1. Общетеоретические вопросы 1. Предложите методику экспериментального определения количественного состава смеси порошков: железа, меди, цинка, мела, сажи и поваренной соли. В вашем распоряжении имеются вода, соляная кислота, а также все необходимое лабораторное оборудование. Составьте план определения и напишите уравнения используемых химических реакций. (IX—обл.—92.) 2. Могут ли реагировать между собой: а) бинарные водородные соединения; б) бинарные кислородные соединения; в) бинарные водородные и бинарные кислородные соединения? Напишите уравнения возможных реакций на примере элементов 2-го и 3-го периодов периодической системы Д.И.Менделеева. (IX— зон.—85.) 3. Какие из предложенных смесей газов не могут существовать при комнатной температуре: 1)Н2+О2; 2)О2+С12; 3) Н2+С12; 4)НС1+Вг2; 5) НВг+С12; 6) СO2+НС1; 7) H2S+F2; 8)N2+O2? Напишите уравнения реакций, возможных при иных условиях. (Каких именно?) (IX—зон.—82.) 4. В начале XX в. английский химик Вильям Рамзай проводил опыты с образцами радия. Ученый измерял радиоактивность образцов, когда они находились в закрытом сосуде и на воздухе. Оказалось, что в первом случае радиоактивность образцов была выше. Объясните результаты эксперимента. Как повлияло открытие Рамзая на условия подтверждения и развития периодической системы элементов Д. И. Менделеева? (IХ-обл.-84.) 5. Напишите формулы названных ниже веществ, обсудите характер связей, существующих в каждом из этих соединений, и, исходя из этого, расположите названные вещества в порядке возрастания их температур плавления: азотная кислота, иодид бария, оксид кальция, оксид углерода (II), оксид серы (IV) и оксид углерода (IV). Какие из этих веществ могут реагировать между собой? Приведите уравнения реакций. (IX—зон.—87.) 6. Определите, сколько различных видов молекул воды может образоваться из природных изотопов кислорода: 168О, 178О, 188О — и изотопов водорода: протия Н—11Н, дейтерия D—21Н и трития Т—31H. Какие отличия в физических и химических свойствах следует ожидать для разных видов молекул воды? (IХ-обл.-82.) 7. Газ А, образующийся при реакции с водой твердого вещества В, реагирует с кислородом, образуя вещества С, D и Е (относительные молекулярные массы 18, 19 и 20) с преобладанием вещества D. Газ А при реакции с натрием образует эквимолярную смесь веществ В и F, реагирующую с водой с образованием смеси газов А и G, после сжигания которой в кислороде образуются те же вещества С, D и Е со значительным преобладанием веществ С и D. О каких веществах идет речь? Объясните течение упомянутых реакций. (X—обл.—89.) 8. Молярный объем (см3/моль) калия равен 45,9, рубидия — 57,8, цезия — 69,9, кальция — 26, стронция — 33,3, галлия — 11,8, индия — 15,7, таллия — 17,2. Определите молярный объем бария и его плотность. (IX—обл.—85.) 9. Масса сосуда, заполненного оксидом углерода (IV), равна 422 г (н.у.). Этот же сосуд с аргоном имеет массу 420 г. Если сосуд наполнить смесью из аргона и неизвестного газа Y (объемные доли газов 50%), то масса его станет равна 417 г. Вычислите массу сосуда, объем сосуда, молекулярную массу газа Y. (IX—обл.—84.) 10. Некоторые элементы образуют кислоты, формулы которых можно записать в виде HaЭОb и НаЭb, причем кислотные свойства НаЭb могут быть выражены как слабее кислотных свойств HaЭОb, так и сильнее. Приведите несколько примеров таких пар кислот и укажите их относительную силу (XI – обл. 91) 11. Расположите вещества в порядке возрастания энергии связи Э-Э в молекулах этана Н3С-СН3, гидразина H2N-NH2, пероксида водорода НО-ОН, фтора F-F. Объясните свой выбор (Х- обл.- 88) 12. Теплота образования (Q) хлороводорода равна 92,3 кДж/моль. Вычислите возможную максимальную температуру и давление в замкнутом изолированном сосуде при взрыве эквимолярной смеси хлора с водородом, находящейся при нормальных условиях. (Считать, что газы ведут себя как идеальные. Молярную теплоемкость (С) двухатомных газов при постоянном объеме принять равной 37,6 Дж/моль • К и независимой от температуры.) Мотивируйте свой ответ. (X—зон.—90.) 