Задания для самостоятельного решения

1. При пропускании озонированного кислорода через раствор йодида калия появляется окраска, а объем пропущенного газа не изменяется. Если тот же озонированный кислород пропускать через раствор пероксида водорода, объем пропущенного газа увеличивается, а оставшаяся жидкость не вызывает окрашивания раствора йодида калия. Объясните описанные процессы, приведите необходимые уравнения реакций. (Температуры газов и жидкостей постоянны.)

2. Как изменится скорость реакции между молекулами оксида         азота (II) и кислорода, если в герметичном сосуде, заполненном смесью этих газов в соотношении 2:1, увеличить давление в 3 раза?

3.  Некоторые квасцы (кристаллогидрат A¹⁺Б³⁺(SO₄)₂ *12 H₂O) содержит 51,76% кислорода и 4,53% водорода. Определите их состав.

4. Бесцветный газ объемом 5,6 л (н.у.) с относительной молекулярной массой на 3,4% меньше, чем у воздуха, сожгли в избытке кислорода. Продукты сгорания пропустили через 10%-ный раствор гидроксида натрия с плотностью 1,1 г/мл. Какой объем раствора щелочи был взят, если известно, что продукты сгорания исходного газа не содержат воду?

5. Два газа А и Б реагируют при комнатной температуре только в присутствии воды, образуя смесь солей В и Г с одинаковым качественным, но разным количественным составом. Эта смесь при осторожном нагревании выделяет газы Д и Е. Газ Д может реагировать с водородом с образованием А или с избытком кислорода с образованием Б. Определите вещества А - Е, укажите условия проведения упомянутых реакций.

6. Гидролиз PCl₃ и FCl протекает согласно следующим уравнениям:

PCl₃ + 3 H₂O = H₃PO₃ + 3 HCl ; FCl + H₂O = HF + HClO

Объясните, почему в одной реакции образуется HCl, а в другой HСlO?

7.  Если к смеси порошков двух простых веществ А темно-серого цвета и Б серебристо-белого цвета добавить несколько капель жидкости В, то произойдет бурная реакция образования вещества Г. Если вещество Г растворять в избытке раствора гидроксида натрия, то образуется прозрачный раствор. При пропускании в этот раствор хлора выпадает белый осадок Д, а раствор окрашивается в бурый цвет. Если же вещество Г растворять в растворе аммиака, то осадок Д выпадает сразу же. Определите все вещества и напишите уравнения упомянутых реакций.

8. При электролизе расплава 8 г некоторого вещества на аноде выделилось 11,2 л водорода (н.у.). Какое это было вещество? Можно ли провести электролиз его водного раствора?

9. Определите, в каких молярных соотношениях находятся в смеси нитробензол и толуол, если при окислении смеси KMnO₄ масса исходной смеси увеличивается на 6 г, а при восстановлении – уменьшается на 3 г.

10.В двух одинаковых замкнутых сосудах, заполненных соответственно кислородом и азотом, прокалили по 7,13 г карбоната двухвалентного металла. После окончания реакции и приведения сосудов к первоначальным условиям оказалось, что давление в обоих сосудах увеличилось. Отношение изменения давления в первом и втором сосудах равно 0,833. Масса твердого остатка в первом сосуде оказалась равной 4,81 г. Определите, карбонат какого металла подвергли прокаливанию.

11.Газы, образующиеся при электролизе уксусной кислоты, пропустили через промывную склянку, заполненную концентрированным раствором гидроксида калия, масса которого равна 64,274 г. После окончания электролиза масса жидкости в промывной склянке возросла до 69,486 г. Напишите уравнения реакций, происходящих при электролизе, если известно, что электроды изготовлены из платины. Вычислите, сколько литров этана (н.у.) выделится в результате этого процесса?

