Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Задачи и упражнения / Сорокин В. В., Злотников Э. Г. Как ты знаешь химию.pdf
Скачиваний:
28
Добавлен:
17.01.2025
Размер:
8.08 Mб
Скачать

Глава II,

§§ 4,

5

 

 

 

 

 

атомами

углерода

в

алмазе:

713/4 =

 

= 178,2

кДж/моль, а усредненная энергия связи

 

атомов

углерода

в

графите:

715/3

=

 

 

 

 

 

= 238,3

кДж/моль.

 

 

О

 

 

(2).

О

 

+1

+4

 

54.

Si+ SNaOH+

H2O

= Na2SiO3 + 2Н2|.

 

 

 

 

(окислитель)

 

 

55.

Mg;

SiO2 + SMg = Si + 2А^О;

 

 

углеродом; SiO2 + 2С = Si + 2С0.

56.(3).

57.(3).

58.(1) Si+ O2 = SiO2;

(2)SiO2+ 2№0Н = Na2SiO3+ H2O;

(3)Na2SiO3 + H2SO4 = H2SiOuj + Na2SO4;

(4)H2SiO3 -L SiO2+ H2O.

59.(1) C+ O2 = CO2;

(2)Ca(OH)2 + CO2 = Ca CO3; + H2O;

(3)CaCO3 -L CaO+ CO2;

(4)CaO + SC-L CaC2 + СО.

60.(1) Фотосинтез;

(2)пищеварение животных и человека;

(3)дыхание, брожение, гниение, горение;

(4)гниение, горение;

(5), (6) разложение без доступа воздуха остат¬

ков древних животных и растений;

(7)обмен CO2 между атмосферой и океаниче¬

ским резервуаром;

(8)разложение известняка.

Глава II, § 5

1. (3). Содержание алюминия в земной коре состав¬

ляет 8,8 % по массе.

2.(3).

3.К, Ca, Li, Mg (плотность меньше 5 г/см3);

Cd, Со, Mn, Au, Zn, Cu (плотность больше

5 г/см3).

233

Глава IL § 5

4. (1)

осмий (плотность 22,5 г/см3) и литий

(плот¬

(2)

ность 0,53

г/см3; почти

вдвое

легче

воды);

вольфрам

= 3410 0C)

и

цезий

(Тпл~

 

= 28,5°С),

если не считать

ртути

(Тпл =

= -38,9 0C);

(3)хром (им можно резать стекло) и цезий

(легко режется ножом).

5. Кальция. Этот вывод сделан на основании ана¬

лиза положения указанных элементов в перио¬

дической системе Д. И. Менделеева и электрон¬

ных структур их атомов. Действительно, значения

энергий ионизации (эВ) у атомов элементов:

К—4,3, Rb-4,17, Ca-6,1, Sr-5,6.

6.LiH + H2O = LiOH + Н2|.

7.(1). Кристаллическая структура указанных ще¬

лочных металлов объемно центрированный куб.

8.

(4).

 

 

 

 

1,49 г А взаимодействуют с

6,44 г В

 

58,71гА

»

с

2- Ar (В)

 

 

 

Отсюда Ar (В) = 126,87. Формула соединения NiI2.

9.

(4); (4). Температура

плавления вольфрама

10.

33800C.

 

 

 

(4).

 

 

0,448 л

 

3,42 г

 

 

 

2Ме + 2Н2О = 2МеОН +

H2 .

 

V(H2) = 0,448/22,4 = 0,02

(моль);

 

V(Me) = 0,04 моль (по

реакции).

 

Af(Me) = 3,42/0,04 = 85,5

(г/моль).

 

Металл рубидий.

 

 

11. Na2O2, пероксид ^Na + O2 = Na2O2);

T

Fe3O4 (ЗРе 4-2О2 = Fe3O4).

234

Глава IL § 5

12. Co(LiH) = 19,7.

LiH +H2O = LiOHH-H2I (I),

8 г/моль

(0,850—а) г

+ 2Н2О = Ca(OH)2 + 2Н2| (2).

