Основные понятия и законы химии

Из уравнений реакции следует, что твердое вещество – сера, причем на образование 3 моль серы расходуется 1 моль SO2, т.е. в три раза меньше.

Вычислим количество молей образовавшейся серы и количество молей вступившего в реакцию SO2.

ν(S ) = m(S ) = 9,6 = 0,30 (моль); M (S ) 32

ν(SO2 ) =ν3(S ) = 0,1(моль).

Для получения 1 моль SO2 требуется 1 моль меди, следовательно, масса прореагировавшей меди составляет:

M(Cu) = M(Cu).ν(Cu) = 64 г/моль.0,10 моль = 6,4 г.

Ответ: 6,4 г меди вступило в реакцию с серной кислотой.

6. Имеется образец интерметаллического соединения Na4Pb массой 29,9 г. Какую массу свинца надо добавить к нему для получения соединения

Na4Pb9?

Дано: m( Na4 Pb) = 29,9 г;

M ( Na4 Pb) = 299 г/моль.

____________________________________

m(Pb) − ?

Na4Pb + 8Pb = Na4Pb9.

Вычислим количество вещества (или молей) Na4Pb9, заключающегося в исходном образце:

Из уравнения реакции следует, что

таким образом, ν(Pb) = 8 ν( Na4 Pb) ;

ν(Pb) = 8.0,1 моль = 0,8 моль.

Определяем массу свинца, которую нужно взять для получения указанного соединения:

m(Pb) = ν(Pb) . M (Pb) = 0,8 моль.207 г/моль = 165,6 г. Ответ: m(Pb) = 165,6 г.

7. Определите нормальность раствора хлорида железа (III), если в 0,3 л раствора содержится 32,44 FeCl3.

Дано: ν(FeCl3 ) = 0,3 л;

m(FeCl3 ) = 32,44 г.

____________________________

СН − ?

Нормальная концентрация (нормальность) раствора определяется по фор-

муле:

CH = mmV ,

где m – масса растворенного вещества, (г); mэ – эквивалентная масса, (г/моль); V – объем раствора, (л).

m (FeCl3 ) = M3 = 162,206 г/моль/3 = 54,07 г/моль.

Тогда:

CH = (54,0732,440,3) = 2 (моль/л).

Ответ: СН = 2 моль/л.

8. Вычислите криоскопическую константу воды, если 11,3%-ный водный раствор этилового спирта замерзает при –5ОС.

Дано: M (C2H5OH ) = 46,07 г/моль;

ω(р-ра) = 11,3%;

∆tзам = 5ОС

________________________________________

Кк − ? Из формулы:

K= ∆t3ΑΜ G M ,

Κ1000g

где Кк – криоскопическая константа;

∆tзам – понижение температуры замерзания; g – число граммов растворенного вещества; G – число граммов растворителя;

M – молекулярная масса растворенного вещества. Тогда:

Ответ: Кк воды = 1,81О.

5.2.2. Программированное задание 1

Вариант 2

1.Какое из веществ: KHCO3, CH3COOH, NiSO4, Na2S – взаимодействует с раствором серной кислоты? Запишите молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакции.

2.Массовая доля натрия в его интерметаллическом соединении с оловом равна 20,5%. Определите формулу интерметаллического соединения.

3.Какая масса оксида углерода (II) содержит 3,01.1022 молекул?

4.Раствор азотной кислоты объемом 1,2 л (ρ = 1,25 г/мл) с массовой долей HNO3, равной 0,42, разбавили водой. Объем раствора при этом стал равным

4,00 л. Какое количество вещества азотной кислоты содержится в 1,00 л полученного раствора?

5.Оксид натрия массой 12,4 г растворили в воде. Какой объем оксида углерода (IV), измеренный при н.у., потребуется для нейтрализации полученного гидроксида натрия, если требуется получить кислую соль?

6.Рассчитайте титр 0,04 н раствора NaCl.

7.Вычислите процентную концентрацию водного раствора глюкозы

C6H12O6, зная, что раствор кипит при 100,26ОС. Эбуллиоскопическая константа воды 0,52О.

8.При растворении 6 г сплава магния с алюминием в серной кислоте образовалось 32,88 г безводных сульфатов магния и алюминия. Определить процентный состав сплава.

Вариант 3

1.При окислении 16,74 г двухвалентного металла образовалось 21,54 г оксида. Вычислите эквивалентные массы металла и его оксида. Чему равны мольная и атомная массы металла?

2.Оксид углерода (IV) находится в сосуде, объем которого равен 20 л, при температуре 22ОС и давлении 500 кПа. Определите массу оксида углерода

(IV).

