
С элементами первой группы его роднит одинаковая кон­
фигурация внешнего электронного слоя. Однако это род­
ство носит лишь формальный характер, так как электрон­
ная, конфигурация атома водорода вообще не имеет ана­
логов. Атом водорода, лишенный электрона, представляет
собой протон. В отличие от щелочных металлов водород
не образует ионных соединений, в которые бы он входил
в виде положительно заряженного иона.
527. Солеобразные гидриды образуют наиболее актив­
ные металлы (щелочные и щелочноземельные). Эти со­
единения построены по типу ионных, т. е. состоят из поло­
жительно заряженных ионов металла и отрицательно за­
ряженных ионов водорода. Последнее подтверждается
практически — при электролизе расплава такого гидрида
водород будет выделяться на аноде. Водород образует
анионы только тогда, когда атом элемента, вступающего
с ним в химическое взаимодействие, легко отдает свои
валентные электроны. Это характерно для самых актив­
ных металлов, и поэтому именно с ними водород образует
ионные солеобразные гидриды.
528. Сульфаты кальция и свинца в воде трудно' рШ
творимы и образуют на поверхности металла пленку, за­
трудняющую дальнейшее протекание процесса. Кроме то­
го, кальций практически не используется для вытеснения
водорода из сильных кислот из-за чрезвычайно бурного
протекания такого процесса.
' •
'
204
"53б! В ряду галогенов неметаллические свойства осла­
бевает. Первые признаки металлических свойств обнару­
живаются у иода. Наиболее выражены они у астата. Пе­
речисленные свойства имеются у иода и астата.
531. В основе получения галогенов в свободном состо­
янии из их природных соединений лежит окислительновосстановительная реакция, в результате которой проис­
ходит окисление галогенид-ионов до атомов.
2Р--2е=:Г2.
532. Химическим путем окислить фтор до свободного
из его природных соединений нельзя, так как свободный
фтор — самый сильный окислитель.
536. В 1,98 раза.
537. При составлении ответа учесть степени окисления
атомов хлора в хлорноватистой (+1) и соляной (—1) ки­
слотах.
'Ш&ШЩШеШ
538. При наличии хлора смесь будет обладать окисли­
тельными свойствами.
539. Более сильно выраженные окислительные свой­
ства влажного хлора объясняются протеканием реакций
сь+до-'нсю+на,
нею - на+о.
540. При пропускании хлора через водный раствор
карбоната натрия протекает реакция
С1 2 +Н 2 0«НС1+НСЮ,
одним из продуктов которой является соляная кислота.
Последняя как более сильная вытесняет слабую угольную
кислоту
Na2Cb3+2HCl=2NaCl+H2COsf
которая разлагается с выделением углекислого газа.
541. Основной составной частью большинства минера­
лов, образующих нашу литосферу, является диоксид крем­
ния, который легко вступает в реакцию взаимодействия с
фтороводородом
г^г~
SO* + 4HF - SiF4t + 2 H A
Ьбразующийся при этом тетрафторид кремния — летучее '
вещество. Поэтому при замене в атмосфере Земли кисло205
рода на фтороводород произошло бы разрушение значи­
тельной части литосферы.
542. Многие фториды, в том числе и фториды свинца и
никеля, трудно растворимы и образуют пленку, предохра­
няющую сосуд от разрушения.
543. Медь может медленно растворяться в соляной
кислоте в присутствий кислорода
2Cu+4HCl+0 2 =2CuCl 2 +2H 2 0,
Аналогичный процесс возможен и в уксусной кислоте,
544. При составлении ответа учтите практическое от»
сутствие самоионизации хлороводорода, очень низкую са­
моионизацию воды и хорошую ионизацию (диссоциацию)
хлороводорода в воде.
546. Для установления природы галогена приведенных
в условии задачи данных недостаточно. Правда, фтор мо­
жет быть исключен, так как химизм его взаимодействия
со щелочью
F 2 +2NaOH=2NaF+H 2 0+F 2 0(0 2 , 0,0 3 ...)
яе соответствует условию задачи. Хлор, бром и иод взаи*
модействуют со щелочью в растворе на холоде и при на­
гревании согласно схемам
r 2 +2NaOH«Nar+NarO+H 2 0,
ЗГа+6МаОН=5№Г+ШГОз+ЗНаО,
т. е. для всех этих галогенов соотношение галогенидов бу­
дет отвечать заданному. Но для того чтобы различить эти
галогены, требуются дополнительные сведения.
, у;:
547. При пропускании хлора в щелочной раствор ntf
холоде и при нагревании образуются различные вещества;
С12+2КОН-КС1+КС10+НаО
(на холоде),
ЗС12+6КОН=5КС1+КС10з+ЗН20 (при нагревании).
Поэтому ответ не будет одинаковым. Предположим,
что было взято 100 г раствора. В нем содержалось 10 г
КОН. В первом случае, согласно уравнению реакции, об­
разовалось 6,65 г КС1, 8,08 г КС10 и вступило в реакцию
6,34 г хлора. Масса раствора равна 106,34 г. Процентная
концентрация КС1 равна 6,25%, КСЮ — 7,6%. Во втором
случае образовалось 11,09 г КС1, 3,64 г КСЮз и вступило
в реакцию 6,34 г хлора. Масса раствора 106,34 г. Про­
центная концентрация КС1 равна 10,43%, КСЮз — 3,42%.
548. В числе прочих факторов скорость химической ре­
акции зависит от концентрации реагирующих веществ.
Поскольку при обычных условиях хлор — газообразное
вещество, а бром — жидкость, то концентрация брома в
единице объема больше, что будет способствовать увели­
чению скорости реакции.
549. NaCl, NaClOs и NaC104 —соли сильных кислот,
и в растворе не гидролизуются.
550. NaCl.
551. При составлении ответа учтите разную концен­
трацию кислорода в смеси реагирующих веществ с газо­
образным и жидким кислородом.
554. Молекулы воды сильно полярны, способны к об­
разованию водородных и донорно-акцепторных связей,
что в сумме и обусловливает перечисленные свойства.
Окислительные свойства жидкой воды объясняются на­
личием в ней ионов водорода, восстановительные свой­
ства — возможностью окисления кислорода до свободного
под действием сильных окислителей, например фтора.
555. В молекуле сероводорода вследствие смещения
двух электронов от атомов водорода к атому серы вокруг
последнего формируется устойчивый октет из восьми элек­
тронов. Сера при этом максимально восстановлена и не
может присоединять электроны, поэтому сероводород не
проявляет окислительных свойств.
В молекуле серной кислоты все шесть внешних элек­
тронов атома серы принимают участие в образовании хи­
мических связей с атомами кислорода. Электронные па­
ры смещены к атомам кислорода, т. е. сера максимально
окислена. Следовательно, дальнейшее ее окисление не­
возможно, и серная кислота не может быть восстано­
вителем.
556. Перечисленные смеси нельзя приготовить, так
как:
1) Cl a +H 2 S«S+2HCl;
2) в присутствии соляной кислоты равновесие
С18 + Н в Оз£НС1+НаО
смещается влево, и хлор выделяется из раствора:
3) С]2+2НВг«Вгя+2НС1;
4) Br 2 +H a S=S+2HBr.
557. Взаимодействие активных металлов с разбавлен­
ной и концентрированной серной кислотой — это окисли*
237
тельно-восстановительные процессы/"8-обоих :случаях
восстановителями являются активные металлы, и про­
дукты окисления — ионы этих металлов,
'-••'• г
Окислителем в случае разбавленной кислоты будут
ионы водорода, образующиеся при диссоциации серной
кислоты в водном растворе. Продуктом восстановления
будет водород. Например,
Zn+2H+=Zn2++H2.
В концентрированном растворе диссоциация молекул
практически не идет, и в реакции участвуют недиссоциированные молекулы H2S04. Окислительные свойства их
обусловлены шестивалентной серой. Продуктами восста­
новления концентрированной серной кислоты могут быть
сернистый газ, свободная сера или сероводород. Какое из
этих веществ образуется, зависит от активности металла.
Чем активнее металл, тем глубже идет восстановление се­
ры. Например, могут протекать процессы
Cu+2H 2 S0 4 =S0 2 +CuS0 4 +2H 2 0;
3Zn+4H 2 S0 4 = S+3ZnS0 4 +4H a O;
4Mg+5H 2 S0 4 :=H 2 S+4MgS0 4 +4H 2 0.
558. Концентрированная серная кислота способна пас­
сивировать железо, в разбавленной кислоте железо
может растворяться с выделением водорода.
' 559. При взаимодействии цинка с кислотой
Zn+2H+=Zna++H2
ионы водорода разряжаются (Н++г=Н) непосредствен­
но у поверхности металлического цинка и водород мель­
чайшими пузырьками покрывает его, изолируя от раство­
ра. Кроме того, переходящие в раствор ионы цинка
образуют вокруг него слой положительно заряженных
ионов, препятствующих подходу положительных
ионов
:
водорода. Реакция замедляется.
''-Д%:^::
Если в раствор кислоты добавить соль меди, выделя­
ющаяся в результате реакции
:Ч%}
Zn+Cu2+«Cu + Zn2+
•"*'"*
медь рыхлым слоем оседает на цинке. При этом образу­
ется гальваническая пара элементов Zn|HGl||HCI|Cu.
Цинк, как более активный металл, посылает свои
ионы в раствор, а электроны от цинка переходят к меди.
При.этом медь заряжается отрицательно, и ионы водо­
рода будут разряжаться уже не на поверхности цинка, а
на поверхности меди. Процесс растворения цинка уско­
ряется.
. 660. Обратимы реакции 4 и 7,
561. Реакции 3, 4, 9, 10.
663. В первом случае сероводород можно получить.
Что же касается серной кислоты, то следует учесть, что
в зависимости от ее концентрации при взаимодействии с
сульфидом железа образуются разные продукты: с раз­
бавленной — сероводород, с концентрированной — серни­
стый газ. В случае азотной кислоты, независимо от ее
концентрации, происходит окисление сульфид-ионов и
получить сероводород действием азотной кислоты на
сульфиды невозможно.
565.- Молекулы азота исключительно устойчивы, что
объясняют высокой прочностью тройной связи в них
(энергия химической связи в молекуле N2 равна
940,5 кДж/моль). Устойчивость молекул затрудняет их
вовлечение в процесс химического взаимодействия.
В электрическом разряде возможна диссоциация молекул
и образование намного более реакционноспособного ато­
марного азота.
; 566. Молекулы азота исключительно устойчивы
(см. пояснение к предыдущему вопросу). Между атомами
фосфора нехарактерны кратные связи. В многоатомных
молекулах фосфора между атомами образуются значи­
тельно менее устойчивые, чем в молекулах N2, одинарные
связи. Это одна из причин более высокой химической ак­
тивности фосфора в сравнении с азотом. Фосфор легко
вступает в химические реакции и поэтому в свободном со­
стоянии в природе не встречается.
567. Имеется в виду фосфор в виде трех модификации:
красный (.1), белый (2) и черный (3).
568. Реакция синтеза аммиака обратима, и при повы­
шении температуры равновесие смещается влево, т. е. в
сторону диссоциации аммиака на азот и водород. Таким
образом, температура, способствуя увеличению скорости
реакции, смещает равновесие в нежелательном направле­
нии-. - Поэтому выбирают некоторый- оптимальный интер­
вал температур.
.
.щ$т>т*т>1к :569. При составлении ответа учтите возможность вза­
имодействия азота с водородом и водорода с кислородом.
209
570. Прохождение электрического тока в жидкости
или растворе связано с присутствием в них ионов. Ионы
могут возникать при диссоциации электролитов вследствие
самоионизашш или под действием молекул растворителя.
Жидкие аммиак и вода не проводят электрический ток,
так как самоионизащгя их весьма незначительна. При
растворении в воде аммиака возможно появление в рас­
творе ионов аммония и гидроксила.
571. Допустим, что объем колбы Ул. Массу аммиака
в этом объеме можно вычислить, используя пропорцию
масса NH3 в объеме 22,4 л при н. у. составляет 17 г.
» »
»
V
» »
х »
_ 17-У
Чтобы вычислить процентную концентрацию, составим,
допуская, что плотность раствора равна единице, новую
пропорцию:
17 • V
В 1000.V г. раствора содержится ^ 4 г NH,
* 100 »
»
»
у » »
у-0,076 г. Раствор аммиака 0,076%.
572. Соли аммония термически мало устойчивы. Если
анионы в них не обладают окислительными свойствами,
соли аммония разлагаются на аммиак и кислоту. Если
анионы способны проявлять окислительные свойства, при
нагревании таких солей атом азота в ионе аммония мо­
жет окисляться, как в случае дихромата аммония. При
разложении нитрата аммония атомы азота в степени
окисления —3(NH}") окисляются, а атомы азота в сте­
пени окисления +5(ЫОГ) восстанавливаются до состо­
яния средней степени окисления + 1 . Образуется NsO.
573. Лежащая в основе лабораторного метода получе-*
ния азотной кислоты реакция
&.*..+&-.:-
KN08+HaS04«KHS«5plM8s
л М
*
обратима, если она протекает в растворе (в ней участву­
ют сильные, хорошо растворимые электролиты). Протека­
ние этой реакции до конца возможно в том случае, если
один из продуктов (гидросульфат калия или азотная ки­
слота) выводятся из реакции. Азотная кислота может
210
фыть удалена вследствие летучести при нагревании. Но
удалить ее из водных растворов трудно. Поэтому процесс
можно вести лишь при повышенной температуре, исполь­
зуя твердый нитрат и концентрированную серную кислоту.