CaH2

 

42 г/моль

 

 

 

 

 

 

Объем (л) водорода, выделившегося по реакции

(1): а-22,4/8. Объем

(л) водорода, выделивше¬

гося по реакции

(2): 2(0,850— а) -22,4/42.

Далее решаем алгебраическое уравнение с вве¬

денными неизвестными:

 

а = п ,йо

22,4а

 

44,8 (0,850

а)

=

о

—g

.

 

 

 

 

 

.

0,168,

1

 

42

 

 

 

1,2, отсюда

0,850-а = 0,682.

 

 

 

 

W(LiH) = Ojes 100/0,850 = 19,7(%).

 

13. Cu2O. Масса кислорода

в оксиде: 11,66—10,36 =

= 1,3

(г);

CuxOy;

х:у = 10,36/63,5

: 1,3/16 =

=0,16:0,08 = 2:1; формула оксида Cu2O.

14.(1).

17.Галогенами; 2К + Br2 = 21\Вг.

18.(3). Уменьшение температур плавления галоген

нидов щелочных металлов от фторидов к иоди¬ дам связано с уменьшением прочности этих со¬

единений, которая зависит, в частности, от рас¬ стояния между ионами в кристаллической решет¬ ке: чем оно больше, тем прочность меньше. По¬ этому закономерное увеличение радиуса иона

щелочного металла при переходе от Lib к Cs+,

атакже увеличение радиуса иона галогена при

переходе от F*" к I” приводит к закономерному

увеличению суммы радиусов катиона и аниона

236

Глава II, § 5

(г+ + г-, нм), которое представлено ниже в таб-

лице:

 

 

 

 

 

 

Li+

Na+

K+

Rb+

Cs+

F"

0,201

0,231

0,266

0,282

0,298

СГ

0,249

0,279

0,314

0,330

0,346

Br'

0,264

0,294

0,329

0,345

0,361

I*

0,288

0,318

0,353

0,369

0,385

19.BiF3 и BiF5

20.(2). 0,6 г углерода соответствуют 5 г соли и

металла, тогда 12 г углерода соответствуют:

12-5/0,6 = 100 г соли А и 12-2/0,6 = 40 г метал¬

ла Б.

Всоли содержится кислород, его масса: 100

-(12-{- 40) = 48 г; металл Ca, соль СаСОз.

21.

(1).

 

22.

(4).

 

23.

(2).

 

 

0,142 моль

0,104 моль

 

Fe

+ 2НС1 =FeCl2+ H2.

/п(НС1) = 60 0,1 = 6 г (0,164 моль), V(Fe) = 8/56=

= 0,142 (моль).

Для полного растворения железа в соляной кис¬

лоте

требуется не меньше 0,142-2 = 0,248

моль

HCl,

т. е. имеющееся количество HCl в

недо¬

статке. Тогда, даже если образовавшийся ион

Fe2+ будет окисляться частично кислородом воз¬

духа в Fe3+, избыток железных опилок будет его восстанавливать: Fe3++ Fe—>2Ре2+; в то же

время будет идти гидролиз: Fe^++ HOH

Fe(OH)+ + H+, и отсутствие избытка HCl не

сможет его подавлять и сдвигать равновесие гидро¬

лиза влево. Таким образом, продукт Fe(OH)Cl.

24.Cu + 2РеС13 = 2РеС12 + CuCl2.

25.(2).

т г

0,25 г

Fe + 2НС1 = FeCl2 +

H2T.

56 г 73 г

2 г

т(НС1)= 182,5-0,1 = 18,25 (г.). По массе выде¬ лившегося водорода находим массу прореагиро

236

Глава II, § S

вавшего железа (по реакции):

т(Fe) = 56-0,25/2 = 7 (г).

Тогда масса продукта окисления железа равна

16-7 = 9 (г.).

На растворение железа пошло соляной кислоты:

73-0,25/2 = 9,125 (г) (по реакции).

