Неорганическая химия. Сборник задач для самостоятельной работы

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «МИСиС»

Кафедра общей и неорганической химии

Неорганическая химия

Сборник задач для самостоятельной работы

Под редакцией профессора В.И. Деляна

Рекомендовано редакционно-издательским советом университета

Москва 2010

УДК 54

Н52

Р е ц е н з е н т д-р хим. наук, проф. А.Г. Ракоч

А в т о р ы : В.Г. Лобанова, О.М. Балашова, С.Ю. Богословский, О.А. Бо- лотина, О.А. Брагазина, Г.М. Курдюмов, А.С. Попович, М.Н. Тер-Акопян, Л.Г. Титов, И.Н. Чижова

Неорганическая химия: Сб. задач для самостоятельной Н52 работы / В.Г. Лобанова, О.М. Балашова, С.Ю. Богословский и др.; Под ред. В.И. Деляна. – М.: Изд. Дом МИСиС, 2010. – 140 с.

ISBN 978-5-87623-357-8

Настоящий сборник задач составлен в соответствии с программой курса неорганической химии для студентов всех специальностей университета. Представлены вопросы и задачи, необходимые для самостоятельной подго- товки студентов к лабораторно-практическим занятиям по основным разде- лам курса неорганической химии.

Предназначен для студентов всех специальностей.

УДК 54

2

ОГЛАВЛЕНИЕ

3

ПРЕДИСЛОВИЕ

Учеба в вузе, как и в средней школе, требует от студентов посто- янного труда, систематической самостоятельной работы. Это отно- сится и к курсу неорганической химии, по которому кроме лекций проводятся лабораторно-практические занятия. При подготовке к этим занятиям необходимо выполнить домашнее задание, решив пять задач из соответствующей главы данного сборника (их номера укажет преподаватель на вводном занятии).

Вашими помощниками при работе с задачами будут конспект лекций и учебник. При решении задания обязательно пишите хими- ческие формулы, уравнения реакций, проводимые расчеты и т.п. При суммировании коэффициентов в уравнениях реакций не забывайте учитывать коэффициент «1», который в уравнении опускается.

Наряду с единицами СИ в отдельных случаях используются вне- системные единицы, встречающиеся в научно-технической литера- туре.

Необходимый для решения задач справочный материал вы найде- те в приложениях.

4

1. КЛАССЫ НЕОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

Напишите формулы приведенных ниже солей. В ответе укажите число атомов в молекуле соли.

1.1.Сульфат кальция

1.2.Нитрит бария

1.3.Сульфид железа (II)

1.4.Карбонат меди (II)

1.5.Силикат калия

1.6.Гидрокарбонат кальция

1.7.Гидрофосфат аммония

1.8.Сульфат гидроксокадмия

1.9.Гидрокарбонат магния

1.10.Нитрат гидроксокадмия

1.11.Дигидрофосфат кальция

1.12.Гидросульфид натрия

1.13.Гидрокарбонат алюминия

1.14.Нитрат гидроксортути (II)

1.15.Дигидрофосфат аммония

1.16.Нитрат гидроксожелеза (III)

1.17.Гидрокарбонат аммония

1.18.Хлорид гидроксоцинка

1.19.Карбонат гидроксокадмия

1.20.Ацетат дигидроксожелеза (III)

Определите степени окисления указанных элементов в нижепере- численных соединениях.

1.21.Азота в KNO2

1.22.Хлора в KClO3

1.23.Хрома в K2CrO4

1.24.Марганца в CaMnO4

1.25.Серы в CaSO4

1.26.Хрома в K2Cr2O7

1.27.Ванадия в Na4V2O7

1.28.Иода в H5IO6

1.29.Бора в Na2B4O7

1.30.Ванадия в Na4V6O17

1.31.Кремния в H2SiF6

1.32.Золота в HAuCl4

5

1.33.Бора в NaBF4

1.34.Алюминия в K3AlF6

1.35.Хрома в K2Cr3O10

1.36.Азота в NH4HCO3

1.37.Ванадия в Na6V10O28

1.38.Хрома в (NH4)2Cr2O7

1.39.Хлора в NH4ClO4

1.40.Азота в (NH4)2CO3

Найдите среди перечисленных ниже веществ кислотный оксид и напишите уравнение реакции этого оксида с гидроксидом натрия. В ответе укажите число атомов в молекуле полученной средней (нор- мальной) соли.

1.41.Оксид углерода (II), оксид углерода (IV), оксид кальция, ок- сид бария

1.42.Оксид цинка, оксид серы (IV), вода, оксид марганца(II)

1.43.Оксид стронция, оксид азота (I), оксид азота (II), оксид азо-

та (V)

1.44.Оксид натрия, оксид кальция, оксид азота (III), оксид алюми- ния

1.45.Оксид кремния (IV), оксид титана (IV), оксид хрома (III), ок- сид углерода (II)

1.46.Оксид фосфора (V), оксид железа (II), оксид хрома (II), оксид калия

1.47.Оксид цинка, оксид железа (III), оксид фосфора (III), оксид азота (I)

Найдите среди перечисленных веществ основный оксид и напи- шите уравнение реакции этого оксида с серной кислотой. В ответе укажите число атомов в молекуле полученной (средней) соли.

