6. Расчетные химические задачи по теме «неметаллы»

Задача 1. Запишите формулы летучих соединений водорода, содержащих максимальную и минимальную массовые доли этого элемента. Определите массовые доли водорода в этих соединениях.

Задача 2. Определите массу кислорода, необходимую для получения 2 т серного ангидрида из серы.

Ответ: 1,2 т.

Задача 3. Зная объемный состав воздуха (кислорода — 21%, азота — 78%, аргона — 1%) и используя значения плотностей этих веществ, определите:

а) массовые доли этих газов в воздухе;

б) атомный состав воздуха;

в) молекулярный состав воздуха;

г) «среднюю относительную молекулярную» массу воздуха;

д) плотность воздуха.

Ответ: а) 23,2%; 75,4%, 1,4%; б) 41О +154N + Ar;

в) 41О₂ + 154N₂ + 2Ar; г) 29; д) 1,29 г/л.

Задача 4. При электролизе водного раствора серной кисло­ты с применением инертных электродов на аноде выделился кис­лород объемом 2,5 л. Рассчитайте объем выделившегося на като­де водорода, пренебрегая потерями при эксперименте.

Ответ: 5 л.

Задача 5. Немного красного фосфора поместили в колбу, плотно закрыли пробкой и взвесили. Не открывая колбу, фос­фор подожгли. Изменится ли масса сосуда после прекращения реакции в колбе, если взвешивание произвести:

а) сразу после реакции;

б) после остывания колбы;

в) после того, как колбу приоткрыли на несколько секунд?

Задача 6. При полном разложении 20,2 г воды было получе­но 17,8 г кислорода и 2,2 г водорода. Был ли данный образец во­ды чистым веществом?

Задача 7. При анализе стали на содержание в ней углерода образец сплава сжигают в токе кислорода и улавливают выде­лившийся при этом оксид углерода (IV). Определите массовую долю углерода в образце стали, если навеска его была 10,00 г, а масса оксида углерода (IV) составила 0,23.

Ответ: 0,63%.

Задача 8. Потребность яровых зерновых в азоте на суглинистых почвах составляет 30—40 кг/га в пересчете на мас­су элемента. Выразите эту дозу в пересчете на мочевину.

Ответ: 64,3 — 85,7 кг/га.

Задача 9. Химическим анализом было установлено, что со­держание азота в данной партии селитры составляет 30%. Ка­кой массовой доле нитрата аммония это соответствует?

Ответ: ω% (NH₄NО₃) = 85,7%.

Задача 10.Вычислите число молекул кислорода в 1 м³.

Ответ: ≈2,7∙10²⁵ молекул кислорода в 1 м³.

Задача 11. Определите массу оксида фосфора и воды для по­лучения 400 г раствора ортофосфорной кислоты с массовой долей 2%.

Ответ: 5,8 г; 394,2 г.

Задача 12. В природном образце бора 80,22% атомов имеют относительную атомную массу ≈11; относительная атомная масса остальных атомов равна ≈10. Рассчитайте среднюю относитель­ную массу природного химического элемента бора.

Ответ: 10,8.

Задача 13. Определите относительные плотности хлора и па­ров брома, иода и астата по фтору. Сравните полученный ряд чисел, объясните найденную в нем закономерность. Постройте графики «атомный номер — константа».

Ответ: 1,87; 4,21; 6,68; 11,05.

Задача 14. . Рассчитайте число молекул вещества в порциях водорода, хлора и хлороводорода: а) массой 100 г; б) объемом 100 л.

Ответ: а) 3,0∙10²⁵; 8,4∙10²³; 1,6∙10²⁴; б) 2,7∙10²⁴.

Задача 15 При полном разложении 1 л газообразного окси­да хлора получается 1 л хлора и 0,5 л кислорода. Определите формулу оксида.

Ответ: Cl₂О.

Задача 16. Определите массу 6 л гремучего газа.

Задача 17. Хватит ли кислорода объемом 2 л (н.у.) для полного сгорания 1г фосфора?

Ответ: 2 л кислорода достаточно для сжигания фосфора массой 1г.

Задача 18. При действии кислоты на 4,66 г смеси железа и цинка было получено 1,792 мл водорода (н. у.). Каков состав смеси?

Ответ: m(Fe) = 3,2 г, m(Zn) = l,46 г.

Задача 19. При сжигании смеси СО и СО₂ объемом 16 мл в избытке кислорода объем уменьшился на 2 мл. Каково содержа­ние СО в смеси в объемных долях?

Ответ: 25%.

Задача 20. Определите объем воды, необходимый для рас­творения 6,02∙10²⁴ молекул оксида серы (VI), чтобы получить раствор серной кислоты с массовой долей 10%.

Ответ: 9 л.

Задача 21. В стальном баллоне емкостью 40 л находится газообразный кислород под давлением 150 атм при 27 °С. Какое количество кислорода содержится в баллоне? Какова масса кисло­рода?

Ответ: 243,7 моль; 7,8 кг.