13. Два кубика одинакового размера, один из которых изготовлен из алюминия, а другой — из магния, растворили в соляной кислоте. Объем водорода, выделившегося в первом случае, оказался в 2 раза больше, чем во втором случае. Какова плотность магния, если плотность алюминия 2,7 г/см3? (IX— зон.—88.) 14. В раствор хлороводорода с массовой долей 15% поместили цинковый шарик массой 20 г. После уменьшения диаметра шарика в два раза массовая доля кислоты в полученном растворе стала равной 10%. Вычислите массу исходного раствора соляной кислоты. (IX—зон.—86.) 15. Небольшая тонкая магниевая пластинка полностью растворяется за 1 мин в большом объеме разбавленного раствора соляной кислоты с концентрацией Сг Такая же пластинка растворяется за 2 мин в таком же объеме разбавленной серной кислоты с концентрацией С2. За какое время растворится пластинка, если растворы кислот слить вместе? (Х-ЗОН.-89.) 16. Известны многочисленные соединения металлов с оксидом углерода (II) состава М(СО)Х — карбонилы. Пентакарбонил железа Fe(CO)5 можно получить нагреванием порошка железа в атмосфере СО, а гексакарбонил вольфрама W(CO)6 образуется в гораздо более жестких условиях, хотя связь вольфрам—углерод более прочная, чем связь железо—углерод. Объясните этот факт. (XI—зон.—82.) 17. Оксид металла X имеет в кристаллическом состоянии структуру, полностью аналогичную структуре хлорида натрия. Длина ребра элементарной ячейки по данным рентгеноструктурного анализа равна 0,438 нм. Плотность кристаллического оксида составляет 5,7 г/см3. Определите, какой оксид исследовали методом рентгеноструктурного анализа. (IX—зон.— 87.) 18. Предложите варианты пространственных структур молекул и ионов состава АХ3 и АХ4. Известно, что связь А—X полярна. Какие из структур соответствуют полярным молекулам, а какие — неполярным? Приведите примеры молекул и ионов для этих типов структур. (IX—зон.—90.) § 2. Химия элементов I—III групп главных подгрупп периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева 19. Человек в сутки вдыхает в среднем 15 кг воздуха и выдыхает газ, объемная доля оксида углерода (IV) в котором равна ~ 1%. Рассчитайте массу пероксида натрия, необходимого для связывания выделяющегося оксида углерода (IV) при десятисуточном полете одного космонавта. Какими недостатками и ограничениями обладает этот метод регенерации воздуха? (IX—обл.—85.) 20. Получаемый в промышленности алюминий бывает загрязнен небольшим количеством натрия. Натрий понижает коррозионную стойкость и ухудшает механические свойства. Предложите реагент для очистки алюминия от примесей натрия, обеспечивающий высокую чистоту продукта. Опишите примерную технологию очистки, руководствуясь при этом требованиями наименьшего количества отходов. Объясните, как попадает натрий в алюминий при его производстве. (X—зон.—88.) 21. Простое вещество массой 4 г, образованное элементом А, сожгли в атмосфере кислорода. Полученное вещество растворили в 60 г раствора гидроксида натрия (массовая доля 20%). Определите элемент А, если известно, что при растворении получилось 96 г раствора, а массовая доля щелочи уменьшилась до 12,5 %. (XI—обл.—91.) 22. Смесь карбонатов натрия и калия массой 10 г растворили в воде и добавили в нее избыток соляной кислоты. Выделившийся газ пропустили через трубку с пероксидом натрия Na2O2. Образовавшегося кислорода хватило, чтобы сжечь 1,9 л водорода (н.у.). Напишите уравнения реакций и рассчитайте состав смеси. (IX—обл.—91.) 23. Почему вместе с залежами каменной соли всегда встречаются месторождения гипса, но существуют месторождения гипса, не содержащие каменной соли? В верхних или в нижних частях пластов соли возможно наличие гипса? Каково происхождение этих минералов? (IX—зон.—87.) 24. Массовая доля одновалентного металла в кристаллогидрате его сульфата составляет 14,3%. Установите формулу этого кристаллогидрата и обоснуйте решение задачи. Что вы знаете о применении этого вещества? (IX—зон.—86.) 