Учебники 80324
.pdfнейтрализации 0,98 г фосфорной кислоты до однозамещенного фосфора?
2.Сколько молей гидроксида бария требуется для нейтрализации
1моль фосфорной кислоты до первичного фосфата бария?
3.Обогащенный апатит содержит 80% Ca3(PO4)2. Сколько серной кислоты расходуется на тонну этого апатита при производстве простого суперфосфата?
4.Сколько требуется фосфорита, содержащего 60% Ca3(PO4)2, для получения 6 т фосфорной кислоты?
5.Для получения двойного суперфосфата используется в фосфорной кислота и фосфорит. Исходный фосфорит содержит 55% Ca3(PO4)2. Необходимо рассчитать количество фосфорита, необходимого для получения двойного суперфосфата в котором Ca(H2PO4)2 содержится в количестве 10 т.
6.При получении двойного суперфосфата, в котором доля Ca(H2PO4)2 составляет 5 т, используется фосфорит с содержанием Ca3(PO4)2 - 70%. Необходимо рассчитать количество фосфорита необходимого для данной реакции.
7.Гашеная известь содержит 90% Ca(OH)2 реагирует с фосфорной кислотой содержащей 95% H3PO4. В результате реакции получается преципитат. Рассчитать количество гашеной извести и фосфорной кислоты, необходимых для получения 100 т CaHPO4.
8.В каком количестве CaHPO4 содержится столько же фосфора, сколько его содержится в 1 кг (NH4)2HPO4?
9.Какому количеству CaHPO4 по содержанию фосфора равноценен 1 кг NH4H2PO4 и 1 кг (NH4)2HPO4?
10.Вычислить, какому количеству сульфата аммония по содержанию азота равноценен 1 кг вторичного фосфата аммония?
11.Для подкормки одного из видов овощных культур вводится в
почву на 1 га пашни комбинированное удобрение, содержащее N2 18 кг, P2O5 25 кг и K2O 70 кг. В каком соотношении надо смешать нитрат натрия, суперфосфат, содержащий 33% Ca(H2PO4)2, и
51
сильвинит, содержащий 35% K2O, чтобы получить соответствующее удобрение?
12.Массовая доля фосфора в удобрении составляет 18,6%. Необходимо определить массовую долю Ca(H2PO4)2 в удобрении.
13.В реакцию вступают фосфор массой 6,2 г и кислород. Реакция происходит при температуре 60°С и давлении 96 кПа. Определить объем кислорода, вступившего в реакцию.
14.Из фосфида кальция Ca3P2 m= 18,2 г получили газ фосфин. При сжигании полученного фосфина образовался оксид фосфора (V). Определить массу образовавшегося P2O5.
15.Молекула преципитата имеет формулу CaH2PO4*2H2O. Чему равна массовая доля оксида фосфора (V) - P2O5 в данном соединении?
16.Необходимо определить (%) Ca(H2PO4)2 удобрения, если в исходном образце суперфосфата оксид фосфора (V) составляет 20% .
17.В результате обработки 310 кг фосфорита получена фосфорная кислота массой 195 кг. Необходимо определить массовую долю Ca3(PO4)2 в природном фосфорите.
18.Под плодовое дерево в качестве удобрения, необходимо внести 4 кг оксида фосфора (V). Для этих целей применяют природный суперфосфат. Массовая доля P2O5, усваиваемого растением, равна 20%. Необходимо рассчитать количество суперфосфата для внесения
впочву.
19.Необходимо получить раствор фосфорной кислоты с массовой долей 40%. Для получения используют фосфорит массой 100 кг, имеющий массовую долю 93%. Определить массу полученного раствора.
20.Сколько молей гидроксида бария требуется, для нейтрализации 1 моль фосфорной кислоты до первичного фосфата бария?
16.ЖЕЛЕЗО
Железо – серебристо-белый металл, твердый и тугоплавкий. Формула Fe, находится в VIII группе четвертого периода периодической системы элементов. Преимущественные степени
52
окисления +2 и +3. Железо входит в состав гемоглобина крови человека и животных. Его соединения присутствуют в водных источниках, ухудшая качество питьевой воды. В водных источниках железо присутствует в виде оксидов и других соединений, проявляя степень окисления +2, но они легко окисляются кислородом воздуха до степеней окисления +3, которые в большинстве случаев выпадают в осадок. Поэтому зачастую на водозаборах возникает необходимость обезжелезивания воды.
Задачи для самостоятельного решения
1.Напишите уравнения реакций, при помощи которых можно осуществить следующие превращения:
а) Fe → FeCl2 → FeCl3→Fe(OH)3 →Fe2O3; б) Fe → FeCl3→Fe(OH)3 →Fe2(SO4)3.
