Химические реакции и расчёты по ним Весенняя сессия. Г. Нягань год. Учитель Ким Н.В.

Решения с ответами 1) На столе стоит чашка с блюдцем. Все атомы, составляющие чашку, тщательно нагрели до температуры их испарения, перемешали, разделили на лёгкие и тяжёлые и переместили в воздух. Что осталось на столе? Ответ: блюдце. 2) Газовая смесь состоит из 75 л кислорода и 25 л углекислого газа. Сколько атомов кислорода приходится на один атом углерода? Расчёт:n(О)=2n(О 2 )=2*75/22,4=6,7 моль; n(О)=2n(СО 2 )=25*2/22,4=2,24 моль. n(О)=6,7+2,24=8,94 моль. n(С)=n(СО 2 )=25/22,4=1,12 моль. n(О)/n(С)= 8,94/1,12=8/1

3) Иногда в прессе появляются сообщения о том, что астрономы наблюдали объекты с чудовищно большой плотностью, гипотетически состоящие из сверхплотного ядерного вещества (вещества, состоящего только из ядер, соприкасающихся между собой). Эти сообщения пока нельзя рассматривать как твердо установленные факты. Предположим, что такое вещество существует и состоит из ядер водорода. Определите массу 1 см 3 нормального водорода и массу 1 см 3 ядерного вещества водорода (при нормальных условиях плотность обычного водорода составляет 0,09 кг/м 3, ядерного вещества – кг/м 3 ). Объясните с точки зрения строения атома, почему два вещества имеют такое различие по массе? m норм =V·ρ=1 см 3 ·0,00009 г/ см 3 = 0,00009 г m яд =V·ρ=1 см 3 ·10 15 г/см 3 =10 15 г = кг. Атомы обычного водорода состоят по большей части из пустого пространства электронных оболочек, массы которых пренебрежимо малы, ядра занимают очень маленькую часть размеров атома. В ядерном веществе все пространство заполнено ядрами атомов, состоящими из тяжелых протонов и нейтронов, поэтому плотность ядерного вещества так велика

4) При больших потерях крови в кровеносные сосуды человека вливают не воду, а физиологический раствор – водный раствор хлорида натрия (поваренной соли), в котором содержание хлорида натрия составляет 0,85%. Сколько литров физиологического раствора можно приготовить из одной столовой ложки соли массой 25 г (плотность раствора равна 1,01 г/см 3 )? Решение: m р =m в / ɷ, V р = m р /ρ 25 / 0,0085 / 1,01 / 1000 = 2,912 л

5) В ювелирном деле традиционно используют драгоценные камни, например, рубин, сапфир, аметист. Эти камни отличаются большой прочностью, прозрачностью и яркостью окраски. Рубин – драгоценный камень красного, аметист – фиолетового, сапфир – синего цвета. Однако не все знают, что цвет этих камней зависит только от примесей, а основной химический состав у них одинаков. Определите основное вещество этих драгоценных камней, если оно содержит 52,94% алюминия и 47,06% кислорода, а относительная молекулярная масса вещества больше относительной молекулярной массы водорода в 51 раз. Решение: n(Э)=М в-ва *D* ɷ (Э)/М(Э) n(Al)=51*2*0,5294/27=2 моль; n(О)=51*2*0,4706/16=3 моль. Ответ: Al 2 O 3

6) Масса остатка после прокаливания смеси гидроксида кальция и карбоната кальция составила 60% от пер­ воначальной массы смеси. Определите массовые доли соединений в исходной смеси. Решение:. Пусть n(CaO) после прокаливания гидроксида = а моль, а после прокаливания карбоната = b моль, тогда масса оксида(m 2 )=0, 6 m 1 (масса исходной смеси солей). Т.Е. 56 а+56b=0,6 (74 а+100b), 2,9 а=b, или 74 а и 290 а (исходная смесь), ɷ (гидроксида) =74/290=0,255 или 25,5%.

7) Осуществите превращения, назовите вещества А – Д (все содержат медь): СuSO 4 A Б В Г Д Решение: А – Сu(OH) 2 ; Б – CuCl 2 ; В – Cu(NO 3 ) 2 ; Г – CuO; Д – Cu.

8) При взаимодействии 19,2 г неизвестного металла с разбавленным раствором кислоты образуется соль металла (II) и выделяется 4,48 л газа, содержащего 46,67% азота и 53,33% кислорода. Плотность газа по водороду равна 15. Какой металл был взят? Решение: Выделившийся газ – NO, следовательно, была взята азотная кислота. 3Me + 8HNO 3 3Me(NO 3 ) 2 + 2NO + 4H 2 O n(Me) = 1,5n(NO) = 1,5(4,48/22,4) = 0,3 моль; M(Me) = 19,2/0,3 = 64 (г/моль) это медь.