25. Газ А может быть получен реакцией бинарного солеобразного вещества, содержащего водород, с хлоридом элемента X (ХС13). Этот газ может быть использован как ракетное топливо. Он обесцвечивает бромную воду, при упаривании получающегося при этом раствора образуется лишь одно сухое вещество В — важный фармакопейный препарат. Относительная молекулярная масса вещества В составляет 62. Конденсат, полученный при упаривании, содержит, кроме воды, еще одно соединение, дающее осадок с солями серебра. Массовая доля серебра в осадке 57,45%. Определите, о каких веществах идет речь. Могут ли существовать другие соединения с таким же качественным составом, что и соединение А? Будет ли зависеть состав продуктов реакции с бромной водой от концентрации брома? Плотность соединения А 1,25 г/л. (X—зон.—86.) 26. Вещество А образуется при действии озона на твердую щелочь. При растворении 0,71 г вещества А в горячей воде получено 100 мл раствора. Если к нему добавить 400 мл раствора соляной кислоты с концентрацией 0,0375 моль/л, то в полученном растворе концентрация ионов водорода станет равной 10-2 моль/л. Рассчитайте концентрацию ионов водорода в исходном растворе. Расшифруйте вещество А: к какому классу соединений оно относится? (X—зон.—91.) 27. При растворении в воде 2,0 г смеси гидридов двух щелочных металлов выделилось 3,36 л водорода (н.у.). Определите, гидриды каких металлов были в смеси, если известно, что количества образовавшихся щелочей относятся как 5 : 1. (IX—зон.—86.) , 28. Навеску вещества А массой 3,8 г обработали избытком соляной кислоты. При этом выделились газ В и водород общим объемом 3,36 л (н.у.). При сгорании полученной смеси образовалось 3,5 г вещества С (оксида) с массовой долей кислорода 68,57% и 4,5 г воды. Определите вещества А, В и С. Напишите уравнения реакций. (XI—обл.—91.) 29. Стехиометрическую твердую смесь некоторого простого вещества и оксида металла поместили в трубчатую печь и при 1000 °С пропустили хлор до полного исчезновения твердой фазы. После отделения избытка хлора оставшаяся газовая смесь веществ А, В и С имела относительную плотность по водороду 39,9. При охлаждении смеси до 600°С остались газы В и С с плотностью по водороду 43,9, а при охлаждении до 25°С — газ С с плотностью по водороду 14, не взаимодействующий при обычных условиях со щелочью, и твердый остаток. Определите составы в объемных долях (в %) газовых смесей при указанных температурах. Установите качественный и количественный состав исходной смеси. Запишите уравнения реакций. Как и при каких условиях газ С реагирует со щелочью? (X—зон.—91.) 30. Твердое вещество, полученное при длительном пропускании тока водорода над 8,98 г смеси щелочного и щелочноземельного металла, внесено в 1 л воды. При этом выделилось 5,796 л газа (780 мм рт. ст., 17°С ). При добавлении к полученному раствору избытка раствора соды выпало 7,38 г осадка, при растворении которого в избытке раствора соляной кислоты выделилось 1,12 л газа (н. у.). Во втором опыте, поставленном с такими же количествами веществ, к водному раствору был добавлен избыток раствора сульфата меди. Выпавший осадок был отделен и затем прокален при температуре 150—200°С, масса остатка оказалась равной 21,1 г. Какие металлы были взяты для опыта? (XI—зон.—87.) § 3. Химия углерода и кремния 31. Перечислите основные преимущества предложенного Д.И. Менделеевым метода подземной газификации угля по сравнению с традиционной шахтной добычей твердого топлива. Какие угли целесообразно подвергать газификации — содержащие много или мало негорючих примесей? В каком случае газ будет обладать большей теплотворной способностью — при использовании воздушного или кислородного дутья? Какой газ имеет большую теплотворную способность — природный или газ, полученный подземной газификацией угля? С какой целью в угольный пласт вместе с воздухом иногда закачивают водяной пар? Почему нельзя применять только паровое дутье? Влияет ли на экономичность подземной газификации угля удаленность потребителей получаемого газа? (X—обл.—84.) 32. Некоторый металл образует два соединения с хлором, проявляя степени окисления +2 и +4. Какие, на ваш взгляд, различия будут наблюдаться в физических и химических (отношение к воде) свойствах соответствующих хлоридов? Приведите примеры. (X—обл.