. 576. По аналогии с соляной и серной кислотами мож­
но было бы ожидать, что при действии активных метал­
лов на разбавленную азотную кислоту будет выделяться
водород. Однако окислителем в разбавленной азотной
кислоте могут быть не только ионы водорода, но и нитратионы. Поэтому выделяющийся атомарный водород снова
окисляется азотной кислотой и при этом образуются про­
дукты ее восстановления
Н++Ме=Ме++Н;
H+N0i"+H -*H2O + N 0 ( N A N2, NH3).
Степень восстановления зависит от концентрации кислоты
и активности металла. Чем активнее металл и чем более
разбавлена кислота, тем глубже идет восстановление.
Например, возможны процессы:
3Pb+8HN08=3Pb(NO3)a+2N0+4H 2 0; '
4Fe+ 10HNOe=4Fe(NO3h+N2O+5H2O;
5Zn+ 12HN03=5Zn(N0 3 ) 2 +N 2 +6H 2 0;
4Mg+ 10HNO3=4Mg(NO3)2+NH4NO3+3H2O.
Однако следует иметь в виду, что реальный процесс рас­
творения металлов в азотной кислоте приводит, как пра­
вило, к образованию одновременно нескольких продуктов
ее восстановления.
576. Нитрат-ион при нагревании способен окислять
катион, как это и наблюдается в случае нитратов аммо­
ния и марганца.
+
577.
2РЬ(Ш 3 ) 2 ==2РЬО+4Ш 2 +0 2 ;
2KN0 8 =2KN0 2 +0 2 .
Смесь образовавшихся оксида свинца и нитрита калия
можно разделить, обработав водой. Оксид свинца в воде
не растворим.
ftSfe.
579. Из-за большой энергии связи в молекулах азота
и кислорода взаимодействие между этими веществами
затруднено. Реакция возможна при очень высокой темпе­
ратуре или в условиях электрического разряда.
580. Пропустить через раствор щелочи:
211
2NOi+2kOH-kNO a +KN0 3 +HsOi
G02+2KOH - K2CO3+H20.
Оксиды азота (II) и углерода (II) со щелочью не взаи­
модействуют.
581. Над водой можно собирать те газы, раствори­
мость которых в воде мала: оксид азота (II), кислород,
метан. Непосредственно, заполняя сосуд на воздухе, мо*
гут быть собраны все газы, кроме оксида азота (II), ко­
торый взаимодействует с кислородом воздуха, образуя
диоксид азота
2NO+0 2 =2N0 2 .
682. Для осушения оксида азота (II), этилена, кисло­
рода и водорода могут быть использованы все' перечис­
ленные осушители, только в случае водорода берется
~ 80%-ная серная кислота, так как более концентриро­
ванная окисляет водород. Сернистый газ и диоксид азо­
та можно сушить фосфорным ангидридом, безводным
хлоридом кальция, концентрированной серной кислотой;
аммиак — твердым гидроксидом натрия.
584. Соединения четвертого ряда, так как в этом ря­
ду содержатся вещества, в которых атом азота имеет
промежуточную степень окисления.
•585. В основе современных промышленных методов
лежат реакции:
N 2 +3H 2 =2NH 3 (температура 400-600 °С, давление
сотни атмосфер, катализатор),
N 2 +0 2 =2N^l^TeMnepaTypa ~ 3000 °С).
Составляют основу уже устаревшего «цианамидного»
метода получения аммиака реакции:
N 2 +CaC 2 « CaCN2+С
(температура ~ 1000 °С),
CaCN 2 +3H 2 0=CaC0 3 +2NH 8
(температура> 100°С)
" Не имеют практического значения реакции:
6Li+N2=2Li3N
(при обычных условиях)»1;1'*
Li8N+3H20=NH8+3LiOH.
Пока только исследуется возможность практического
использования реакций:
N 2 +4V(OH) 2 +4H 2 0=N 2 H 4 +4V(OH)8,
"N2+6V(OH)2+6HaO-2NH8+6V(OH)3.
212
586. Согласно уравнениям диссоциации
Н3Р04 - Н + + Н2РОГ,
Н2РОГ - Н + + HPOf",
НЮ!" - Н + + POi"
на второй и третьей стадии отщепление положительно
заряженного иона водорода идет от отрицательно заря­
женного иона. Степень диссоциации будет уменьшаться.
; 587. Элемент V группы может проявлять валентность
3 и 5 и образовать галогениды ИГ3 и ИГ5. Эквивалентные
массы (Э) их, выраженные через молекулярные массы,
равны
&i
AR + ЗАГ
jj
,
AR + 5Ar
Q
Cfg
g
,
где AR И АГ — соответственно атомные массы элемента и
галогена. Согласно условию задачи,
AR + 3Ar
AR + 5A,
' 3
5
feaW
<^*?т
откуда AR = 75. Элемент-г-мышьяк.
593. Допустим, что в состав сплава входит х моль
атомов рубидия и у моль атомов второго щелочного ме­
талла с атомной массой А. Тогда, учитывая, что атомная
масса рубидия равна 85, получим уравнение
85*+Ау=4,6.
,,(1)_
Второе уравнение составим, приняв во внимание, что вы­
делилось 0,1 моль (2,24 л) водорода и что при этом в
реакцию вступит 0,2 моль атомов щелочного металла, так
как реакция взаимодействия идет в соответствии с урав­
нением
2Ме+2Н20=2МеОН+Н2.
х+у=0,2.
(2)
Решив систему уравнений (1) и (2) относительно у, по­
лучим
9
8Б-А"
При наличии тех данных, которые приведены в условии,
дальше задача может быть решена, лишь пользуясь ме213
тодом подбора. Очевидно, что А должно быть меньше
85, значит цезий исключается. Проверим применимость
данных относитсльни калии, натрия и лития. Их атомные
массы соответственно равны 39,23 и 7.
1) У — "gsllad' •*" ®^'
..
' Ув
ч т о и е соотв
етствует условию,
так как должно быть # < 0 , 2 ;
12,4
л п
85 -~23 ~ "•* т а к ж е н е соответствует условию;
Ч^-ЖГГ550»16'
Взят сплав рубидия с литием. Система уравнений может
быть решена также относительно А или х с последующим
подбором возможных значений А.
594. Окислителем при взаимодействии активных метал­
лов с водой и кислотами являются ионы водорода.
595* При электролизе водных растворов солей актив­
ных металлов (стоящих в ряду напряжений левее
маг­
ния) на катоде восстанавливается водород. ••-•'•''''-'^:'
596. Получить гидроксид щелочного металла в ре­
зультате реакций обмена можно, если образуется соль,
растворимость которой меньше, чем исходного гидроксида. Например,
Ca(OHh+Na 2 C03=2NaOH+CaC0 3>
Ba(OH) 2 +Na 2 S04=2NaOH+BaS0 4 .
597. При длительном хранении раствор гидроксида
натрия может поглощать углекислый газ, образуя кар­
бонат
2NaOH+CO a ~Na 2 C0 3 +H20.
При нейтрализации такого раствора карбонат натрия
также вступает в реакцию
Na2C03+H2S04«Na2S04+C02+HaO,
в результате которой выделяется углекислый газ.
598. Одна из причин наблюдаемого различия в хими­
ческой активности калия и меди — различие в размерах
их атомов. Радиусы атомов элементов по периоду умень­
шаются, поэтому радиус атома меди меньше радиуса ато­
ма калия (соответственно 1,28 А и 2,36 AJ. Кроме того,
атомы калия и меди имеют различные по структуре пред214
последние электронные слои. Аналогично изменяется хи­
мическая активность рубидия и серебра, цезия и золота.
599. По целому ряду свойств магний близок к ще­
лочноземельным металлам: по положению в ряду напря­
жений (близкие значения электродных потенциалов), по
методу получения металлов (электролиз расплава со­
лей), по свойствам гидроксидов (все гидроксиды — ти­
пичные основания). В то же- время у магния есть неко­
торое сходство и с цинком. Например, сульфат магния,
как и сульфат цинка, хорошо растворим в воде, в то вре­
мя как сульфаты щелочноземельных металлов — труд­
норастворимые вещества. Металлические цинк и магний
на холоде не растворимы в воде, тогда как щелочнозе­
мельные металлы растворимы. Если сравнить электрон­
ную структуру атомов, то у элементов второй группы
Периодической системы главной и побочной подгрупп
электронная конфигурация внешнего слоя одинакова s2.
Это и является причиной сходства в свойствах элементов
не только в пределах подгруппы, но и разных подгрупп.
Однако если учесть влияние различных по структуре
предпоследних слоев, очевидно, что глубокая аналогия в
свойствах элементов разных подгрупп отсутствует.
601. В реакциях, протекающих в отсутствие воды,
кальций менее активен, чем натрий. Ряд напряжений
определяется взаимодействием металлов в водной среде.
При этом на активность металла накладывается допол­
нительный фактор — взаимодействие образующихся ио­
нов металла с водой (гидратация ионов). Этот процесс
сопровождается выделением энергии. Так как отрыв
электронов от атомов требует затраты энергии, то энер­
гия, выделяющаяся при гидратации ионов (энергия гид­
ратации), может частично компенсировать эти затраты,
способствуя тем самым отрыву электронов.
У ионов кальция энергия гидратации значительно
выше, чем у ионов натрия, так как размеры иона каль­
ция меньше, а заряд иона больше, чем у натрия, и моле­
кулы воды притягиваются сильнее. Это и может объяс­
нить относительное расположение кальция и натрия в
ряду напряжений.
602. Реакция 5. В схеме уравнения реакции 4 приве­
дены продукты разложения при высокой температуре.
При более низкой температуре разложение идет в соот­
ветствии с уравнением:
215
Са (Ж)зЬ==Са (NOah+O*
604. Практически используется процесс электролиза
расплава соли, но можно получать и алюмотермическим
путем.
608. 2,32 мг-экв/л.
609. Примем, что масса моля галогенида бария сос­
тавляет Mi г, а масса моля галогенида неизвестного
металла — Ма г. Масса моля сульфата бария составля­
ет 233 г. Тогда галогенида бария взято -Ц- молей, столь­
ко же взято молей сульфата неизвестного металла и.по
стольку же молей выделится сульфата бария и образует­
ся в растворе галогенида металла, что следует из урав­
нения реакции
ВаГа + MeS04 - BaSOJ, + МеТа.
Масса раствора после удаления сульфата бария будет
равна (А + Б + В—-щ- • 233 j г. В этом растворе содер-
Б „
'
„ тШшт
жится -jjp'Mi г галогенида металла. Вычислим про­
центную концентрацию раствора, используя пропорцию
в (А + Б + в"""-дГ • З 3 3 ] г Евствора содержится - Д - Mi г галогенида
»'
100
•
. * • • •
•
»
»
х
»
»
100БМ,
( А + Б + В)М1 — Б-233 *
610. В обоих случаях в роли окислителя выступают
ионы водорода. В случае щелочи роль окислителя игра­
ют ионы водорода из воды
2А1+6Н20=2А1 (ОН)а+ЗН2,
2Al(OH)8+2NaOH=2NaA102+4H20.
Суммарное уравнение
2Al+2NaOH+2H20«2NaA102+3H2.
611. 2NaA102+COa+3H20«Na2C08+2Al(ОН)*
612. Например:
1) NaOH + А1 (ОН)я *= NaAlOi + 2Н80;
2NaOH + Zn (ОН), - Na,ZnO? + 2НаО;
216
2) 2A1CJ. + 3N8.S + 6H.0 - 2A1 (OHW + 3H8Sf+
+ 6NaCl;
2Cr (N03)8 + 3NaaCQ, + 3H40 = 2Cr ( O H U +
+ 3GOaf + 6NaN08;
3) NaAlO* + 2HaO = Al (OH)J + NaOH;
Naj,Cu08 + 2H80 = Cu (OH)a| + 2NaDH.
613. Гидроксид алюминия обладает амфотерными
свойствами и способен растворяться в избытке щелочи
с образованием растворимого алюмината. При добавле­
нии раствора хлорида алюминия к раствору щелочи вна­
чале образуется алюминат щелочного металла, который
затем по мере уменьшения количества щелочи разлагает­
ся с образованием гидроксида алюминия.
615. При взаимодействии железа с хлором образуется
трихлорид, а при взаимодействии с соляной кислотой —
дихлорид железа:
2Fe+3Cl2-=2FeCl8;
Fe+2HCl^FeCl 2 +H 2 .
Связано это с тем, что хлор как сильный окислитель
окисляет железо до трехвалентного состояния. При рас­
творении железа в соляной кислоте роль окислителя
выполняют ионы водорода. В отличие от хлора они могут
окислить железо лишь до двухвалентного состояния.
Прежде всего это связано со слабыми по сравнению с
хлором окислительными свойствами ионов водорода в
соляной кислоте. Кроме того, образующийся в результате
реакции водород в момент выделения является сильным
восстановителем и препятствует более глубокому окисле­
нию металла. Поэтому, если в кислотах растворение ме­
талла, проявляющего переменную валентность, - сопро­
вождается выделением водорода, в образующихся соеди­
нениях металл, как правило, проявляет более низкую
валентность.
616. Возможен гидролиз и окисление кислородом
воздуха.
ШШ
617. При нагреваний возможен гидролиз соли в кри­
сталлизационной воде.
618. Fe304+4H2S04=Fe2(S04)8+FeS04+4H20>
Fe 3 04+8HCl=2FeCl3+Fea2+4H 2 0.
619. Даже если не знать конкретно продуктов взаимо­
действия в растворе хлорида железа (III) и сероводоро217
да, обменную реакцию с образованием сульфида железа
(III) следует исключить, так как согласно условию зада­
чи при взаимодействии образуются два выпадающих в
осадок вещества. Учитывая восстановительные свойства
сероводорода и наличие слабо выраженных окислитель­
ных свойств у соединений железа (III), можно допустить
протекание реакции
2Fea 3 +3H 2 S=2FeS+S+6HCI.
