Решение варианта па–2004–2

1. а) кристаллогидрат: CuSO₄^.5H₂O – пентагидрат сульфата меди (II);

б) комплексная соль: K₃[Fe(CN)₆] – гексацианоферрат(III) калия.

2. Самая большая концентрация ионов водорода и, следовательно, самое малое значение рН будет в растворе сильной кислоты. Значит, первой в ряду будет стоять HNO₃. Затем следует соль, гидролизующаяся по катиону и дающая кислую среду в растворе, т.е. CuSO₄ (концентрация катионов водорода в растворе CuSO₄ будет меньше, чем в растворе HNO₃, т.к. гидролиз идет обратимо). NaCl, как соль образованная сильными основанием и кислотой, имеет нейтральную среду и будет стоять в ряду третьей. NaHCO₃ – обратимо гидролизуется по аниону с образованием щелочной среды. И, наконец, наименьшая в этом ряду концентрация ионов водорода и, следовательно, самое большое значение рН, будет в растворе щелочи.

Ответ: рН увеличивается в ряду: HNO₃ – CuSO₄ – NaCl – NaHCO₃ – KOH.

3. S_E: C₆H₆ + Cl₂ C₆H₅Cl + HCl;

A_E: R–CH=CH₂ + Cl₂ → R–CHCl–CH₂Cl.

4. Обозначим ω(²⁵Mg) = х. Берем из периодической системы значение средней атомной массы и составляем уравнение:

.

Решив уравнение, получаем х = 10.00.

Ответ: ω(²⁵Mg) = 10.00%, ω(²⁶Mg) = 11.01%.

5. B случае гетерогенных процессов в выражение константы равновесия входят концентрации только газообразных (или растворенных, если реакция идет в растворе) веществ. Отсюда:

а) .

6.

1. Cr₂(SO₄)₃ + 6NH₃^.H₂O → 2Cr(OH)₃ + 3(NH₄)₂SO₄;

2. Cr₂(SO₄)₃ + 8KOH → 2K[Cr(OH)₄] + 3K₂SO₄;

3. 2Cr(OH)₃ + 10KOH + 3Br₂ → 2K₂CrO₄ + 6KBr + 8H₂O;

4. 2K[Cr(OH)₄] + 8KOH + 3Br₂ → 2K₂CrO₄ + 6KBr + 8H₂O;

5. Cr(OH)₃ + KOH → K[Cr(OH)₄];

6. 2K[Cr(OH)₄] + CO₂ → 2Cr(OH)₃ + K₂CO₃ + H₂O.

Ответ: A – Cr(OH)₃, Б – K[Cr(OH)₄].

7. (1)

Аденин: , брутто-формула – C₅N₅H₅, М(аденина) = 135 г/моль.

4C₅N₅H₅ + 25O₂ → 20CO₂ + 10N₂ + 10H₂O (2)

υ(аденина) = 13.5 / 135 = 0.1 моль.

Для сжигания 0.1 моль аденина требуется 0.1 ^. 25 / 4 = 0.625 моль кислорода. Такое количество О₂ образуется при разложении 0.625 ^. 2 = 1.25 моль KMnO₄ или

m = 1.25(39 + 55 + 64) = 1.25 ^. 158 = 197.5 г.

Ответ: 197.5 г KMnO₄.

8.

1. + KOH → + H₂O;

2. + KOH + K₂CO₃;

3. + HNO₃ + H₂O;

4. + Cl₂ + HCl;

5. + 3Zn + 7HCl → + 3ZnCl₂ + 2H₂O;

6. + KOH → + KCl + H₂O.

9. C + CuO → CO + Cu + Q₁

Q₁ = 111 – 162 = –51 кДж/моль.

При получении 127 / 63.5 = 2 моль меди поглощается 51 ^. 2 = 102 кДж и расходуется 2 моль или 24 г углерода.

C + O₂ → СО₂ + 394 кДж/моль.

Для компенсации 102 кДж необходимо сжечь 102 · 12/394 = 3.11 г углерода.

Всего необходимо углерода: 24 + 3.11 = 27.11 г.

Ответ: 27.11 г углерода.

10. (Н₂SO₄) = 35.7 ^. 1.4 ^. 0.392 / 98 = 0.2 моль;

(Zn) = 8.125 / 65 = 0.125 моль;

(BaS) = 75 ^. 0.338 / 169 = 0.15 моль.

При решении задачи следует учесть, что cульфид цинка в водном растворе не гидролизуется! Далее использованы следующие обозначения: Б – было, П – прореагировало, О – осталось.

1) H₂SO₄ + Zn → ZnSO₄ + H₂

Б 0.2 0.125

П 0.125 0.125

О 0.075 – 0.125 0.125

Далее возможно два пути решения. Первый:

2) BaS + H₂SO₄ → H₂S↑ + BaSO₄↓

Б 0.15 0.075

П 0.075 0.075

О 0.075 – 0.075 0.075

3) BaS + ZnSO₄ → BaSO₄↓ + ZnS↓

Б 0.075 0.125

П 0.075 0.075

О – 0.05 0.075 0.075

Второй способ:

2) BaS + ZnSO₄ → BaSO₄↓ + ZnS↓

Б 0.15 0.125

П 0.125 0.125

О 0.025 – 0.125 0.125

3) BaS + H₂SO₄ → H₂S↑ + BaSO₄↓

Б 0.025 0.075

П 0.025 0.025

О – 0.05 0.025 0.025

4) H₂SO₄ + ZnS → ZnSO₄ + H₂S↑

Б 0.05 0.125

П 0.05 0.05

О – 0.075 0.05 0.05

Итак, в любом варианте после всех реакций получаем:

ушло из раствора 0.125 моль H₂ (М = 2),

0.075 моль H₂S (М = 34),

0.15 моль BaSO₄ (М = 233),

0.075 моль ZnS (М = 97);

осталось в растворе: 0.05 моль ZnSO₄ (М = 161).

Масса раствора после окончания опыта равняется массе всех смешанных веществ за вычетом того, что ушло из раствора:

m_р-ра = m_р-ра(H₂SO₄) + m(Zn) + m_р-ра(BaS) – m(H₂) – m(H₂S) – m(BaSO₄) –m(ZnS),

m_р-ра = 35.7 ^. 1.4 + 8.125 + 75 – 0.125^.2 – 0.075^.34 – 0.15^.233 – 0.075^.97 ≈ 88 г.

ω(ZnSO₄) = 0.05 ^. 161 / 88 = 0.0915 или 9.15%.

Ответ: ω(ZnSO₄) = 9.15%.