12.Пары образца органического вещества массой 2,7764 г при температуре 220^оС и давлении 747 мм. рт. ст. занимают объем 840 мл. Согласно результатам анализа вещество содержит 70,70% углерода, 5,88% водорода и 23,52% кислорода. Установите молекулярную формулу исследуемого вещества и предложите его структурную формулу.

13.К 1,17 г смеси пропанола-1 и неизвестного альдегида добавили аммиачный раствор 5,8 г оксида серебра и слегка нагрели. Выпавший при этом осадок отфильтровали, а не прореагировавший оксид серебра перевели в хлорид серебра, масса которого оказалась равной 2,87 г. Определите строение взятого альдегида, если молярное отношение альдегида к спирту в исходной смеси равно 3:1.

14.При приливании раствора, содержащего 1,02 г соли сероводородной кислоты, к раствору, содержащему 2,7 г хлорида двухвалентного металла, выпало 1,92 г осадка. Какие соли взяты для проведения реакции, если они прореагировали полностью?                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          

15.При термическом разложении бесцветного кристаллического вещества А (400 К) получены только газообразные продукты. После охлаждения до 273 К объем газов уменьшился более чем в три раза. Оставшийся газ Б разбавили для замедления реакции аргоном и полученную смесь пропустили над раскаленными магниевыми стружками. Затем магниевые стружки обработали водяным паром и получили газ В, объем которого в два раза больше объема газа Б. При взаимодействии газа В с азотной кислотой получается вещество Г, имеющее тот же качественный состав, что и вещество А.

Назовите вещества А. Б, В, Г.

Предполагая, что все описанные реакции протекают количественно, напишите, как изменится условие задачи при замене вещества А на вещество Г.

Напишите уравнения всех реакций.

16.Имеется сплав двух металлов, взятых в молярном соотношении 1:1. При растворении в избытке соляной кислоты навески сплава массой 1,02 г или при обработке 1,7 г сплава избытком нагретого раствора NaОН получается один и тот же объем водорода (1120 мл). Из каких металлов состоит сплав, каков его процентный состав? Что можно сказать о химических свойствах этих металлов, исходя из положения в периодической системе Д.И. Менделеева?

17.Две пластинки одинаковой массы изготовлены из одного металла, степень окисления которого в соединениях равна двум. Пластинки опустили в растворы солей меди и серебра одинаковой молярной концентрации; через некоторое время вынули, высушили и взвесили (при этом весь выделенный металл осел на пластинках). Масса первой пластинки увеличилась на 0,8%, второй – на 16%. Из какого металла изготовлены пластинки?

18.Образец, содержащий хлориды натрия и калия, имеет массу 25 г. К водному раствору образца прибавили 840 мл раствора AgNO₃ (0,5 моль/л). Осадок отфильтровали, после чего опустили в раствор пластинку массой 100,00 г. Через некоторое время масса пластинки составила 101,52 г. Рассчитайте массовые доли компонентов исходной смеси.

19.Гидрирование непредельного одноатомного спирта с одной двойной связью привело к образованию соединения, в котором массовые доли углерода и кислорода снизились на 1,59% и 0,42 %, соответственно, по сравнению с исходным. При озонировании исходного спирта получается этаналь и кетоспирт.

Установите структурную формулу исходного спирта. Ответ подтвердите расчетами. Напишите схему озонолиза исходного спирта.

20.Оксид меди (II) массой 20 г обработали эквивалентным количеством теплого 20%-го раствора серной кислоты; при этом образовался сульфат меди (II). Сколько граммов кристаллогидрата медного купороса можно получить при охлаждении раствора до 20^оС? Растворимость CuSO₄ при 20^оС: S=20,9 г в 100 г воды.

21.Два юных химика исследовали взаимодействие раствора сульфида калия с раствором дихромата калия. Один из них получил осадок, нерастворимый в разбавленной серной кислоте, но растворяющийся при нагревании в концентрированной азотной кислоте. Второй – осадок, частично растворимый в разбавленной серной кислоте. Как можно объяснить разные результаты, если известно, что все наблюдения правильны?

