Учебники 80324

4.В результате реакции образуется гидрид общей формулы ЭН3. Составная часть водорода в этом гидриде равна 1,245%. Определить, какой элемент образует данный гибрид.

5.Химический элемент, проявляющий степень окисления +2, образовал гидрид. На это соединение подействовали водой. Масса гидрида металла, вступившего в реакцию, равна 0,84 г. В результате реакции выделился водород объемом 896 мл (нормальные условия). Определить формулу данного гидрида.

6.Имеющуюся газовую смесь кислорода и водорода (кислород в избытке) сожгли при нормальных условиях, это привело к уменьшению объема газовой смеси на 240 мл. Какой исходный объем водорода был взят для реакции?

7.При нормальных условиях некоторый щелочно-земельный металл массой 3,425 г вступил в реакцию с водой. В результате реакции выделилось 560 мл водорода. Найти, какой металл вступил в реакцию.

8.Зная, что в смеси газов были: водород, азот и аргон в процентном соотношении соответственно 20%, 45% и 35%, определить, какова плотность смеси газов по водороду.

9.Взяты равные объемом водорода и гелия. Какова плотность по водороду данной газовой смеси?

10.В результате реакции гидрида натрия с водой образовался газ, этот газ пропускали над раскаленным CuO. В результате масса оксида меди (II) уменьшилась на 4 гр. Найти количество гидрида натрия вступившего в реакцию.

11.Перекись водорода массой 18,7 г подверглась разложению под действием солнечного света. При этом выделился газ объемом 672 мл (условия нормальные). Часть перекиси водорода осталась. К остатку добавили серную кислоту, а затем йодид калия. В результате реакции образовался свободный йод массой 12,7 г. Какова массовая доля H2O2

впервоначальном растворе?

12.На избыток цинка подействовали раствором серной кислоты. Процентная концентрация H2S04 составила 15%, плотность 1,1 г/мл.

41

Найти объем серной кислоты необходимой для данной реакции, чтобы выделившийся водород, мог восстановить оксид железа (III) имеющий массу 11,6 г до железа.

12. КИСЛОРОД

Самый распространенный на Земле элемент – кислород. Он составляет 47,2% от массы земной коры. В воздухе содержится 20,95% по объему или 23,15% по массе кислорода. Он входит в состав воды, содержится в белках, жирах, углеводах и т.д. Молекула кислорода состоит из двух атомов – О2.

Кислород – газ без цвета, вкуса и запаха. Он немного тяжелее воздуха. Кислород мало растворим в воде. Большинство окислительных процессов происходит с участием кислорода. Процессы биологической очистки на очистных сооружениях идут с участием кислорода. Природный кислород содержит три изотопа (99,76%), (0,04%) и (0,20%). Кислород проявляет степень окисления -2 и лишь в соединении с фтором степень окисления кислорода соответственно равна +2 (OF2) И +1 (O2F2).

Задачи для самостоятельного решения

1.75 г смеси нитрита калия и нитрата калия содержат одинаковое по массе количество веществ. Смесь нагрели до 400°C, через некоторое время массы солей стали различаться ровно в 10 раз. Необходимо рассчитать объем образовавшегося кислорода, если реакция протекала при 25°C и нормальном давлении.

2.При нормальных условиях произвели разложение пероксида водорода в присутствии MnO4. Пероксид водорода, используемый на реакцию, содержался в 150 г 15% раствора. Найти объем кислорода (условия нормальные) полученного в результате данной реакции.

3.После разложения 80 г водного раствора пероксида водорода, масса жидкости уменьшилась на 1,9 г. Какова массовая доля пероксида водорода в первоначальном растворе?

42

4.При полном разложении пероксида водорода содержащегося в 200 г 3% раствора выделился газ, который был собран. Ту жидкость, которая осталась, обрабатывали кальцием до тех пор, пока не прекратилось выделение газа. Рассчитать, в каком случае (первом или втором) собрали газа больше по массе и во сколько раз?

5.Исходная смесь газов кислорода с озоном имеет плотность по водороду 16,4. После реакции разложения озона плотность уменьшилась на 1,5%. Какова доля озона в полученной смеси?

6.Смесь озона и озонированного кислорода подвергли разложению. После реакции объем смеси увеличился на 60 мл при нормальных условиях. Определить массовую долю разложившегося озона.

