Издательство томского университета (стр. 14 из 20)
5. Газы, образовавшиеся при полном сгорании 1120 см3 смеси ацетилена и пропилена (н. у.), пропущены через 300 см3 0,5 моль/л раствора едкого кали. Полученный при этом раствор может поглотить еще 448 см3 диоксида углерода. Определите состав исходной смеси в процентах по объему.
6. Какой объем водорода образуется при взаимодействии 2,00 л метана (н. у.) со всем хлором, полученным при действии избытка диоксида марганца на 50 г 28,2 %-ной соляной кислоты? Приведите уравнения реакций.
Вариант 2
1. Как можно получить ацетон (диметилкетон), исходя из пропанола-1? Напишите необходимые уравнения реакций.
2. При 400 °С и определенном давлении кислород объемом 200 см3 в 1,935 раза легче, чем пары фосфора объемом 100 см3. Определите, из какого числа атомов состоит молекула парообразного фосфора при 400 °С.
3. Завод по производству серной кислоты заключил договор на поставку 5 т аккумуляторной кислоты, содержащей 35 % H2SO4 (плотность равна 1,260 г/см3). Для выполнения заказа было решено использовать 1750 кг 15,03 %-ной H2SO4 плотностью 1,102 г/см3 и 90,05 %-ную H2SO4 плотностью 1,814 г/см3: а) какую массу 90,05 %-ной кислоты необходимомо добавить к 1750 кг 15,03 %-ной кислоты, чтобы получить аккумуляторную кислоту нужной концентрации? б) какой объем воды и какая масса 90,05 %-ной кислоты потребуется для получения недостающей до 5 т аккумуляторной кислоты?
4. Газовую смесь объемом 5 л (н. у.), содержащую (объемные доли, %) HCl – 25, Cl2 – 3 и N2 – 72, пропустили через 50 г горячего раствора гидроксида калия с массовой долей КОН, равной 20 %, так что хлороводород и хлор полностью поглотилась. Какие вещества в растворе и какова их масса?
5. Смесь этана, этилена и пропилена имеет плотность по водороду, равную 15,9. К 1 л этой смеси прибавили 1 л водорода и полученную газовую смесь пропустили над нагретым платиновым катализатором. При этом ее объем уменьшился до 1,5 л (все газы измерены при нормальных условиях). Найдите состав исходной смеси в процентах по объему.
6. К 1 л смеси этана и ацетилена добавлено 2 л водорода. Полученная смесь пропущена над платиновым катализатором. Объем смеси после пропускания и приведения к исходным условиям составил 1,6 л. Определите состав исходной смеси в процентах по объему.
Вариант 3
1. Как можно получить анилин, используя в качестве исходных веществ только неорганические соединения? Укажите условия, в которых протекают предложенные вами для синтеза реакции.
2. Используемая при каталитическом окислении диоксида серы смесь этого вещества с кислородом имела плотность по кислороду 1,2. Определите состав смеси.
3. В открытой посуде нагрели хлорат калия KСlO3 массой 12 г. Через некоторое время нагревание прекратили. Масса получившегося твердого остатка составила 8 г. Какая масса хлората калия разложилась?
4. При обжиге смеси пирита FeS2 с сульфидом цинка ZnS массой 100 г выделилось 30 л (н. у.) диоксида серы. Определите состав смеси.
5. На гидролиз 2,90 г смеси фенилацетата с бензилацетатом (бензил – радикал С6Н5СН2-) потребовалось 400 мл 0,05 моль/л раствора едкого натра. Определите состав смеси исходных эфиров.
6. К 1 л смеси этана и этилена добавили 1 л водорода и полученную смесь пропустили над никелевым катализатором. Объем смеси после пропускания при тех же условиях составил 1,3 л. Установите состав исходной смеси в процентах по объему.
Вариант 4
1. Предложите способы получения этилового спирта, ацетальдегида, уксусной кислоты, хлорвинила, бензола и анилина, исходя из известняка, угля и используя только неорганические вещества. Напишите уравнения реакций.
2. Определите плотность по водороду равновесной газовой смеси NO2, NO, O2, если исходным веществом был диоксид азота, а к моменту установления равновесия 10 % его превратилось в продукты реакции.
3. В процессе гашения извести CaO подачу воды прекратили, когда масса извести увеличилась на 25 %. Полностью ли жженая известь СаО при этом превратилась в гашеную Са(ОН)2?
4. Смесь безводных нитратов бария и стронция массой 68,46 г многократным выпариванием с концентрированной соляной кислотой, а затем с водой с последующим высушиванием переведена в смесь хлоридов бария и стронция. Масса смеси равна 52,53 г. Какова масса каждой соли в исходной смеси?
5. Какое минимальное количество монохлоруксусной кислоты должно быть сожжено, чтобы после поглощения всех образовавшихся газообразных продуктов сгорания 100 г 1,12 %-ного раствора гидроксида калия не выпадал осадок от прибавления хлорида кальция?