В соляной кислоте растворяется только сульфид, в азот­
ной кислоте — сера
S+2HN0 3 -H 2 S04+2NO.
В конечном растворе содержится серная кислота. Из
уравнений реакций следует, что в результате образуется
столько же молей серной кислоты, сколько в качестве
промежуточного продукта образовывалось молей серы,
а последней образуется в 2 раза меньше молей, чем бы­
ло хлорида железа (III). То есть серной кислоты обра­
зуется в 2 раза меньшее число молей, чем было хлорида.
железа (III). Так как объемы исходного и конечного рас­
творов одинаковы, молярная концентрация последнего в.
2 раза меньше, т. е. раствор 0,05 М.
620. Используется реакция вытеснения металличе­
ской ртути из раствора ее сульфата под действием -более
активных, чем ртуть, металлов.
621. При составлении ответа учесть разную степень
нежности связи Э — ОН в соединениях элемента в разном
валентном состоянии. С увеличением валентности эле­
мента и числа связей Э — О степень ионности связи по­
нижается, и основные свойства ослабевают.
622. Кислотные свойства характерны для оксидов,
образованных элементом в высоком валентном состоя-*
иии. В данном случае кислотные оксиды:
СгОз, Mn207, Sb 2 0 5 .
630. Для перевода средней соли в кислую или кислой
в среднюю необходимо добавить эквивалентные количе­
ства, в первом случае соответствующей кислоты, во вто­
ром — основания. Например,
K 2 S04+H 2 S0 4 =2KHS0 4 ;
KHS0 4 +KOH=KaS04+H a O.
218
Кислая соль может быть переведена в среднюю также
путем нагревания. Например,
2NaHC0 3 =Na 2 C0 3 +C0 2 +H 2 0.
Для перевода средней соли в основную, в которой не
все гидроксильные группы замещены кислотными остат­
ками, к исходной соли нужно добавить эквивалентное
количество щелочи. Например,
CuCI 2 +KOH=Cu(OH)Cl+KCl.
631. Кислые соли образуют сернистая и сероводород­
ная кислоты. Магний, бериллий и железо могут образо­
вывать основные соли.
633. 1, 2, 3 — формулы бутана, 4 — изобутана.
641. Агрегатное состояние вещества зависит от взаи­
модействия между молекулами. При слабом взаимодейст­
вии молекулы находятся далеко друг от друга, и вещество
газообразно. Сильное взаимодействие обусловливает
прочное сцепление молекул — вещество твердое. Силы
взаимодействия зависят от размеров молекул, возрастая
в большинстве случаев по мере увеличения размеров по­
следних, что и наблюдается в гомологическом ряду ме­
тана.
642. В зависимости от условий проведения реакция
сополимеризации может протекать согласно схемам:
СН, = СНа + С Н 1 « С Н — С Ц - >
_> (_СН, — СН,—СН—СН,—) я
СН,
или
СНа = СН, + СН,= СН—СН,-*
_ > ( _ СН,—СН,—СН,—СН—)я.
си»
644. Аллилен.
645. Этилен, бутилен.
646. 240.
647. ~1905; ~357,
648. В зависимости от условий проведения реакция
сополимеризации может протекать согласно схемам:
2Ш
СН.^СН. + СН^СН — СНЯ—СЦ,^ ( - С Н я —СНа^-СНа —СН—)а
С.Н.
или
СНЯ — СН8 4" СНЯ = СН — СН, — СНЯ -•(— СН 8 -СН,—СН — СНа—)я.
Oft
674.
'SW + J^faTa-f-ip
T s Ta= 1 RW+ 2 SPu + *.
675.
ISu + а = ^Pu + Jn.
676. Как следует из схемы 0-распада 8К
SK-t-aoCa + ei
образуется изотоп кальция.
677. a-распад идет по схемам;
URn = « + 2ЙРо;
2
ЙРо « a + TgPb;
^ T h - a + URa;
"SAc-a + ^gFr.
678. 1) ISU - a + ISTh;
2 ) ^ п - а + 2ЙРо;
3 ) 8 P - e + SSi;
4)гЦРЬ = ё+8ЩЯ;
ej^p^i+^Pu.
679. l)gAl + }He = 8P + k
2) ^N + l p - ^ + a;
3) lSC + ?H= ! ?N + i«;
680.
681.
682.
683.
4)gCr + J»=iH + gV;
5) 2ЙРи + 5?Ne - 4j* + SKu.
C2H6S.
CH20.
NH3.
Из пропорций
44 г С0 2 содержат 12 г С
8,8 » »
»
х »»
х=2,4 г;
18 г Н 2 0 содержат 2 г Н
5,4 » »
»
у * »
0=0,6 г,
вычислим количество углерода и водорода в 4,6 г веще­
ства. Масса углерода и водорода равна 3 г. Следователь­
но, в состав вещества входит еще 1,6 г кислорода.
Отношение масс С: Н: О = 2,4:0,6:1,6; атомное от9 4
О fi I fi
ношение - ^ : - р : - ^ = 2:6:1. Простейшая формула —
С*НвО. Масса моля, найденная по простейшей .формуле,
равна 46; масса моля, найденная по плотности газа,—
также 46. Следовательно, истинная формула вещества
соответствует простейшей.
684. С 3 Н 8 0.
685. С2Н4О2.
686. С2Н4О.
687. N 2 H 4 .
688. СбНв.
689. РядС 2 Н 4 .
•I
690. В общем виде формулу сополимера диметилбутадиена и акрилнитрила можно записать следующим обра­
зом:
Г*(—СН,— С = С—СН2—) • у(-СН,—СН—)"|
L
СН.СН.
CN
Jfi.
При л = 1 после сгорания образуется (бдс + 3у) моль СОа,
/Юде + 3у\ м о л ь H ^Q и _|_ м о л ь Na> Согласно закону
221
Авогадро, отношение объемов газов, измеренных при оди­
наковых условиях, соответствует отношению молей этих
же газов. Составляем систему уравнений:
6 * + 3#=* 0,5769
f 6* + Zy - 0,5769
ИЛИ
ЩЖ+^
= 0,4231
5х + 2у = 0,4231,
откуда х = 0,0385, у = 0,1153, отношения х:у = 0,0385:
: 0.П53 = 1 : 3 .
691. 1:1.
692. Чтобы написать формулу, нужно знать валент­
ность элементов, образующих соединение. Валентность
может быть определена из соотношения
т
*
где А—атомная масса, В — валентность, Э—эквива­
лентная масса элемента. Валентность сурьмы в данном
соединении равна
Валентность серы
в -
32
16
- д
Формула соединения ЭЬД.
693. MgS0 4 -6H 2 0.
694. СаС12-2Н20.
695. 1,98 г гидроксида цинка составляет 0,02- моль
(1,98:99, где 99 г —масса моля Zn(OH)2). В результа­
те химических превращений
Zn (OH) 2 +2HN0 3 «Zn (N08)a+2H2Of
Zri(N03)2+xH20=Zn(NOs)2 • *HaO,
образуется 0,02 моль кристаллогидрата нитрата цинка.
Масса 0,02 моль этого соединения 5,94 г, откуда масса
моля кристаллогидрата равна. 297 г (5,94:0,02). Масса
моля Zn(N03)2 составляет 189 г. В моле кристаллогид­
рата на долю кристаллизационной воды приходится 108 г
(297—189), что составляет 6 моль Н 2 0. Формула кри­
сталлогидрата Zn (N03) 2 • 6Н20,
696. Mg(N0 3 ) 2 -6H 2 0,
697. ВаС12*2Н20.
698. При обезвоживании 1 моль NB&OA-XHSD выде­
ляется х моль воды, что следует из уравнения реакции
Na 2 S0 4 -xH 2 0 =Na2S04+JcH20.
Масса моля Na2S04«*H20 составляет (142+18 х) г, где
142 г — масса моля Na2S04. Составляем пропорцию
.(142+18 х) г кристаллогидрата содержат 18 х г Н 2 0
100
»
»
»
47 » » »
х=7. Формула кристаллогидрата Na2SO« • 7Н20.
699. МпС12-4Н20.
700. При прокаливании кристаллогидрата нитрата
меди происходит ее разложение
2 [Gu (NOa). • *НаО] - 2*HaOt + 4N08f + 2CuO + 02f.
В остатке после прокаливания будет только оксид меди,
все остальные вещества летучи. При прокаливании 2,42 г
кристаллогидрата образуется 0,8 г (2,42—1,62) оксида
меди, что соответствует 0,01 моль СиО.
Из уравнения реакции следует, что из 1 моль нитрата
меди при ее прокаливании образуется 1 моль оксида меди.
Если по условию задачи образовалось 0,01 моль.оксида
меди, то и нитрата меди при этом разложилось 0,01 моль.
Отсюда можно рассчитать массу моля кристаллогидрата.
В 2,42 г Cu(N03)2'*H20 содержится 0,01 моль Cu(N03)2
* у »
»
>
1 »
»
у=242 г.
Масса моля Cu(N03)2 составляет 188 г. Масса воды, со­
держащейся в 1 моль кристаллогидрата: 242 г— 188 г=
•-54 г. Это соответствует 3 моль. Формула кристаллогид­
рата Си (N0 3 ) 2 -3H 2 0.
701. Na 2 S0 3 -7H 2 0.
702. При смешении указанных растворов должен об­
разовываться карбонат меди, который по условию зада­
чи содержит еще и воду. При прокаливании такого про­
дукта образуются оксид меди, углекислый газ и вода.
Из 2,22 г осадка образуется 1,6 г СиО, 0,18 г Н20 и 0,44 г
(2,22—1,6 — 0,18) С02. Значит, эти вещества входят в
состав рассматриваемого осадка в молярном отношении
- ^ - : J ^ 1 : - 2 ^ L = S S 0 , 0 2 : 0 , 0 1 : 0 , 0 1 , или 2:1:1.
Формула вещества 2СиО • С02 • Н20, что соответствует
основному карбонату меди СиСОз • Си (ОН)2.
223
703. При действии крепкой щелочи па двойной суль­
фат железа и аммония выделяется аммиак и бурый оса­
док гидроксида железа. Значит, взята соль железа (III).
При прокаливании гидроксцда железа образуется оксид
железа. По объему аммиака рассчитаем количество мо­
лей его: 896:22400=0,04 (моль). По массе прокаленно­
го оксида железа найдем количество молей атомов же­
леза. Масса моля Fe203 составляет 160 г.
160 г Fe203 содержат 2 моль атомов железа
3,2 » »
»
х »
»
»
х=0,04 моль атомов Fe.
В состав двойного сульфата входят (NH 4 hS0 4 и
Fe2(S04)s в молярном отношении 1:1, как следует из ко*
личества молей аммиака и атомов железа (0,04:0,04).
Вычислим массу сульфатов аммония и железа в 19,28 г
двойной соли. Это количество соли содержит по 0,02 моль
(0,04 :2) каждого из сульфатов. Масса их составит:
132 • 0,02+400»0,02= 10,64 (г),
где 132 г —масса моля (NH4)2S04, 400 г —масса моля
Fe2(S04)3. Разница между массой взятой соли (19,28 г)
и массой сульфатов, содержащихся в ней (10,64 г), мо­
жет быть только за счет кристаллизационной воды. Ко­
личество ее 8,64 г соответствует 0,48 моль. Значит, соот­
ношение молей (NH4)2S04, Fe 2 (S0 4 ) 8 и H20 составит
0,02 :0,02:0,48, или 1:1:24. Формула кристаллической
двойной соли (NH4)2S04 • Fe 2 (S0 4 ) 3 • 24Н20,
704. Расставив в уравнении реакции коэффициенты,
получаем
10FeSO4+2KMnO4+8H2SO4=5Fe2(SO4)s+
+2MnS0 4 +K2S0 4 +8H 2 0. В реакцию взаимодействия
вступило 0,004 моль (0,04 • 0,1) КМп04. Вычислим, сколь­
ко сульфата железа (II) прореагировало при этом.
С 2 моль КМп04 прореагировало 10 моль FeS04
»0,004 »
»
»
х»
»
х=0,02 моль FeS04.
0,02 моль FeS04 содержится в 5,56 г его кристаллогидра­
та, откуда находим массу моля кристаллогидрата.
5,56 г FeS04«*H20 составляют 0,02 моль
у »
»
»
»
1
»
0=278 г.
224
Масса моля FeS0 4 составляет 152 г, тогда на долю воды
приходится 126 г (278—152), что соответствует 7 моль
Н 2 0. Формула кристаллогидрата — FeSO* • 7Н 2 0.
705. В 200 мл исследуемого раствора содержится
99 8
—jr— = 19,96 (г) хромово-калиевых квасцов. При обработ­
ке такого количества соли раствором нитрата бария обра­
зовалось - ^ з " " 0 , 0 8 ( моль ) сульфата бария, где 233 г —
масса моля BaS04. Следовательно, в 200 мл раствора со­
держалось 0,08 моль ионов SO!~. При обработке этого же
количества соли раствором аммиака в осадок выпадает
0,04 моль (4,12:103) гидроксида хрома, где 103 г —
масса моля Сг(ОН)3.
Из 1 моль Cr2(S04)3 образуется 2 моль Сг(ОН)3
» a »
»
»
0,04 »
»
а = 0,02 моль Cra(SO|)b.
Из 1 моль Cra(S04)e получается 3 моль ионов SOf""
» 0,02 »
»
»
z »
»
»
г = 0,06 моль ионов SO|~~
Так как всего в 200 мл было 0,08 моль ионов SO*-, то
0,02 моль (0,08—0,06) ионов SOf" приходится на долю
сульфата калия, что соответствует 0,02 моль его.
