Задачи и упражнения / Кузьменко Н.Е., Теренин В.И. и др. Вступительные экзамены и олимпиады по химии. Опыт МГУ

Ответ: выход трихлорметана равен 40%. 10. В растворе протекает реакция

Х28 + УС12 -* У81 + 2ХС1.

Растворимый сульфид одновалентного металла - это сульфид щелоч­ ного металла. Так как в растворе осталась только одна соль (ХС1 - хлорид щелочного металла), исходные вещества были взяты в стехиометриче­ ских количествах:

у(Х28) = у(УС12) = 0.1 • 0.5 = 0.05 моль.

Масса сульфида и его молярная масса составляют соответственно:

т(Х 28) = 50 • 0.078 = 3.9 г,

М(Х28) = т / V = 3.9 / 0.05 = 78 г/моль,

следовательно, молярная масса металла X

М(Х) = (78 - 32) / 2 = 23 г/моль,

металл X - это натрий.

Поскольку в ходе реакции образовался 0.1 моль ИаС1 с массовой до­ лей в растворе 0.04068, можно рассчитать массу раствора после оконча­ ния реакции:

т(раствора) = т(7чГаС1) / со(7чГаС1) = 5.85 / 0.04068 = 143.8053 г.

Тогда масса осадка У8 равна

т(У8) = 50 + 100 • 1.01 - 143.8053 = 7.1947 г,

а молярная масса У8 составит

М(У8) = т / V = 7.1947 / 0.05 = 143.8938 г/моль.

Отсюда молярная масса металла У

М(У) = 143.8938 - 32 = 111.8938 ~ 112 г/моль,

металл - кадмий.

Реакция с концентрированной азотной кислотой:

С68 + 8 Ш 0 3(конц) СМ(Шз)2 + $ 0 2Т + 6И02Т + 4Н20, или Сс18 + 8 Ш 0 3(конц) -► Сб804 + 8 Ш 2Т + 4Н20.

Ответ: X - На, У - Сб.

Вариант ФНМБ-2008-3

1.8 0 32или 8е032-.

2.ИаОН + Н3Р04 -* ИаН2Р 04 + Н20.

3.а = 4.2610-2, АГ= 1.8-10"5.

Вариант ФНМБ-2008—4

1.С032'.

2.Н3Р04+ 2К0Н -> К2НР04+ 2Н20.

3.а = 8.1310-2, К = 6.61(Г5.

4.1.8% ИаИОз, 3.6% А§Н03.

5.Равновесие сместится влево.

6.147 г К2Сг20 7.

7.А - А1(Ы03)3или А12(804)3; В - А1(ОН)3.

1) 4А1(Ы03)з — 2А120 3+ 12Ж>2+302;

3)А1(Ы03)з + 4КОН(изб) — К[А1(ОН)4] + ЗКЖ>3;

4)А1(ОН)3+ КОН — К[А1(ОН)4];

5)А1(М03)3+ ЗШ 3+ ЗН20 -► А1(ОН)3+ ЗШ 4Ш 3;

6) А1(ОН)3+ ЗЬЛ403 А1(ТЧОз)з + ЗН20.

8. А - С2Н5СНО, В - СН3СН(ОН)С2Н5, С - СН3СООСН(СНз)С2Н5( Б - С2Н5СООН, Е - С2Н5СООСН(СН3)2, Р - СН3СН2СН2ОН, С - С2Н5СООСН2СН2СН3.

1)СН3М ^г

2)Н20, Н+

1)С Н ,-С Н 2- С _м^ нв, ■СЯз-СНз-СН-СН,; ОН

4)СН3СНСН3 + СиО —-+ СНз-СНз + Н20 + Си.

4. Пусть исходная смесь солей содержала х моль (КН4)2С 03 и у моль >Щ4НС03 Ее прокаливание дает смесь газов:

Ш4 НСО3 — Ш 3 + со2 + Н20.

УУ У

Газовая смесь после охлаждения до комнатной температуры и кон­ денсации паров воды состоит из (2* +у) моль№Г3 и (х+у) моль С 02. При пропускании газов через соляную кислоту аммиак поглощается, а С 02 - нет:

N 4 3 + НС1 -► Ш 4 СЛ.

Диоксида углерода осталось:

у (С 0 2) =х+у.

По условию, объем газа по сравнению с объемом исходной газовой смеси сократился в 2.5 раза:

У(Ш39С02) _ 3* + 2у _ 25

У(С0 2) х + у

откуда х =у.

Масса исходной смеси солей составляет:

т(исх.смеси) =96х + 19у = 96*+ 79* = 175*;

массовые доли карбоната и гидрокарбоната аммония:

© ((Ш ^СО з) = 96* / 175* = 0.5486 (или 54.86%);

со(Ш4НС03) = 0.4514 (или 45.14%).

