Химия. Решебник

Решение

Напишем схемы протекающих реакций и найдем объемы выделяющегося кислорода:

1) KClO3 →KCl + 1,5O2↑

V(KClO3) = 1,5ν(O2) = 22,4·1,5 = 33,6 л.

2) KMnO4 → 0,5K2MnO4 + 0,5MnO2 + 0,5O2↑;

V(KMnO4) = 0,5ν(O2) = 22,4·0,5 = 11,2 л. 3) Cu(NO3)2 → CuO + 2NO2 + 0,5O2↑;

V(Cu(NO3)2) = 0,5ν(O2) = 22,4·0,5 = 11,2 л.

VO2 сумм. 33,6 11,2 11,2 56 л.

Задание 4. Чему равна массовая доля (%) сероводородной кислоты в растворе, полученном растворением 67,2 л (н.у.) сероводорода в 10 л воды? (ответ округлить с точностью до сотых).

Ответ: 1,01.

Решение

М(H2S) = 34 г/моль;

ν H2S 6722,,42 3моль; m(S) = 34·3 = 102 г;

m(раствора) = 102 + 10000 = 10102 г;

ω 102 100 1,01%. 10102

Задание 5. К раствору, содержащему 26 г нитрата серебра, прилили 83,3 мл 26 %-ного раствора хлористого натрия ρ 1,2 г/мл . Какая масса избыточного

вещества в граммах осталась в растворе после отделения осадка?(ответ округлить сточностьюдоцелых)

Ответ: 17.

Решение

AgNO3 +NaCl =AgCl↓ +NaNO3. М(AgNO3) = 170 г/моль;

ν AgNO3 17026 0,153моль;

m(NaCl) = 26 г; М(NaCl) = 58,5 г/моль;

51

ν NaCl 5826,5 0,444 моль.

По реакции видим, что AgNO3 и NaCl реагируют в эквимольных количествах, избыток NaCl составляет 0,444 – 0,153 = 0,291 моль;

m(NaCl) = 0,291 · 58,5 = 17,0235 г – избыток, остается в растворе.

Задание 6. Какая масса азота получится при полном сгорании 11,2 л аммиака (н.у.)?

Ответ: 7.

Решение

4NH3 + 3O2 = 2N2 + 6H2O; ν(NH3) = 11,2/22,4 = 0,5 моль;

ν(N2) = 0,5ν(NH3) = 0,25 моль; М(N2) = 28 г/моль; m N2 28 0,25 7 г.

Задание 7. Вычислить массу серы (г), которая может выпасть в осадок при пропускании сероводорода объемом 33,6 л (н.у.) через раствор, содержащий 123 г сернистой кислоты.

Ответ: 72.

Решение

2H2S + H2SO3 = 3S + 3H2O;

ν H2S 2233,,64 1,5 моль;

М(H2SO3) = 82 г/моль;

ν H2SO3 12382 1,5 моль. H2S в недостатке, расчет массы S ведем по нему:

ν S 1,52 3 2,25 моль;

М(S) = 32 г/моль; m(S) = 32 ·2,25 = 72 г.

Задание 8. Газ, образовавшийся при окислении аммиака объемом 22,4 л (н.у.), окисляется далее. Полученный газ в присутствии кислорода растворяют в 146 г воды. Какова массовая доля (%) вещества в получившемся растворе? (ответ округлить с точностью до десятых).

Ответ: 31,5.

52

Решение

4NH3 + 5O2 = 4NО + 6H2O; 2NО +O2 = 2NО2;

4NО2 + 2H2O + O2 = 4HNO3; ν(NH3) = 22,4/22,4 = ν(HNO3) = 1 моль;

М(HNO3) = 63 г/моль; m(HNO3) = 63·1 = 63 г;

ν(NH3) =ν(NО2) = 1 моль; М(NO2) = 46 г/моль;

m(NO2) = 46 ·1 = 46 г;

ν O2 ν NO4 2 0,25моль;

М(O2) = 32 г/моль; m(O2) =32·0,25 = 8 г;

m(раствора) = 146 + 46 +8 = 200 г;

ω 100 20063 31,5 %.

Задание 9. При добавлении к 5 мл галогенида натрия 10 мл 0,1 М раствора нитрата серебра образовалось 0,2350 г осадка. Чему равна молярная масса галогенида натрия?

Ответ: 150.