3.Сколько килограммов силиката натрия можно получить при сплавлении оксида кремния (IV) с 64,20 кг карбоната натрия, массовая доля примесей в котором составляет 5,0%?

4.Какую массу кристаллогидрата CuSO4.5H2O и какую массу 8%-го раствора CuSO4 можно получить из 560 г 16%-го раствора CuSO4?

5.Из 700 г 60%-ой серной кислоты выпариванием удалили 200 г воды. Чему равна процентная концентрация оставшегося раствора?

6.Какую массу анилина C6H5NH2 следует растворить в 50 г этилового эфира, чтобы температура кипения раствора была выше температуры кипения

этилового эфира на 0,53О? Эбуллиоскопическая константа этилового эфира

2,12О.

7.Железную пластинку массой 20,4 г опустили в раствор сульфата меди (II). Какая масса железа перешла в раствор к моменту, когда масса пластинки стала равной 22,0?

8.Сколько металлической меди образовалось при полном восстановлении порошка оксида меди (II) массой 7,5 г водородом?

5.2.3.Программированное задание по химии 2

Вариант 1

1.Какова массовая доля (%) железа в оксиде железа (III)?

а) 40,0; б) 55,8; в) 68,4; г) 70,0; д) 56,0.

2.Какие из приведенных кислот могут образовывать кислые соли? Напишите химические формулы этих кислот и уравнения диссоциации.

5.2.4. Свойства неорганических веществ. "Цепочки" превращений

Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

1)Na → NaOH → NaHCO3 → Na2CO3 → Na2SO4 → NaCl → Na;

2)FeCl2 → Fe(OH)2 → FeSO4 → Fe → FeCl2;

3)P → P4O10 → H3PO4 → Na3PO4 → Ca3(PO4)2;

4)N2 → NH3 → (NH4)2SO4 → NH4Cl → NH3 → NH4NO3;

5)KBr → Br2 → HBr → NaBr → AgBr;

6)FeS → H2S → KHS

S

SO2 → NHSO3 → CaSO3;

7)Ca → CaH2 → Ca(OH)2 → Ca(HCO3)2 → CaCO3 → CaCl2 → Ca3(PO4)2;

8)KMnO4 → MnSO4 → Mn(OH)2 → Mn(NO3)2 → HMnO4;

9)HCl → Cl2 → KClO → KCl → HCl → AgCl;

10)Zn → ZnS → H2S → S → SO2 → SO3 → H2SO4 → K2SO4;

11)Pb(NO3)2 → NO2 → N2O4 → HNO3 → NH4NO3 → NH3;

12)NH4NO2 → N2 → NH3→ NH4NO3 → N2O;

13)Na → NaOH → Na2SO4 → NaCl → Na;

14)KOH → KHSO3 → K2SO3 → KCl → K;

15)Ca → Ca(OH)2 → CaCO3 → CaO → Ca(OH)2 → CaCl2 → Ca;

16)MgCO3 → MgCl2 → Mg → MgSO4 → Mg(NO3)2;

Fe(NO3)3 → Fe(OH)3 → Fe2O3 → Fe

FeCl3;

18)Cu → Cu(NO3)2 → Cu(OH)2 → CuCl2 → [Cu(NH3)4]Cl2;

19)Ag → AgNO3 → AgCl → [Ag(NH3)2]Cl → AgCl;

20)Cd → Cd(NO3)2 → Cd(OH)2 → [Cd(NH3)6](OH)6 → CdSO4;

21)Fe → FeCl2 → Fe(CN)2 → K4[Fe(CN)6] → K3[Fe(CN)6];

22)Ba → BaO → BaCl2 → Ba(NO3)2 → BaSO4;

23)Mg → MgSO4 → Mg(OH)2 → MgO → MgCl2;

24)а) Zn → K2ZnO2; б) S → H2SO3; в) NH3 → HNO3; г) Cu → CuS;

25)Ca → CaO → Ca(OH)2

Ca3(PO4)2.

P → P2O5 → H3PO4

5.3.Проблемные задачи

1.Завод по производству серной кислоты заключил договор на поставку 5 т

аккумуляторной кислоты, содержащей 20 % H2SO4. Для выполнения заказа было решено использовать 1750 кг 15,03 %-ной H2SO4 плотностью 1,105 г/см3 и 90,5 %-ную H2SO4 плотностью 1,820 г/см3. Недостающую до требуемых 5 т аккумуляторную кислоту приготовили непосредственным разбавлением 90,5 %-ной кислоты водой. Сколько 90,5 %-ной кислоты необходимо добавить к 1750 кг 15,03 %-ной кислоты, чтобы получить аккумуляторную кислоту нужной концентрации? Сколько воды и 90,5 %-ной кислоты потребуется для получения недостающей до 5 т аккумуляторной кислоты? Какова будет нормальность этой кислоты в заряженном аккумуляторе напряжением 2 В, если зависимость между напряжением на клеммах аккумулятора и плотностью кислоты d выражается формулой

E = 0,84 + d? (7 баллов.)

