Врублевский А. И. Тренажер по химии

180§ 13. Задачи по разделу «Оксиды», «Основания», «Кислоты», «Соли»

47.К 25 г раствора сульфата меди (И) (w = 16 %) прибавили некоторое количество раствора гидроксида натрия (w = = 16 %). Образовавшийся осадок отфильтровали, после чего фильтрат имел щелочную реакцию. Для полной нейтрализа­ ции фильтрата потребовалось 25 см3 раствора серной кисло­ ты с молярной концентрацией кислоты 0,1 моль/дм3. Вычис­ лите массу прибавленного раствора гидроксида натрия.

48.Вещество, полученное при полном восстановлении СиО массой 15,8 г водородом объемом 11,2 дм3 (н.у.), растворили при нагревании в концентрированной серной кислоте. Какой объем газа (н.у.) выделился в результате реакции?

49.Для полной нейтрализации 50 см3 соляной кислоты с w(HCl) = 20 % (р = 1,10 г/см3) был использован раствор гид­ роксида калия с w(KOH) = 20 %. Какое химическое количе­ ство воды содержится в полученном растворе?

50.1аз, полученный при пропускании избытка С 02 над 0,84 г раскаленного угля, направлен в реакцию с 14,0 г нагретого окси­ да меди (И). Какой объем раствора азотной кислоты (w = 63 %, р = 1,4 г/см3) нужен для полного растворения полученного в последней реакции вещества?

51.При прокаливании нитрата меди (И) масса соли умень­ шилась на 6,5 г. Какая масса соли подверглась разложению?

52.При действии избытка соляной кислоты на смесь алю­ миния с неизвестным одновалентным металлом выделилось 6,72дм3(н.у.) газа, и масса смесиуменьшилась вдвое. При обработке остатка разбавленной азотной кислотой выделилось 0,373 дм3(н.у.) N0. Определите неизвестный металл.

53.Масса образца мела равна 105 г, а химическое количе­ ство атомарного кислорода в его составе равно 1 моль. Опре­ делите массовую долю СаС03 в образце мела (кислород вхо­ дит только в состав карбоната кальция).

54.При взаимодействии оксида серы (VI) с водой получи­ ли раствор с w(H2S04) = 25 %. При добавлении к этому ра­

створу избытка Ва(ОН)2 выпал осадок массой 29,13 г. Какие массы S 0 3 и Н20 были затрачены на образование раствора кислоты?

55.При пропускании S0 2через 200 г раствора с w(NaOH) =

=16% образовалась смесь солей, втом числе 41,6 г кислой соли. Какая масса серы, содержащей 4,5 % примесей по массе, ис­ пользовалась для получения S02? Какова масса средней соли?

56.На взаимодействие с 80 г раствора Ca(N03)2 понадо­ билось 50 г раствора Na2C 03. Выпавший осадок отделили, при обработке его избытком соляной кислоты выделилось 2,24 дм3 (н.у.) газа. Каковы массовые доли солей в исходных растворах? Какова массовая доля нитрата натрия в растворе после отделения осадка?

57.При взаимодействии Zn с H2S04 образовалось 10 дм3 (н.у.) смеси S02 и H2S с относительной плотностью по арго­ ну 1,51. Какое химическое количество Zn растворили? Како­ ва массовая доля S02 в смеси газов?

58.Для полученияраствора N82803 в растворс w(NaHS03) = 8 % (р = 1,084 г/см3) объемом 496,2 см3 внесли точно рассчитан­ ное количество NaOH (т). Определите w(Na2S03) в получен­ ном растворе.

Ответы

1. 20 %; 0,448 дм3. 2. 1,1 г/см3. 3. 100 см3. 4.4,8 г CuS; 0,78 г Na2S; 7,1 г Na2S04. 5. 8,8 г. 6.400 см3. 7.4 %. 8.0,56 г Fe; 0,69 г FeO и 0,75 г Fe20 3. 9.3,0 г СаС03; 5,0 г Са(ОН)2 и 2,5 г BaS04. 10. 36 % ВаС12; 35 % СаС03; 29 % NaHCO,. 11.9,8 % H2S04; 18,9 % HN0312.28,9 %. 13. w = 0,05 %; <p = 0,034 %.

14. Юг. 15.93,3%. 16.12,90г. 17.2,8дм3. 18.2,24дм3N2;2,24дм3С02и 4,48дм3 S02. 19. Первый на 1,6 г тяжелее. 20. 0,112 дм3. 21. 3,85 дм3. 22. 94,1 см3. 23.14 г. 24.0,37 г. 25.21,75 г. 26.22,5 г. 27.7,1 г. 28.2,24дм3. 29.27,6 г. 30.3,92 г. 31. 0,05 и 0,07 моль соответственно. 32. 6,7 %. 33. 47 % Си; 53 % СиО. 34. а) 7,6 %; 6,6 %; б) 73 г. 35.3,26 см3; 2,56 г. 36.10,5 г. 37.2,5 г. 38.24,7 см3. 39. 34 г KN02. 40.2,45 % H2S04; 5,48 % НС1.41.3,36 дм3. 42.5 % НС1 и 5 % H2S04. 43.166,7 см3. 44. V(Ba(0H)2)/V(H2S04) = 1,64. 45.715,6 см3. 46. 2,1 г. 47.13,75 г. 48. 4,41 дм3. 49.6,5 моль. 50. 40 см3. 51. 11,3 г. 52. Ag. 53. 31,7 %. 54.10 г S03; 39 г Н20 . 55.20,1 г S; 25,2 г Na2S03. 56.20,5 % Ca(N03)2; 21,2 % Na2C03; 14,2 % NaN03. 57.0,61 моль Zn; 93,2 % S02. 58.9,4 %.