Решение

AgNO3 +NaX =AgX↓ +NaNO3; М(AgNO3) = 170 г/моль;

ν AgNO3 10 0,1 0,001 моль ; 1000

ν(AgNO3) = ν(AgX) = 0,001 моль;

M AgX 0,0235,0011 235 г/моль;

Аr(Ag) = 108;

Аr(Х) = 235 – 108 = 127 – йод; М(NaI) = 150 г/моль.

Задание 10. Путем обжига 200 г образца железного колчедана получен газ, который после очистки от примесей пропустили через раствор, содержа-

53

щий 256 г гидроксида натрия. При этом произошла полная нейтрализация раствора щелочи. Какова массовая доля (%) примесей в железном колчедане?

Ответ: 4.

Решение

4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2↑; 2NaOH +SO2 = Na2SO3 + H2O; М(NaOH) = 40 г/моль;

ν NaOH 25640 6,4 моль;

ν(SO2) = 0,5ν(NaOH) = 0,5 · 6,4 = 3,2 моль; ν(FeS2) = 0,5ν(SO2) = 0,5· 3,2 = 1,6 моль; М(FeS2) = 120 г/моль;

m(FeS2) = 120 ·1,6 = 192 г;

ω примесей 100 96 4 %.

Задание 11. Обработка смеси алюминия, кремния и карбоната кальция раствором щелочи выделяет 17,92 л газов (н.у.). Обработка такой же смеси соляной кислотой дает также 17,92 л газов (н.у.), пропусканием которых через раствор гидроксида кальция получают 16,2 г кислой кальциевой соли. Вычислить массукремнияв смеси в граммах(ответ округлитьсточностью додесятых).

Ответ: 2,8.

Решение

При обработке смеси щелочью протекают реакции: 2Al + 2NaOH + 6H2O=2K[Al(OH)4] + 3H2↑;

2NaOH + Si +H2O =Na2SiO3 +2H2↑.

При обработке смеси соляной кислотой протекают реакции:

СаCO3 + 2HCl = СaCl2 + H2O + CO2↑;

2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2↑.

При пропускании избытка CO2 через раствор гидроксида кальция образуется гидрокарбонат кальция:

Ca(OH)2 + 2CO2 = Ca(HCO3)2; М(Ca(HCO3)2) = 162 г/моль;

ν Ca HCO3 2 16,2162 0,1моль;

54

ν(CO2) = 2ν(Ca(HCO3)2 = 0,2 моль; V(CO2) = 22,4 ·0,2 = 4,48 л; V(H2) = 17,92 – 4,48 = 13,44 л;

ν H2 1322,44,4 0,6моль; 3ν(Al) = 2ν(H2);

Аr(Al) = 27; m(Al) = 27 · 0,4 = 10,8 г;

ν(CO2) = ν(СаCO3) = 0,2 моль;

М(СаCO3) = 100 г/моль; m(СаCO3) = 100 · 0,2 = 20 г.

Алюминий реагирует с соляной кислотой и щелочью в одинаковых стехиометрических соотношениях, поэтому найдем объем водорода, который выделяется в реакции с кремнием:

v(H2) = 17,92 – 13,44 = 4,48 л;

Ответ: 1) углерод и кремний.

Задание 13. Какой неметалл проявляет только окислительные свойства?

Задание 14. С какой парой веществ реагирует оксид углерода (IV)?

1)кислородом и водой;

2)водой и оксидом кальция;

55

3)сульфатом калия и гидроксидом калия;

4)оксидом кремния (IV) и водородом.

Ответ: 2) водой и оксидом кальция.

Решение:

Оксид углерода (IV), как кислотный, реагирует с водой и оксидом кальция:

СО2 + H2O = H2СО3;

2СО2 + СаO = СаСО3.

Задание 15. Продуктами разложения нитрита аммония являются:

А) N2; Б) NO2; В) N2O; Г) NO; Д) H2O. (расположить соответствующие буквы в алфавитном порядке).

Ответ: АД.

Решение

Продуктами разложения нитрита аммония являются азот и вода:

Ответ: 4) металлическим кальцием.

Решение

Водород и хлор взаимодействуют с металлическим кальцием: H2 + Са = СаН2;

H2 + Сl2 = 2HCl.

Задание 17. Как можно доказать присутствие кислорода в сосуде?

Решение

Присутствие кислорода в сосуде доказывается превращением тлеющей лучинки в более яркое пламя.

Задание 18. Какая масcа кислорода (в г) потребуется для полного сгора-

Ответ: 3) 18.

56

Решение

4NH3 + 3O2 = 2N2 + 6H2O;

М(O2) = 32 г/моль; m(O2) = 32 · 0,5625 = 18 г.