2.500 кг каменной соли, содержащей 98 % хлорида натрия, растворили в воде и через полученный раствор пропустили электрический ток. Образовавшийся хлор количественно ввели в реакцию с выделившимся в процессе электролиза водородом и получили хлористый водород, из которого приготовили 38 %-ный раствор соляной кислоты. Приняв, что выход продуктов электролиза равен 90 %, а выход хлористого водорода (с учетом потерь при его растворении

вводе) составляет 85 %, установите: а) уравнения реакций, происходящих на электродах, а также реакции разрушения амальгамы, полученной во время электролиза раствора хлористого натрия ртутным методом; б) количество полученного 50 %-ного натриевого щелока (кг); в) количество полученной соляной кислоты (кг). (4 балла.)

3.Смесь KCl, KClO3 и KClO4 массой 3,355 г смешали с избытком древесного угля и сильно нагрели без доступа воздуха. В результате реакции было по-

лучено 841 мл двуокиси углерода, измеренной при температуре 27°С и давлении 780 мм рт. ст. Твердые продукты реакции обработали водой и полученную смесь профильтровали. Фильтрат подкислили разбавленной азотной кислотой и обработали 35 мл 1 н. раствора AgNO3. Для удаления избытков ионов серебра из раствора потребовалось добавить 50 мл 0,1 н. раствора NaCl. Напишите уравнения проведенных реакций. Вычислите соотношение между числом молей отдельных компонентов исходной смеси. (4 балла.)

4. Один из изотопов элемента А, входящего в состав ферромагнитных сплавов, благодаря своей радиоактивности нашел широкое применение в онкологии. Элемент А проявляет степени окисления +2 и +3, однако его соединения в степени окисления +3 малоустойчивы. Водный раствор соли АSO4 имеет слабокислую реакцию. В сильнокислой среде раствор АSO4 реагирует с раствором перманганата калия. Гидроксиды А(ОН)2 и А(ОН)3 при действии сероводорода образуют одну и ту же соль AS, которая при реакции с соляной кислотой легко превращается в соль ACl2. Оксиды АО и А2О3 при действии концентрированной соляной кислоты образуют только одну соль ACl2. Назовите элемент А. Объясните причину появления кислой реакции у раствора и поясните ее воз-

никновение соответствующим химическим уравнением. Напишите уравнение реакции ASO4 c KMnO4. Какие свойства солей А(III) вытекают из описания их малой устойчивости? Напишите уравнения реакций А(ОН)2 и А(ОН)3 с H2S, а также уравнение реакции соли AS с соляной кислотой. Напишите уравнения реакций оксидов АО и А2О3 с соляной кислотой. Все уравнения реакций, по возможности, приведите в ионном виде, а там, где это затруднительно, – в молекулярном. (5 баллов.)

Библиографический список

1.Г л и н к а Н. Л. Задачи и упражнения по общей химии. Л.: Химия, 1983. 264 с.

2.К а р а п е т ь я н ц М. Х., Д р а к и н С. И. Общая и неорганическая химия. М.: Химия, 1994. 590 с.

3.К о р о в и н Н. В. Курс общей химии М.: Высшая школа, 1981. 417

с.435.

4. П и л и п е н к о А. Т., П о ч и н о к В. Я., С е р е д а И. Ф., Ш е в - ч е н к о Ф. Д. Справочник по элементарной химии. Киев: Наукова думка, 1978. 542 с.

5. Р о м а н ц е в а Л.М., С у х а н о в а В.А. Сборник задач и упражнений по общей химии. М.: Высшая школа, 1991. 245 с.

6. Х о м ч е н к о Г. П., Х о м ч е н к о И. Г. Задачи и упражнения для поступающих в вузы. М.: Высшая школа, 1987. 219 с.

ЗЫРЯНОВА Ирина Михайловна КРУГЛОВА Лидия Николаевна,

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К РЕШНИЮ ЗАДАЧ.

"ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ЗАКОНЫ ХИМИИ"

Редактор Т. С. Паршикова

Лицензия ИД № 01094.

Подписано в печать . . 2002. Формат 60×84 1/16. Бумага газетная. Плоская печать. Усл. печ. л. . Уч.-изд. л. . Тираж экз. Заказ .

Редакционно-издательский отдел ОмГУПСа Типография ОмГУПСа

644046, г. Омск, пр. Маркса, 35