1.48.Оксид марганца (VII), оксид молибдена (VI), оксид азота (III), оксид железа (III)

1.49.Оксид хрома (III), оксид алюминия (III), оксид кадмия (II), оксид азота (V)

1.50.Оксид углерода (II), оксид углерода (IV), оксид азота (II), ок- сид железа (II)

1.51.Оксид фосфора (III), оксид серы (IV), оксид марганца (II), ок- сид бериллия

1.52.Оксид фтора (I), вода, оксид бериллия, оксид магния

1.53.Оксид меди (II), оксид хрома (III), оксид азота (I), оксид азо-

та (II)

6

1.54.Оксид серы (IV), оксид серы (VI), оксид хлора (VI), оксид стронция

1.55.Оксид бария, оксид бериллия, оксид азота (II), оксид крем-

ния (IV)

Найдите среди перечисленных веществ амфотерный оксид и на- пишите уравнения реакции этого оксида с соляной кислотой и гид- роксидом калия. В ответе укажите молекулярную массу оксида.

1.56.Оксид фосфора (III), оксид алюминия (III), оксид железа (III), оксид титана (III)

1.57.Оксид мышьяка (V), оксид хрома (VI), оксид хрома (III), ок- сид хрома (II)

1.58.Оксид азота (IV), оксид серы (IV), оксид олова (IV), оксид углерода (IV)

1.59.Оксид азота (II), оксид бериллия, оксид кальция, оксид угле- рода (II)

1.60.Оксид бария, оксид цинка, оксид железа (II), оксид марган-

ца (II)

Составьте уравнения реакций, соответствующих приведенным схемам. В ответе укажите молекулярную массу веществ, выпавших в осадок.

1.61.SO3 1→ H2SO4 →2 Na2SO4 3→ CaSO4

1.62.CaO 1→ Ca(OH)2 →2 Ca(NO3)2 3→ Ca3(PO4)2

1.63.MgO 1→ MgCl2 →2 MgСО3 3→ СО2

1.64.SO2 1→ Na2SO3 →2 CaSO3 3→ SO2

1.65.Ca 1→ CaO →2 Ca(NO3)2 3→ CaSO4

1.66.CuSO4 1→ Cu(OH)2 →2 CuCl2 3→ Cu(NO3)2

1.67.Fe2(SO4)3 1→ Fe(OH)3 →2 Fe2O3 3→ Fe(NO3)3

Составьте уравнения реакций, соответствующих приведенным схемам. В ответе укажите номер стадии, на которой произошло рас- творение осадка.

1.68.Cu(NO3)2 1→ Cu(OH)2 →2 CuSO4 3→ CuS

1.69.FeCl3 1→ Fe(OH)3 →2 Fe2(SO4)3 3→ Fe(NO3)3

1.70.ZnSO4 1→ ZnCl2 →2 Zn(OH)2 3→ Zn(NO3)2

1.71.CaO 1→ CaCl2 →2 Ca(OH)2 3→ CaCO3

1.72.Mg(NO3)2 1→ MgCO3 →2 MgO 3→ MgSO4

7

1.73.CuSO4 1→ Cu(OH)2 →2 Cu(NO3)2 3→ CuO

1.74FeSO4 1→ Fe(OH)2 →2 FeO 3→ Fe(NO3)2

1.75.CaO 1→ Ca(NO3)2 →2 CaCO3 3→ CaO

Составьте уравнения реакций, соответствующих приведенным схемам. В ответе укажите номер стадии, на которой выделится газ.

1.76.Ba 1→ Ba(OH)2 →2 Ba(NO3)2 3→ BaSO4

1.77.CaO 1→ CaCO3 →2 Ca(HCO3)2 3→ CaO

1.78.Na2S 1→ ZnS →2 H2S 3→ CuS

1.79.Na 1→ NaOH →2 NaCl 3→ NaNO3

1.80.MgO 1→ MgCO3 →2 Mg(HCO3)2 3→ MgCO3

Определите массовые доли элементов, входящих в состав ниже- перечисленных веществ.

1.81.Серы в сульфате калия

1.82.Углерода в карбонате кальция

1.83.Азота в азотной кислоте

1.84.Фосфора в ортофосфате калия

1.85.Серы в сульфиде натрия

1.86.Азота в нитрате алюминия

1.87.Кислорода в сульфате кальция

1.88.Натрия в гидросульфиде натрия

1.89.Фосфора в гидрофосфате кальция

1.90.Кислорода в гидрокарбонате натрия

Определите формулы перечисленных ниже веществ, зная массо- вые доли элементов, входящих в их состав. Укажите число атомов в молекулах этих веществ.