7.При взаимодействии озона с NO2 получили 8,96 л кислорода при нормальных условиях. Какова масса второго продукта реакции?

8.Озонированным кислородом объемом 100 л при нормальных условиях обработали раствор KJ. Масса сосуда, где находился йодид калия после реакции увеличилась на 0,8 г. Определить количество озона (по объему) в исходной смеси.

9.При синтезе озона из кислорода, выход продукта реакции составил 7,5%. В процессе синтеза взято 50 л кислорода. Вычислить объем озонированного кислорода.

10.При синтезе озона из кислорода выход продукта составляет 7,5%. Определить объемную долю озона после реакции озонирования.

11.После озонирования кислорода его объем уменьшился на 2,5% по сравнению с исходным объемом. Рассчитать процентный выход озона в данной реакции.

12.При наличии в одинаковых условиях в массе одинаковых объемов кислорода и озонированного кислорода, они различаются массами. Определить массу озона в озонированном кислороде.

13.В результате реакции прокаливания 4,74 г 12MnO4, получаем кислород. Образовавшийся кислород вступил в реакцию с 0,31 г

43

фосфора. Сколько марганца (по массе) находится в остатке, образовавшимся после прокаливания соли?

14.При реакции в кислой среде сульфанта железа(II) объемом 5 мл

иконцентрацией 0,3 моль/л использовался раствор пероксида водорода с массовой долей 20%. Какая масса пероксида водорода использована в реакции?

15.Какие вещества и в каком количестве образуются в результате реакции между избытком хлорноватистой кислоты и 7,5 г 25% раствора пероксида водорода?

16.В результате реакции между MgJ2 с H2O2 в сернокислом растворе образуется 12,7 г йода. Какова масса двух остальных продуктов реакции?

17.В результате реакции между H2O2 и оксидом серебра (I) образовалось 5,4 г чистого серебра. В результате реакции выделился газ. Каков объем полученного газа (нормальные условия).

18.В результате реакции между пероксидом водорода с сульфатом никеля (II) в сернокислом растворе, выделилось 9,6 г серы. Вычислить массу H2O2.

19.Избытком H2O2 обработан перманганат калия в сернокислом растворе образовалось 5,6 л (нормальные условия) газа. Определить концентрации йонов металла (молярные) в 200 мл полученного раствора.

20.Нитрат серебра в амиачном растворе обработали избытком пероксида водорода. В результате реакции выделилось 560 мл газа (нормальные условия). Какова массовая доля NH4NO3 в 200 г полученного раствора.

13.АЗОТ

Вприроде азот находится главным образом в свободном состоянии. Так, в воздухе массовая доля азота составляет 75,6%, а объемная доля – 78,09%. Азот входит в состав многих органических соединений, а так же в состав белковых веществ. Степень окисления азота может изменяться. Так в соединениях азот может проявлять

44

степень окисления +5, +4, +3, +2, +1, -3, -2, -1. Молекула азота состоит из двух атомов и имеет формулу N2.

Он имеет важное значение, для жизни растений и животных, так как входит в состав белковых веществ. Азот широко используется для создания инертной среды. Им азотируют поверхности стальных изделий, для придачи им большей твердости.

Задачи для самостоятельного решения

1.Плотность жидкого азота при температуре кипения и давления

в5 атм равна 0,81 кг/л. Какой объем воздуха (нормальные условия) нужно взять, чтобы полученным из него жидким азотом можно было заполнить сосуд емкостью 25 л? Потерь при производстве не учитывать.

2.В кислородных соединениях азот проявляет валентность от 1+ до 5+. Составить формулы его окислов.

3.Сравнить валентность азота в аммиаке NH3 с валентностью его

втрехокиси азота N2O3. На сколько меняется она при переходе от

NH3 к N2O3?

4.Чем различается строение атомов изотопов азота 14N4 15N?

5.Иногда говорят, что азот – малоактивный элемент. Однако он непосредственно соединяется со многими элементами и образует различные соединения. Как это согласовать?

6.Имеется смесь азота и кислорода. Как химически различить эти

газы?

7.Что больше, масса литра аммиака или масса литра азота и во сколько раз при одинаковых условиях?

