Экспресс-курс по химии для подготовки к централизованному тестированию и экзамену

Найдем массу водорода:

m(H) = n(H) · M(H), m(H) = 0,5 · 1 = 0,5 (ã).

Рассчитаем суммарную массу натрия, углерода и водорода в составе продуктов реакции:

m(Na) + m(C) + m(H) = 2,3 + 2,4 + 0,5 = 5,2 (ã).

По условию масса соединения Х равна 6,8 г. Следовательно, в его состав входит кислород. Находим его массу:

m(O) = m(X) – m(Na) – m(C) – m(H) = 6,8 – 2,3 – 2,4 – 0,5 =1,6 г Рассчитаем химическое количество кислорода:

n(O) = m(O) , n(O) = 1,6 = 0,1 (ìîëü). M(O) 16

Находим соотношение химических количеств образующих его элементов:

n(Ñ) : n(H) : n(Î) : n(Na) = 0,2 : 0,5 : 0,1 : 0,1 = 2 : 5 : 1 : 1.

Тогда простейшая формула будет иметь вид С2H5ОNa. Молярная масса C2H5ONa равна 68 г/моль. Известно, что и молярная масса соединения Х также равна 68 г/моль. Следовательно, молекулярная формула Х соответствует простейшей.

Ответ: формула соединения Х – С2H5ÎNa.

Пример 32.

При взаимодействии 0,1 моль предельного спирта с избытком натрия выделилось 2,24 дм3 (н.у.) водорода. При сгорании 3,1 г спирта образовалось 4,4 г оксида углерода (IV). Определите формулу спирта.

Согласно условию: n1(спирт) = 0,1 моль.

Ò. å. n1(спирт) = n(Н2). Это возможно при условии, что искомый спирт – двухатомный.

91

Запишем уравнение реакции горения спирта: СxÍ2x(ÎÍ)2 + (1,5x – 0,5) Î2 → xÑÎ2 + (x+1)H2Î.

Рассчитаем химическое количество оксида углерода:

Из уравнения реакции следует, что n(СО2) = xn(ÑxÍ2x(ÎÍ)2).

В последнее уравнение подставим значение химических количеств оксида углерода и спирта:

Решаем уравнение: x = 2.

Следовательно, формула спирта – С2Í4(ÎÍ)2. Ответ: формула спирта – С2Í4(ÎÍ)2.

Пример 33.

Массовая доля кислорода в составе сложного эфира, образованного предельным одноатомным спиртом и предельной одноосновной карбоновой кислотой, равна 43,2%. При взаимодействии 9,2 г спирта, входящего в состав эфира, с избытком натрия образуется 2,24 дм3 (н.у.) водорода. Определите формулу эфира.

Дано: Решение:

92

Спирт с натрием реагирует по уравнению: 2CxH2x+1OH + 2Na → 2CxH2x+1ÎNa + H2.

Выразим химическое количество спирта:

n(CxH2x+1OH) = m(CxH2x+1OH) , M(CxH2x+1OH)

= 9,2 n(CxH2x+1OH) M(CxH2x+1OH) .

Согласно уравнению реакции: n(CxH2x+1OH) = 2n(H2).

Перепишем уравнение, подставив значения химических количеств веществ спирта и водорода:

Решаем уравнение:

M(CxH2x+1ÎÍ) = 46 ã/ìîëü.

Учитывая, что

M(CxH2x+1ОН) = xM(C) + (2x+1)M(Н) + М(OН), рассчитываем x:

46 = 12x + 2x + 1 + 17, x = 2.

Следовательно, формула спирта – С2Í5ОН. Формула эфира в общем виде будет выглядеть так:

CyH2y+1 – CÎÎÑ2Í5.

Выберем образец эфира массой 100 г. Вычислим массу кислорода в составе образца:

93

Выразим химическое количество эфира:

Из формулы эфира CyH2y+1 _ ÑOOC2H5 следует, что n(CyH2y+1 _ ÑOOC2H5) = 0,5n(Î).

В уравнение подставим значения химических количеств эфира и кислорода:

Решаем уравнение:

M(CyH2y+1 _ CÎÎÑ2Í5) = 74 г/моль. Учитывая, что

M(CyH2y+1_ ÑÎÎÑ2Í5) = yM(C) + (2y+1)M(Í) + Ì(ÑOO – Ñ2Í5), рассчитываем y:

74 = 12y + 2y + 1 + 73, y = 0.

Тогда формула эфира имеет вид – НСООС2Í5. Ответ: формула эфира – НСООС2Í5.

Пример 34.

Имеются два соединения состава АВ2Î è ÀÂ4О. Массовая доля кислорода в соединении АВ2О составляет 53,33%, а относительная плотность паров соединения АВ4О по водороду равна 16. Определите формулу соединения АВ2Î.