9) Навеску соединения, не содержащего хлора, сожгли в хлоре. В качестве продукта реакции получили 21,9 г НСl, 30, 8 г CCl 4 и 10, 3 г SCl 2.. Какова простейшая формула этого соединения с неприятным запахом, из-за которого его добавляют в природный газ, поступающий в сеть потребителей. (Запах – сигнализатор, который позволяет обнаружить даже слабую утечку газа). Решение: n(HCL)= 21,9/36,5=0,6 моль n(H) = n (CL)= 0,6 моль n(СCL 4 )= 30,8/154=0,2 моль n(С) =0,2 моль, n (CL)= 0,8 моль n(SCL 2 )= 10,3/103=0,1 моль n(S) =0,1 моль, n (CL)= 0,2 моль Отношение составляет n(H): n(С) : n(S)= 0,6 : 0,2 : 0,1 = 6:2:1 C 2 H 6 S ( С 2 Н 5 SH)

10) Газ, полученный разложением 425 г нитрата натрия, смешали в замкнутом сосуде с другим газом, образовавшимся при действии избытка гидроксида калия на 45 г алюминия. Смесь газов взорвали. Определите массу полученного продукта. Решение: 2 NaNO 3 = 2 NaNO 2 +O 2 3KOH +Al = K 3 AlO 3 +1,5 H 2 n(H 2 ) =1,5 n (AL)= 1,5*45/27=2,5 моль n(O 2 ) =1/2 n (NaNO 3 )= 0,5*425/85=2,5 моль O H 2 = 2H 2 O, сл-но, кислород в избытке, массу воды считаем по водороду, m(H 2 O)=2,5*18= 45 г.

11) Даны четыре вещества в пробирках без надписей: ацетальдегид, гексан, водные растворы глюкозы и сорбита. Как с помощью одного реагента распознать эти вещества? Напишите соответствующие уравнения. Этапы определения ацетальдегидсорбитглюкозагексан 1 Реакция с Cu(OH) 2 без нагревания - Ярко- синий раствор - 2Нагревание Красно- коричневый осадок Ярко- синий раствор Красно- коричневый осадок -

Типы реакций 1. Р. соединения А+В=АВ; 2. Р. замещения А+ВС=АС+В 3. Р. разложения ВС=В+С 4. Р. обмена

1. Определить степень окисления серы в следующих соединениях : SO 2, H 2 S, Na 2 SO 3, CS 2, H 2 SO 4, As 2 S 3, H 2 S 2, Na 2 S 2 O 3 2. Определить степень окисления хрома в следующих соединениях : K 2 CrO 4, Cr 2 (SO 4 ) 3, Cr 2 O 3, Fe(CrO 2 ) 2, K 2 Cr 2 O 7, Na 3 [Cr(OH) 6 ], Na[Cr(OH) 4 (NH 3 ) 2 ]

CH 3 OH, 4. в ионе: (AsO 4 ) 3-, 5. (NH 4 ) 2 SO 4.

ОВР и их типология Реакции межмолекулярного окисления-восстановления ( наиболее многочисленные ) протекают с изменением степени окисления атомов элементов в молекулах разных веществ. Окислитель и восстановитель - разные молекулы, например : 2KI + С1 2 = 2КС1 + I 2. Реакции внутримолекулярного окисления- восстановления протекают с изменением степени окисления атомов разных элементов в одной молекуле. Окислитель и восстановитель в виде атомов разных элементов входят в состав одной молекулы, например : 2КСlO 3 = 2КС1 + 3O 2. Реакции диспропорционирования протекают с одновременным повышением и понижением степени окисления атомов одного и того же элемента. Окислителем и восстановителем является один и тот же элемент в промежуточной степени окисления, например : С КОН = КСlO + КС1 + H 2 O.

1)К 2 Сг 2 O 7 + HI + H 2 SO 4 = I 2 + Cr 2 (SO 4 ) 3 + K 2 S O 4 + Н 2 O. 2) PH 3 + KMnO 4 + H 2 SO 4 H 3 PO 4 + MnSO 4 + K 2 SO 4 + H 2 O 3) SnCl 2 + K 2 Cr 2 O 7 + H 2 SO 4 = Sn(SO 4 ) 2 + CrCl 3 + K 2 SO 4 + H 2 O 4) HNO 3 + Ca NH 4 NO 3 + Ca(NO 3 ) 2 + H 2 O

Метод полуреакций Mn(NO 3 ) 2 + Р ЬO 2 + HNO 3 -> НМnО 4 + Pb(NO 3 ) 2 + Н 2 O

Примеры задач на смеси Пример 1. При действии на смесь меди и железа массой 20 г избытком соляной кислоты выделилось 5,6 л газа (н.у.). Определить массовые доли металлов в смеси.. Ответ: 70% железа, 30% меди

Пример 2. При действии на смесь алюминия и железа массой 11 г избытком соляной кислоты выделилось 8,96 л газа (н.у.). Определить массовые доли металлов в смеси. Ответ: 50,91% железа, 49,09% алюминия.

Пример г смеси цинка, алюминия и меди обработали избытком раствора соляной кислоты. При этом выделилось 5,6 л газа (н.у.) и не растворилось 5 г вещества. Определить массовые доли металлов в смеси.

Пример 4. На смесь железа, алюминия и меди подействовали избытком холодной концентрированной серной кислоты. При этом часть смеси растворилась, и выделилось 5,6 л газа (н.у.). Оставшуюся смесь обработали избытком раствора едкого натра. Выделилось 3,36 л газа и осталось 3 г не растворившегося остатка. Определить массу и состав исходной смеси металлов.

Пример 6. При обработке 17,4 г смеси меди, железа и алюминия избытком концентрированной азотной кислоты выделилось 4,48 л газа (н.у.), а при действии на эту смесь такой же массы избытка хлороводородной кислоты 8,96 л газа (н.у.). Определите состав исходной смеси. (РХТУ)