§ 14. Амфотерность оксидов и гидроксидов цинка,

алюминия и бериллия

Для решения задач и цепочек химических превращений на эту тему необходимо учитывать, что оксиды и гидрокси­ ды Al, Zn и Be обладают амфотерными свойствами, т. е. мо­ гут взаимодействовать как с кислотами, так и со щелочами.

Ниже приведены уравнения реакций этих соединений с растворами щелочей на примере КОН; также даны уравне­ ния реакций металлов Al, Zn и Be с раствором КОН.

2А1 + 6КОН + 6Н20 = 2К3[А1(ОН)6] + ЗН2Т; Zn + 2КОН + 2Н20 = KJZntOH),] + Н2Т;

Be + 2КОН + 2Н20 = К2[Ве(ОН)4] + Н2Т;

А120 3 + 6КОН + ЗН20 = 2К3[А1(ОН)6]; ZnO + 2КОН + 2Н20 = K.IZnCOH),];

ВеО + 2КОН + 2Н20 = KJBeCOH),];

А1(ОН)3 + ЗКОН = К3[А1(ОН)6]; Zn(OH)2 + 2КОН = K2[Zn(OH)4];

Ве(ОН)2 + 2КОН = KJBeCOH),].

Алюминий, цинк, бериллий, их оксиды и гидроксиды вза­ имодействуют также с твердыми щелочами при сплавлении:

134 § М. Амфотерностъ оксидов и гидроксидов цинка, алюминия и бериллия

I^ZnOj + 2НС1 = 2КС1 + Zn(OH)2i;

К2[Ве(ОН)4] + 2НС1 = 2КС1 + Ве(ОН)24 + 2Н20;

К^ВеО, + 2НС1 = 2КС1 + Be(OH)2i .

Реакции с избытком кислоты

В этом случае образуются соответствующие соли Al, Zn и Be:

К3[А1(ОН)6] + 6НС1 = ЗКС1 + А1С13 + 6Н20;

КА102 + 4НС1 = КС1 + А1С13 + 2Н20; KJZnCOH),] + 4НС1 = 2КС1 + ZnCl2 + 4Н20; KjZnOj + 4НС1 = 2КС1 + ZnCl2 + 2Н20;

К2[Ве(ОН)4] + 4НС1 = 2КС1 + ВеС12 + 4Н20; l^BeOj + 4НС1 = 2КС1 + ВеС^ + 2Н20.

При промежуточных соотношениях химических коли­ честв комплексной соли и кислоты образуются основные соли. Покажем это на примере реакции между Na3[Al(OH)6]

и H2S04:

а) мольное отношение реагентов 2:3 (1:1,5): 2Na3[Al(OH)6] + 3H2S04 = 3Na2S04 + 2Al(OH)3i + 6H20 .

б) мольное отношение 2 :6 ( 1 :3), т.е. взят избыток кислоты: 2Na3[Al(OH)6] + 6H2S04 = 3Na2S04 + A12(S04)3 + 12H20 .

Промежуточные мольные отношения, например: в) мольное отношение 2 :4 (1: 2):

2Na3[Al(OH)6] + 4H2S04 = 3Na2S04 + [A1(0H)2]2S04 + 8H20;

г) мольное отношение 2:5(1:2,5):

2Na3[Al(OH)6] + 5H2S04 = 3Na2S04 + 2(A10H)S04 + ЮН20.

При других мольных соотношениях могут образовывать­ ся смеси:

Na2S04 + [A1(0H)2]2S04 + А1(ОН)3

или

Na2S04 + A10HS04 + [A1(0H)2]2S04.

S 14. Амфотерность оксидов и гидроксидов цинка, алюминия и бериллия 185

При нагревании комплексные соли теряют воду и превра­ щаются в средние соли:

t°

Особенности решения заданий на эту тему иллюстрируем на двух примерах.

ПРИМЕР 14-1. Осуществите превращения по схемам ре­ акций:

А1 —!—» Кз[А1(ОН)6] _ 2 _ » А1(ОН)3 _L_>

ПРИМЕР 14-2.* К раствору, содержащему 6,84 г A12(S04)3, прибавили раствор, содержащий 8,4 г NaOH. Определите массу полученного при этом осадка.

136 § 14. Амфотерность оксидов и гидроксидов цинка, алюминия и бериллия

Решение

Записываем уравнение реакции образования гидроксида алюминия (осадок):

A12(S04)3 + 6NaOH = 2А1(ОН)34- + 3Na2S04;

M[A12(S04)3] = 342 г/моль; A/(NaOH) = 40 г/моль;

М[А1(ОН)3] = 78 г/моль.

Проводим расчеты:

расчеты проводим по данным для соли (соль в недостатке). Находим:

«[А1(ОН)3] = 2«[A12(S04)3] = 0,02 -2 = 0,04 (моль); w(NaOH)npopear = 6«[A12(S04)3] = 0,02 -6 = 0,12 (моль); «(NaOH)m6brr = 0,21 - 0,12= 0,09 (моль).

Избыточная щелочь реагирует с А1(ОН)3, частично раство­ ряя его:

А1(ОН)3 + 3NaOHro6bti = Na3[Al(OH)6],

Так как

«[А1(ОН)3] ; «(ЫаОН)юбыт

1 3

0,04 моль 0,09/3 = 0,03 моль

то осадок растворится не полностью, т. е. А1(ОН) 3находится в избытке.

Проводим расчеты:

"М О Н У .™ » = |» (N a O H )^ t = ^ | i = 0,03 (моль);

$ ]4. Амфотерность оксидов и гидроксидов цинка, алюминия и беримия 189