Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Химия. Подготовка к централизованному тестированию. Задачи и упражнения с примерами решений
.pdf
3.58. Через раствор, содержащий гидроксид натрия массой 4 г,
пропустили сероводород массой 2,55 г. Определите количество
образовавшегося гидросульфида натрия.
Решение. Определяем количества гидроксида натрия и сероводорода:
n(NaOH) = m(NaOH) / M(NaOH);
n(NaOH) = 4 / 40 = 0,1 моль;
n(H
S) = m(H2S) / M(H2S);
2
S) = 2,55 / 34 = 0,075 моль.
n(H
2
Определяем количество сероводорода, необходимое для получения сульфида натрия из 0,1 моль гидроксида натрия:
2NaOH + H
S = Na2S + 2H2O.
2
Согласно уравнению реакции:
n
S) = 0,5n(NaOH);
1(H2
S) = 0,5 . 0,1 = 0,05 моль.
n
1(H2
Определяем количество сульфида натрия, которое можно получить при 100 % выходе из 0,1 моль гидроксида натрия.
Согласно уравнению реакции:
n(Na
S) = 0,5n(NaOH);
2
S) = 0,5 . 0,1 = 0,05 моль.
n(Na
2
Hами определено, что из 0,1 моль, гидроксида натрия можно получить 0,05 моль сульфида натрия, для этого потребуется
0,05 моль сероводорода. Через раствор гидроксида натрия пропустили 0,075 моль сероводорода. Следовательно, сероводород
взят в избытке. Избыток сероводорода равен:
n
S) = n(H2S) – n1(H2S);
2(H2
S) = 0,075 – 0,05 = 0,025 моль.
n
2(H2
Избыток сероводорода будет взаимодействовать с сульфидом
натрия с образованием кислой соли:
Na
S + H2S = 2NaHS.
2
С 0,025 моль сероводорода, согласно уравнению, прореагирует
0,025 моль сульфида натрия. Следовательно, сульфид натрия взят
в избытке, расчет проводим по сероводороду.
61
Согласно уравнению реакции
n(NaHS) = 2n
n(NaHS) = 2
.
0,025= 0,05 моль.
2(Н2
S);
3.59. К раствору, содержащему гидроксид калия массой 5,6 г,
добавили серную кислоту массой 7,35 г. Определите количество
образовавшегося гидросульфата калия.
Ответ: 0,05 моль.
3.60. Через раствор, содержащий гидроксид кальция массой
7,4 г, пропустили оксид углерода (IV) массой 6,6 г. Определите
количество образовавшегося осадка.
Ответ: 0,05 моль.
3.61. Какие соли и в каких количествах образуются при слива-
нии растворов, содержащих 0,1 моль H
Ответ: KHSO
– 0,05 моль, K2SO4 – 0,05 моль.
4
и 0,15 моль КОН?
2SO4
3.62. Какие соли и в каких количествах получаются, если к рас-
твору, содержащему 0,1 моль Н
, добавить раствор гидроксида
3РО4
натрия массой 100 г с массовой долей щелочи 10 %?
Ответ: Na
HPO4 – 0,05 моль, Na3PO4 – 0,05 моль.
2
3.63. При взаимодействии смеси металла и его сульфида с из-
бытком соляной кислоты образовалась газовая смесь, молярная
масса которой равна 14,84 г/моль. Определите металл. Известно,
что массы сульфида металла и металла в смеси равны и металл в
соединениях проявляет степень окисления +2.
Решение. Составляем уравнения реакций:
Me + 2HCl = MeCl
MeS + 2HCl = MeCl
+ H2↑;
2
+ H2S↑.
2
Пусть массы металла и его сульфида равны по 1 г. Тогда количество металла и его сульфида в смеси равны:
n(Me) = 1/M(Me); n(MeS) = 1/M(MeS).
Из первого уравнения реакции следует:
n(H
) = n(Me); n(H2) = 1/M(Me).
2
Следовательно, масса образовавшегося водорода будет равна:
m(H2) = M(H2) . n(H2); m(H2) = 2/M(Me).
Из второго уравнения реакции следует:
n(H
S) = n(MeS); n(H2S) = 1/M(MeS).
2
62
Следовательно, масса образовавшегося сероводорода будет равна:
m(H2S) = M(H2S) . n(H2S); m(H2S) = 34/M(MeS).