6. Содержание предельного углеводорода в смеси, состоящей из всех углеводородов, содержащих по два атома углерода, составляет 32,8 % (по объему). 1 л смеси (условия в пересчете на нормальные) может присоединить 6,4 г брома. Найдите плотность смеси углеводородов (в г/л).
ЗАДАНИЕ 2
Задание включает следующие разделы химии: периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева, свойства металлов, химические процессы, смеси веществ, газов, растворы, химическая связь, элементы качественного анализа.
Примеры решения задач
Пример 1.
Элементы А, В и С расположены в периодической системе химических элементов друг за другом. Соединение АС по своей твердости не уступает простому веществу, образованному одним из этих трех элементов. Из указанных элементов в соединениях между собой только два дают газообразное вещество формулы В2С2. Какие это элементы?
Решение:
Данным условия задачи соответствуют три элемента второго периода периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева. Это А – бор (№ 5), В – углерод (№ 6) и С – азот (№ 7). Бор и азот образуют нитрид бора BN (AC), вещество по твердости не уступающее алмазу (простое вещество, аллотропная модификация углерода). Углерод и азот образуют газообразное вещество С2N2 или (СN)2 – дициан (В2С2).
Ответ: бор, углерод, азот.
Пример 2.
При обработке 0,84 г опилок сплава двух элементов избытком соляной кислоты выделилось 224 мл водорода и осталось 0,28 г нерастворимого остатка. При действии на то же количество исходного сплава избытка раствора щелочи выделилось 448 мл водорода (объемы газов измерены при нормальных условиях) и осталось 0,56 г нерастворимого остатка. Определите состав сплава.
Дано:
m (сплава) = 0,84 г
V (H2)кис. = 224 мл = 0,224 л
m (ост.)кис. = 0,28 г
V (H2)щел.. = 448 мл = 0,448 л
m (ост.)щел. = 0,56 г
Найти:
состав сплава
Решение:
Поскольку сумма масс остатков после растворения сплава в кислоте и щелочи равна массе сплава (0,28 + 0,56 = 0,84 (г)), очевидно, что в кислоте растворяется один компонент сплава массой 0,56 г, а в щелочи – второй массой 0,28 г.
Запишем схему процесса взаимодействия с кислотой:
Э1 + хHCl ®
H2 + хлорид металла.Вычислим количество вещества водорода, выделившегося в результате взаимодействия:
(моль).Если х = 1, то n (Э1) = ½ n (H2) = 0,005 моль, тогда молярная масса элемента равна:
(г/моль), такого одновалентного металла не существует.Если х = 2, то n (Э1) = n (H2) = 0,01 моль, тогда молярная масса элемента равна:
(г/моль), искомый металл железо.Уравнение реакции имеет вид:
Fe + 2HCl = FeCl2 + H2.
Запишем схему процесса взаимодействия со щелочью:
Э2 + NaOH ®
H2 + соединение элемента (соль или гидроксокомплекс).Вычислим количество вещества водорода, выделившегося в результате взаимодействия:
(моль).Если х = 1, то n (Э2) = ½ n (H2) = 0,01 моль, тогда молярная масса элемента равна:
(г/моль), этот элемент кремний.Уравнение реакции имеет вид:
Si + 2NaOH + H2O = Na2SiO3 + 2H2.
Ответ: сплав состоит из 0,28 г кремния и 0,56 г железа.
Пример 3.
В пробирках находятся растворы натриевых солей различных кислот: Na2CO3, Na2SO3, Na2S2O3, Na2S, NaNO2 и NaCl. С помощью какого реактива можно определить все шесть солей? Напишите уравнения реакций.
Решение:
Искомым реактивом является разбавленная соляная кислота. Запишем уравнения реакций с указанием признаков протекания реакций:
Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + CO2↑ + H2O (выделяется углекислый газ – без цвета, без запаха);
Na2SO3 + 2HCl = 2NaCl + SO2↑ + H2O (выделяется сернистый газ – без цвета, с резким запахом);
Na2S2O3 + 2HCl = 2NaCl + SO2↑ + S¯ + H2O (выделяется сернистый газ – без цвета, с резким запахом и выпадает сера);
Na2S + 2HCl = 2NaCl + H2S↑ (выделяется сероводород – газ с запахом тухлых яиц);
Na2NO2 + 2HCl = 2NaCl + NO2↑ + H2O (выделяется оксид азота (IV) – газ бурого цвета с едким запахом);
NaCl + HCl ↛ (видимых изменений нет).
Ответ: разбавленная соляная кислота.
Пример 4.
Железную пластину массой 15 г опустили в раствор сульфата меди. По окончании реакции масса пластины оказалась равной 15,75 г. Определите массу растворившегося железа.
Дано:
m (пластины,1) = 15 г
m (пластины,2) = 15,75 г