Масса моля K2SO4 составляет 174.г; масса моля
Cr 2 (S0 4 )3 — 392 г. Массы сульфата калия, сульфата хро­
ма и воды равны соответственно: 3,48 г (174• 0,02), 7.84 г
(392-0,02) и 8,64 г (19,96-7,84-3,48). Отношение
молей K2SO4: Cr 2 (S0 4 ) 3 : Н 2 О=0,02 :0,02:0,48= 1 : 1:24.
Формула хромовокалиевых квасцов- KaSO« • Cr.fSOihX
)Х24Н20.
706. КС1 • MgCl2 • 6ЩО.
707. S2..
" 708. СН4.
709. NH3.
710. а) Уравнение реакции сгорания предельного' угле­
водорода в расчете на 1 моль его можно записать как
с„н2«+2 + (л +• *+*) су- «со, + SijjJ нао.
8 Зак. 1439
225
Согласно условию задачи,
1 + („+£" + *) = 2 «,
откуда п = 3. Формула углеводорода CjH8.
б) С2Н4.
711. H2S.
712. NHS.
713. NH3.
714. N2H4.
715. Рациональное решение этой и серии последую­
щих задач основывается на возможности (если все объ­
емы реагирующих и получающихся газов измерены при
одинаковых условиях) заменить, используя закон Авогадро, соотношение объемов соотношением количеств
молекул этих газов.
Прежде всего нужно рассчитать объемы вступившего
в реакцию кислорода и получающегося в результате ее
азота. После реакции осталось 20 мл (80*0,25), а в ре­
акцию вступило 60 мл 0 2 . Азота образовалось 60 мл
(80 — 20). Запишем схему уравнения реакции
N.vH0 + O a ->N a + HaO.
60 мл 60 мл
60 мл
Заменим соотношение объемов соотношением количеств
молекул
lNxHy + 10а-*- Ша + НаО.
По количеству атомов кислорода, вступивших в реакцию,
можно определить, что образовалось две молекулы Н 2 0.
Тогда
NxH0+O a =N a +2H 2 O,
откуда формула неизвестного соединения — N2H4. Таким
образом, при данном ходе решения задачи можно опре­
делить истинную формулу вещества, не прибегая к вы­
числению его молекулярной массы.
Более сложными будут расчёты, если допустить, что
условия нормальные, и соотношение молекул найти через
их количество. Еще более громоздким окажется решение,
если допустить, что условия нормальные, и вести расчет
по массе. Кроме того, в этом случае удастся определить
лишь простейшую формулу вещества, что не соответству­
ет условию задачи,
716. СгНо717. СгНд.
718. СаНа.
719. В отличие от предыдущих задач здесь сразу дает. ся лишь соотношение объемов вступающих в реакцию и
получающихся газов, что сужает возможные пути реше­
ния. Запишем схемы уравнений реакций:
СхИу + 4С1а-* хС + уШ;
СхИу + 50 а ->• *СОа + 4НаО.
По количеству атомов хлора в первом случае можно
определить, что г/=8; по количеству атомов кислорода во
втором случае и учитывая значение у находим, что х=3.
Формула соединения — С3Н3.
720. Задача решается так же, как и задача 715. Дан­
ное в условии задачи значение температуры показывает,
что вода после приведения продуктов реакции к перво­
начальным условиям конденсировалась. Формула вещест­
ва СзНв721. СзНвО.
- 722. Из условия задачи следует, что после сгорания
углеводорода СхИу (азот не реагирует с кислородом при
поджигании) образуется 600 мл (1400—800) водяных
паров (при охлаждении до 0°С пары воды конденсируют­
ся) и 400 мл (800—400) углекислого газа, который погло­
щается гидрокспдом калия. Остается избыточное коли­
чество кислорода и непрореагпровавший азот. Объем
этих газов 400 мл. Реакция горения углеводорода идет
согласно схеме
C,H, + ( * + - f ) 0 a - * j ^ 0 s + - f - H a 0 .
(1)
400 мл 600 мл
Заменив, используя закон Авогадро, соотношение объе­
мов соотношением молекул, получим
СхИу + (х -f 4") °а -+ 4СОа + бНаО.
(2)
Соотношение количества образующихся молекул угле­
кислого газа и водяных паров (4:6) и получающееся из
в*
227
него соотношение атомов углерода и водорода (1:3) по­
зволяют говорить о том, что простейшая формула угле­
водорода СН3.
Для определения истинной формулы нужно знать, из
какого количества молекул СхИу образуются 4 молекулы
углекислого газа и 6 молекул воды, т. е. знать объем сго­
рающего углеводорода. Вычислить его можно, если
узнать объем прореагировавшего кислорода. Из схемы
реакции (2) следует, что кислорода вступает в реакцию
7 молекул, т. е., если вернуться к исходному соотноше­
нию объемов,— 700 мл. Тогда после сгорания остается
200 мл (900—700) кислорода и 200 мл (400—200) азота.
8 исходной смеси было 200 мл (400—200) углеводорода.
Запишем еще раз схему протекающего при горении
процесса:
СхНу + (х + - f ) Oa - *СОа + \ НаО.
200 мл
700 мл
400 мл 600 мл
Откуда уравнение реакции
C*Hj/+3,50 2 =2C0 2 +3H 2 0;
х=2; «/=6. Формула углеводорода — С2Н6.
723. При поджигании смеси углеводорода и аммиака
в кислороде протекают химические реакции;
"% ^ > : "
4NH 8 +30 2 =2N 2 +6H 2 0;
,(1)
ОхЩ + {х + -|-)о а -**СО. + \
НаО.
(2)
По условию задачи при сжигании аммиака образует­
ся 100 мл азота. Согласно уравнению реакции (1), азота
при сжигании аммиака образуется в 2 раза меньше, чем
сгорает аммиака. Тогда в исходной смеси содержится
200 мл (100*2) аммиака и 100 мл (300—200) углеводо­
рода. При сжигании смеси также образуется 300 мл
(550—250) углекислого газа, (весь С0 2 поглощается ще.лочью) и 400 мл (1250—550—300) водяных паров, Учи­
тывая полученные данные, можно записать схему
СхНу + (х + - f ) 0 8 - * хООг + -§-.Н20.
100 мл
228
.
;
.-.ЗрОвр
40рил "",
Исходя из закона Авогадро, соотношение объемов
реагирующих и получающихся газообразных веществ
можно заменить соотношением молекул. Тогда
СхН0+5О 2 =ЗСО 2 +4Н 2 О,
откуда х=3, у=8. Формула углеводорода — СзН8.
724. Из условия задачи следует, что в результате ре­
акции образуется 1,6 л (3,4—1,8) водяных паров. Сум­
марный объем исходного и вновь получившегося угле­
кислого газа составляет 1,3 л (1,3—0,5). После реакции
осталось 0,5 л кислорода, значит, вступило в реакцию
2 л (2,5—0,5) его.
Запишем схему уравнения протекающей-при сгорании
реакции
Pij*fcr~
СхНу + (х + - f ) 0 a - > * С О а + -§- НаО.
2 л
1,6 л
Используя закон Авогадро и заменив соотношение
объемов газов соотношением их молекул, получим'
СхНу + 50 2 -> xCOt + 4 Ц Д
Рассчитав количество атомов кислорода, можно опреде­
лить коэффициент перед формулой углекислого газа
СхНу + 50 8 -• ЗСОя + 4НаО.
Если теперь снова вернуться к соотношению объемов,
можно подсчитать, что образовалось углекислого газа
1,2 л. Значит, 0,1 л (1,3—1,2) углекислого газа содержа­
лось в исходной смесп. Объем углеводорода в исходной
смеси был равен 0,4 л (0,5—0,1). Записав еще раз схему
уравнения реакции горения
СхНу + 50 я - • ЗСОа + 4Н.О,
0,4 л 2 л 1,2 л
1,6 л
-переходим к уравнению этой реакции
СдгН0+5О2=ЗСО2+4Н2О,
откуда следует, что х=3, у=8. Формула углеводорода —
о
•
•
-
•
'
•
CsHg.
725. Исходное неизвестное органическое вещество —
сложный эфир, так как при кипячении его со щелочью в
качестве одного из продуктов 'реакции образуется спирт.
229
него соотношение атомов углерода и водорода (1:3) по­
зволяют говорить 6 том, что простейшая формула угле­
водорода СНз.
Для определения истинной формулы нужно знать, из
какого количества молекул СхНу образуются 4 молекулы
углекислого газа и 6 молекул воды, т. е. знать объем сго­
рающего углеводорода. Вычислить его можно, если
узнать объем прореагировавшего кислорода. Из схемы
реакции (2) следует, что кислорода вступает в реакцию
7 молекул, т. е., если вернуться к исходному соотноше­
нию объемов,— 700 мл. Тогда после сгорания остается
200 мл (900—700) кислорода и 200 мл (400—200) азота.
8 исходной смеси было 200 мл (400—200) углеводорода.
Запишем еще раз схему протекающего при горении
процесса:
СхНу + (х + - f ) Оя -> *СОя + - f НяО.
200 мл
700 мл
400 мл 600 мл
Откуда уравнение -реакции
СхНу+3,502=2С02+ЗНаО;
*=2; у—6. Формула углеводорода — С2Нб.
723. При поджигании смеси углеводорода и аммиака
в кислороде протекают химические реакции;
4NH 3 +30 2 =2N 2 +6H 2 0;
,(1)
СхНу + (x + - f ) о а - * С О я + -§- Н А
(2)
По условию задачи при сжигании аммиака образует­
ся 100 мл азота. Согласно уравнению реакции (1), азота
при сжигании аммиака образуется в 2 раза меньше, чем
сгорает аммиака. Тогда в исходной смеси содержится
200 мл (100-2) аммиака и 100 мл (300—200) углеводо­
рода. При сжигании смеси также образуется 300 мл
(550—250) углекислого газа, (весь С0 2 поглощается ще.лочыо) и 400 мл (1250—550—300) водяных паров, Учи­
тывая полученные данные, можно записать схему
СхНу + рЩ}о9-+хО\
100 МЯ
228
..300 мл
+ -§- НаО.
400 мл
Исходя из закона Авогадро, соотношение объемов
реагирующих и получающихся газообразных веществ
можно заменить соотношением молекул. Тогда
СхН0+5О а =ЗСО2+4Н 2 О,
откуда * = 3 , у=Ъ. Формула углеводорода — С3Н8.
724. Из условия задачи следует, что в результате ре­
акции образуется 1,6 л (3,4—1,8) водяных паров. Сум­
марный объем исходного и вновь получившегося угле­
кислого газа составляет 1,3 л (1,8—0,5). После реакции
осталось 0,5 л кислорода, значит, вступило в реакцию
2 л (2,5—0,5) его.
Запишем схему уравнения протекающей при сгорании
реакции
СхНу + (х+ ; f ) . О а - *СОа + - f H.O.
2 л
1,6 л
Используя закон Авогадро и заменив соотношение
объемов газов соотношением их молекул, получим'
СхНу + Ю2-+ JKCO, + 4Н„0.
Рассчитав количество атомов кислорода, можно опреде­
лить коэффициент перед формулой углекислого газа
СхНу + 50a-*»3COi + 4 H A
Если теперь снова вернуться к соотношению объемов,
можно подсчитать, что образовалось углекислого газа
1,2 л. Значит, 0,1 л (1,3—1,2) углекислого газа содержа­
лось в исходной смеси. Объем углеводорода в исходной
смеси был равен 0,4 л (0,5—0,1). Записав еще раз схему
уравнения реакции горения
СхНу + 50 f t -* ЗСО. + 4НаО,
0,4 л 2 л
1,2 л
1,6 л
переходим к уравнению этой реакции
СхН0+5О2=ЗСО2+4Н2О,
откуда следует, что х=3, у=8. Формула углеводорода —
725. Исходное неизвестное органическое вещество —
сложный эфир, так как при кипячении его со щелочью в
качестве одного из продуктов реакции образуется спирт.
229
Масса моля CfHsOH составляет 46 г. Рассчитаем массу
моля сложного эфира, обозначив ее через X
46 г С2Н5ОН составляют 62%
х » эфира
»
100»
х=74,2«74 (г).
Вторым продуктом реакции должна быть кислота.
При гидролизе 1 моль сложного эфира происходит
присоединение 1 моль воды. Следовательно, сумма масс
молей кислоты и спирта равна 92 г (74+18), а масса мо­
ля кислоты — 46 г (92—46),
Масса моля карбоксильных групп —С
\о—н
равна
45 г. Значит, эфир был образован 'муравьиной кислотой
и имеет состав НСООС2НБ.
726. Вещество Б не проводит электрический ток, зна­
чит, это неметалл. Жидкий при обычных условиях неме­
талл известен лишь один — бром. Твердое с хорошей
электропроводностью вещество А должно быть метал­
лом. При взаимодействии металла с бромом образуется
бромид металла. Металл сравнительно малоактивен, что
следует из результатов электролиза водного раствора его
бромида. Кроме того, раствор его соли имеет голубую
окраску, а это свойственно соединениям меди.
727. Из твердых белых веществ, способных возгонять­
ся, в рамках программы средней школы известен хлорид
аммония. Чтобы проверить предположение, что взят
NH4C1, следует произвести расчет. Средняя масса моля
газообразных продуктов возгонки, согласно условию за­
дачи, равна 26,75 г (29-0,9225).
Средняя масса моля продуктов возгонки хлорида ам- '
/17 4- 36 5\
мония (NH3 + НС1) как раз и составляет 26,75 г(- 2 ' ).