Оксидами могут быть: FeO, Fe2Os и Fe3O4. В об¬

щем случае FeaOb:

FeaOo + 26НС1 = аРеС12ь/а + 6Н2О.

На 9 г оксида пошло 18,25 —9,125 = 9,125 (г) HCl.

Тогда: 9/(56а + 166) = 9,125/(26 36,5);

56а + 166 = 726; 56а = 566, т. е. а = 6 и оксид FeO.

26.(2).

27.(Me)-Pb; (A)-PbO; (B)-Pb3O4; (C)-PbO2.

Схемы реакций: Pb-FO2 —* PbO; PbO-FO2 —►

—* Pb3O4; PbO2

-O2

> Pb3O4; PbO-FPbO2 —>

—> Pb3O4.

 

28.(2). 2А1-F Ca(OH)2-F 2Н2О = Ca(AlO2)2-F ЗН2.

29.(1). C цинком водорода выделяется примерно в

2,5 раза меньше.

Mg -F 2НС1 = MgCl2 -F H2F,

Zn-F 2НС1 = ZnCl2-F H2*;

Ar(Mg) = 24; Ar (Zn) = 65;

65/24 ~ 2,5 раза.

30. (1). Газ, выделяющийся при взаимодействии про¬

дукта растворения металла в азотной кислоте с

избытком щелочи аммиак. Значит, в качестве

одного из продуктов растворения металла в кис¬ лоте может быть нитрат аммония. Тогда уравне¬

ния реакций в общем виде можно записать так:

8Ме -F IOnHNO3 = SMe(NO3)n + /INH4NO3-FSnH2O;

nNH4NO3 -F nNaOH = пИН3 + пН2О + nNaNOa.

Отсюда схема:

13 г

1,12 л

8Ме —> nNHa.

8 А г

22,4 л

237

Глава II,

§

5

 

 

 

13 г

Me

соответствуют

1,12 л

NH3

8 Л г

Me

«

22,4п л

NH3

A = 13 22,4п/(8 1,12) = 32,5п.

Если H= 1, Ar = 32,5 такого металла нет,

«п = 2, Ar = 65 цинк,

«п = 3, Ar = 97,5 такого металла нет.

Металл: цинк. Уравнение реакции:

42п + IOHNO3 = 47п(КО3)2 + NH4NO3 + ЗН2О.

31.(3). 2Cu 4- O2 —> 2СиО.

32.(4).

33.(2).

34. (4). Титан

впервые получен русским ученым

Д. К. Кирилловым в 1875 г., результаты его ис¬

следований

опубликованы в брошюре «Исследо¬

вания над титаном».

35.Ртуть, легкоплавкость (температура плавления

-39 0C).

36.

Вольфрама;

меди; алюминия.

 

где X

37.

(3);

 

KO2. MeX + CO2—>■ O2 + Me2CO3,

 

 

кислород

 

или

углерод, но при взаимодействии

 

карбидов с CO2 не образуется кислород. В со¬

 

единении металла с кислородом на 16 г кисло¬

 

рода приходится 55 % Me, т. е. 16-55/45= 19,6 г

 

металла, но такого щелочного металла нет; тогда

 

2-19,6

=

39,2

г (это калий); 3-19,6

58,8

г (та¬

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

кого

нет).

Таким образом, металл

К,

а

соеди¬

нение KO2.

38.(3).

39.(3). Карат дольная единица массы, применяе¬

мая в ювелирном деле; это мера содержания зо¬

лота в сплавах, равная V24 массы сплава. Чистое

 

золото соответствует

24 карат,

Таким образом:

 

O(Au)= 18- 100/24 = 75(%).

H++ HSO3'.

40.

(4). SO2+ H2O

H2SO3

41.

(1).

 

 

42.

(1).

 

 

43.

(3); 2Си + О2 = 2СиО.

 

44.(3). 2Ыа + 2Н,0 = 2ИаОН + H2K

45.(3).

46.(1).

238

Глава Ilr § 5

47.

AI0-Зё —► Al3+ (например, 2А1 + 6НС1 —*

48.