Задача 22. Через 50,0 мл 8%-ного раствора нитрата серебра (плотность 1,1 г/см³) пропущено 1,840 л хлороводорода. Опреде­лите массовый состав полученного раствора.

Ответ: 3,8% (НСl); 3,0% (HNО₃).

Примечание: Следует учесть, что азотная кислота и хлороводород диссоциированы в водном растворе на ионы.

Задача 23 Смесь газов, состоящая из водорода, хлороводо­рода и хлора, объемом 2 л была пропущена через избыток рас­твора иодида калия, при этом выделилось 3,10 г иода, а остав­шийся объем газа составил 800 мл (н. у.). Рассчитайте объемные доли компонентов в исходной смеси.

Ответ: 40,0%; 13,65%; 46,35%.

Задача 24. К раствору, содержащему 1,6 г бромида калия, прибавили порцию брома-сырца массой 6 г, имеющего примесь хлора. Смесь выпарили и остаток высушили. Масса остатка 1,36 г. Вычислите массовую долю хлора в броме-сырце.

Ответ: ω% (Сl₂) в броме-сырце 3,17 %.

Задача 25. При определенной температуре в реакторе установилось химическое равновесие: А(газ) + 2В(газ) ⇄ 2D(газ) + Q. Затем одновременно увеличили давление в 3 раза и повысили температуру в реакторе на 20° С. В какую сторону сместится химическое равновесие, если температурный коэффициент скорости прямой реакции равен 2, а обратной — 4?

Ответ: равновесие сместится влево.

Задача 26. Смесь, в состав которой входили 10 мл метана, 30 мл водорода, 50 мл кислорода и 20 мл азота, взорвали и при­вели к нормальным условиям. Определите объем и состав газо­вой смеси после взрыва, считая, что пары воды конденсирова­лись в жидкость, объемом которой можно пренебречь.

Ответ: 45 мл; 22,2%; 44,4%, 33,3%.

Задача 27. Рассчитайте объем воздуха, необходимый для сго­рания природного газа объемом 1 м³ с объемными долями мета­на 91%, этана 4%, водорода 2%, азота и других негорючих га­зов 3%.

Ответ: 9,4 м³.

Задача 28. Массовая доля кислорода в оксиде трехвалент­ного металла равна 30,0%. Определите этот элемент и формулу оксида.

Ответ: Fe; оксид — Fe₂O₃.

Горючий продукт я и родом с болота. Но есть одна буква в названье коротком. Прыжок ее быстрый — и все изменилось: Я стал элементом. Так чудо свершилось!

	Буквы лежат на столе перед вами. Расставьте их так, чтобы стали словами. Первое слово — фигура одна, Всего в ней, заметьте,— четыре угла. Слово второе сумейте собрать — Красно-бурую жидкость вам надо назвать.
Небольшое слово перед вами: Обычно звери там живут. Но если буквы переставить, Д иль Г еще добавить, Газа два произойдут.
	В свободном виде он всех убивает. Но если связать, то в еду добавляют. Если же Л мы ему зачеркнем, То вместе со всеми мы песню споем.

В нем вода течет спокойно, здесь насосы не нужны. Но если Р поставить в слово, вещество получишь ты. Вещество то всем известно — газ легчайший на земле. А сказать я должен честно: мы сменили букву В.
	Внутри меня — сухая трава. С обоих концов — согласные. В целом я — газ, дорогие друзья, И название, думаю, ясно вам.

Найдите две ноты в начале октавы, Участок, где выросли сочные травы. Из букв этих слов элемента названье, Подумав, попробуйте быстро составить. Чудесными свойствами он обладает: То ярко сверкает, то черным бывает.
	КАКОЙ В ЦИЛИНДРЕ ГАЗ? На рисунке изображен один из методов получения и собирания газов в лаборатории. Как называется этот способ? Какие газы можно получить и собрать этим способом? (В цилиндре — вода).
ИОД — ЩИТ Иод в качестве микроэлемента — надежная защита человека от заболевания щитовидной железы, называющегося эндемическим зобом. Потребность человека в иоде при этом составляет всего около 0,1 мг в сутки. Найдите на рисунке переход от слова ИОД к слову ЩИТ, меняя в каждом слове по одной букве.
	АЗОТ—НЕОН Если к химическому знаку азота приписать букву «е», то получим химический знак неона. Очень просто, не правда ли? Превратить АЗОТ в НЕОН можно и по-другому, изменяя в каждом последующем слове по две первые или две последние буквы.

БРОМ — УРАН Найдите в периодической системе элементов Д. И. Менделеева БРОМ и УРАН. Уже само положение в таблице говорит об их огромном различии в строении атомов, а значит, и о различии их свойств. Превратить их друг в друга физическими или химическими методами наука пока может. Но, меняя в словах по одной букве, можно БРОМ «превратить» в УРАН.
	ВИЛТ — СЕРА Вилт — это болезнь хлопчатника, а одним из средств защиты растений от него является сера. Найдите переход от слова ВИЛТ к слову СЕРА, меняя каждый раз по одной букве.