728. Рассуждение в этом случае логично начать с того
факта, что на стенках сосуда при разложении некоторого
твердого вещества образуются серебристые капли. Это
может быть ртуть. Тогда вещество А должно быть одним
из соединений ртути, Судя по цвету этого'вещества и его
230
отношению к воде и азотной кислоте, это должен быть
оксид ртути (II). Последнее подтверждается ходом ука­
занных в задаче превращений:
HgO+2HN0 3 =Hg(N0 3 ) 2 +H 2 0,
Hg(N0 3 ) 2 +2KOH==Hg(OH) 2 +2KN0 3 .
Так как Hg(OH) 2 весьма неустойчив, он разлагается
Hg(OH) 2 =HgO+H 2 0,
При нагревании
2HgO=2Hg+0 2 .
729. Сульфит и серная кислота.
730. Хлорид активного металла, водород и хлор.
731. Из несолеобразующих оксидов учащимся извест­
ны оксид углерода (II) и оксиды азота (I и II). Рассмот­
рим эти три случая.
Конечными продуктами окисления рассматриваемых
оксидов являются соответственно оксид углерода (IV) и
оксид азота (V). Оксид углерода (IV), растворяясь в во­
де, образует угольную кислоту, с которой медь не реаги­
рует. Значит, оксид углерода (II) исключается.
При растворении оксида азота (V) в воде образуется
азотная кислота, способная взаимодействовать с медью с
выделением оксида азота (IV) согласно уравнению реак­
ции
4HN0 3 (KOHU) +Cu=Cu(N0 3 ) 2 +2N0 2 +2H 2 0,
При растворении N0 2 в воде образуются
3N0 2 +Н 2 0=2HN0 3 +NO
или 2N0 2 +H 2 0=HN0 3 +HN0 2 , но 3HN0 2 =HN0 3 +2NO.
Тот факт, что NoO при этом не образуется, позволяет
исключить его из числа рассматриваемых оксидов. Сле­
довательно, веществами А, Б п В являются соответствен­
но азотная кислота, оксид азота (II) и оксид азота (IV)«
732. N2 и 0 2 .
733. S, 0 2 , S0 2 , SOs.
734. Карбонат щелочного или щелочноземельного ме­
талла.
735. Растворяться в кислотах и щелочах с выделением
водорода способны металлы, гидрокснды которых обла­
дают амфотёрнымн свойствами. Программа средней шко­
лы знакомит лишь с цинком и алюминием. Это опреде­
ляет возможность выбора. Количественные данные по231
зволяют рассчитать величину эквивалента металла и
определить его природу, Взят алюминий.
736. Ш всех включенных в программу средней школы
соединений металлов лишь соли меди (кристаллогидра­
ты) и ее гндрокенд имеют голубую окраску. Поэтому сра­
зу возникает предположение, что взята одна из солей ме­
ди, так как гндрокенд меди не растворим в воде. Прове­
рим это предположение. Полученный гндрокенд медн
легко чернеет при нагревании, так как образуется черный
оксид меди (II). Последний при нагревании в токе водо­
рода восстанавливается с образованием красной метал­
лической меди. Все это соответствует условию задачи.
Медь растворяется в концентрированной кислоте, которой
может быть серная пли азотная. Вещество А может быть
кристаллогидратом сульфата или нитрата меди. Пра­
вильным ответом будет: кристаллогидрат сульфата меди,
так как кристаллогидрат нитрата лгеди имеет не голубую,
а зеленоватую окраску. Однако эта тонкость учащимся.:
может быть неизвестна, и поэтому допускается двузнач­
ный ответ: медный купорос или кристаллогидрат нитра­
та меди.
737. Простыми газообразными веществами могут быть
водород, инертные газы, азот, кислород, фтор и хлор. При
взаимодействии перечисленных газообразных веществ
(по два) возможно образование следующих газообраз­
ных продуктов:
3H2+N2=2NH3,
2Н 2 +0 2 =2Н а О,
H 2 +F 2 =2HF,
Н2+С12=2НС1,
N 2 +0 2 =2NO.
•.
v
Инертные газы (криптон и ксенон) также могут взаи­
модействовать с фтором, но их фториды — твердые ве­
щества.
Поскольку в условии задачи речь идет о растворе об­
разовавшихся веществ, то можно исключить воду и оксид
азота (II) и веществом В могут быть: аммиак, фтороводород, хлороводород. Из оставшихся веществ с цинком
могут реагировать:
4NH3+2H20+Zn=[Zn(NH3)4](OH)2+H2;
2HF+Zn=ZnF 2 +H 2 ;
232
2HCH-Zn = ZnCI2+H2.
Следовательно, веществом А является водород.
Азот исключается, так как непосредственно с цинком
не взаимодействует. При взаимодействии цинка с вещест­
вом Б, т. е. с фтором или хлором, могут образоваться
фторид или хлорид цинка. Однако так как хлор имеет бо. лее высокую температуру кипения, чем фтор, фтор исклю­
чается. Следовательно, веществами А, Б, В и Г являются
соответственно водород, хлор, хлороводород и хлорид
цинка.
738. Анализируя возможность образования трех сое­
динений, в состав которых входили бы атомы двух эле­
ментов одной и той же подгруппы Периодической систе­
мы, приходим к выводу, что ими могут быть только азот
и фосфор. Эти элементы входят в состав трех солей, при
нагревании которых образуются одинаковые продукты
разложения
NH 4 H 2 P0 4 =NH 3 +H 3 P0 4 ;
(NH 4 hHP0 4 =2NH a +Н 8 Р0 4 ;
(NH4)3P04=3NH3+H3P04.
739. «Красный и белый фосфор; Р2ОБ.
740. Си (N0 3 ) 2.
741. N-2 и Н2.
742. АКТИВНЫЙ металл и иод.
743. Сульфид; H2S, S0 2 , S.
744. Вг2.
745. НС1.
746. N2 и Н2. Давление уменьшится в 2 раза.
747. Мп02 и С12.
748. Сульфит; S0 2 ; Вг2; С12.
749. Газами с неприятным запахом и имеющими ок­
раску могут быть фтор, хлор и оксиды азота (IV), хло­
ра (I), хлора (IV). С. водой с образованием двух кислот
реагируют хлор, оксид азота (IV), оксид хлора (IV). Зна­
чит, сразу можно исключить фтор и оксид хлора (I).
Реакции протекают согласно уравнениям:
С12+Н20=НС1 + НСЮ;
2N0 2 +H 2 0=HN0 3 +HN0 2 ;
2СЮ2+Н20=НСЮ2 +НСЮз.
Эти газы также взаимодействуют с горячими растворами
щелочей:
233
1) 6С12+6КОН=5КС1 + КС10з+ЗН 2 0;
2) 2ClOa+2KOH=KC10 2 +KC10 3 +H 2 0;
3) 2N0 2 +2KOH==KN0 2 +KN0 3 +H 2 0,
или 3N0 2 +2KOH=2KN0 3 +NO+H 2 0.
Рассмотрим, какие из образующихся солей обладают
свойствами соли Г. При прокаливании такой соли долж­
ны получаться бесцветный газ и соль Д. Такому условию .
отвечают соли КС103 и KN03.
2КС10з=2КС1+30 2 ;
2KN0 3 =2KN0 2 +0 2 .
Хлорит при нагревании разлагается с образованием двух
твердых веществ
ЗКС102=КС1+2КС103.
Но превращение при нагревании КС103 в КСЮ2 невоз­
можно. Это позволяет исключить из числа рассматри­
ваемых газов оксид хлора (IV). Остаются хлор и оксид
азота (IV). Возможные варианты:
1) Вещество А — это хлор, Б — соляная кислота, В —
хлорноватистая кислота, Г — бертолетова соль, Д — хло­
рид калия.
2) Вещество А — это оксид азота (IV), Б — азотная
кислота, В — азотистая кислота, Г — нитрат калия, Д —
нитрит калия.
751. Ответ может быть неоднозначным: можно предло­
жить несколько примеров солей различных кислот, кото­
рые бы удовлетворяли условию задачи.
1) Нитраты. Известно, что при прокаливании нитратов
могут образоваться в твердом состоянии следующие про­
дукты:
а) нитриты, если Me — щелочной или щелочноземель­
ный металл
Me (N0 8 ),-> Me (NO*), + Oaf,
б) оксиды, если Me— металл средней активности (Fe,
Pb, Си и др.);
Me (NOa)y ** МеОя + N08f + Orf,
в) металлы, если Me — малоактивный металл (Аи,
Hg и др.)
Me(NO,),->Me + NOrf + Orf.
234
Согласно условию задачи, один из продуктов прокали­
вания— вещество, растворимое в воде, второй — нерас­
творимое в воде, но растворимое в азотной кислоте, тре­
тий — металл, растворимый в азотной кислоте. Следова­
тельно, в состав смеси могли входить: нитрат щелочного
или щелочноземельного металла (нитриты растворимы
в воде), нитрат металла средней акивиости, например Си,
РЬ (ИХ ОКСИДЫ не растворимы в воде, но растворимы в
азотной кислоте) и нитрат малоактивного металла, на­
пример Ag, Hg (оба растворяются в азотной кислоте).
2) Сульфаты. Сульфаты щелочных металлов плавятся
без разложения и растворимы в воде. Сульфаты малоак­
тивных металлов или металлов средней активности при
прокаливании образуют соответствующие металлы или
оксиды металлов. Растворимость нх в воде и азотной кис­
лоте рассмотрена выше. Дополнительным условием под­
бора сульфата должна быть растворимость их в воде.
3) Соли, удовлетворяющие условию задачи, можно
найти и среди ацетатов.
Ш
'
»« Маш
*^Щ.
HgS M№
MaQH*
HCl
«г*0*шШМ
~вЩбЩваа2
SOa JfgS04
*щИГ*еС1з
мам //act
753ЩШн /t2so4
н2Щ)
енгщ
окислитель С1г
235
754. В случае, если при горении органического вещест*
ва образуются только два продукта, ими могут быть угле-*
кислый газ и вода. При растворении первого вещества во
втором образуется угольная кислота. Из условия задачи
известно, что вещество А обесцвечивает бромную воду и
перманганат калия. Следовательно, это вещество относит­
ся к классу .непредельных соединений. Кроме того, извест­
но, что оно может взаимодействовать с водой. Такого типа
реакции характерны для непредельных углеводородов.
Последние в присутствии катализатора присоединяют во­
ду и в зависимости от характера связи в молекуле обра­
зуют либо альдегиды, либо спирты. В данном случае обра­
зуется спирт, ведь по условию задачи он взаимодействует
с натрием. Спирты получаются из непредельных углево­
дородов ряда этилена. Так как исходное вещество А со­
держит два атома углерода в молекуле, это будет этилен.
755. С2Н2.
756. СбНе.
757. Из числа органических веществ с натрием и окси­
дом меди могут взаимодействовать спирты и карболовые
кислоты. При взаимодействии с натрием одним из продук­
тов реакции в обоих случаях является водород. При взаи­
модействии с оксидом меди в случае спиртов образуются
альдегид и вода, в случае кислот — соль и вода. Следова­
тельно, искомое вещество А — спирт. В медицине исполь­
зуется водный раствор муравьиного альдегида — форма­
лин. В результате реакции окисления муравьиный альде­
гид превращается в муравьиную кислоту, при реакции
гидрогенизации — в метиловый спирт. Вещество А — ме­
тиловый спирт.
758. С2Н5ОН.
759. 1,92 г Си.
760. Из трех металлов, составляющих смесь, в соляной
кислоте не растворяется лишь медь. Она будет раство­
ряться в концентрированной азотной кислоте согласно
уравнению реакции
236
Си + 4HN08 = Си (ШД, + 2NOaf + 2Н &.
По количеству выделившегося при этом N0 2 легко вычис­
лить массу вступившей в реакцию меди.
Если реагирует 64 г Си, образуется (22,4 • 2) л NOa
»
»
х » »
»
4,48
» »
х=6,4 г Си.
Тогда масса магния и алюминия в смеси составляет
5,1 г (11,5—.6,4). На основании уравнений реакций рас­
творения этих металлов в соляной кислоте
2А1+6НС1=2А1С13+ЗН2,
Mg+2HCr=MgCl2+H2
можно рассчитать их массу. Обозначим массу алюминия
через у г, тогда масса магния равна (5,1—1/) г. Опреде­
лим объемы выделившегося водорода.
Если реагирует 54 г А1, образуется (22,4 • 3) л Н2
»
»
#»»
>
а
»»
а=\,24у лИ2;
. если реагирует 24 г Mg, образуется 22,4 л Н 2
. »
» (5,1—#) »
»
b * »
6=(4,74-0,93#) л Н 2 .
Объем водорода, вытесненный алюминием и магнием,
приведенный к нормальным условиям, равен 5,6. л,' Сле­
довательно
1.241/+ (4,74-0,930) -5,6,
откуда i/=2,771 A1. Тогда масса магния равна 2,33 г.
761. Количества нерастворимых осадков показывают,
что. каждое из двух веществ целиком растворяется или в
кислоте или в щелочи. Тогда по объему выделившегося
водорода и массе растворившихся веществ можно вычис­
лить эквивалентные массы каждого из них, учитывая, что
эквивалентный объем водорода при н. у. равен 11,2 л,
*ч" г
Э,
а _ оя г
448 мл "" 11200 мл' °» £° *' .
0.56 г __
Э8
Q
7 •896 йл "" 11206 мл* ^
* г*
Так как никаких других данных в условии задачи, не при­
ведено, ответ следует дать лишь на основании.,величин.
.237
эквивалентных масс элементов. Следовательно, надо при­
менить метод подбора, нередко пспользуемыи в практике.
Эквивалентные массы 7 г и 28 г имеют кремний и железо.