2.В карбиде железа массовая доля углерода составляет 6,67%. Определить формулу карбида железа.
3.Определите формулу соединения, если массовые доли веществ, входящих в его состав, равны: кристаллизационной воды 40,1%, железа 13,86%, азота 10,4%, кислорода, не считая того, что входит в кристаллизационную воду, 35,64%.
4.Необходимо определить формулу оксида железа, если на восстановление данного оксида железа (условия нормальные) было израсходовано 4,48 л водорода.
5.При получении 2,7 гидроксида железа использовали растворы аммиака и хлорида железа. Масса хлорида железа составила 3,81 г. Какова формула хлорида железа?
6.При взаимодействии 89 мл раствора 30% азотной кислоты, имеющей плотность 1,18 мг/л и смеси оксидов железа (II) и оксида железа (III), масса которой была равна 14,64 гр. произошло полное растворение данных оксидов. Каковы массовые доли оксидов в исходной смеси.
7.При взаимодействии раствора сульфата меди (II) и железной пластины массой 20,4 г, часть пластины растворилась и масса ее стала равной 22 г. Сколько железа из пластины перешло в раствор?
53
8.Какой объем азотной кислоты с массовой долей 80% имеющий плотность 1,45 г/мг необходим для реакции растворения серебра, которое было получено в результате реакции железа массой 2,8 г и раствора нитрата серебра, имеющего массу 24 г.
9.Определить формулу оксида железа, полученного путем восстановления оксида железа массой 32 г до металла, если для данной реакции. Был использован оксид углерода (II) объемом 13,44
л(условия нормальные).
10.Для реакции было взято 8 г смеси оксидов углерода и избыток серной кислоты. Полученный раствор обработали 5% раствором KMnO4, имеющим массу 31,6 г. Каково содержание оксида железа (II) в первоначальной смеси?
11.Для восстановления оксида железа (III)FeCl3, имеющего массу 120, израсходовано 5,6 л (условия нормальные) водорода. Определить формулу образовавшегося оксида железа.
12.Железо массой 22,4 г прореагировало с 15,68 л (условия нормальные) хлора. В результате реакции образовался хлорид железа (III). Образовавшийся FeCl3 растворили в 500 л воды. Необходимо определить содержание хлорида железа (%) в образовавшемся растворе.
13.Для получения смеси железа и серы были взяты 14 г железа и 4,8 г серы. Их сплавили. Полученный сплав обработали избытком соляной кислоты. Какие газы при этом образуются? Определить объем этих газов (условия нормальные).
14.Смешали раствор Fe2SO4 массой 100 г и массовой долей 40% и 12 г гидрида калия. Необходимо определить массовые доли веществ, которые находятся в растворе.
15.В результате прокаливания без доступа воздуха карбоната железа (II), образовалось твердое вещество. Это вещество кислородосодержащее соединение железа. В данном образовавшемся веществе железо содержится с массовой долей 72,4%. Необходимо рассчитать объем газов (условия нормальные), выделившихся из 0,1 моль FeCO3 в результате прокаливания.
54
16.Сульфид железа (II) FeS обработали водяным паром. Образовалось соединение железа с кислородом, причём в данном образовавшимся соединении массовая доля кислорода составила 27,6%. Необходимо рассчитать относительную плотность выделившихся газов по воздуху.
17.Смешали 4 мл раствора аммиака концентрацией 1,25 моль/л и 10 мл раствора состоящего из смеси сульфатов железа (II) и (III). Образовался осадок, который не растворился, а далее прокалии. Масса осадка после прокаливания составила 152 мг. Определить, каковы молярные концентрации веществ в исходном растворе.
18.При обработке хлоридом бария смеси нитрата железа, сульфата аммония и сульфата цинка, имеющего массу 54,69 г, выпало 46,6 г осадка. Такую же массу смеси обработали раствором гидроксида бария. В результате обработки выпало 57,3 г осадка, а также 22,4 л газа (условия нормальные). Какова формула нитрата железа, содержащегося в исходной смеси?
19.Концентрированный раствор щёлочи постепенно добавляли к раствору, в котором содержалась смесь Al2(SO4)3 и одного из хлоридов железа. В результате выпал осадок массой 20,1 г. К осадку добавили избыток щёлочи, что привлекло к уменьшению массы осадка до 4,5 г. Определить формулу хлорида железа в исходном растворе.
20.При добавлении насыщенного раствора гидроксида натрия к смеси растворов нитрата хрома (III) - 29.9 этого вещества и одного из нитратов железа выпал осадок массой 14,51 г. Данный осадок обработали избытком щелочи, в результате чего масса осадка стала равной 9,0 г. Определить формулу нитрата железа находившегося в смеси.