—* 2А1С13 + ЗН,|).

(4).

E = 4-0,80 -(-0,74)= 1,54 (В).

49.

(3),

раствор медного купороса; CuSO4 Fe =

= FeSO4 4- Си.

50.42,75; 57,25.

 

2КЬ

4- 2Н2О = 2ЯЬОН 4- Н2|;

85,5 г/моль

 

 

 

(10

х)

г

 

 

b л

 

Zn

4- 2КЬ0Н 4- 2Н2О = ЕЬ2[2п(ОН)4] 4- Н2|.

65 г/моль

 

 

 

В принципе, могут быть два случая.

1-й случай: весь Zn

растворился. Пусть в смеси

х г Rb;

(10

х) г Zn.

 

 

При 2-85,5 г Rb

выделяется 22,4 л

H2

«

х

г Rb

«

а л

H2

а =22,4-х/171 (л).

По второй реакции объем выделившегося водо¬

рода составляет:

b =22,4 (10 —х) /65.

а 4- b = 1,12; -171

4

65

= 1,12, отсюда

х= 10,9 г,

 

 

 

но этого быть не может, так как масса всей смеси

10 г.

2-й случай: по второму уравнению реакции цинк

прореагировал не полностью. Тогда расчет сле¬ дует вести по RbOH, и объем H2 составляет:

д = 22,4х/171; 2 22,4х/171 = 1,12,

отсюда: х = 4,275 (42,75 %) Rb; (10 х) =

=5,725(57,25 %)Zn.

51.Ni2+4-2ё = Ni (выделяется металлический никель); Ni0-2ё = Ni2+ (анодное растворение металла).

52.(2).

электролиз

ISJ г

4" Cl2T.

CuCl2

>-

Cu

 

 

 

63,5 г/моль

V(Cu) = 12,7/63,5 = 0,2 моль. По реакции хлора

выделилось 0,2 моль, т. е. 4,48 л (при н. у.).

239

Глава II, §

5

 

 

 

 

 

 

 

53. (3).

Кислород окислитель,

CO2 + H2O

ч=^ H2CO3 ч=±

H++ НСОз.

 

олова, P-Sn

54. (1). Кроме металлической

 

формы

(белое

олово),

известна

другая

модификация,

Oc-Sn (серое олово), имеющая алмазоподобную

структуру

и

обладающая

полупроводниковыми

свойствами.

Эта

кристаллическая модификация

устойчива

при температурах

ниже

13,2 oC. Серое

олово,

в

отличие от белого,

твердое и хрупкое.

При низкой температуре белое олово находится в метастабильном состоянии; наличие «затравки»—

кристаллика серого

олова способствует перехо¬

ду P-Sn —► O-Sn,

и тогда

металл

превращается

в серый порошок.

 

 

 

Этому же способствует и

низкая

температура.

Скорость перехода сильно повышается с пониже¬

нием температуры, достигая максимума при

—33 oC.

Превращение гораздо легче наступает при сопри¬ косновении обычного олова с уже превращенным.

Поэтому возможно «заражение» оловянных пред¬

метов друг от друга и распространение таким об¬ разом «болезни», очень метко названной «оловян¬ ной чумой». C оловянной чумой приходится осо¬

бенно считаться при хранении запасов олова.

Существует еще и третья модификация олова,

Y-Sn, устойчива при температурах выше 161 oC.

55.(2); (1).

56.(3).

57.(2).

58.(1).

59.(2).

60.(2). Прильем к порошкам в пробирках соляную

кислоту. Серебро не прореагирует. При растворе¬

нии железа будет выделяться газ:

Ре-|-2НС1 =

= FeCl2H-H2. Оксид

железа (III)

и оксид ме¬

ди (II) растворятся без

выделения

газа, образуя:

Fe2O3 + 6НС1 = 2РеС13 + ЗН2О (желто-коричневый

раствор);

CuO + 2НС1 = CuCl2-FH2O (сине-голубой раствор).

240

Глава Ilr § 5

H2O

61.

Алюминия:

иода; 2А1 + 312

 

2АП3.