Кремний не растворяется в солянок кислоте, но раство­
рим с выделением водорода в растворе щелочи
Si+2NaOH+H 2 0=Na 2 Si0 3 +2H 2 .
Железо не растворяется в щелочи, но растворимо в кис­
лоте
Fe+2HCI=FeCl2+H2,
при этом образует соль железа (II). Железо с кремнием
могут давать сплав. Таким образом, анализ свойств под­
тверждает правильность предположения относительно
природы веществ.
762. В соляной кислоте с выделением водорода раство­
ряется цинк
Zn+2HCl=ZnCl2+H2.
Приводим к нормальным условиям объем выделившегося
водорода, он равен 1,95Б л. На основании вышеприведен­
ного уравнения реакции составим пропорцию
65 г Zn вытесняют 22,4 л Н2.
х > *
»
1,955 л »
*=5,66Б г Zn.
763. Для решения задачи напишем уравнения реакций
взаимодействия меди с концентрированной серной и раз­
бавленной азотной кислотами:
-*
Cu+2H 2 S0 4 =CuS04+S0 2 +2H 2 0;
3Cu+8HN0 3 «3Cu(N0 3 ) 2 +2NO+4H a O.
Из уравнений реакций следует, что при взаимодействии
64 г Си с H2S04 выделяется 22,4 л S0 2 , а при взаимодей­
ствии (3 • 64) г Си с HN0 3 — (22,4 • 2) л NO. Объем окси­
да азота (II), выделенного из азотной кислоты, будет ра­
вен объему сернистого газа, вытесненного медью из сер­
ной кислоты, в том случае, когда в реакцию с азотной кис­
лотой вступят 96 г меди, что следует из пропорции
(3-64) г Си вытесняют (22,4-2) л N0
х » »
»
22,4 » »
х=96 г Си,
238
Следовательно, две навески меди надо брать в отно­
шении 64 : 96=2: 3.
764. 1:1. Ответ необходимо дать, не прибегая к ра­
счету.
765. 28%,
766. 12,5 г Си.
767. При действии соляной кислоты на смесь железа
и оксидов железа (II, III) водород выделяется лишь за
счет реакции
Fe+2HCI=FeCl 2 +H 2 .
На основании этого уравнения реакции составим про­
порцию
56 г Fe вытесняют 22,4 л На
х » »
»
0,224 » »
*=0,56 г Fe.
Масса оксидов железа равна 1,44 г (2—0,56). Восстанов­
ление этих оксидов водородом протекает, согласно урав­
нениям реакций
FeO+H 2 =Fe+H 2 0;
Fe 2 0 3 +3H 2 =2Fe+3H 2 0,
на основании которых можно записать (учитывая, что
масса моля FeO составляет .72 г, масса моля Fe203 —
160 г) следующие пропорции:
при восстановлении 72 г FeO образуется 18 г Н 2 0
»
»
у » »
»
а » »
а=0,25 у г Н 2 0;
(1)
при восстановлении 160 г Fe 2 0 3 образуется 54 г Н 2 0
»
»
г » »
»
Ь » »
6 «0,342 г НаО.
(2)
Учитывая, что 2+^=1,44; я+&=0,42, получаем систему
из двух уравнений. Заменив а и Ь их значениями из урав­
нений (1) и (2), получаем
г + у= 1,44
0,25i/ + 0,34* = 0,423,
откуда 2=0,7 г Fe208, #=0,74 г FeO.
768. 1,5 г.
239
эквивалентных масс элементов. Следовательно, надо при­
менить метод подбора, нередко используемый в практике.
Эквивалентные массы 7 г и 28 г имеют кремний и железо.
Кремний не растворяется в соляной кислоте, но раство­
рим с выделением водорода в растворе щелочи
Si+2NaOH+H 2 0=Na 2 Si0 3 +2H 2 .
Железо не растворяется в щелочи, но растворимо в кис­
лоте
Fe+2HCl=FeCl 2 +H 2 ,
при этом образует соль железа (II). Железо с кремнием
могут давать сплав. Таким образом, анализ свойств под­
тверждает правильность предположения относительно
природы веществ.
762. В соляной кислоте с выделением водорода раство­
ряется цинк
Zn+2HCl=ZnCl2+H2.
Приводим к нормальным условиям объем выделившегося
водорода, он равен 1,95Б л. На основании вышеприведен­
ного уравнения реакции составим пропорцию
65 г Zn вытесняют 22,4 л Н2.
х » »
»
1,95 Б л »
*=5,66BrZn.
763. Для решения задачи напишем уравнения реакций
взаимодействия меди с концентрированной серной и раз­
бавленной азотной кислотами:
—
Cu+2H 2 S04=CuS0 4 +S0 2 +2H 2 0;
3Cu+8HN0 3 =3Cu(N0 8 ) 2 +2NO+4H 2 0.
Из уравнений реакций следует, что при взаимодействии
64 г Си с H2S04 выделяется 22,4 л S0 2 , а при взаимодей­
ствии (3 • 64) г Си с HN03 —(22,4 • 2) л N0. Объем окси­
да азота (II), выделенного из азотной кислоты, будет ра­
вен объему сернистого газа, вытесненного медью из сер­
ной кислоты, в том случае, когда в реакцию с азотной кис­
лотой вступят 96 г меди, что следует из пропорции
(3-64) г Си вытесняют (22,4*2) л NO
х
» »
»
22,4 » »
х=*96 г Си,
238
Следовательно, две навески меди надо брать в отно­
шении 64 : 9 6 = 2 : 3 .
764. 1.;;1. Ответ необходимо дать, не прибегая к ра­
счету. '****[*
765. 28%.
766. 12,5 г Си.
767. При действии соляной кислоты на смесь железа
и оксидов железа (II, III) водород выделяется лишь за
счет реакции
Fe+2HC]=Fea 2 +H 2 .
На основании этого уравнения реакции составим про­
порцию
56 г Fe вытесняют 22,4 л Н2
х » »
»
0,224 » »
*=0,56 г Fe.
Масса оксидов железа равна 1,44 г (2—0,56). Восстанов­
ление этих оксидов водородом протекает, согласно урав­
нениям реакций
FeO+H 2 =Fe+H 2 0;
Fe 2 0 3 +3H 2 =2Fe+3H 2 0,
на основании которых можно записать (учитывая, что
масса моля FeO составляет 72 г, масса моля Fe203 —
160 г) следующие пропорции:'
при восстановлении 72 г FeO образуется 18 г Н 2 0
»
»
у * »
»
а > »
а=0,25#гН 2 О;
(1)
при восстановлении 160 г Fe 2 0 3 образуется 54 г Н 2 0
»
»
2 » »
»
Ь »
»
Ь=0,34z г Н 2 0.
(2)
Учитывая, что z+#=l,44; o+6=0,42, получаем систему
из двух уравнений. Заменив а и Ь их значениями из урав­
нений (1) и (2), получаем .
z + jR!;44
0,25> + 0,34z = 0,423,
откуда 2=0,7 г Fe208l #=0,74 г FeO.
768. 1,5 г.
239
769. Обозначим через х количество граммов хлорида
калия в смеси, а через у— количество граммов хлорида
магния. Определим, какое количество сульфатов можно
получить из х г КС1 и у г MgCl2. Масса моля КС1 состав­
ляет 74,5 г; масса моля K2SO4 —174 г; масса моля
MgCl2 — 95 г; масса моля MgS0 4 — 120 г. Рассчитаем
массу сульфатов калия и магния, исходя из схем превра­
щения веществ,
2KCI-*KaS04.
Из (74,5-2) г КС1 образуется 174 г K2S04
>
х
> »
»
а » »
a=l,17jcrK2S0 4 .
MgCI,-*Mg304.
Из 95 г MgCl2 образуется 120 г MgS0 4
> у *
»
»
6 » »
b=l,26yrMgS0 4 .
Суммарная масса сульфата по условию задачи равна
10,35 г, что позволяет записать уравнение
1,17*+1,260= 10,35.
Вешив систему уравнений
* + У — 8,45 (масса смеси хлоридов)
1,17* + \,26у= 10,35 (масса смеси сульфатов),
найдем х=4 г КС1; у=4,5 г MgCl8.
770. (50N-42M) г KNOa.
771. Обозначим через х количество молей хлорида
натрия, через у — количество молей хлорида калия в сме­
си. Найдем, сколько граммов составляют х моль NaCl
и у моль КС1. Масса моля NaCl составляет 58,6 г, масса
моля КО — 74,5 г. Масса х моль NaCl равна 58,5 х г,
а масса у моль КС1 — 74,5 у г. Пусть масса смеси хлори­
дов натрия и калия равна а г. Вычислим количество по­
лученного из них хлорида серебра.
а г должно составлять 100%
b > »
»
(100+129,6)%,
откуда 6 » 2,3а г. Сумма молей хлоридов калия и натрия
равна (х+у). Следовательно, столько же молей получим
и AgCl. Поэтому 143,5 • {xfy) -г-это .количество граммов
240
хлорида серебра, полученного из смеси хлоридов натрия
и калия, где 143,5 г — масса моля AgCl.
Составим систему уравнений
f 58,5* + 74,50 = а
\ 143,5.(х + 0) = 2,3а.
Исключив а, найдем
143,5- (х+у)=2,3(58,5*+74,5»,
откуда х : * / « 3 : 1 .
772. (1.92Б-3.71А) г NaCl.
773. 4,3%.
774. 33,2% KI.
775. Уменьшился на 0,89 г.
776. 2,1 г Na 2 C0 3 .
777. Согласно условию задачи» содержание кальция и
магния в смеси оксидов должно быть одинаковым.-Допус­
тим, что в некотором количестве смеси оксидов содержит­
ся по 1 г магния и кальция. Рассчитаем, какие количества
карбонатов следует для этого взять. Масса моля MgCO»
составляет 84 г, масса моля СаСОэ—100 г.
MgC0 3 =MgO+С0 2 ; СаСОз=СаО+СО*,
В оксиде, полученном из 84 г MgC0 3 , содержится 24 г Mg
» »
>
' » JC »
»
»
1»>
*=3,5 г MgC0 3 .
В оксиде, полученном из 100 г СаСОз, содержится 40 г Са
» » »
* у * *
. »
1
у=2,5 г СаС03.
Отсюда отношение масс карбонатов кальция и ма" гния бу­
дет равным 5:7.
778. 4 : 3 .
779. Допустим, что карбонаты кальция и магния дол­
жны быть смешаны в молярном отношении х:у.-'Тогда
масса смеси карбонатов будет равна (\00х+84у) г, так
как масса моля СаСОз составляет 100 г и масса моля
MgCOs — 84 г. При прокаливании карбонатов образуется
смесь оксидов кальция, и магния. Вычислим масЬу. каждо­
го из оксидов.
Из уравнений реакций разложения карбонатов !каль­
ция и магния": • '
•'.' « •.•»': "I.~-i L . . I
r
""-ii-Я,
видно, что из 1 моль карбоната образуется 1 моль оксида.
Следовательно, масса получившегося оксида кальцмя будет равна 56* г, а оксида магния — 40// г, где 56 г — мас­
са моля СаО; 40 г — масса моля MgO. Масса смеси окси­
дов равна (56х+40#) г. По условию задачи, 100^+84^==
= 2 • (56*+40#), откуда х: у=* 1:3.
780. 67,1% ВаСОз.
781. 1:1.
782. Из уравнений реакций
СаС 2 +2Н 2 0=Са(ОН) 2 +С 2 Н 2 ;
СаН 2 +2Н 2 0«Са(ОН) 2 +2Н 2 ,
протекающих при обработке смеси водой, следует, что об­
разуются водород и ацетилен. Они могут реагировать
между собой с образованием этилена или этана.
С2Н2+Н2=С2ЬЦ; С2Н2+2Н2=С2Не.
Однако, тот факт, что при сгорании полученного газа рас­
ходуется 3,5-кратный объем кислорода, позволяет счи­
тать, что образуется этан, так как именно при его сгора­
нии требуется такое количество кислорода. Последнее
следует из уравнения реакции
2С 2 Н 6 +70 2 =4С0 2 +6Н 2 0.
Таким образом, гидрид и карбид кальция содержатся
в смеси в молярном отношении 1:1.
783. С2Н6 : Н 2 « 1: 2.
784. 6 г КСЮз.
785. Обозначим через х г содержание в смеси карбо­
ната кальция, через у т — содержание гидроксида каль­
ция. Тогда масса смеси равна (х+у) г, а масса остатка —
0,6 (х+у) г. Написав уравнения реакций, протекающих
при прокаливании смеси,
СаС0 3 =СаО+С0 2 ; Са(ОН) 2 =СаО+Н 2 0
и учитывая, что масса моля СаСОз составляет 100 г, мас­
са моля СаО — 56 г, масса моля Са(ОН)2— 74 г, произ­
ведем расчет:
Из 100 г СаСОз образуется 56 г Сар
» х » »
»
а » »
а=0,56* г СаО;
Из 74 г Са(ОН)2 образуется 56 г СаО
» у »
»
»
Ь » »
b=0J6y г СаО.
242
Всего образуется (0,5бх+0,76у) г СаО. По условию за*
дачи,
O,56x+O,76jf=O,6(*+0),
откуда х: у—А: 1, или х=80%,
786. 84,6% Си (ОН)2.
787. 114 г.
788. Обозначим через х количество молей сульфата
алюминия. Из схем уравнений реакций
A18(S04)8^2A1(0HV.
ZnS04->Zn(OH)a,
учитывая, что масса моля А1(ОН)з составляет 78 г и мас­
са моля Zn(OH)2 — 99 г, следует:
из 1 моль А12($04)з образуется (78*2) г А1(ОН)3
» х » - »
»
а
*
»
.