8.Водород, необходимый для синтеза аммиака, получают, в частности, из природного газа методом конверсии – окислением водой метана, содержащегося в природном газе. Реакция происходит

вдве стадии:

CH4+H2O = 3H2+CO

CO+ H2O = H2+CO2

CH4+2H2O = 4H2+CO2

45

9.От двуокиси углерода смесь газов очищается при пропускании её через воду под большим давлением. Сколько нужно воды (по массе) и природного газа с содержанием метана 95% (по объему при нормальных условиях) для получения такого количества водорода, чтобы из него можно было произвести 1000 т аммиака? Потери при производстве не учитывать.

10.Аммиачную воду, используемую для получения жидких удобрений, готовят растворением аммиака в воде. Один из сортов стандартной аммиачной воды содержит 20% (по массе) аммиака.

Сколько воды (по массе) и аммиака (по объему при нормальных условиях) требуется для получения 2000 м3 аммиачной воды (плотность 20% раствора аммиака 926 кг/м3)?

11.Как можно установить присутствие аммиака в воздухе?

12.Как очистить азот от содержащейся в нем примеси аммиака? Дать объяснение метода.

13.Как изменяется давление газа в сосуде, заполненном аммиаком, если ввести в него несколько капель воды? Дать обоснованный ответ.

14.При температуре 0 °С и давлении 1 атм в 1 л воды растворяется 895 г аммиака. Вычислить объем этого количества аммиака и концентрацию полученного раствора.

15.В баллоне содержится 10 кг жидкого аммиака. Вычислить объем его при нормальных условиях.

16.При горении аммиака в кислороде получается свободный азот. Составить уравнение реакции и определить, как меняется при этом валентность азота.

17.При пропускании аммиака через раскаленную окись меди выделяется свободный азот. Какие еще вещества получаются при этой реакции? Составить уравнение и выяснить, как изменяется валентность элементов при этой реакции, что является окислителем, что восстановителем.

18.В каких объемных отношениях реагируют друг с другом аммиак и хлористый водород? Какими признаками сопровождается эта реакция?

46

19.При каком положении сосуда можно собирать в него аммиак? Почему?

20.Смешали 1 г аммиака с 1 г хлористого водорода. Что оказалось

визбытке и каков этот избыток?

21.Составить молекулярные и ионные уравнения реакций взаимодействия водного раствора аммиака с хлоридом магния, сульфатом аммония, хлоридом железа (III). Какой цвет имеют выпавшие осадки?

22.Давление газовой смеси при неизменной температуре зависит только от общей концентрации молекул (число молекул в единице объема), независимо от того, какие это молекулы. Будет ли изменяться давление газовой смеси и в какую сторону при синтезе аммиака из азота и водорода, если реакция будет протекать в замкнутом аппарате при неизменной температуре?

23.На реакцию с 50 см3 раствора сульфата аммония израсходовано 30 см3 2н. раствора хлорида бария. Вычислить нормальность раствора сульфата аммония. Сколько сульфата аммония содержалось в 1 л раствора?

14.СЕРА

Сера встречается в природе, как в свободном виде, так и в виде соединений. Она проявляет степень окисления от -1 до +6. Она склонна к образованию аллотропных модификаций.

Природные соединения серы (наиболее распространённые): FeS2, ZnS, HgS но есть и другие соединения. Cера также встречаются

всоставе различных кристаллогидратов: CaSO4∙2H2O – сульфат кальция, Na2SO4∙10H2O – сульфат натрия, MgSO4∙7H2O – сульфат магния и другие соединения.

Сера входит в состав белков животного происхождения, а также

всостав растений. Капельки серы, откладываясь внутри микроорганизмов, служат сигналом нехватки кислорода в аэротенках очистных сооружений. В системах водоснабжения и на водозаборах образуются серобактерии, являющиеся помехой в водоснабжении.

47

Возникает необходимость изучения свойств серы и ее соединений и способов устранения этих соединений из систем водоснабжения.

Задачи для самостоятельного решения

1.В растворе содержится оксид серы (VI) с концентрацией 4%. Необходимо рассчитать массовую долю H2SO4 в растворе.

2.Составить уравнения следующих реакций и уравнять их.

а) H2S + SO2→

б) H2S + Br2 →

в) H2S + HNO3(конц) →

Указать окислитель и восстановитель в реакциях.

3.Какова доля кристаллизационной воды в молекуле медного купороса.

4.В процессе сжигания серы массой 12 г, выделилась энергия в виде теплоты. Преобразование SO2 из кислорода и серы энтальпия равна - 296,9 кДж/моль. Определить количество выделившейся теплоты в результате реакции.