62.

(4). Fe 4- CuCl2 = FeCl2 + Си.

 

 

 

63.

(4).

 

 

 

2,24 л

 

 

13,7 г

+ 2Н2О = Me(OH)2 +

 

 

Me

H2.

 

 

M г/моль

 

 

22,4 л/моль

 

M (Me) = 13,7 22,4/2,24 = 137

г/моль,

что соот¬

 

ветствует Ba.

 

 

 

 

64.

(3).

 

 

 

0,2

 

 

 

0,1 моль

 

 

 

моль

 

Си

+ 4НМО3 = Cu(NO3)2 + 2ИО2| + 2Н2О.

 

63,5 г/моль

 

 

 

 

 

 

V (Си) = V2V (NO2) = 4,48/(2 22,4) = 0,1

(моль),

 

т (Си) = 0,1- 63,5 = 6,35 (г).

 

 

 

 

0,1 моль

+ 2НС1 = FeCl2 +

0,1 моль

 

 

 

Fe

H2.

 

 

 

56 г/моль

 

 

 

 

 

 

 

V (Fe) = V (H2) = 2,24/22,4 = 0,1

(моль),

Fe) = 5,6 +

 

Zn(Fe) = O,!

56 = 5,6 (г);

Zn (Си

и

+ 6,35= 11,95 (г).

65.(2).

66.(1)-г; (2)-а; (3) - в; (4) б.

67.(3).

68.(1). Чем выше кислотность электролита (т. е.

меньше pH), а также чем больше содержание в

нем окислителей, тем быстрее протекает корро¬

зия; она значительно возрастает с увеличением

температуры.

69. Электрозащита; протекторная защита; покрытие

поверхности металлами, покрытие поверхности

лаками и красками.

70.(4).

71.(2).

72.(I)-Mn; (2)-Сг, V; (S)-Cr1Ni.

73.94 % Al, 4 % Си, 0,5 % Мп, 0,5 % Mg, 0,5 % Fe, 0,5 Si.

74.(1) SHgCl2 + 2А1 = 2AlCl3 + SHg

(2)XHg+ Al= AlHgx

амальгама

алюминия

(3) 4А1Нёх + ЗО2 = 2А12О3 + 4хНё

241

Глава Ilr § 5; глава IIL § 1

75.(2).

2СгС13 + Zn = ZnCl2 + 2СгС12;

ZnCI2 + 4ЦаОН = Na2IZn(OH)4] + 2ЫаС1; CrCl2 + 2Ка0Н = Cr(OH)2; + 2НаС1.

76. (1) Латунь

(3) Бронза

(2)Мельхиор (4) Монетный сплав

77. «Царской водке»; ЗР1 + 4НМО3 + 18НС1 =

= SH2IPtCl6] + 4Ы0| + 8Н2О.

78.(2).

79.(4).

80.

IA

AA Ш8 IVB VB VIB H

Vllt

18

OB IIlA

IVA

VA

VIA VNA

 

Al

 

 

Ga

Ge

 

In

Sn

Sb

 

“вУ

Bi

Tl

Pb

Глава Illr § 1

1.

(2);

(б);

(4);

4Г4О2 + 2Н2О + O2 ч=* 4НЫО3 + Q.

2.

2МО + O2

«=*

21\О2 + Q; (2).

3. (2).

Уравнение реакции каталитического окисле¬

 

ния

аммиака:

 

катализатор

4ЦН3 + 5О2

Соотношение молей

-> 4ЫО + 6Н2О.

по уравнению реакции 4:5

или 1 : 1,25. Таким образом, кислород по условию

задачи имеется в избытке.

4. 4Ре82 + 1IO2 = 2Ре2О3 + SSO2;

28О2 + О2 = 28О3; V2O5; олеума.

5.(2). Для решения используем формулу: O(H2SO4)=

=т (H2SO4)Zm (р-ра); тогда т (H2SO4) = 500 0,05=

=25 (г). Пересчитываем на 96 %-ный раствор,

242