а«156*гА1(ОН)з;
из 1 моль ZnS04 образуется 99 г Zn (OH)2. Всего А1(ОН)3
и Zn(OH)2 будет (156х+99) г. Согласно условию задачи,
масса всей смеси (156*+99) г составляет 100%
»
Zn(OH)2
99
*
»
20 »
х=2,54 моль Al2(S04)3789. l,24rHN0 3 .
790. (11Б- 9,ЗА) г CuS04 • 5НаО.
791. 50% НС1.
792. 0,155 г или 0.12Б л С2Н4
793. 0,87 г СН3СООС2Н5.
794. 14,1 % С6Н5ОН; 37,5% СН3СООН.
795. Решить эту задачу обычным путем, т. е. обозна­
чив неизвестные через я, у и г и составив систему уравне­
ний, не представляется возможным, так как при трех не­
известных имеются данные для составления лишь двух
уравнений. Для решения следует использовать тот факт,
что одно и то же количество молей муравьиной, уксусной
и щавелевой кислот за счет различного содержания "в них
количества атомов углерода и карбоксильных групп да­
дут при сгорании разное количество молей углекислого
газа и потребуют для нейтрализации разное количество
эквивалентов щелочи. Обозначив через х, у \\ z соответ­
ственно количества молей муравьиной, уксусной и щаве­
левой кислот в смеси, запишем схему
243
НСООН
Количество молей кислот в смеси
х
Количество эквивалентов кислот в
ж
смеси
Количество молей углекислого газа,
х
образующегося при сгорании кис­
лот
СЦ.СООН
у
у
. 2у
Hfifit
z
2г
2г
Согласно условию задачи, в реакцию нейтрализации
вступило 0,08 экв. щелочи (1 экв./л - 0,08 л) и столько же
эквивалентов кислот. Вычислим, сколько углекислого га­
за образовалось при сгорании того же количества смеси.
При сгорании 22,4 л смеси выделился 1 моль С0 2
»
»
2,24 » »
»
а »
»
а=0,1 моль С0 2 .
Из записанной выше схемы видно, что разница в ко­
личестве молей образующегося углекислого газа и экви­
валентов кислот обусловлена уксусной кислотой, так как
для двух остальных кислот количество эквивалентов чис­
ленно равно количеству молей образующегося при
их горении углекислого газа. Эта разница равна
0,02 (0,1— 0,08). Так как 1 моль уксусной кислоты обусло­
вит разницу между количеством молей образующегося
углекислого газа и эквивалентов кислот, равную 1 (2—1),
можно найти количество молей уксусной кислбты,' кото­
рое присутствовало в смеси.
1 моль СНзСООН обусловит разницу, равную 1
у »
»
»
»
» 0,02
у=0,02 моль СНзСООН, что соответствует 1,2 г. °U™a&fce&
Дальше решение задачи упрощается. Масса смеЙР
равьиной и щавелевой кислот будет равна 2,72 г
(3,92—1,2). Учитывая, что масса моля НСООН составляет
46 г, а масса моля Н2С204 —90 г, можно записать:
46*+90z=2,72.
(1)
Количество молей углекислого газа, образующегося
при горении этих двух кислот, равно 0,06 моль (0,1—0,04),
где 0,04 — количество молей С02, образовавшегося за
счет горения 0,02 моль СН3СООН,
х+22=0,06.^^^^^Ж"
' (2)
Решив-систему -двух уравнений, вычислим количество
244
молей муравьиной и щавелевой кислот в смеси: х—0,02;
2=0,02. В смеси содержится по 0,02 моль кислот. Их мас­
сы: 0,92 г НСООН, 1,2 г СН3СООН, 1,8 г НгОА.
796. При действии серной кислоты на раствор, полу­
ченный после обработки сплава азотной кислотой, в оса­
док выпадает труднорастворимый сульфат свинца. По его
количеству можно вычислить содержание свинца в спла­
ве. Масса моля PbS0 4 составляет 303 г.
В 303 г PbSQi содержится 207 г РЬ
3,03 »
»
»
х » »
*=2,07 г РЬ.
В растворе после отделения осадка содержатся соли ме­
ди, железа и цинка и избыток серной кислоты. При про­
пускании сероводорода через такой раствор выпадает оса­
док сульфида меди. Сульфиды цинка и железа раствори­
мы в кислоте и из кислого раствора не осаждаются.
В результате прокаливания сульфида меди-на возду­
хе образуется оксид меди
2CuS+302=2CuO+2S0 2 .
Зная количество оксида меди, можем вычислить содержа­
ние меди в сплаве. Масса моля СиО составляет 80 г.
В 80 г СиО содержится 64 г Си
» 3,2 » »
»
у » »
у=2,56 г Си.
В оставшийся раствор добавили пероксид водорода для
перевода железа из двух- в трехвалентное состояние, за• тем избыток пероксида удалили кипячением. После до­
бавления раствора гидроксида аммония выпал осадок
гидроксида железа (III). Гидроксид цинка растворим в
избытке аммиака вследствие образования комплексного
соединения. После прокаливания осадка масса образовав­
шегося оксида железа составила 0,8 г. Масса моля Fe203
составляет 160 г.
В 160 г Fe203 содержится 112 г Fe
» 0,8 '» »
»
'z » » '
Масса цинка, найденная по разности, равна 1,3 г.
797. 224 мл С12; осталось 224 мл Н2
-. 798. При решении задачи необходимо учесть, что по­
теря массы вследствие разложения нитрата цинка ком-245
псисируется при протекании процесса окисления цинка.
Процентный состав смеси равен 30,1% Zn(NOah И
69,9% Zn.
799. При нагревании смеси возможны следующие ре­
акции
КОН+КНС0 3 =К2СОз+Н 2 0,
2КНС03=К2СО3+СО2+Н2О.
(1)
(2)
Если бы вещества были взяты в эквимолекулярных ко­
личествах, то потеря массы по уравнению (1) составила бы
( * j g—], т. е. меньше, чем по условию
OR К 1Я \
задачи.
Следовательно, в смеси больше КНС03, и КОН целиком
вовлекается в реакцию взаимодействия с КНС03.
Обозначим массу КОН через х г. Согласно уравнению
(1), во взаимодействие с этим количеством щелочи всту-.
пит 56* г КНС03. Уменьшение массы при этом можно
вычислить из пропорции
если реагируют 156 г смеси, масса уменьшается на 18 г
»
» jc + -g~»
»
»
»
а»
5
а = 0,32* Г.
Потеря массы при разложении, согласно уравнению (2),
оставшегося гидрокарбоната калия составит
при разложении
200 г КНСОа масса уменьшается на 62 г
25 6
» » [ . -(*+Тг)] *
*
*
*
Ъ
6 = (7,94 — 0,86*) г.
Согласно условию задачи
а + & = 4,9,
0,32* + (7,94 — 0,86*) = 4,9,
откуда * = 5,6 г. Процентный состав смеси 21,9% КОН
и 78,1% КНС03.
800. Обозначим массу моля атомов первого металла
через Л г, а его содержание в смеси через х г. Тогда
масса моля атомов второго металла — ЗА г и его содер­
жание (5,4—х) г. Учитывая валентность металлов, мож­
но записать:
246
*
А г первого металла вытесняют 1 моль Н3
х » »
»
»
а » »
а « - ^ - моль На;
(2* ЗА) г второго металла вытесняют 3 моль Н2
(5,4 — х)
»
*
»
Ь ъ ъ
Ь — 5 '^4-х
д— моль На.
Суммарное количество молей выделяющегося водорода
а+ 6 =
*+5,4
2А
х4-5 4
По условию задачи —^
= 0,45.
(I)
д'
Второе уравнение может быть составлено, учитывая
атомное отношение металлов в смеси,
где -д- и • 'з/Г*—количества молей атомов соответст­
венно первого и второго металлов.
. Решая систему уравнения (1) и (2), получаем х=2.7;
А » 9 . Атомная масса первого металла 9, второго-г-27.
Взяты бериллий и алюминий.
.'••>''-'
Задачу можно решить и несколько отличным путем.
Каждый молъ атомов пгрвого металла вытесняет 1 моль
водорода, каждый моль атомов второго—1,5 моль водо­
рода. Если учесть атомное отношение металлов в смеси
( 3 : 1 ) , видно, что весь водород выделяется за счет каждо­
го из металлов в пропорции 3:1,5. •-'*%£'•
Тогда за счет первого металла выделилось 0,3 моль
/0,45-3*
Л
,е
/0,45-1,5\
( 4 к ) водорода, за счет второго — 0,15 моль ( 4 5 1
водорода.
Но это значит, что в смеси содержалось 0,3 моль ато­
мов первого металла и 0,1 моль атомов второго металла.
Учитывая, что атомная масса первого в 3 раза меньше
атомной массы второго, найдем величины атомных масс
металлов. Обозначим через А г массу моля атомов перво­
го металла, тогда масса моль атомов второго—ЗА г.
247
Согласно условию задачи, 0,ЗАН-0,ЗА*=5,4» откуда А=9.
Атомная масса первого металла 9, второго 27.
801. In и А1.
802. Процесс получения смешанных оксидов можно
представить идущим по схеме
Mg (NQ^ -> Mg (OH)a - MgO,
2Fe (Ш 8 ) я -* 2Fe (OH)8 -* FeaOB.
Из I моль Mg(NOs)2 образуется 1 моль MgO, а из 1 моль
Fe(NOs)3 — 0,5 моль Fe203. Найдем количества молей
каждого из оксидов в 180 г их смеси. Если примять коли­
чество молей оксида магния за х, тогда количество молей
оксида железа составит 2х. Масса моля MgO составляет
40 г, масса моля РегОз— 160 г.
40х+160-2х=180.
лс—0,5 (моль).
Значит, в 180 г смеси оксидов содержится 0,5 моль оксида
магния и 1 моль оксида железа. Поэтому нужно взять
тцкие количества растворов нитратов, которые бы содер­
жали 0,5 моль Mg(NOsh и 2 моль Fe(N0 3 b (см. выше­
приведенную схему). 0,5 моль Mg(N0 3 )a содержатся в
0,5 л 2 н раствора, так как
в 1 л 2н раствора M g ( N 0 3 b — 2 экв, ИЛИ 1 моль, соли
» X "»
»
»
0,5 моль »
х=0,5 л.
-
;.
2 моль Fe(NOs)s будут содержаться в 3 л 2н раствора,
так как
о
в 1 л 2 н раствора Fe (N03)3 — 2 экв, или -g моль, соли
»у » »
»
»
2 моль
»
у=Ъ л.
803. Так как металлы двухвалентны, суммарное коли­
чество молей атомов их в смеси численно равно количест­
ву молей водорода, что следует из схемы реакции раство­
рения
Ме+2НС1=МеС12+На«
Значит, в 2,32 г смеси содержится 1Щ? моль атомов
(1,568:22,4) металлов. Учитывая их атомное отношение
248
4 : 2 : 1, определяем содержание в смеси каждого из ме­
таллов.
Первого будет содержаться 0,04 моль атомов (°'уУ'*),
второго —0,02 и третьего —0,01 моль атомов.
Обозначим атомные массы первого металла через Зх г,
второго — Ъх г, третьего — 7х г. Их количество в смеси
будет соответственно 0,12* г (Зх-0,04); 0,1* г (5де*0,02)
и 0,07* г (7х>0,01). Поэтому можно записать
0,12*+0,1*+0,07х=2,32,
откуда х = 8 г. Атомные массы металлов 24, 40 н 56. Взя­
ты магний, кальций и железо.
804. Количество молей водорода, выделившегося в ре­
зультате реакции, равно 0,2 моль (4,48:22,4), а хлора,
вступившего во взаимодействие с металлами,— 0,225 моль
(5,04 : 22,4). Обозначим количество молей железа, содер­
жащегося в смеси, через х. Из уравнений реакций
Fe+2HCI=FeCl 2 +H 2f
(I)
Fe+l,5Cl a =FeCl a
(2)
видно, что х моль атомов железа вытесняют из соляной
кислоты х моль водорода, и с х моль атомов железа реа­
гирует 1,5 моль хлора. Следовательно, неизвестный ме­
талл будет вытеснять (0,2—х) моль водорода и взаимо­
действовать с (0,225—1,5*) моль хлора. Так как валент­
ность неизвестного металла постоянна, то количество вы­
тесненных им молей водорода и вступивших с ним в -ре­
акцию молей хлора одинаково, тогда
0,2-х=0,225-1,5*;
#=0,05 моль.
Следовательно, в смеси находилось 0,05 моль атомов же­
леза и 0,1 моль атомов неизвестного металла, так как
M e : F e = 2 : l . Неизвестный металл вытеснил 0,15 моль
(0,2—0,05) Н2 и вступил в реакцию с 0,15 моль (0,225—
—0,05* 1,5) хлора. Молярное отношение металла к каж­
дому из газов равно 1:1,5, значит металл — трехва­
лентен.
805. Увеличение массы в первой трубке происходит
за счет образования фосфида меди согласно уравнению
реакции •
949
ЗСи+2РНз=СизР2+ЗНа.
Масса моля С113Р2 составляет 254 г, масса моля РН3 —
34 г. Количество граммов фосфороводорода, вступившего
в реакцию, вычислим из пропорции
если вступает (2 • 34) г РНз, увеличение составит 62 г
»
»
х » »
»
»
4,96 »
х=5,44 г.