5.Учитывая что энтальпия для TeO2 ∆H = - 321,7 кДж/моль необходимо вычислить количество теплоты выделившееся при сгорании 1 г теллура.

6.При получении кислорода из нитрата калия по ниже приведенной реакции поглощается теплота. Объем кислорода образованного в результате реакции составил 6,72 л. Определить количество поглощенной теплоты.

7.В результате реакции растворения меди концентрированной серной (d=1,84 г/м) кислоты с концентрацией 98% необходимо рассчитать объем этой кислоты необходимой для растворения 8 г меди.

8.При взаимодействии сульфида железа FeS массой 3 кг с соляной кислотой образовался сероводород. Доля FeS у исходном сульфиде железа составила 95%. Определить объем сероводорода образовавшегося в результате данной реакции (нормальные условия).

9.Как осуществить следующие превращения:

Ba(OH)2→ BaSO3→ BaCl2→BaSO4.

48

Все реакции перехода написать в молекулярной и ионной формах.

10. Kаким способом можно осуществить следующие реакции переходов:

Zn → ZnS → H2S → S → SO2 →SO3→H2SO4→K2SO4

Все превращения написать в виде молекулярных и ионных реакций.

11.В воде массой 300 г растворен сероводород (условия нормальные). Образовался раствор сероводородной кислоты. Определить какой объем H2S необходим для получения кислоты с содержанием H2S 1,2%?

12.При обжиге пирита массой 30 г содержащего примеси составляющие 20% от общей массы пирита образовался оксид серы. Реакция протекала при 27°С и добавление 98,5 кПа. Определить объем выделившегося оксида серы.

13.В реакцию вступили серная кислота массой 16 г и избыток раствора хлорида бария. В результате реакции выделился осадок массой 5,7 г. Каково содержание серной кислоты в исходном растворе?

14.При температуре 18°С и давлении 100 кПа идет реакция горения сероводорода массой 5 г. Определить объем кислорода, необходимый для данной реакции.

15.При нагревании идет реакция между серной кислотой и металлическим серебром. В результате реакции образуется 100 мл (условия нормальные) оксида серы (IV). Определить количество серебра, участвовавшего в данной реакции.

16.В воздухе содержится 20,95% кислорода (по объему), причём массовая доля будет 23,1%. Необходимо вычислить объем данного воздуха и массу воды, чтобы из SO2 объемом 10 л (условия нормальные) получить серную кислоту.

17.Для получения серной кислоты концентрацией 70%, введен нитрит массой 200 кг, содержащий примесей в количестве 10%.

49

Определить массу раствора получаемого при данной реакции, если выход серной кислоты составляет 80%.

18.В результате реакции между избытком соляной кислоты и смеси NaCl, CaCO3, и ZnS массой 80 г образовалось 13,44 л (условия нормальные) смеси газов, эта смесь газов вступила в реакцию с избытком SO2, что привело к образованию 19,2 г твердого вещества. Необходимо определить массовые доли веществ в исходной смеси.

19.В результате прокаливании 50 г смеси KClO3 и KCl образовался газ объемом 6,72 л (условия нормальные). Необходимо определить какова массовая доля хлорида калия в исходной смеси.

20.В воде растворили 10 г смеси сульфида натрия, сульфата натрия и хлорида натрия в количестве 10 г. Раствор разделили пополам. К одной половине раствора добавили сульфат меди (II) в избытке, что привело к образованию осадка массой 4,66 г. Необходимо определить содержание солей (в процентах) в исходной смеси.

15.ФОСФОР

Общее содержание фосфора в земной коре – 0,08%. В свободном виде фосфор в природе не встречается. Он находится лишь в виде соединений. Элемент фосфор имеет формулу P, степень окисления варьируется от -3 до +5.

В природе встречается в виде минералов – фосфат кальция Ca3(PO4)2. Чаще всего в природе предствлен в виде – фторапатит 3Ca3(PO4)2∙CaF2. Фосфор содержится так же в организме, входя в состав белковых веществ. Он так же необходим для жизни растений. Белый фосфор – бесцветное и очень ядовитое вещество. Он имеет несколько аллотропных модификаций: белый, красный, черный и др. Ядовитым является лишь белый фосфор.

Задачи для самостоятельного решения 1. Вычислить эквиваленты одно-, двух- и трехзамещенного

фосфата натрия. Сколько требуется 2н. гидроксида натрия для

50