22.Соль одновалентного металла массой 74,4 г нагрели в закрытом сосуде, при этом получилось 26,8 мл бесцветной жидкости с концентрацией вещества 11,2 моль/л. Определите формулу соли, если известно, что она содержит металл, водород, 25,8% серы и 51,61% кислорода.

23.Химик, исследуя свойства карбонила железа А, полученного нагреванием железа в атмосфере СО, обнаружил, что на свету из него выделяются желтые кристаллы. При действии на некоторое количество этих кристаллов разбавленной серной кислоты выделяется 0,123 л газа Б, а из раствора при осторожном выпаривании можно получить 0,278 г зеленых кристаллов В. О каких веществах идет речь?

24.Кристаллогидрат соли металла массой 8,22 г с общей формулой MSO₄*7Н₂О был растворен в 50 мл воды. Измеренная через некоторое время массовая доля вещества в растворе оказалась равной 8,51%. Определите, о каком металле идет речь.

25.При осторожном действии воды на бинарное соединение А, образованное двумя неметаллами, получается высший оксид Б (белое кристаллическое вещество) и летучее водородное соединение В. Действие на А избытка воды приводит к В и Г. Окисление А кислородом дает Б и газ Д, имеющий плотность вдвое большую, чем кислород. Д реагирует с В в объемном отношении 1:2, образуя воду и простое вещество Е, которое также может быть получено при осторожном окислении В. Назовите все упомянутые вещества и приведите уравнения химических реакций.

26.При взаимодействии двух твердых веществ А с массой 9,79 г и Б с массой 3,61 г в присутствии следов воды образуется 4,42 л газообразного продукта, имеющего плотность 0,771 г/л (по справочным данным). Нагревание другой такой же навески вещества А с двукратным избытком оксида кальция дает 1,7 г азота. Столько                                                                                                                                                                                                                                                      же газа образуется при добавлении по каплям бромоводородной кислоты к 3,61 г вещества Б до прекращения реакции. О каких веществах идет речь в задаче, если известно, что во всех трех случаях образуется один и тот же газообразный и твердый продукт?

27. 0,96 г металла А нагрели до белого каления в открытом тигле, в результате получили смесь веществ Б и В. При растворении полученной смеси в концентрированной соляной кислоте образовалась смесь веществ Г и Д. При разбавлении полученного раствора водой выпадает осадок Е, вещество Г остается в растворе. Вещество Е растворяется в растворе аммиака с образованием вещества К. Если через полученный раствор пропустить ацетилен, выпадет 0,76 г бурого осадка З. Напишите уравнения происходящих реакций. Сколько образовалось вещества Б?

28.Вещество Х растворили в воде и подвергли электролизу с инертными электродами. Газы при этом не выделились, но по окончании электролиза оба электрода увеличили свою массу, причем привес катода был в 1,79 раза больше, чем анода, а общее изменение массы электродов равно массе взятого вещества Х. Вещество Y , отложившееся на аноде, растворили в разбавленной серной кислоте и вновь подвергли электролизу, при этом на аноде выделился кислород, на катоде – то же вещество, что и в первом опыте, но вдвое меньшем количестве. Определите, что такое Х и Y, объясните результаты экспериментов.

29. 74,4 г соли одновалентного металла нагрели в закрытом сосуде, при этом получилось 26,8 мл бесцветного вещества (раствора) с концентрацией 11,2 моль/л. Определите формулу соли, если известно, что она содержит металл, водород, 25,8% серы и 51,61% кислорода.

30.Навеску порошка золотистого цвета массой 3,0000 г поместили в избыток концентрированной азотной кислоты и нагревали в течение часа. На растворение было израсходовано 16,940 г 63,0%-ной азотной кислоты. В процессе реакции выделился бурый газ, образовался голубой раствор и белый осадок, который отфильтровали. Полученный раствор нейтрализовали и разделили на две равные части. При обработке первой части избытком серной кислоты выделилось 0,0440 г белого осадка, чернеющего при погружении в концентрированный раствор сульфида калия. После приливания ко второй части фильтрата избытка раствора сульфида калия выделилось 1,8410 г черного осадка.

