Издательство томского университета (стр. 5 из 20)

6. Объясните, как будет влиять увеличение температуры на состояние равновесия в следующих реакциях: а) H₂ + Br₂ ⇄ 2HBr + Q; б) H₂ + I₂ Û 2HI - Q.

7. Упарили вдвое (по объему) 4 л 10 %-ного раствора хлорида натрия (плотность 1,07 г/мл). Определите молярную концентрацию нового раствора.

8. Как, имея в своем распоряжении только S, Cu(NO₃)₂ и Н₂О, получить H₂SO₄? Приведите уравнения реакций.

9. Напишите в молекулярной и ионной формах уравнения реакций и объясните механизм их протекания: а) Fe₂(SO₄)₃ + Na₂CO₃ + H₂O ®; б) AlCl₃ + (NH₄)₂S + H₂O ®.

10. Фосфор, количественно выделенный из 31 г фосфата кальция Ca₃(PO₄)₂, окислен в атмосфере кислорода, полученный препарат растворен в 200 мл 1,5 моль/л раствора гидроксида калия. Определите, какие вещества и в каком количестве содержатся в образовавшемся растворе. Напишите уравнения протекающих реакций.

Вариант 4

1. Укажите, какие степени окисления проявляет азот в своих соединениях (какая степень окисления максимальна), приведите примеры соединений.

2. Назовите ряд способов (не менее 8) получения кислорода, которые могут быть использованы в лабораторных условиях. Почему все они не имеют промышленного значения?

3. Вычислите, какую массу оксида серы (VI) надо растворить в 100 г 91 %-ного раствора серной кислоты для того, чтобы получить 30 %-ный олеум.

4. Можно ли, используя один химический реактив (только один!), различить водные растворы сульфатов серебра, калия, магния, кальция, алюминия и аммония? Поясните, как это сделать. Если это невозможно, укажите набор необходимых реактивов и опишите ход анализа. Приведите уравнения соответствующих реакций.

5. Напишите уравнения не менее четырех реакций, при помощи которых можно получить сульфид калия. Уравнения запишите в молекулярной, ионной и сокращенной ионной формах.

6. Объясните, как будет влиять увеличение давления на состояние равновесия в следующих реакциях: а) H₂ + Cl₂ ⇄ 2HCl; б) 2NO + O₂ ⇄ 2NO₂.

7. Вычислите, сколько граммов оксида серы (VI) надо растворить в 100 г 96,4 %-ного раствора серной кислоты для получения 20 %-ного раствора оксида серы (VI) в 100 %-ном растворе серной кислоты (т.е. 20 %-ного олеума).

8. 12,4 г простого вещества А красного цвета сожгли в избытке воздуха. В результате образовался белый порошок В, который растворили в 471,6 мл горячей воды, получив раствор С. Если раствор С нейтрализовать содой, а затем добавить избыток нитрата серебра, то выпадет ярко-желтый осадок. Назовите вещества А, В и С. Рассчитайте, сколько граммов порошка В образовалось.

9. Напишите в молекулярной и ионной формах уравнения реакций и объясните механизм их протекания: а) Cr₂(SO₄)₃ + (NH₄)₂S + H₂O ®; б) CuSO₄ + Na₂CO₃ + H₂O ® [Cu(OH)]₂CO₃ + … .

10. Вычислите, какое количество фосфорита, содержащего 25 % посторонних примесей, необходимо переработать для получения 500 т двойного суперфосфата, считая выход продукта равным 98 %.

ЗАДАНИЕ 3

Задание является завершающим, поэтому включает материал практически по всем темам, изучаемым в 9 классе.

Примеры решения задач

Пример 1.

В четырех пробирках без надписей находятся растворы следующих веществ: сульфата натрия, карбоната натрия, нитрата натрия и йодида натрия. Покажите, с помощью каких реагентов можно определить, где какая соль находится. Напишите уравнения реакций в молекулярной и ионной формах.

Решение:

1. К растворам прильем раствор хлорида бария. В пробирках, содержащих сульфат натрия и карбонат натрия, выпадают белые осадки:

Na₂SO₄ + BaCl₂ = 2NaCl + BaSO₄¯;

SO₄^2- + Ba²⁺ = BaSO₄;

Na₂CO₃ + BaCl₂ = 2NaCl + BaCO₃¯;

CO₃^2- + Ba²⁺ = BaCO₃.

2. К полученным осадкам приливаем раствор соляной кислоты. Карбонат бария растворяется с образованием газообразного оксида углерода (IV), а сульфат бария не растворяется:

BaCO₃ + 2HCl = BaCl₂ + Н₂O + CO₂;

BaCO₃ + 2H⁺ = Ba²⁺ + Н₂O + CO₂.

Таким образом, определили сульфат натрия и карбонат натрия.

3. К оставшимся растворам нитрата натрия и йодида натрия прильем раствор нитрата серебра. В пробирке, содержащей йодид натрия, выпадает желтый творожистый осадок:

NaI + AgNO₃ = NaNO₃ + AgI¯;

I^- + Ag⁺ = AgI.

В пробирке, содержащей нитрат натрия, ничего не происходит.

Определили йодид натрия и нитрат натрия.

Пример 2.