Задание 19. Приняв, что в воздухе содержится 20 % по объему кислорода, вычислить объем воздуха (н.у.), необходимый для сжигания 112 л водорода (н.у.) (ответ округлить с точностью до целых).

Ответ: 280.

Решение

2H2 +O2 = 2H2O;

ν H2 22112,4 5моль;

ν(О2) = 0,5ν(H2) = 2,5 моль; V(O2) = 22,4 · 2,5 = 56 л.

V воздуха 100 56 280л. 20

Задание 20. Выделение свободного галогена не происходит при взаимо-

Решение

Чем выше в группе находится галоген в периодической таблице, тем выше его активность в реакциях вытеснения других галогенов. Йод не будет вытеснять приведенные галогены:

Br2 + 2NaI = 2NaBr +I2;

Cl2 + 2KBr = 2KCl + Br2;

Cl2 + 2NaI = 2NaCl + I2; I2 +KBr ≠.

57

VII. РАСТВОРЫ

Задание 1. Для ослабления гидролиза хлорида алюминия в водный рас-

Решение

Для ослабления гидролиза раствор охлаждают и/или делают более концентрированным. Также можно изменить его состав: если гидролиз идет по катиону – добавляют кислоту, а если по аниону – щелочь.

Известно, что сульфид натрия гидролизуется по аниону, поэтому для ослабления процесса гидролиза в его водный раствор следует добавить раствор щелочи или гидроксида натрия.

Задание 3. Сульфат калия массой 34,8 г растворили в воде и довели объем раствора до 1 л. В полученном растворе концентрация ионов калия равна 0,38 моль/л. Рассчитать степень диссоциации (%) сульфата калия в растворе.

Задание 4. Рассчитать количество положительных ионов (в моль) в 140 г 20 %-ного раствора гидроксида натрия, если степень диссоциации основания

Ответ: 1) 0,665.

58

Решение

NaOH Na OH ;

M NaOH 40;

m NaOH 140 20 28г; 100

ν NaOH 4028 0,7моль.

При полной диссоциации получаем:

ν Na ν NaOH 0,7моль.

Так как у нас степень диссоциации равна 95 %, то

[Na+] = 0,7·0,95 = 0,665 моль.

Задание 5. Для получения 20 %-ного раствора хлорида натрия к 200 г 10 % надо добавить хлорид натрия массой _______ . (Ответ округлить до целого числа).

Ответ: 25.

Решение

Масса хлорида натрия в исходном растворе составляет:

m NaCl 200 10 20 г. 100

За х обозначим массу NaCl, необходимую добавить. Тогда масса соли в растворебудет (20+х), а масса раствора (200+x). Послечего составим уравнение:

20 20 x 100;

200 x

20·(200 + x) =100·(20 + x); х = 25.

Задание 6. К 120 мл 15 %-ного раствора гидрата аммиака (NH3·H2O) плотностью 0,94 г/мл прилили 120 мл 28 %-ного раствора азотной кислоты плотностью 1,15 г/мл. Реакция среды полученного раствора _________ . Записать слово в именительном падеже.

Ответ: кислая.

Решение

m(раствора NH4OH) = 120·0,94 = 112,8 г; М(NH4OH) = 36 г/моль;

59

m(раствора НNO3) = 120 · 1,15 = 138 г;

Реакция взаимодействия основания и кислоты: NH4OH + НNO3 →NH4NO3 + Н2О.

Азотная кислота в избытке, значит, среда кислая.

Задание 7. К 200 мл 0,03М раствора ортофосфорной кислоты прилили 400 мл 0,015М раствора гидроксида бария. Указать массу соли (г) с точностью до десятых долей ___________ г.

Ответ: 1,4.

Решение

Кислота и основание находятся в эквимолекулярных количествах. Реакция взаимодействия Ва(OH)2 и Н3РО4:

Ва(OH)2 + Н3РО4 → ВаНРО4 + 2Н2О;

ν(Н3РО4) = ν(Ва(OH)2) = ν(ВаНРО4) = 0,006 моль;

М(ВаНРО4) = 233 г/моль; m(ВаНРО4) = 233·0,006 = 1,398 г.

Задание 8. Объем (л) 2М раствора гидроксида натрия, необходимый для нейтрализации 4 л 0,5М раствора серной кислоты равен ________. (Ответ округлить до целого числа).

Ответ: 2.

Решение

4 л 0,5М раствора серной кислоты содержат:

ν(Н2SО4) = 4 · 0,5= 2 моль Н2SО4.

60