А) Определите качественный и количественный состав исходного вещества.

Б) Запишите уравнения проведенных реакций.

31. Химия какого элемента представлена уравнениями, зашифрованными буквами:

1) 2А_т + Б_г = В_т;

2) 2В + 2Н₂О = 4Г_т + Б;

3) В + 2А_спл = 2Д_т;

4) Д + Н₂О = 2Г;

5) 2А + Н₂О = Ж_г + 2Г;

6) 2Ж + Б = ?;

7) 2А + Ж = 2И_т;

8) И + Н₂О = Ж + Г;

9) 2Г + 2А_спл = 2Д + Ж;

10) В + Б = 2Е (500^оС, 300 атм);

11) 2Е + 2 Н₂О + 2Г + Б + Н₂О₂.

Напишите эти уравнения. Приведите необходимые обоснования.

34. В старинной английской книге приводится следующий рецепт приготовления жавелевой воды: «Фунт соды обрабатывают в керамической посуде пинтой кипятка. Отдельно размешивают полфунта хлорной извести в двух пинтах холодной воды, настаивают в течение часа и сливают отстой с осадка. Объединив полученные растворы, выдерживают их некоторое время, а затем декантируют. Полученную жавелевую воду хранят в темном месте».

1) Какие компоненты содержатся в воде, полученной по приведенному рецепту? Какой компонент можно назвать действующим началом жавелевой воды? Почему при хранении на воздухе хлорная известь теряет способность растворяться в воде? В случае необходимости приведите уравнения реакций.

2) Жавелевая ли вода получается по английскому рецепту?

3) Что такое жавелевая вода и почему она так называется?

4) Оцените массовую долю активного компонента в полученной жавелевой воде с учетом того, что 1 пинта»1,3 фунта.

5) Качество белильных материалов оценивают обычно по количеству хлора, выделившегося под действием соляной кислоты. Содержание такого «активного хлора» выражают в английских (°а) или французских (°f) градусах. В первом случае речь идет о процентном отношении массы выделившегося хлора к массе хлорной извести, а во втором – о числе литров хлора, выделившегося из 1 кг извести. Выведите формулу для пересчета французских градусов в английские и установите содержание «активного хлора» в образце белильной извести состава 3Ca(OCl)Cl×Ca(OH)₂×5H₂O. Напишите уравнение реакции взаимодействия жавелевой воды с соляной кислотой.

6) Белильные растворы лучше получать электролизом раствора поваренной соли. В частности, 10 %-ный раствор соли легко дает белильную жидкость, содержащую 1 % «активного хлора». Напишите уравнения происходящих при электролиз процессов, укажите условия проведения электролиза и установите, какая доля поваренной соли подвергается электролизу, считая выход по току 100 %-ным. Как изменится качественный состав продуктов электролиза, если взять 1 %-ный раствор хлорида натрия?

35. В «Учебнике неорганической химии по новейшим воззрениям», автор – профессор Бреславского университета В. Рихтер; издание г. С.-Петербурга, 1887 года, читаем (цитата приводится в соответствии с современной грамматикой русского языка):

«Перекись марганца … встречается в природе в виде темно-серых волокнистых масс или почти черных ромбических призмах с металлическим блеском и называется … бурым марганцем. При слабом накаливании перекись превращается в окись, а при сильном в закись-окись марганца, вследствие чего она часто употребляется для добывания кислорода. В самом сильном бело-калильном жаре получается закись марганца. При нагревании с соляной кислотой она [перекись марганца] выделяет хлор. Искусственным путем перекись марганца получается прокаливанием азотнокислой закиси марганца до 150-160°С».

1) Назовите, как в соответствии с современной номенклатурой называются перекись марганца, закись марганца, окись марганца, закись-окись марганца и азотнокислая закись марганца.

2) Запишите формулы указанных соединений и уравнения упомянутых в приведенной цитате реакций.

3) Каково современное название минерала «бурого марганца»?

4) Какие соединения марганца могут входить в состав минерала родонита?

36. В «Основах химии» Д.И. Менделеева читаем о химии цинка: «Слабая серная кислота, отвечающая H₂SO₄×8H₂O, почти вовсе не действует на химически чистый цинк при обыкновенной температуре. Так, 1 куб. см в 100 куб. см кислоты растворяет в течение 2 часов только около 3,5 г. Если сравним с этим медленным действием ту быструю реакцию, какая существует при употреблении продажного цинка, то увидим, как велико здесь влияние тех…

В обыкновенной продажной серноцинковой соли нередко находится подмесь изоморфной серножелезистой соли. Для отделения ее в раствор нечистой соли пропускают хлор, затем к раствору, прокипятивши его, прибавляют окись цинка».

1) Какова массовая доля кислоты в растворе, имеющем состав H₂SO₄×8H₂O?

2) Рассчитайте массовую долю «серноцинковой соли» в растворе, полученном в опыте по химическому растворению цинка. Плотность серной кислоты 1,33 г/см³.

3) Почему химически чистый и продажный цинк по-разному реагируют с кислотой? Закончите, по возможности лаконично, мысль Менделеева.

4) Что такое «серножелезистая» и «серножелезная» соли? Будет ли «серножелезная» соль изоморфна «серноцинковой» соли?

5) Поясните суть операции по очистке «серноцинковой» соли, сопроводив ответ уравнениями реакций.

6) Будет ли что-либо происходить, если кусочки цинка внести в крепкий раствор хромовых квасцов? Приведите необходимые уравнения.

37. «Сулема, или …. (? I) многими способами получается из каломели и обратно в нее переходит. Избыток хлора (напр., царская водка) переводит каломель и ртуть в сулему. Она получила свое название от того, что летуча, и в медицине поныне называется Mercurius sublimatus seu corrosivus. Плотность ее паров по отношению к водороду 135, следовательно, частица ее содержит ….(? II). Она образует бесцветные призматические кристаллы ромбической системы, кипит при 307°, растворяется в спирте. Приготовляют ее обыкновенно через возгонку сернортутной соли с поваренной солью: ……… (? III). Сулема, будучи растворима в воде и реагируя на белковые вещества, сильно ядовита, а потому применяется в дезинфекции, особенно при хирургических операциях, для сохранения образцов животных, при бальзамировании и т.п.».

1) Определите состав сулемы (? II).

2) Приведите современное название «сулемы» (? I).

3) Напишите реакцию растворения ртути в царской водке.

4) Что такое «каломель» (название, состав)?

5) Как из «каломели» действием «царской водки» можно получить «сулему» (уравнение реакции)?

6) Напишите уравнение реакции «сернортутной соли с поваренной солью» (? III).

 

Список использованной литературы

 

1. Свитанько И.В. Нестандартные задачи по химии. - М.: «МИРОС, 1995.

2. Шамова М.О. Учимся решать задачи по химии: Технология и алгоритмы решения.- М.: «Школа-Пресс», 2001.

3. Зубович Е.Н., Асадник В.Н. Химия. Решение задач повышенной сложности.- Минск: Книжный Дом, 2004.

4. Кузьменко Н.Е., Еремин В.В., Попков В.А. Химия (для школьников старших классов и поступающих в вузы). – М.: Дрофа, 1995.

5. Сборник олимпиадных задач по химии // Т.Т. Адамович, Г.И. Васильева, С.А. Мечковский и др. – Минск: Народная асвета, 1980.

6. 500 задач по химии. – М.: Просвещение, 1981.