Молярная масса образовавшейся в результате реакций газовой
смеси составит:
mm
HHS
+
() ( )
M
=
г
()
2/ (Me) 34/ (MeS)
=
M
ã
()
1/ (Me) 1/ (MeS)
В последнее уравнение подставляем значение молярной массы
газовой смеси:
22
nn
+
HHS
()( )
22
MM
MM
+
+
или
.
2/ (Me) 34/( (Me) 32)
14,84 .
Решая уравнение, получим М(Ме) = 65 г/моль. Неизвестный
металл — цинк.
3.64. При взаимодействии карбоната металла и сульфида этого же
металла с избытком раствора серной кислоты образовалась газовая
смесь, относительная плотность которой по водороду равна 19,318.
Масса карбоната в смеси на 20 % больше массы сульфида. Металл в
соединениях проявляет степень окисления +2. Определите металл.
Ответ: кальций.
MM
=
1/ (Me) 1/( (Me) 32)
MM
++
++
63
ГЛАВА 4
СТРОЕНИЕ АТОМА
4.1. Состав атома,
строение электронной оболочки атома
4.1. Определите число электронов, протонов и нейтронов в со-
ставе атома кислорода.
Решение. Число электронов и протонов в составе атома химического элемента равно порядковому номеру химического элемента (или заряду ядра атома).
Порядковый номер кислорода равен 8. Следовательно, число
электронов и протонов в составе атома кислорода равно 8.
Число нейтронов в составе атома химического элемента равно
разности массового числа данного элемента и числа протонов в
составе этого атома.
Рассчитываем число нейтронов в составе атома кислорода:
16 – 8 = 8.
Значит, в состав атома кислорода входит 8 нейтронов.
4.2. Определите число электронов, протонов и нейтронов в со-
ставе атомов калия, брома, серебра.
4.3. Сколько электронов содержится в молекулах Cl
, NO2?
2
Ответ: 34, 23.
4.4. Рассчитайте сумму электронов и протонов в составе одной
молекулы H
2SO4
.
Ответ: 100.
4.5. Найдите суммарное число электронов, протонов и нейтро-
нов в составе одной молекулы H
O.
2
Ответ: 28.
4.6. Определите число электронов, протонов и нейтронов в со-
+
ставе иона Na
.
Решение. Порядковый номер натрия равен 11. Следовательно,
число электронов и протонов в составе атома натрия равно 11.
Рассчитываем число нейтронов в составе атома натрия:
23 – 11 = 12.
В состав ядра атома входит 12 нейтронов.
При образовании иона атом натрия отдает 1 электрон:
–
Na – 1e
= Na+.
64
Следовательно, число электронов в составе иона Na+ на единицу меньше числа электронов в составе атома натрия и равно 10.
Число протонов и нейтронов в составе иона равно числу протонов и нейтронов в составе атома.
4.7. Определите число электронов, протонов и нейтронов в со-
3+
ставе ионов Al
4.8. Определите число электронов в ионах NO
, Fe3+, F–, S2–.
-
, NH
2
+
.
4
Ответ: 24, 10.
4.9. Рассчитайте суммарное число электронов и протонов в со-
-
ставе иона НСО
.
3
Ответ: 63.
4.10. Найдите сумму электронов, протонов и нейтронов в со-
ставе ионов NH
+
4
и SO
2–
.
3
Ответ: 28, 122.
4.11. Определите массу протонов в образце кислорода объемом
3
4,48 дм
.
Решение. Рассчитываем количество кислорода:
) = V(O2) / Vm;
n(О
2
n(О
) = 4,48 / 22,4 = 0,2 моль.
2
В составе 1 атома кислорода содержится 8 протонов, следовательно, в составе 1 молекулы О
ставе 1 моль О
1 моль О
– 16 моль протонов. Составляем пропорцию:
2
содержит 16 моль протонов
2
содержится 16 протонов, а в со-
2
0,2 моль — x моль
x = 16
.
0,2 / 1 = 3,2 моль.
Рассчитываем массу протонов в образце:
m(p) = n(p)
.
M(p); m(p) = 3,2 . 1 = 3,2 г.
4.12. Рассчитайте массовую долю протонов в составе атома ге-
лия.
Ответ: 50 %.
4.13. Вычислите массовую долю нейтронов в составе нуклида
кислорода-18.
Ответ: 55,6 %.
4.14. Найдите массовую долю электронов в нуклиде меди-63.
Ответ: 0,023 %.
65
4.15. Рассчитайте число протонов в образце железа массой 28 г.