Укажите, с помощью каких реакций можно синтезировать нитрат аммония из простых веществ. Каким образом из него получаются свободные кислород, водород, азот? Напишите уравнения соответствующих реакций.

Решение:

1. Прямой синтез нитрата аммония NH₄NO₃ из простых веществ, конечно, невозможен.

Из простых веществ получим аммиак NH₃:

N₂ + 3H₂ = 2NH₃ (катализатор – губчатое железо, с добавками Al₂O₃, K₂O, CaO, MgO, SiO₂ и др.; температура – 450–500 °С; давление – от 10 до 300 атм.).

Из аммиака получим азотную кислоту:

4NH₃ + 5O₂ = 4NO + 6H₂O (на платиновом катализаторе при 500 °С);

2NO + O₂ = 2NO₂;

4NO₂ + О₂ + 2H₂O = 4HNO₃ (в присутствии избытка кислорода).

Аммиак реагирует с азотной кислотой с образованием нитрата аммония:

NH₃ + HNO₃ = NH₄NO₃.

2. Получить кислород, водород и азот термическим разложением нитрата аммония невозможно, нитрат аммония разлагается на оксид азота (I) и воду:

NH₄NO₃ = N₂O + 2H₂O.

Собираем газ и конденсируем воду, затем проводим электролиз воды, в результате образуются водород и кислород:

2H₂O

2H₂ + O₂

Оксид азота (I) можно разложить на азот и кислород, но их трудно разделить, поэтому подвергнем его взаимодействию с водородом:

N₂O + H₂ = N₂ + H₂O.

Получили азот.

Пример 3.

Имеется раствор, содержащий одновременно серную и азотную кислоты. Определите массовую долю (%) каждой из кислот в растворе, если при нейтрализации 10 г этого раствора расходуется 12,5 мл 19 %-ного раствора гидроксида калия (плотность 1,19 г/мл), а при добавлении к 10 г такого же раствора избытка хлорида бария образуется 2,33 г осадка.

Дано:

m (p-pa) = 10 г

V (р-ра KOH) = 12,5 мл

w (KOH) = 19 %

r = 1,19 г/мл

m (осадка) = 2,33 г

M (BaSO₄) = 233 г/моль

M (HNO₃) = 63 г/моль

M (H₂SO₄) = 98 г/моль

M (KOH) = 56 г/моль

Найти:

w (H₂SO₄)

w (HNO₃)

Решение:

С раствором гидроксида калия реагирует серная и азотная кислота, а с раствором хлорида бария – только серная кислота, поэтому сначала определим массу серной кислоты, содержащейся в растворе.

Запишем уравнение реакции взаимодействия серной кислоты и хлорида бария:

BaCl₂ + H₂SO₄ = BaSO₄¯ + 2HCl.

По условию задачи масса образующегося сульфата бария равна 2,33 г. Определим количество вещества сульфата бария:

(моль).

Следовательно, серной кислоты в растворе содержится также 0,01 моль (соотношение n (H₂SO₄) : n (BaSO₄) равно 1 : 1). Вычислим массу серной кислоты:

m = n × M = 0,01 × 98 = 0,98 (г).

Вычислим массу азотной кислоты, содержащейся в растворе. Запишем уравнения реакций взаимодействия азотной и серной кислот с гидроксидом калия:

HNO₃ + KOH = KNO₃+ H₂O. (1)

H₂SO₄ + 2KOH = K₂SO₄ + 2H₂O. (2)

Определим количество вещества гидроксида калия, вступившего в реакции. Масса раствора гидроксида калия равна:

m (р-ра) = V × r = 12,5 × 1,19 = 14,88 (г),

тогда масса вещества равна:

(г).

Вычислим количество вещества гидроксида калия:

(моль).

На реакцию взаимодействия гидроксида калия с серной кислотой (2) в количестве 0,01 моль расходуется 0,02 моль KOH (соотношение n (H₂SO₄) : n (KOH) равно 1 : 2). Тогда на реакцию с азотной кислотой (1) останется 0,03 моль (0,05 – 0,02) KOH. Следовательно, азотной кислоты в растворе содержится 0,03 моль (соотношение n (HNO₃) : n (KOH) равно 1 : 1). Определим массу азотной кислоты:

m = n × M = 0,03 × 63 = 1,89 (г).

Таким образом, исходный раствор содержит: 0,98 г H₂SO₃; 1,89 г HNO₃, масса раствора равна 10 г. Определим массовые доли кислот в растворе:

(%);

(%).

Ответ: w (H₂SO₄) = 9,8 %; w (HNO₃) = 18,9 %.

Пример 4.

Укажите, какой состав имеют цинковые белила, напишите уравнения реакций их получения.

Решение:

Цинковые белила – оксид цинка ZnO.

Получается при горении металлического цинка:

2Zn + O₂ = 2ZnO;

при термическом разложении солей:

ZnCO₃ = ZnO + CO₂;

в промышленности – при переработке цинковых сульфидных руд:

2ZnS + 3O₂ = 2ZnO + 2SO₂.

Пример 5.

Вычислите, какую массу (в кг) кальциевой селитры, используемой в качестве удобрения, можно получить из 148 кг гашеной извести, содержащей 8 % посторонних примесей.

Дано:

m (гаш. извести) = 148 кг

w (примесей) = 8 %

М (Ca(OH)₂) = 74 г/моль