17.УГЛЕРОД И КРЕМНИЙ
Вприроде углерод встречается в свободном состоянии и в виде газообразных соединений. Так, алмаз и графит − это разновидность свободного углерода. Уголь так же содержит в себе углерод.
55
Скопления нефти, встречающиеся в недрах земли, являются смесью углеродсодержащих соединений. В недрах земли имеется большое количество солей угольной кислоты. В воздухе, как известно, содержится большое количество углекислого газа CO2. Атомы углерода способны соединяться между собой. Все органические вещества, растительные и животные организмы содержат в своем составе углерод.
Он входит в состав белков, жиров, углеводов и других жизнно важных органических веществ. Углерод и углеродосодержащие вещества при повышенных температурах становятся довольно химически активными.
Так, при повышенных температурах углерод реагирует с металлами с образованием соединений называемых карбидами. Он при высокой температуре способен взаимодействовать с водородом, серой, кремнием. Примером соединения водорода с металлом может быть кальций CaC2 − карбид кальция, с неметаллом CH3 − метан.
Кремний Si − является очень распространенным на земле химическим элементом. В свободном виде в природе кремний не встречается, а присутствует в виде соединений. Так, SiO2, двуокись кремния − основная составная часть песка. Распространены амоносиликаты, например полевой шпат, глина, слюда. Кремний используется в радиоэлектронике, для получения полупроводниковых элементов. В животных и растительных организмах с содержанием кремния невелико.
Задачи для самостоятельного решения
1.При пропускании двуокиси углерода через раствор гидроокиси натрия происходит ряд последовательных реакций. Написать уравнение протекающих реакций в их последовательности.
2.Какой объем двуокиси углерода (нормальные условия) должен получиться при полном разложении 1 т карбоната кальция?
3.Составить молекулярные и ионные уравнения реакции взаимодействия карбоната кальция и карбоната бария с кислотами. Как можно очистить сульфат бария от примесей карбоната бария?
56
4.Имеются два раствора: карбоната натрия и сульфата натрия. Каждому из них прибавили раствор хлорида бария. Как в первом, так
иво втором случае выпал белый осадок, который не растворим в воде. Как установить, где находится карбонат натрия и где сульфат натрия?
5.Составить молекулярные и ионные уравнения реакций, протекающие между: а) карбонатом натрия и серной кислотой; б) карбонатом кальция и соляной кислотой. Установить, каким общим ионным уравнением выражаются реакции между растворимыми карбонатами и кислотами.
6.Раствор содержал соли: хлорид натрия, сульфаты калия и магния и нитрат кальция. К нему прибавили раствор карбоната натрия. Выпал белый осадок. Что представляет с собой этот осадок и что осталось в растворе? Составить уравнение реакций.
7.Написать структурные формулы бикарбонатов натрия, магния, кальция и бария.
8.Присутствие бикарбоната кальция в природной воде обуславливает жесткость воды. Кипячение жесткой воды влечет за собой выпадение белого осадка. Составить уравнение реакций и объяснить, в чём сущность.
9.При производстве соды по аммиачному способу израсходованным веществами являются двуокись углерода и поваренная соль. Установить, в каких количественных отношениях эти вещества участвуют в реакции и вычислить объем двуокиси углерода (условия нормальные) и количество поваренной соли, расходуемых на производство 1000 т бикарбоната натрия.
10.При производстве соды аммиачным способом двуокись углерода получают разложением известняка. Вычислить: а) сколько известняка, содержащего 20% CaCo3, требуется для получения двуокиси углерода, расходуемой на тонну получаемого бикарбоната натрия, если потери в производстве составляют 10%; б) сколько гашеной извести получают при этом?
57
11.При производстве соды аммиачным способом получают в качестве побочного продукта хлорид аммония. Из него затем выделяют аммиак, который возвращается в производство. Какое значение имеет для этого процесса окись кальция, получаемая в качестве побочного продукта при обжиге известняка? Составить уравнения реакций.
12.Бикарбонат натрия, получаемый при аммиачном способе производства соды, частично перерабатывается в кальцинированную соду Na2CO3. Каким способом можно осуществить данный процесс?
13.Для реакции с некоторым количеством карбоната кальция израсходовано 50 см3 2 М раствора соляной кислоты. Сколько
карбоната кальция прореагировало?
14.Для анализа известняка на содержание в нём CaCO3 была
взята навеска массой 2,25 г. На растворение карбоната содержащегося во взятой пробе израсходовано 40 см3 1 H. раствора соляной кислоты. Вычислить, сколько процентов CaCO3 содержалось
визвестняке.