Ответ: 78,26 ·1023.
4.16. Вычислите число нейтронов в образце СО объемом (н. у.)
2,24 дм
3
.
Ответ: 8,43 ·10
23
.
4.17. Газообразное простое вещество Х объемом (н. у.) 2,24 дм3
содержит 1,8 моль протонов. Его молекула двухатомна. Определите простое вещество.
Решение. Рассчитываем количество неизвестного вещества:
n(Х) = V(X) / V
;
m
n(Х) = 2,24 / 22,4 = 0,1 моль.
Составляем пропорцию:
0,1 моль Х содержит 1,8 моль протонов
1 моль Х — y моль
y = 1,8
.
1 / 0,1 = 18 моль.
Следовательно, в составе молекулы вещества Х содержится 18
протонов. Поскольку его молекула двухатомна, в составе одного
атома содержится 9 протонов. Порядковый номер химического
элемента будет равен 9, это фтор. Молекулярная формула простого вещества — F
.
2
4.18. Молекула простого вещества трехатомна. В его составе
количеством 0,2 моль содержится 4,8 моль электронов. Определите простое вещество.
Ответ: О
.
3
4.19. Атом химического элемента содержит 34 нейтрона. Отно-
шение числа нейтронов к числу протонов равно 1,17. Определите
порядковый номер элемента.
Ответ: 29.
4.20. Количество электронов в составе 0,2 моль металла равно
2,4 моль. Определите металл.
Ответ: Mg.
+
4.21. В составе 0,1 моль ионов Х
содержится 1 моль электро-
нов. Определите ион.
+
Ответ: Na
4.22. Ион Х
Ответ: Ca
.
2+
содержит 18 электронов. Определите ион.
2+
.
66
4.23. Составьте электpонную фоpмулу атома кислоpода.
Решение. Порядковый номер кислорода равен 8. Следовательно, в состав его атома входит 8 электронов.
Электронная формула атома кислорода будет иметь следующий вид: 1s
22s22p4
.
4.24. Составьте электронные формулы атомов хлора, кальция,
железа, цинка.
4.25. Составьте электронные формулы атомов брома, техне-
ция, олова, европия, тербия.
–
4.26. Составьте электронную формулу иона Cl
.
Решение. Порядковый номер хлора равен 17. Следовательно,
его электронное облако образовано 17 электронами.
Электронная формула атома хлора имеeт следующий вид:
1s22s22р63s23р5.
–
При образовании иона Сl
атом хлора принимает 1 электрон:
Cl + 1e
–
= Cl–.
Следовательно, в состав иона будет входить 18 электронов.
–
Электронная формула иона Cl
22s22р63s23р6
1s
.
имеeт следующий вид:
4.27. Составьте электронные формулы ионов S2–, Na+, Ca2+, Fe3+.
4.28. Электронные формулы каких ионов будут идентичны
с электронной формулой аргона?
4.29. Химический элемент на р-орбиталях второго электрон-
ного уровня имеет 4 электрона. Определите элемент, составьте
электронную формулу его атома.
Решение. р-Орбитали второго электронного уровня (2р) запол-
няются электронами после заполнения 1s- и 2s-орбиталей. Следовательно, электронная формула имеeт следующий вид: 1s
22s22р4
Такую электронную формулу имеет кислород.
4.30. Атом химическкого элемента на р-орбиталях третьего
электронного уровня имеет 3 электрона. Составьте электронную
формулу атома.
4.31. Атом химического элемента на третьем электронном
уровне имеет 3 электрона. Составьте электронную формулу атома
этого элемента.
67
.
4.32. Атом химического элемента на четвертом электронном
уровне имеет 4 электрона. Составьте электронную формулу атома
этого элемента.
4.33. Атом химического элемента на пятом электронном уров-
не имеет 7 электронов. Составьте электронную формулу атома
данного элемента.
4.34. Атом химического элемента на d-орбиталях третьего
электронного уровня имеет 7 электронов. Составьте электронную
формулу атома этого элемента.
4.35. Атом химического элемента на d-орбиталях четвертого
электронного уровня имеет 1 электрон. Составьте электронную
формулу атома данного элемента.
4.36. Атом химического элемента на третьем электронном
уровне имеет 14 электронов. Составьте электронную формулу
атома этого элемента.
4.37. Атом химического элемента на четвертом электронном
уровне имеет 9 электронов. Составьте электронную формулу атома данного элемента.