Ответ: 54.86% (Ш ^С О з; 45.14% №1*НС03.

5. Уксусная кислота частично диссоциирует в растворе:

СНзСООН СНзСОО- + ЬГ;

концентрация ионов Н+ составляет

[Н+] = а • с = 0.013 • 0.1 = 0.0013 моль/л.

Хлоруксусная кислота также диссоциирует

С1СН2СООН ^ С1СН2СОО" + Н+;

концентрация ионов водорода составляет

Ц + 2 НВг;

ВгСН2СООН + З Ш 3 -► КН2СН2СО(ЖН4 + Ш 4Вг; Ш 2СН2СООНН4 + КОН — 1ЧН2СН2СООК + Ш 3Т + Н20;

Ш 2СН2СООК + КОН — СНзИНзТ + к2со3.

Если вместо аммиака использовать СН3ЫН2, получим:

ВгСН2СООН + ЗСН3Ш 2 -► СН3Ш С Н 2СО ОШ 3СН3 + СН3Ш 3Вг; СНзМНСНгСООИНзСНз + КОН -> СН3ННСН2СООК + СН3ЫН2Т + Н20;

СН3Ш С Н 2СООК + КОН — (СН3)2Ш + К2С()3

Реакции аминов с азотистой кислотой:

СН3Ш 2 + НЖ )2 -> СН3ОН + И2| + Н20;

(СН3)21ЧН + НМ02 (СНз)2Н-ИО + Н20.

Ответ: А - ВгСН2СООН; В - СН3Ш 2; С - (СН3)2Ш .

10. Рассмотрим превращения первого образца железа. По условию ко­ личество азотной кислоты и количество газа составляют соответственно:

у (Ш 0 3) = V -р со/М = 320.3 • 1.18 • 0.3 / 63 = 1.8 моль; у(газа) = рУ /К Т= 101.3 • 9.62 / (8.314 • 293) = 0.4 моль.

Масса выделившегося газа

а его молярная масса составляет

М(газа) = га / V = 12 / 0.4 = 30 г/моль,

значит, это N0. Запишем уравнение реакции:

Всоответствии с уравнением, поскольку выделилось 0.4 моль газа, то

ивступило в реакцию 0.4 моль железаи 1.6 моль кислоты.Образовалось

По условию объем раствора гидроксида натрия

У= га / р = 322.9 / 1.19 = 271.3 мл = 0.2713 л. Количество гидроксида натрия

V = с • У= 5.16 • 0.2713 = 1.4 моль.

При добавлении №ОН в растворе происходит реакция:

После завершения реакций масса конечного раствора составляет

га(р-ра) = га(Ре) + га(р-ра ЮТО3) - га(Ж)) + га(р-ра N 304) - га(Ре(ОН)3) =

=56 • 0.4 + 320.3 *1.18 - 30 - 0.4 + 322.9 - 107 • 0.4 = 668.45 г.

Вконечном растворе содержится единственное вещество № N 03 в ко­ личестве 0.2 + 1.2 = 1.4 моль.

Массовая доля этой соли в растворе:

«(№ N 0 3 ) = 85 • 1.4 / 668.45 = 0.178 (или 17.8%).

Теперь рассмотрим реакции второго образца железа. Количество НС1 в растворе:

у(НС1) = У • р • со/М= 105.3 • 1.15 • 0.3014/36.5 = 1.0 моль.

В соответствии с уравнением реакции было израсходовано 0.8 моль НС1, осталось 1.0 - 0.8 = 0.2 моль.

При добавлении гидроксида натрия происходит реакция:

после этой реакции избыток №ОН, составляющий 1.4 - 0.2 = 1.2 моль, взаимодействует с хлоридом железа:

После завершения реакций масса конечного раствора равна

т{р-ра) = т(Ре) + т(р-ра НС1) - /л(Н2) + т(р-ра ЫаОН) - /л(Ре(ОН)2) =

= 56 • 0.4 + 105.3 • 1.15 - 2 • 0.4 + 322.9 - 90 • 0.4 = 429.6 г.

В конечном растворе содержатся хлорид натрия (0.2 + 0.8 = 1.0 моль) и оставшийся неизрасходованным гидроксид натрия в количестве 1.2 - 0.8 = 0.4 моль. Их массовые доли в растворе:

ю(ЫаС1) = 58.5 • 1 /429.6 = 0.1362 (или 13.62%);

ш(ЫаОН) = 40 • 0.4 / 429.6 = 0.0372 (или 3.72%).

Ответ: первый раствор: 17.8% ЫаЫОз; второй раствор: 13.62% N301 и 3.72% ЫаОН; т(Ре) = 22.4 г.

Вариант ФХФ-2008-2

1. КНз > Ы2> Ы20 > N0.

2.