94

Из формулы АВ2О следует, что n(АВ2О) = n(О). Подставим в уравнение значение химических количеств:

Решаем уравнение: М(АВ2О) = 30 г/моль. Рассчитываем молярную массу АВ4Î:

Ì(ÀÂ4O) = Ì(Í2) · DH2 , Ì(ÀÂ4O) = 2 · 16 = 32 (г/моль). Учитывая, что

Ì(ÀÂ4Î) = Ì(À) + 4Ì(Â) + Ì(Î); Ì(ÀÂ2Î) = Ì(À) + 2Ì(Â) + Ì(Î).

составляем систему уравнений:

32 = M(A) + 4M(B) + 16,30 = M(A) + 2M(B) + 16.

Решаем систему уравнений:

Ì(À) = 12ã/ìîëü; Ì(Â) = 1 ã/ìîëü.

Следовательно, А _ углерод, В _ водород. Формула АВ2Î _ ÑH2О. Ответ: формула АВ2Î – ÑH2Î.

95

ЗАДАЧИ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО РЕШЕНИЯ

1.Напишите электронную формулу элемента с порядковым номером 26. Какие степени окисления может иметь этот элемент в соединениях? Укажите эти соединения. Напишите электронные формулы ионов, образуемых этим элементом.

2.Электронная формула элемента имеет окончание 4р5. Напишите полную электронную формулу этого элемента. Назовите его. Напишите формулы его высшего оксида и водородного соединения.

3.Используя метод электронного баланса, расставьте коэффициенты в уравнении реакции:

Ñl2 + KOH → KCl + KClO3 + Í2Î

а) укажите окислитель и восстановитель; б) укажите соединения с ионной связью.

4. Во сколько раз увеличится скорость химической реакции при увеличении температуры на 30 °С, если температурный

коэффициент скорости реакции равен 3?

Ответ: в 27 раз. 5. В системе установилось химическое равновесие:

N2 (ã) + O2 (ã) P 2NO – 180,5 êÄæ.

а) Как нужно изменять условия протекания реакции, чтобы сместить равновесие вправо?

б) Какое количество теплоты нужно затратить, чтобы полу-

чить 3,5 моль оксида азота?

Ответ: б) 316 кДж.

6.В воде массой 400 г растворили соль. Массовая доля соли

âполученном растворе составила 20%. В данном растворе растворили еще 100 г соли. Определите массовую долю соли

âконечном растворе.

Ответ: 33,3%

96

7.Какую массу МgСl2 · 6Í20 и воды надо взять для приготовления раствора массой 50 г, массовая доля хлорида магния в котором составляет 5 %?

Ответ: m(МgСl2 · 6Í20) = 5,34 ã, m(Í20) = 44,66 ã.

8.Какой объем раствора с массовой долей NаОН 30% и плотностью 1,33 г/см3 надо взять для приготовления раствора массой 150 г с массовой долей NаОН 8%?

Ответ: 30,1 см3.

9.Какие соли и в каком химическом количестве образуют-

ся при пропускании 3,36 дм3 (í.ó.) ÑÎ2 через раствор массой 100 г с массовой долей гидрокида натрия 8%?

Ответ: 0,05 моль Na2CO3; 0,1 ìîëü NaHCO3.

10.Какую массу раствора с массовой долей хлорида натрия 10% надо прибавить к воде массой 100 г, чтобы получить раствор с массовой долей хлорида натрия 4%?

Ответ: 66,7 г.

11. Смесь карбоната кальция и оксида кальция массой 15,6 г прокалили. После прокаливания масса смеси составила 11,2 г. Определите массовую долю оксида кальция в исходной смеси.

Ответ: 0,359.

12.Какую массу раствора с массовой долей NаОН 10% и

какой объем СО2 (н.у.) нужно взять для приготовления раствора Nа2ÑÎ3 массой 100 г с массовой долей соли 10,6%?

Ответ: m(p-pa NaOH) = 80 г, V(CO2) = 2,24 äì3.

13.Медь массой 3,9 г опустили в раствор серной кислоты

массой 80 г с массовой долей H2SO4 98%. Выделившийся газ (выход продукта реакции равен 90%) пропустили через 100 г воды. Определите массовую долю кислоты в полученном растворе.

Ответ: 4,34%.

14. Сульфид натрия массой 7,8 г опустили в раствор соляной кислоты массой 100 г с массовой долей HCl 9,8%. Выделившийся газ (выход продукта реакции равен 90%) пропустили через избыток раствора сульфата меди. Определите массу выпавшего осадка.

Ответ: 8,64 г.

97

15. Технический аммиак объемом 8 дм3 (н.у.), содержащий 5% по объему инертных примесей, сожгли в присутствии платины. Образовавшийся газ (выход продукта составил 95%) окислили до NO2 и затем растворили в воде в присутствии кислорода, получив раствор концентрированной кислоты. В раствор опустили 1,6 г меди. При этом выделился газ. Определите его объем при н.у. Напишите уравнения химических реакций.

Ответ: 1,12 дм3.

16. Газовая смесь состоит из водорода и кислорода. Объемная доля кислорода равна 20%. Определите массовую долю водорода и относительную плотность газовой смеси по воздуху.

Ответ: ω (H2) = 20%, D = 0,276.

17. Смесь массой 3 г, состоящую из 20,93% алюминия и 79,07% оксида алюминия, поместили в 100 г раствора гидроксида натрия с массовой долей NaOH 10%. Определите массовую долю образовавшейся соли в растворе.

Ответ: 8% .

18. Массовая доля хлора в газовой смеси, состоящей из фтороводорода и хлороводорода, равна 0,355. Определите относительную плотность газовой смеси по кислороду.

Ответ: 0,749.

19. В смеси сульфита и сульфата щелочного металла массовая доля металла равна 33,7%, серы – 23,4%. Определите металл.

Ответ: натрий.

20. На нейтрализацию смеси гидроксида натрия и гидроксида калия общей массой 9,6 г затратили раствор серной кислоты массой 100 г с массовой долей H2SO4 9,8 %. Определите

массу гидроксида натрия в смеси.

Ответ: 4 г.

21. Железную пластинку массой 18 г выдержали некоторое время в растворе массой 200 г с массовой долей сульфата меди (II) 15%, после этого масса пластинки составила 18,8 г. Определите массовую долю сульфата меди в растворе после реакции.

Ответ: 7, 03%.

98

22. В результате взаимодействия смеси металла и его сульфида с избытком соляной кислоты образовалась газовая смесь, молярная масса которой равна 14,84 г/моль. Определите металл. Известно, что массы сульфида и металла в смеси равны и металл в соединениях проявляет степень окисления +2.

Ответ: цинк.

23. Смесь оксида меди (II) и нитрата меди( II) содержат 1 моль атомов меди и 1,204 · 1024 атомов кислорода. Определите массовую долю оксида меди в смеси.

Ответ: 63%.

24. Смесь нитрата натрия и нитрата неизвестного металла (степень окисления +2) прокалили до постоянной массы. Нитрат неизвестного металла разлагается с образованием двух оксидов и кислорода. В результате разложения нитратов образовались твердый остаток массой 29,8 мг и газовая смесь объемом 13,44 см3. Молярная масса газовой смеси равна 41,33 г/моль. Определите неизвестный металл и массовую долю нитрата натрия в исходной смеси.

Ответ: медь, 31,1%.

25. При нагревании до постоянной массы смеси, состоящей из нитратов меди и натрия и карбоната кальция, получили 27,2 г твердых оксидов и газовую смесь объемом 17,92 дм3 (н.у.), объемная доля углекислого газа в составе которой равна 0,25. Определите массовую долю карбоната кальция в смеси.

Ответ: 26,8%.

26. При пропускании кислотного оксида XO2 массой 17,6 г через раствор гидроксида калия получили равные химические количества кислой и средней соли общей массой 47,6 г. Определите Х.

Ответ: углерод.

27. Через раствор, содержащий гидроксид калия массой 11,2 г, пропустили углекислый газ. В результате реакции образовались кислая и средняя соли. Отношение массы кислой соли к массе средней равно 2. Определите массу углекислого газа, пропущенного через раствор.

Ответ: 6,95 г.

99

28. Какую массу углекислого газа нужно пропустить через раствор гидроксида натрия массой 160 г с массовой долей NaOH 10%, чтобы получить раствор с равными массовыми долями кислой и средней соли?

Ответ: 12,2 г.

29. Какой объем углекислого газа нужно пропустить через раствор гидроксида натрия массой 80 г с массовой долей NaOH 5%, чтобы массовые доля щелочи и соли в образовавшемся растворе были равны?

Ответ: 0,482 дм3.

30. Массовая доля металла в составе смеси, состоящей из оксида и сульфата данного металла, равна 0,3. Металл проявляет степень окисления, равную +2. Химические количества сульфата и оксида в смеси равны. Определите металл.

Ответ: магний.

31. К смеси, состоящей из карбоната и сульфида щелочноземельного металла, добавили избыток соляной кислоты. В результате реакции образовалась газовая смесь с молярной массой равной 38,617 г/моль. Массы солей в исходной смеси равны. Определите металл.

Ответ: барий.

32. Какую массу водорода можно окислить смесью озона и кислорода объемом (н.у.) 44,8 cм3? Массовые доли озона и кислорода в смеси равны.

Ответ: 9,6 мг.

33. При обжиге навески пирита ее масса уменьшилась на 20%. Определите массовые доли твердых веществ, образовавшихся в результате обжига пирита.

Ответ: ω (FeS2) = 50%, ω (Fe2O3) = 50%.

34. Соляной кислотой обработали смесь, состоящую из равных по массе цинка и карбоната кальция. Рассчитайте плотность смеси газов (н.у.), получившихся в результате реакции.

Ответ: ρ = 0,83 г/дм3

35. При прокаливании смеси нитратов натрия и серебра выделилась смесь газов, которую пропустили через воду. В результате объем смеси газов уменьшился в 3 раза. Определите массовые доли каждого нитрата в исходной смеси.

Ответ: ω (AgNO3) = 72,7%, ω (NaNO3) = 27,3%

100