1.91.68 % Cr в оксиде хрома

1.92.78 % Fe в оксиде железа

1.93.56 % V в оксиде ванадия

1.94.22,5 % P в хлориде фосфора

1.95.49,5 % Mn в оксиде марганца

1.96.46,7 % Fe в сульфиде железа

1.97.62,5 % Ca в карбиде кальция

1.98.93,3 % Fe в карбиде железа

1.99.77,0 % Mn в оксиде марганца 1.100. 98,75 % U в гидриде урана

8

2.СТЕХИОМЕТРИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ

2.1.Определите массу 3 моль неона.

2.2.Определите относительную плотность кислорода по гелию.

2.3.Определите массу 5 моль фтора.

2.4.Определите массу 1,2 1024 атомов хлора.

2.5.Рассчитайте объем, который займет при нормальных услови- ях кислород массой 64 г.

2.6.Рассчитайте, сколько молей аргона составляют 6 1024 его атомов.

2.7.Рассчитайте объем, который займет при нормальных услови- ях азот массой 14 г.

2.8.Определите массу 2 моль оксида углерода (II) (г).

2.9.Определите массу 224 л гелия при нормальных условиях (г).

2.10.Найдите массу 11,2 л неона при нормальных условиях (г).

2.11.Найдите число атомов кислорода в объеме 5,6 л (н.у.).

2.12.Найдите число молекул водорода в объеме 33,6 л (н.у.).

2.13.Рассчитайте, сколько молей фтора составляют 6 1025 его атомов.

2.14.Рассчитайте объем, который занимают при нормальных усло- виях 3 1024 молекул хлора.

2.15.Рассчитайте, сколько молей криптона составляют 6 1025 его атомов.

2.16.Определите объем одного моля водорода при температуре 25 °С и нормальном атмосферном давлении.

2.17.Определите массу 10 молекул воды (г).

2.18.Определите, во сколько раз больше атомов кислорода в 340 г пероксида водорода по сравнению с 90 г воды.

2.19.Определите массу серной кислоты, в которой содержится

31023 атомов водорода.

2.20.Рассчитайте массу азотной кислоты, в которой содержится

21023 атомов азота.

Определите эквивалент подчеркнутого соединения в приведенных ниже реакциях.

2.21.H3PO4 + NaOH = NaH2PO4 + H2O

2.22.2H2CO3 + Ca(OH)2 = Ca(HCO3) + 2H2O

2.23.H2S + NaOH = NaHS + H2O

2.24.2HCl + Al(OH)3 = AlOHCl2 + 2H2O

9

2.25.Ti(OH)3 + HCl = Ti(OH)2Cl + H2O

2.26.H2SO4 + KOH = KHSO4 + H2O

2.27.H3PO4 + Ca(OH)2 = CaHPO4 + 2H2O

2.28.3H2SO4 + 2Al(OH)3 = Al2(SO4)3 + 6H2O

2.29.2Ti(OH)3 + 3H2SO4 = Ti2(SO4)3 + 6H2O

2.30.2NaOH + H2SO4 = Na2SO4 + 2H2O

2.31.Ca(OH)2 + 2HNO3 = Ca(NO3)2 + 2H2O

2.32.HCl + Al(OH)3 = Al(OH)2Cl + H2O

2.33.2Ti(OH)3 + 3H2SO4 = Ti2(SO4)3 + 6H2O

2.34.H2SO4 + Al(OH)3 = AlOHSO4 +2 H2O

2.35.H2MoO4 + 2KOH = K2MoO4 + 2H2O

2.36.FeO + Cr2O3 = Fe(CrO2)2

2.37.3CaO + P2O5 = Ca3(PO4)2

2.38.MgO + SnO2 = MgSnO3

2.39.AlOHCl2 + HCl = AlCl3 + H2O

2.40.FeOHSO4 + 2NaOH = Fe(OH)3 + Na2SO4

Рассчитайте число грамм-эквивалентов в указанной массе сле- дующих веществ:

2.41.49 г серной кислоты

2.42.112 г гидроксида натрия

2.43.222 г хлорида кальция

2.44.78 г гидроксида алюминия

2.45.424 г ортофосфата калия

2.46.17,1 г гидроксида бария

2.47.188 г нитрата меди (IΙ)

2.48.25,6 г азотной кислоты

2.49.98 г ортофосфорной кислоты

2.50.9,3 г угольной кислоты

2.51.186,2 г серной кислоты

2.52.520 г гидроксида висмута (IIΙ)

2.53.102 г сероводородной кислоты

2.54.131,2 г сернистой кислоты

2.55.148 г гидроксида кальция

2.56.267 г хлорида алюминия

2.57.43,7 г ортофосфата натрия

2.58.266,7 г сульфата железа (IIΙ)

2.59.142,5 г сульфата алюминия

2.60.103,3 г ортофосфата кальция.

10