15.Составить уравнение реакции горения углерода и установить, в каком объемном отношении участвуют в этой реакции окись углерода и кислород.
16.Какой объем окиси углерода (условия нормальные) получится в газогенераторе из 1 т угля, содержащего 92% углерода, если потери в производстве будут равны 15%?
17.Выходящая из газогенератора смесь называется воздушным
газом. Сколько требуется угля, содержащего 95% углерода, для получения 1000 м3 воздушного газа (условия нормальные), в котором
30% (по объему)? Потери в производстве составляют 4%.
18.Принимая, что в воздухе содержится приблизительно 20 объемных процентов кислорода и что при прохождении воздуха через генератор 90% кислорода расходуется на образование окиси углерода, а 10% на образование двуокиси углерода, вычислить объемный состав, выходящий из генератора газовой смеси.
58
19.При пропускании водяного пара через раскаленный уголь образуется окись углерода и водород. Образовавшуюся смесь газов называют водяным паром. Составить уравнение реакций и определить, в каком объемном соотношении находятся окись углерода и водород в водяном газе.
20.При сплавлении окиси кальция с углем получается карбид кальция, а при взаимодействии карбида кальция с водой образуется ацетилен C2H2. Сколько гашеной извести, содержащей 90% CaO, и сколько кокса, содержащего 98% углерода, потребуется для получения 50 кг карбида кальция? Какой объем ацетилена (условия нормальные) может быть получен из этого количество карбида кальция?
21.На нейтрализацию продуктов гидролиза фосгена израсходовано 27,5 мл 0,524 H. раствора щёлочи. Вычислить объём (условия нормальные) подвергшийся гидролизу фосгена?
22.Сколько протонов и нейтронов содержится в ядре изотопов кремния 28Si, 29Si, и 30Si?
23.Какая разница между валентностью кремний двуокись кремния и в силане SiH4?
24.Привести уравнения реакций, протекающих при сплавлении карбонатов кальция, магния и натрия с двуокисью кремния SiO2.
25.Составить уравнение реакции взаимодействия соляной кислоты с силикатами и магния и кальция.
26.Как получить из силиката натрия двуокись кремния? Написать уравнение реакции.
27.Сколько каустической соды, содержащей 95% NaOH, и песка, содержащего 90% SiO2, нужно взять для получения 1 т силиката натрия?
28.Состав стекла выражается формулой Na2O • Cao • 6SiO2. Вычислить, сколько расходуется карбоната натрия, карбоната кальция и двуокиси кремния на каждую тонну выплавленного стекла.
29.В производстве цемента были использованы смесь, состоящая из глины (42% SiO2, 35% Al2O3 и 19% летучих примесей) и
59
известняк (92% CaCO3 и 3% летучих веществ). В смеси на 100 массовых частей глины приходилось 180 массовых частей известняка. Вычислить, сколько процентов содержалось в цементе каждого из окислов: SiO2, Al2O3 и CaO.
18.ГАЛОГЕНЫ
Кгалогенам относятся химические элементы, находящиеся в VII группе в главной ее подгруппе, а именно фтор − F, хлор − Cl, бром − Br, йод − I и радиоактивный элемент астат − At. Мы рассмотрим фтор, хлор, бром и йод.
Фтор − газообразное вещество светло-желтого цвета. Имеет сильный специфический запах. Хлор, так же как фтор, является газообразным веществом, имеющим желто-зеленую окраску. Он имеет резкий удушающий запах. Бром − жидкость, имеющая темнокрасную окраску. Йод − это кристаллическое вещество, ему присущ металлический блеск. Растворимость в воде для фтора, хлора и брома хорошая, йод же довольно плохо растворим в воде.
Все галогены обладают окислительными свойствами, но способность к окислению уменьшается при переходе от фтора к йоду. Наиболее сильным окислителем из всех выше перечисленных является фтор. Наиболее сильный окислитель из ряда галогенов способен вытеснить все менее сильные из их соединений. При нормальных условиях галогены взаимодействуют с водородом с образованием галогеноводорода, такие как HF, HBr, HI, HCl. Галогеноводороды растворяются в воде с образованием кислот. Из всех галогеноводородов, только HF является окислителем, а остальные могут быть как восстановителями, так и окислителями. Хлор является антисептиком и применяется для дезинфекции. Так при очистке сточных вод на очистных сооружениях, для дезинфекции сточной жидкости используют хлор.
Задачи для самостоятельного решения 1. Сколько протонов и нейтронов содержится в ядре изотопа
хлора 35Cl?
60