Задачи для поступающих на факультет естественных наук Новосибирского государственного университета

80. 1 объем порошкообразного титана (плотность 4,5 г/см³) способен поглотить при 20  С и давлении 1 атм до 1800 объемов водорода. Рассчитайте массовую долю водорода и атомное соотношение Н/Ti в порошке титана, насыщенном водородом при этих условиях

( Содержание водорода 3,2 % по массе ; атомное соотношение Н/Тi = 1,6 ).

80. При завершении электролиза 400 мл раствора нитрата меди масса одного из инертных электродов увеличилась на 1,28 г. Рассчитайте рН получившегося раствора и объем 0,200 М раствора NaOH, необходимый для его полной нейтрализации. Указание: Объём раствора при электролизе практически не меняется.

( рН = 1; для нейтрализации требуется 202 мл раствора NaOH).

80. В лаборатории благородных металлов в течение полугода хранился баллон объёмом 10,0 л с водородом, предназначенным для проведения реакции восстановления соединений золота (III) до металла. Первоначально давление в нем при 25⁰С было равно 100 атм. Позднее обнаружилось, что за счет микротрещины из баллона происходила утечка газа со средней скоростью 1·10¹⁸ молекул/с. Как изменилось давление газа в баллоне через полгода? Рассчитайте массу золота, которое можно получить, используя оставшийся в баллоне газ, если для количественного протекания реакции необходим двукратный избыток водорода.

( Давление упало со 100 атм до 35,9 атм; 972 г золота).

83. В результате количественно протекающей реакции бромирования алкена неизвестного состава получен продукт А. При пропускании через разбавленный водный раствор серной кислоты точно такого же количества этого алкена получен продукт В (выход равен 75,0 % от теоретического). Масса продукта А в 3,89 раза больше, чем продукта В. Установите состав алкена. Приведите структурные формулы всех углеводородов, изомерных этому алкену и соответствующих им соединений В (с названиями).

84. Реакцию синтеза метанола из оксида углерода (II) и водорода, взятого в двукратном избытке по отношению к стехиометрическому, проводят в замкнутом реакторе при повышенной температуре и давлении 20 МПа. После окончания процесса давление в реакторе при той же температуре составляет 18 МПа. Рассчитайте степень превращения оксида углерода в метанол и содержание метанола в реакторе (объёмные %).

( Степень превращения СО и выход метанола 25 %; содержание метанола 5,6 мол. % = 5,6 об. %).

84. Сколько атомов содержится в 1,0 л жидкого водорода (плотность 0,071 г/см³)? Какую массу порошкообразного палладия (палладиева чернь) можно насытить этим количеством водорода при переведении его в газообразное состояние при атмосферном давлении и температуре 19С, если известно, что 1 объём черни (плотность 12,02 г/см³) в этих условиях поглощает 850 объёмов водорода? Сколько атомов водорода приходится на один атом палладия в полученном насыщенном водородом порошке?

(. Атомов водорода в 1 л жидкого водорода 4,24·10²⁵ или 35,2 моль. Масса палладия 11920 г; n(H) /n(Рd) = 0,629.)

86. Водный раствор минерала сильвинита КСl ∙ NaCl объёмом 100 мл подвергают электролизу с инертными электродами, в результате чего на аноде выделяется 112 мл хлора (н. у.). Рассчитайте молярную концентрацию соли в исходном растворе и значение рН раствора после электролиза. Какой объём 0,250 М раствора серной кислоты требуется для его полной нейтрализации? Указание: Объём раствора при электролизе не меняется.

( Молярная концентрация соли 0,050 моль/л; рН = 13. Для нейтрализации потребуется 20 мл 0,25 М раствора серной кислоты.)

87. При проведении твердофазного синтеза смесь порошков алюминия и серы нагрели в атмосфере аргона до полного протекания реакции, охладили и разделили на две равные по массе части. На одну часть подействовали раствором щелочи (в избытке), а на другую – раствором соляной кислоты (в избытке), при этом соотношение объемов выделившихся газообразных продуктов оказалось равным 1,00 : 3,00. Напишите все уравнения реакций и определите мольные и массовые доли( % ) компонентов в исходной смеси .

( исходная смесь содержала эквимолярные количества Al и S( по 50 мол. %) или 46 мас. % Al и 54 мас. % S).

88. В минерале шабазите состава xСаО ∙ yAl₂O₃ ∙ zSiO₂ ∙ кH₂O массовая доля алюминия составляет 10,7 %. Для установления его точного химического состава образец массой 0,506 г прокаливают, а получившийся дегидратированный продукт массой 0,398 г нагревают с избытком плавиковой кислоты, при этом выделяется 89,6 мл тетрафторида кремния (н. у.). Определите стехиометрический состав минерала.

89. Кристаллогидрат некоторой соли содержит только ионы с конфигурацией внешнего электронного слоя 3s²3p⁶ , а массовая доля воды в нем в 2,7 раза больше, чем массовая доля металла. Определите химическую формулу кристаллогидрата.

90. Напишите уравнения реакций и укажите условия протекания всех стадий процесса получения фенола, используя в качестве единственного исходного углеродсодержащего соединения карбид кальция. Рассчитайте массу полученного конечного продукта, если для этого взято 160 кг технического карбида кальция с массовой долей примесей 20 %, а выход продукта на каждой стадии процесса составляет 80 % от теоретического.