Масса выделившегося при этом водорода определяется из
пропорции
из 68 г РНз образуется 6 г Н2
»5,44 » »
у » »
#=0,48 г водорода,
Во второй трубке будет идти процесс восстановления ок­
сида меди
CuO+H 2 =Cu+H 2 0
и уменьшение массы будет обусловлено тем, что кисло­
род оксида меди связывается с водородом, образуя водя­
ные пары. Количество граммов водорода, вступившего
в реакцию, определим из пропорции
2 г водорода дают уменьшение массы на 16 г
2 »
»
»
»
» »5,76
2=0,72 г.
Количество водорода в исходной смеси будет 0,72 г —
0,48 г=0,24 г, так как 0,48 г водорода образовалось из
фосфина. Для определения плотности газовой смеси
нужно знать ее объем и массу. Масса исходной смеси рав­
на 0,24 г+5,44 г=5,68 г. Для нахождения объема при
нормальных условиях рассчитаем объем каждого из ком­
понентов смеси.
2 г водорода занимают объем 22,4 л
0,24 »
»
»
»
т »
/и=2,688 л.
34 г фосфина занимают объем 22,4 л
5,44 »
»
»
»
я >
«=3,584 л.
Общий объем смеси: 2,688 л + 3,584 л = 6,272 л. Тогда
плотность смеси равна примерно 0,9 г/л ( 6 '272 1.
250
ПРИЛОЖЕНИЕ
Таблица I
Атомные массы (округленные) важнейших элементов
Название элемента
Азот
Алюминий
Барий
Бор
Бром
Висмут
Водород
Железо
Зэлото
Иод
Кадмий
Калий
Кальций
Кислород
Кобальт
Кремний
Магний
Марганец
Символ
N
А1
Ва
В
Вг
Bi
Н
Fe
Ail
I
Cd
К
Са
О
Со
Si
Mg
Мл
Атом­
ная
масса
14
27
137
И
80
209
1
56
197
127
112
39
40
16
59
28
24
55
Название элемента
Символ
Медь
Мышьяк
Натрий
Никель
Олово
Платина
Ртуть
Свинец
Сера
Серебро
Стронций
Сурьма
Углерод
Фосфор
Фтор
Хлор
Хром
Цинк
Си
As
Na
Ni
Sn
Pt
Hg
Pb
s
Ag
Sr
Sb
С
P
F
Атом­
ная
масса
64
75
23
59
119
195
201
207
32
108
88
122
12
31
19
a
35,5
Cr
Zn
52
65
Ряд активности (напряжений) металлов
Li Cs Rb К Ва Sr
Al Mn Zn/JGpv. Fe Cd
Pb H Cu Ag Hg Pt
Са
Co
Au
Na
№
Mg
Sn
251
Таблица 2
Плотность водных растворов некоторых КИСЛОТ, Г/СМ» (при 18 С)
HaSOj
HN03
на
СНзСООН
%
H,S04 HNOaOi.COOH
4
1,027
1,022
1.019
1,004
54
1,439 1,340
1,060
6
1,040
1,033
1,029
1,007
56
1,460 1,351
1,062
8
1,055
1,044
1,039
1,009
58
1,482 1,362
1,063
10
1,069
1,056
1,049
1,012
60
1,503 1,373
1,064
12
1,083 1,068
1,059
1,015
62
1,525 1,384
1,065
J*
J.iBB J,ОД) Jr069
64
J, 5*7 i,394
1,066
16
1,112
1,093
1,079
1,021
66
1,571 1,403
1,067
18
1,127
1.106
1,089
1,024
68
1,594 1,412
1,068
20
1,143
1,119
1,100
1,026
70
22
1,158
1.132
1.110
1,029
24
1,174
1,145 1,121
26
1,190
1,158
28
1,205
30
%
Щ0
1,421
1,069
72
1,640 1.429
1,069
1.031
74
1,664 1,437
1,069/
1,132
1,034
•76
1,687 1,445
LiiKf
1,171
1,142
1.036
78
Ш&
1,453
1,070
1,224
1,184
1,152
1,038
80
1,732 1,460
1.070
32
1,238
1,198
1,163
1.041
82
1.755 1.467
1,070
34
1,255
1,211
1.173.
1.043
84
1,776 1,474 .
1.070
36
1,273
1,225
1,183
1,045
86
1,793 1.480
1,069
38
1.290
1,238
1,194
1.047
88
1,808 1,486
1,068
40
1,307
1,251
—
1.049
90
1,819 1,491
1,066
42
1,324
1,264
—
1.051
92
1,830 1,496
1,064
44
1,342
1,277
—
1.053
94
1,837 1,500
1,062 .
46
1,361
1,290
—
1.054
96
1,840 1,504
1,059
48
1,380
1,303
—
1,056
98
1,841 1,510
1,055
50
1,399
1.316
—
1.058
100
1,838 1,522
1,050
52
1,419
1.328
—
1.059
Таблица 3
Плотность водных раствороз некоторых оснований, г/см (при !8ГС)
3
%
4
6
8
10
кон
1,033
1,048
1.065
. 1.082
ЩгЮО
щ *'Й# I |я
Ш f,137
is
iS
20
22
24
26
28
30
32
(,(56
1,176
1,196
1,217
1,240
1,263
.1,286
1,310
NaOH
1,046
1,069
1.0S2
1,115
1,137
1,159
1,181
1,Ш
1,225
1,247
1,268
1,289
1,310
1,332
1,352
NH8 I %
0,983
0,973
0,967
0,960
0,958
0,946
0,936
О,£32
0,926
0,919
0,913
0,908
0,903
0,898
0,893
34
36
38
40
42
44
46
48
50
52
54
56
58
60
КОН
NaOH
NH,
1,334
1,358
1,384
1,411
1,437
1,460
1,485
1,511
1.538
1,564
1,590.
1,616
1,374
1,395
1,416
1,437
1,458
1.478
1,499
(,519
1,540
1,560
1,580.
1,601
1,622
1,643
0,889
0,884
—
—
_
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие
ЗАДАЧИ И УПРАЖНЕНИЯ
§
§
§
§
§
§
§
§
$
§
§
§
§
1. Лтомно-молскулярное учение
2. Строение атома. Химическая связь
3. Растворы
4. Электролитическая диссоциация
5. Гидролиз
6. Электролиз
7. Окислительно-восстановительные реакция
8. Скорость химической реакции. Химическое равновесие
9. Термохимия
10. Свойства веществ
11. Установление формул веществ
12. Определение неизвестных веществ по их свойствам
13. Вычисления при реакциях со смесями
ОТВЕТЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ
3
5
5
18
25
38
44
45
48
51
61
65
82
87
95
101
251
Тиисия Петровна Адамович
Галина Игнатьевна Васильева
Галина Антоновна Попкович, Анна Романовна Улаэова
СБОРНИК УПРАЖНЕНИИ И УСЛОЖНЕННЫХ ЗАДАЧ
С РЕШЕНИЯМИ ПО ХИМИИ
Редактор Т. С. Лнтвинская
Обложка С. В. Войченко
Худож. редактор А. Г. Звонарев
Техн. редактор М. Н. Кислякова
Мл. редактор И. А. Лукашевич
Корректор Е. А. Пастушенко
ИБ 740
Сдано в набор 21.07.78. Подписано в печать 24.01.79. Формат
84Xl087ai. Бумага типогр. № 2. Гарнитура литературная. Высокая
печать. Усл.-печ. л. 13,44. Уч.-изд. л. 13,33. Изд. № 77—170. Тираж
50 000 экз. Заказ 1439. Цена 55 коп.
Издательство «Вышэйшая школа» Государственного комитета Бе­
лорусской ССР по делам издательств, полиграфии и книжной
торговли. 220048, Минск, Парковая магистраль. 11.
Полиграфический комбинат им. Я. Колеса Государственного коми­
тета Белорусской ССР по дедам издательств, полиграфии и
книжной торговли. 220005, Минск, ул. Красная, £3.
С 23
Сборник упражнений и усложненных задач с
решениями по химии. /Т. П. Адамович, Г. И. Ва­
сильева, Г. А. Попкович, А. Р. Улазова. — 3-е изд.,
перераб.— Ми.: Выш. школа, 1979.— с. 255
Содержит вопросы, упражнения и задачи по всем разделам школь­
ной программы по химии. Для наиболее сложных задач приводятся
решения.
Предназначен для факультативных занятий и олимпиад, в школе,
для подготовительных курсов я самостоятельной подготовк*-,р посту­
плению в высшие учебные заведения,
''-У'"..-': •
. _ 20500-037
Г М 304(06)-79
4|
'
~" 7 9
ПЕРИОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ЗПЕМЕНТОВ
ПЕРИОДЫ
Д.И.МЕНДЕЛЕЕВА
М
1
III
II
IV
7
С 14,0067
N 15,9994
3
63,546
Cll
МЕДЬ
Rb
85,468
РУБИДИЙ
',868 АО
107,868
СЕРЕБРО
IS
б
58
Т
ЦЕРИ
Th
1
ФТОР
№
НЕОН
C I 39,948 А Г
35,453
ХЛОР
24
АРГОН
2б
с«
Y
I
иод
72
178,49 I S 180,948
ТАНТАЛ
ВОЛЬФРАМ
ГАФНИЙ
56
БАРИИ
196,9665 A l l
ЗОЛОТО
200,59 НО 204^7
ЛАНТАН
PTUfb
R & 226,0254
РАДИЙ
59
83
В! [Ц
Т I 207,2 Р Ь 208,980
ТАЛЛИЙ
Ас** im
АКТИНИЙ
Sm
ВИСНУТ
СВИНЕЦ
105
Ku ft
КУРЧАТОВИ(Г
б2
Ей
Ро
186,2
РЕНИЙ
RB
[210]
II
92
U
Tb
Ц
23R
"232,038
ПРОТАКТИНИЙ УРАН'
ТОРИЙ
АКТИНОИДЫ
94
г 9б -л
МРедомг
[2441
1НЕПТУНИЙ ПЛУТОНИЙ АМЕРИЦИЙ КЮРИЙ
Ри
Ат& Cm
1
J
РАДОН
сгд
КАЛИФОРНИЙ
Нп
пи
67
1б4.азо
ГОЛЬМИИ
Г
Г 68
Ll
195,09
1Г
J92.2Z P t
ПЛАТИНА
ИРИДИИ
ОБОЗНАЧЕНИЕ ЭЛЕМЕНТА
ПОТОКОВЫЙ
IE
Тт
167,26
ЭРБИЙ
7 7
||*
в квадратных скобках приведены
массовые яаспа наиболее устойчи­
вых
изотопов
ЛАНТАНОИДЫ
65
Gd б4
Й
O
S
А
ОСМИЙ
At й Rn
АСТАТ
ПОЛОНИЯ
LU
'158.925
140,907 ™Ч44Д4
151,96 O U 1 5 7 , 2 4
ДИСПРОЗИЙ
НЕОДИМ ПРОМЕТИЙ САМАРИЙ
ПРАЗЕОДИМ
ЕВРОПИЙ ГАДОПИНИИ ТЕР6И
Г1
Pa si
10
20,179
Кг
* *
90
S
F
ГЕЛИЙ
V
50.941 СР 51,996 М П 54,9380 Г 6 55,847
58,9332
ВАНАДИЙ
КОБАЛЬТ
ХРОМ
МАРГАНЕЦ ЖЕЛЕЗО
36
6 Э 72,59 Ge 74,9246 A S 78,96 SB 79,904 В Г 83,80
65,36
Z l l 69,72
ГАЛЛИЙ
КРИП ОН
ЦИНК
СЕЛЕН
БРОМ
МЫШЬЯК
ГЕРМАНИЙ
39
44
43 п
7м
40
4
Т
С
Зв«90б
88,9059
I
I
91.22
95 ,94
KU 101,07 Rll 102,905 Р(1 Юб.4
Sf
87.62
Nb 92,906 МО
ПАЛПАДИЙ
РОДИЙ
СТРОНЦИИ ИТТРИЙ
МОЛИБДЕН ТЕХНЕЦИЙ РУТЕНИЙ
ЦИРКОНИИ НИОБИЙ
49
53
114,82
126,9045
112,40
Cd
118,69
S f l 121,75
Те
131,30
Хб
S b 127,60
КСЕНОН
СУРЬМА
ИНДИИ
ОЛОВО
ТЕЛЛУР
КАДМИЙ
ЦЕЗИЙ
Рг
. 9
О 18,9984
132,905 В Э J37.34 18*138,905 H f
ФРАНЦ
Се
ВОДОРОД
КИСЛОРОД
16
13
п
32,06
30,9738
Г
ФОСФОР
СЕРА
МЕНДЕЛЕЕВ
ОТКРЫЛ
ЕРИОДИЧЕСКИЙ
ЗАКОН
В
1869 года
2
АЗОТ
Ti
К
5
В
VIII
Н 4,0026 Не
1,0079
VI
6
12,011
И Д9«1 ВВ 9,0122
УГЛЕРОД
БОР
БЕРИЛЛИЙ
ЛИТИИ
14
Q!
12
26,9815
AJ
28,086
jl
N 3 22,9898 - - - 24305
МАГНИЙ
АЛЮМИНИИ
НАТРИЙ
КРЕМНИЙ
22
19
Га
20
SC
44956
47,90
39,008 1 8
40,06
ТИТАН
Й
СКАНДИЙ
КАЛЬЦИЙ
КАЛИ
5
10,81
2
VII
НОМЕР
ЛТОИНЫЙ
ВЕС
б9
ТУЛИ
1ИЙ.
УЬ'173,4
,
7 0
ИТТЕРБИЙ
Lu71
ЛЮТЕЦИЙ
i M U Wmm)
МЕНДЕЛЕВГ
ЖНОБШЩУРЕ!
Автор
auelhan
Документ
Категория
Образование
Просмотров
6 237
Размер файла
14 582 Кб
Теги
1979, uprazhn, himii, uslozhn, zadach
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа