Задачи для проведения олимпиады по химии 13256 (Часть 2)

нагревал в железном цилиндре, снабженном трубкой-холодильником и
приемником, смесь гидроксида рубидия и порошкообразного алюминия. Из
записей Н.Н. Бекетова: «Рубидий гонится постепенно, стекая, как ртуть, и
сохраняя свой металлический блеск вследствие того, что снаряд во время
операции наполнен водородом».
1) Напишите уравнение реакции, осуществленной Н.Н. Бекетовым.
2) В знакомом вам ряду напряжений металлов рубидий стоит намного
левее алюминия. Как можно объяснить протекание этой реакции?
3) Можно ли применить этот процесс для получения металлического
лития?
56. Йод был открыт в 1811 г. французским химиком Бернаром Куртуа.
Рассказывают, что однажды в лаборатории кошка, которая всегда спокойно
сидела на плече Куртуа, внезапно спрыгнула на стол, где стояли колбы с
реактивами. Они разбились, и в воздух поднялись клубы фиолетового
«дыма» - пары йода. Йодид натрия, полученный из водорослей,
взаимодействуя с серной кислотой, дает йод I2; одновременно образуется
«сернистый газ» – диоксид серы SO2.
Рассчитайте суммарный объем газов (при н.у.), выделившихся в
результате взаимодействия 15 г NaI с избытком серной кислоты, а также
относительную плотность (по воздуху) D образовавшейся газовой смеси,
если степень превращения реагента α составляет 90 %.
1. К 130 мл смеси азота, водорода и метана добавили кислород
объемом 200 мл и смесь подожгли. После окончания горения и конденсации
паров воды общий объем составил 144 мл при тех же условиях, а после
пропускания продуктов сгорания через избыток раствора щелочи объем
уменьшился на 72 мл. Найдите исходные объемы азота, водорода и метана.
2. Определите строение и назовите соединение бензольного ряда
состава С9Н8, если известно, что оно обесцвечивает бромную воду, вступает в
реакцию Кучерова, реагирует с амидом натрия. При окислении
перманганатом калия исходное соединение дает бензойную кислоту.
3. Вы, конечно, знаете общие формулы членов гомологических рядов
– метана, этена, этина. Попытайтесь вывести общую формулу членов любых
гомологических рядов (необязательно углеводородов), если известна
формула первого члена этого ряда.
4. При сжигании некоторого газообразного углеводорода в хлоре
расходуется трехкратный объем хлора. А при сжигании этого же
углеводорода в кислороде расход окислителя по массе уменьшается в 1,48
раза. Какой это углеводород?
5. Теплоты сгорания метана и водорода равны соответственно 890 и
284 кДж/моль. При сгорании 6,72 л водородо-метановой смеси (н.у.)
выделилось 148 кДж. Какой объем кислорода при этом израсходовался?
6. Легкокипящий углеводород, существующий в виде двух
геометрических изомеров, имеет плотность паров 2,93 г/л при давлении
1215,6 ГПа и температуре 67
о С. Установите его строение и приведите
структурные формулы всех изомерных ему ациклических углеводородов.
7. В результате сложной химической реакции образуется смесь
бромбензола C6H5Br и йодбензола C6H5I. Чтобы изучить механизм реакции,
химику необходимо точно знать процентное содержание обоих соединений в
полученной смеси. Смесь подвергается поэлементному анализу. Однако
элементный анализ на Br и I отдельно не всегда возможен. Определите
процентное содержание C6H5Br и C6H5I в смеси, если известно, что в ней
углерода a %, а сумма (Br и I) составляет 1%.
8. Пары этилового спирта разложили над нагретым оксидом
алюминия. Образовавшийся газ пропускали через 250 мл 0,4 М раствора
брома до тех пор, пока окраска брома полностью не исчезла. Какой объем
газа (н.у.) прореагировал с бромной водой? Какое количество продукта при
этом получилось?
9. Омыление сложных эфиров ускоряется при действии щелочей. Для
гидролиза некоторых эфиров обычно берут 6%-ный раствор гидроксида
натрия (плотность 1,0 г/см3
) из расчета 150 мл раствора щелочи на 1 г эфира.
Сколько 40%-ной (плотность 1,4 г/см3
) надо взять, чтобы прогидролизовать
6 г эфира?
10. Соединение содержит водород, массовая доля – 6,33; углерод,
массовая доля – 15,19; кислород, массовая доля - 60,76, и еще один элемент,
число атомов которого в молекуле равно числу атомов углерода. Определите,
что это за соединение, к какому классу оно относится и как ведет себя при
нагревании.
11. Предсказанный на основании теории строения и полученный
А.М. Бутлеровым углеводород А пропустили над алюмо-хромовым
катализатором дегидрирования при 450о С, при этом получилось два горючих
газа: более летучий Б и менее летучий В. Газ В пропустили через водный
раствор серной кислоты с массовой долей 64%. Происходит катализируемая
кислотой димеризация вещества В, подчиняющаяся правилу Марковникова.
В результате этой реакции образуется смесь двух изомерных жидких
продуктов Г и Д с относительной молекулярной массой примерно вдвое
большей, чем у исходного А. Продукты Г и Д после отделения от раствора
кислоты и высушивания подвергли обработке горючим газом Б в
присутствии катализатора – скелетного никеля. Из Г и Д образовалось одно и
тоже вещество Е, находящее применение как эталон автомобильного
горючего с октановым числом 100. Дайте названия веществам А, Б, В, Г, Д и
Е. Напишите схемы происходящих реакций.
12. Некоторое количество углеводорода состава СnH2n-2
дает с
избытком хлора 21,0 г тетрахлорида. То же количество углеводорода с
избытком брома дает 38,8 г тетрабромида. Выведите молекулярную формулу
этого углеводорода и напишите его возможные структурные формулы.
13. При полном гидролизе смеси карбидов кальция и алюминия
образуется смесь газов, которая в 1,6 раз легче кислорода. Определите
массовые доли карбидов в исходной смеси.
14. При гидрировании ацетилена объемом 672 мл (н.у.) получили смесь
этана и этилена, которая обесцвечивает раствор брома в тетрахлориде
углерода массой 40 г, массовая доля брома в котором составляет 4%.
Определите количество этана и этилена в смеси и их мольные доли.
15. Через последовательно соединенные электролизеры с инертными
электродами, содержащие: первый – раствор хлорида бария, второй – раствор
сульфита калия с одинаковыми количествами веществ, пропускают
электрический ток. Электролиз прекратили, когда проба раствора из первого
электролизера после подкисления ее избытком азотной кислоты перестала
давать осадок с раствором нитрата серебра, а на аноде этого электролизера
выделилось 1,12 л газа. Полученные в результате электролиза растворы
смешали. Определите состав и массу выпавшего осадка.
16. При сгорании 1 моль метана выделяется 802 кДж тепла. Какой
объем метана нужно сжечь (при н.у.), чтобы нагреть кусок меди массой 100 г
от 20 до 50оС? Удельная теплоемкость меди 0,38 кДж/кг оС.
17. Жидкость А реагирует с фенолом в присутствии NaОН по схеме
А + 2 С6Н5ОН, образуя ароматическое вещество Б (температура кипения
меньше, чем у фенола), не дающее окрашивания с FeCl3; образуется также
сульфат натрия. Сульфат натрия и метанол образуются и при нагревании А с
водным NaОН. На основании данных условия задачи установите структуру
вещества А; ответ обоснуйте.
18. Некоторый альдегид Б является следующим за альдегидом А в
гомологическом ряду альдегидов. 19 г альдегида Б прибавили к 100 г водного
раствора альдегида А с массовой долей последнего 23%. Добавление
аммиачного раствора AgNO3 к 2 г раствора альдегидов вызывает выделение
4,35 г серебра.
19. Газы, образовавшиеся при полном сгорании ацетилена и пропена
объемом 1,12 л (н.у.), пропущены через раствор гидроксида калия объемом
0,3 л, молярная концентрация которого равна 0,5 моль/л. Полученный при
этом раствор может поглотить еще 0,448 л диоксида углерода. Определите
состав исходной смеси в процентах по объему.
20. Для проведения некоторых химических реакций в лаборатории
необходимо иметь «абсолютный спирт», практически не содержащий воды.
Как можно его приготовить из обычного спирта – ректификата, содержащего
около 4% влаги?
21. 30 мл пропан-бутановой смеси смешали в эвдиометре с 200 мл
кислорода и взорвали. До взрыва реакционная смесь имела температуру
127
о С и нормальное давление. После приведения условий к исходным объем
газов в эвдиометре составил 270 мл. Какой состав в объемных процентах
имеет пропан-бутановая смесь?
22. Прокалили 17,5 г нитрата неизвестного металла в атмосфере
инертного газа. Летучие продукты собрали и охладили. При этом
образовалось 13,5 г 70%-го раствора азотной кислоты. Установите формулу
нитрата.
23. Смесь, состоящую из метана и кислорода, взорвали. После
приведения к первоначальным (комнатным) условиям оказалось, что
плотность увеличилась в полтора раза (по сравнению с плотностью исходной
смеси). Пропускание продуктов через избыток раствора Ca(OH)2 дает 13 мл
непоглотившегося газа.
Рассчитайте:
а) состав смесей до и после взрыва (по объему);
б) объем исходной смеси.
Приведите уравнения реакций.
24. В избытке кислорода сожгли 1,00 г 10%-ного раствора неизвестного
вещества в ледяной уксусной кислоте, причем израсходовали 672 мл
кислорода (н.у.). При этом образовались только вода (0,569 мл) и углекислый
газ (708 мл при н.у.). Раствор какого вещества сожгли? С какими из
предложенных веществ оно способно реагировать: KOH, HI, CH3 – CH = CH
– CH3? Напишите уравнения реакций.
25. На нейтрализацию 4,36 г смеси муравьиной, уксусной и щавелевой
кислот расходуется 45 см3
2 н раствора щелочи. При полном окислении такой
же навески образуется 2464 см3 углекислого газа (н.у.). В каком молярном
отношении смешаны кислоты?
26. Объем углекислого газа, образовавшегося в результате сжигания
углеводорода с относительной плотностью по водороду менее 25, составляет
4/7 суммы объемов прореагировавших углеводорода и кислорода. Какова
формула углеводорода?
27. Через горячий 10%-ный раствор муравьиной кислоты массой 75 г
пропускали газообразный хлор до тех пор, пока массовые доли обеих кислот
в растворе не стали равными. Определите массу образовавшихся кислот.
28. В XVI в. немецкий химик Андреас Либавий нагреванием
серебристой жидкости с порошком HgCl2 и последующей конденсацией
выделяющихся паров получил тяжелую (ρ=2,23 г/см3) прозрачную жидкость,
которую назвал «спирт сулемы». При действии сероводорода на «спирт
сулемы» образуются золотисто-желтые пластинки, называемые «сусальным
золотом», причем 1 объем «спирта сулемы» может прореагировать с 383
объемами сероводорода (н.у.). Если же подействовать на «спирт сулемы»
водным
раствором
аммиака,
то
образуется
белый
осадок
гидроксосоединения, обладающего амфотерными свойствами.
1) Что представляют собой исходная серебристая жидкость, которую
использовал Либавий, «спирт сулемы», а также «сусальное золото»?
2) Можно ли отнести «спирт сулемы» к полярным растворителям?
Почему?
3) Напишите уравнения всех упомянутых в условии химических
реакций.
29. На Международном конгрессе химиков в 1860 году было принято
следующее определение: «Молекула – это наименьшее количество вещества,
участвующее в реакции». В настоящее время удается получить
молекулярный хлорид натрия – в виде отдельных молекул, изолированных в
твердом аргоне при температуре около 10 К (-263°С).
1) Как может отличаться химическая активность молекулярного и
кристаллического хлорида натрия в реакциях без участия растворителей (при
одинаковых условиях)?
2) Каковы возможные причины такого отличия?
30. Х.А. Армстронг, автор статьи «Химия», помещенной в девятом
издании «Британской энциклопедии» (1878), писал, что Менделеев
предложил для атомного веса урана значение 240 вместо старого значения
120, установленного Берцелиусом. При этом Армстронг отдавал
предпочтение третьему значению, равному 180. Как теперь известно, прав
был Менделеев. Истинная формула урановой смолки – U3O8. Какую формулу
могли бы написать для этого минерала Берцелиус и Армстронг?
31. А.Е. Фаворский в 1887 г. провел следующие исследования:
а) при взаимодействии 2,2–дихлорбутана с порошкообразным КОН
образовался углеводород состава С4Н6, который при обработке аммиачным
раствором оксида серебра дал серебряное производное;
б) при обработке 2,2–дихлорбутана спиртовым раствором щелочи
образовался углеводород того же состава, но не вступающий в реакцию с
аммиачным раствором оксида серебра. Дайте объяснения этим явлениям.
32. Первая мировая война. На Западном фронте в Бельгии, вдоль реки
Ипр, все атаки германской армии отражались хорошо организованной
обороной англо-французских войск. 22 апреля 1915 г. в 17 часов со стороны
немецких позиций между пунктами Биксшуте и Лангемарк над
поверхностью земли появилась полоса белесовато-зеленого тумана, который
через 5-8 мин продвинулся на тысячу метров и бесшумной гигантской
волной накрыл позиции французских войск. В результате газовой атаки было
отравлено 15 тыс. человек, из которых свыше 5 тыс. умерли на поле боя, а
половина оставшихся в живых стали инвалидами. Эта атака, показавшая
эффективность нового вида оружия, вошла в историю как «черный день у
Ипра» и считается началом химической войны.
1) Напишите структурную (графическую) формулу вещества,
примененного в этой газовой атаке. Если какие-либо атомы имеют
неподеленные электронные пары, отметьте их.
2) Приведите название описанного вещества по систематической
номенклатуре. Укажите другие его названия (тривиальные и пр.).
3) Напишите уравнения реакции, по которой к настоящему времени
произведено основное количество этого вещества. Укажите условия
проведения технологического процесса синтеза.
4) Составьте уравнения реакций взаимодействия этого вещества с
водой, с водным раствором гидроксида натрия.
5) Предложите два доступных в полевых условиях способа дегазации
этого вещества, приняв во внимание, что разведение открытого огня не
может оказать защитного действия.
33. Элементы с порядковыми номерами 110-112 были открыты в 1994-
1996 годах на ускорителе тяжелых ионов в г. Дармштадте (Германия) в
количестве одного, трех и одного атомов соответственно. Новые элементы
образовались при бомбардировке ионами свинцовой и висмутовой мишеней
в результате следующих реакций:
Составьте полные уравнения ядерных реакций, заменив знаки вопроса
соответствующими числами или символами химических элементов.
Объясните, что означают трехбуквенные символы новых элементов.
34. В органической химии многие реакции носят имена ученых, их
открывших. Напишите уравнения следующих реакций с указанием условий
их проведения (по одному конкретному примеру для каждой реакции): 1)
восстановление по Зинину; 2) гидратация по Кучерову; 3) окисление по
Прилежаеву; 4) нитрование по Коновалову; 5) окисление по Байеру-Вагнеру-
Виллигеру; 6) галогенирование по Геллю-Фольгарду-Зелинскому.
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 A
1+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 220оС 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 20оС? Растворимость CuSO4 при 20оС:
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) 2Ат + Бг = Вт;
2) 2В + 2Н2О = 4Гт + Б;
3) В + 2Аспл = 2Дт;
4) Д + Н2О = 2Г;
5) 2А + Н2О = Жг + 2Г;
6) 2Ж + Б = ?;
7) 2А + Ж = 2Ит;
8) И + Н2О = Ж + Г;
9) 2Г + 2Аспл = 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).