4.38. Атом химического элемента на f-орбиталях четвертого
электронного уровня имеет 6 электронов. Составьте электронную
формулу атома этого элемента.
4.39. Электронная формула иона Х
2+
идентична электронной
формуле аргона. Определите ион.
Ответ: Са
4.40. Электронная формула иона Х
2+
.
–
идентична электронной
формуле неона. Определите ион.
Ответ: F
4.41. Ион Х
–
.
2+
на третьем электронном уровне имеет восемь
электронов, на четвертом уровне электроны отсутствуют. Определите ион.
Ответ: Ca
4.42. Электронная формула химического элемента — 1s
2+
.
22s22р4
Рассчитайте, какой объем (н. у.) займет простое вещество массой
16 г, образованное данным элементом. Молекула простого вещества двухатомна.
Ответ: 11,2 дм
3
.
.
68
4.2. Изотопы
4.43. Природный хлор представлен двумя нуклидами — 35Cl и
37
Cl. Определите среднюю относительную атомную массу хлора.
Мольная доля
35
Cl равна 75 %, 37Сl — 25 %.
Решение. Выбираем образец природного хлора количеством
1 моль.
Рассчитываем количества
35
Cl и 37Cl в образце:
n(35Cl) = χ(35Cl) . n(образца) / 100 %;
n(35Cl) = 75 . 1 / 100 = 0,75 моль;
n(37Cl) = χ(37Cl) . n(образца) / 100 %;
n(37Cl) = 25 . 1 / 100 = 0,25 моль.
35
Вычисляем массу
Cl в образце:
m(35Cl) = n(35Cl) . M(35Cl);
m(35Cl) = 0,75 . 35 = 26,25 г.
37
Находим массу
Cl в образце:
m(37Cl) = n(37Cl) . M(37Cl);
m(37Cl) = 0,25 . 37 = 9,25 г.
Масса образца будет равна сумме масс нуклидов хлора:
m(Cl) = m(
35
Cl) + m(37Cl);
m(Cl) = 26,25 + 9,25 = 35,5 г.
Определяем среднюю молярную массу природного хлора:
M(Cl) = m(Cl) / n(Cl);
M(Cl) = 35,5 / 1 = 35,5 г/моль.
Следовательно, средняя относительная атомная масса природ-
ного хлора равна 35,5.
4.44. Образец водорода содержит два нуклида —
3
H и 1H. Определите среднюю относительную атомную массу водорода в образце. Мольная доля
3
H равна 40 %, 1H — 60 %.
Ответ: 1.8.
4.45. Образец кислорода содержит три нуклида –
16
О. Определите среднюю относительную атомную массу кисло-
рода в образце. Мольные доли
18
О, 17О и 16О в образце соответс-
18
О, 17О и
твенно равны 25 %, 50 % и 25 %.
Ответ: 17.
69
4.46. Образец углерода содержит два нуклида — 12C и 14C.
Cредняя относительная атомная масса углерода в образце равна
12.5. Определите мольную долю
14
С в образце.
Решение. Выбираем образец углерода количеством, равным
1 моль.
Определяем массу углерода:
.
n(C);
.
1 = 12,5 г.
m(C) = 12,5
Примем количество
m(C) = M(C)
14
С в образце за x, тогда количество 12С в
образце будет равно (1 – x).
Выражаем массы нуклидов в образце:
14
m(
C) = n(14C) . M(14C);
14
m(
C) = x . 14;
12
m(
C) = n(12C) . M(12C);
12
m(
C) = (1 – x) .12.
Известно, что
14
m(
C) + m(12C) = 12,5 г.
Перепишем уравнение, подставив значения масс нуклидов:
.
x
14 + (1 – x) . 12 = 12,5.
Решаем уравнение:
x = 0,25; n(
Рассчитываем мольную долю
14
C) = 0,25 моль.
14
С в образце:
14
(C)
14
C100%;χ( ) = ⋅
14
χ( ) = ⋅ =
4.47. Образец фосфора содержит два нуклида
n
n
образца
()
0,25
C10025%.
1
31
Р и 33Р. Cредняя относительная атомная масса фосфора в образце равна 31,2.
Определите мольную долю
33
Р в образце.
Ответ: 10 %.
4.48. Образец оксида углерода (II) занимает объем (н. у.),
равный 2,24 дм
3
. Масса образца равна 2,85 г. Углерод в соста-
70
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]