—90.) 33. Смесь оксидов углерода объемом 1 м3 (н.у.) (относительная плотность по водороду 16) пропустили через 56 кг 1%-ного раствора гидроксида калия. Какая соль образуется и какова ее масса? (X— обл.-85.) 34. Одним из путей экономии энергетических ресурсов является использование для отопления газа, получающегося из органических отходов (навоз, опилки, щепа и т.д.) путем брожения под действием микроорганизмов. Этот газ, называемый биогазом, состоит (в объемных долях) из 65% метана, 33% оксида углерода (IV) и 2% азота, кислорода и сероводорода (теплотворная способность 21 000 кДж/кг). Рассчитайте количество условного топлива (теплотворная способность 29 000 кДж/кг), которое можно сэкономить, применяя биогаз на сельскохозяйственном предприятии, которое нуждается в 29 • 10б кДж/сут энергии. Какова суточная потребность в биогазе? Сколько щепы и опилок потребуется для получения необходимого объема биогаза, если известно, что каждые 5 кг этих отходов дают 1 м3 биогаза? (IX— зон.—85.) 35. При обработке олова концентрированной азотной кислотой при нагревании образуется белый осадок. При растворении меди в концентрированной азотной кислоте и последующем упаривании с концентрированной серной кислотой также выпадает белый осадок, причем жидкость над осадком бесцветна. Объясните описанные явления. Запишите уравнения соответствующих реакций. (IX—зон.—90.) 36. Газообразное вещество сожгли в стехиометрическом количестве фтора. Продукты сжигания растворили в воде. Получили раствор двух кислот средней силы в мольном соотношении 1:1. Определите исходное вещество и получившиеся кислоты. Напишите уравнения реакций. (XI—обл.—92.) 37. Минерал А растворили в кипящем концентрированном растворе гидроксида натрия. Полученный раствор разбавили водой и обработали избытком соляной кислоты. Выпал осадок, который отделили и прокалили. Полученное твердое вещество В имеет тот же состав, что и исходное вещество А. Осадок не выпадает, если обрабатывать не соляной, а плавиковой кислотой. Вещество В (100 г) перемешивали несколько часов с 1 л раствора сульфата меди с концентрацией 0,02 моль/л, затем раствор отделили и прибавили к нему избыток раствора КОН. Полученный осадок отфильтровали и прокалили. Масса прокаленного осадка составила 0,8 г. Объясните полученные результаты. Что произошло бы при использовании в описанном опыте вещества А вместо вещества В? (X—зон.—87.) 38. Дана смесь двух бинарных соединений — алюминия и кальция с одним и тем же элементом. При растворении навески смеси в соляной кислоте выделилось 3 л газа, имеющего относительную плотность по водороду 11,3. Определите качественный и количественный состав исходной смеси бинарных веществ. (XI—зон.—85.) 39. При смешении двух белых порошков они полностью взаимодействуют при слабом нагревании, образуя смесь трех газов А, В и С в объемном соотношении 1 : 1 : 2 и с относительной плотностью по водороду соответственно 52, 16 и 65,6. Газы В и С — простые вещества, входящие в состав воздуха. Газ А — бинарное соединение, имеющее в своем составе фтор. Расшифруйте все вещества и напишите уравнение описанной реакции. (X—зон.—92.) 40. Бесцветное газообразное вещество X полностью поглотилось при пропускании через воду. При этом выделился неокрашенный осадок Y. Для полного растворения вещества Y потребовалось добавить к раствору 12 г 10%-ной фтороводородной кислоты. В образовавшемся бесцветном растворе вещества Z полностью растворилось 3 г карбоната кальция. При этом выделился газ, объем которого равен объему исходного газа X, а массы газов относятся как 1 : 2,36. Определите формулы веществ и напишите уравнения реакций. Ответ подтвердите расчетом. (XI—зон.—91.) 41. Через раствор, содержащий 26,00 г смеси гидроксидов двух одновалентных металлов, пропустили оксид углерода (IV) до образования карбонатов. При этом вступило в реакцию 16,50 г СО2. Раствор упарили досуха и остаток прокалили до постоянной массы, которая оказалась равной 30,25 г. Каков состав исходной смеси (в массовых долях), если известно, что соотношение атомных масс этих одновалентных металлов равно 3,286? (IX—зон.—85.) 42. Газ, полученный при обжиге двойной соли массой 14,72 г, занимает объем 3,9 л при температуре 28 °С и давлении 770 мм рт. ст. Определите формулу разложившейся при обжиге соли. Укажите промышленное применение минерала, образованного этой солью. (IX—зон.—91.) 43. Газ, образовавшийся при полном сгорании 745,7 мл смеси пропана и метана (740 мм рт. ст. и 22°С), может быть поглощен 49,02 мл 5,6%-ного раствора КОН ( плотность 1,02 г/мл). Определите объемный состав газовой смеси углеводородов, если известно, что раствор, полученный после пропускания продуктов сгорания через раствор щелочи, не образует осадка при добавлении к нему раствора хлорида кальция. Какой объем воздуха (н.у.) потребует для полного сгорания указанной смеси? (XI—обл.—74.) § 4. Химия азота и фосфора 44. При нагревании фосфорной кислоты с избытком хлорида натрия образуются два новых соединения. Какие это соединения? Какие химические реакции произойдут при смешении водных растворов этих соединений с насыщенным водным раствором гидрокарбоната натрия (в каждом случае)? (X—обл.— 85.) 45. Для определения качественного и количественного состава смеси солей белого цвета навеску этой смеси растворили в воде. Раствор окрасил пламя в желтый цвет. Из раствора удалось осадить белое творожистое вещество, нерастворимое в воде и кислотах, масса которого после промывания и высушивания оказалась равной 14,35 г. На осаждение было израсходовано 5,85 г хлорида натрия. Полученный после осаждения фильтрат упарили, а полученную соль высушили. Ее масса равна 17,0 г. При слабом нагревании этой соли с концентрированной серной кислотой отогналась жидкость, в которой растворяется медь (с выделением бурого газа). Каков состав исходной смеси? (IX—обл.—85.) 46. Объясните, почему реакция хлорирования метана, идущая на свету, резко замедляется в присутствии незначительных количеств оксида азота (II). (1Х-о6л.-89.) 47. При сгорании красного фосфора в кислороде выделяется примерно и 1,7 раза больше энергии, чем при сгорании его в хлоре. Но, для того чтобы фосфор горел в кислороде, его надо поджечь, а в хлоре он самовоспламеняется. Объясните различия в условиях протекания реакций. Напишите уравнения реакций. (IX—зон.—91.) 48. После длительного действия на смесь, состоящую из 15 мл оксида азота и избытка водорода (н.у.) искрового электрического разряда, объем газовой смеси уменьшился на 15 мл (н.у.); пропускание получившейся в результате этой химической реакции смеси через раствор серной кислоты к изменению объема не привело. Установите формулу оксида азота и напишите уравнение реакции. (IX—обл.—81.) 49. При прокаливании смеси нитратов натрия и серебра ее масса уменьшается в 1,382 раза. При этом выделяется 2,8 л газообразных веществ (н.у.). Вычислите массовые доли солей в исходной смеси и массу твердого продукта после промывки продуктов разложения водой и высушивания. (X—обл.—89.) 50. При растворении цинка в растворе азотной кислоты неизвестной концентрации образовалась смесь двух газов, которая при низкой температуре (—5°С) может быть полностью поглощена раствором гидроксида натрия. Полученную смесь газов объемом 1,12 л (н.у.) растворили в 20%-ном растворе щелочи при температуре —5°С. Образовавшийся раствор выпарили досуха и остаток прокалили при 500 °С, после чего масса остатка уменьшилась на 0,2 г вследствие выделения простого газообразного вещества. Определите состав газовой смеси в объемных долях (в %) и напишите уравнения всех реакций. (X—обл.— 81.) 51. Через 1 л смеси аммиака с кислородом пропустили кратковременный электрический разряд. Произошла химическая реакция. Образовавшуюся смесь пробулькивали через воду до установления постоянного объема (0,2 л). Какова объемная доля аммиака в исходной смеси? Объемы всех газов измерены при одинаковых условиях.(Возможностью взаимодействия продуктов сгорания с исходными газами пренебречь.) (X—зон.—90.) 52. Цех синтеза аммиака потребляет в час 3*105 m3 (н.у.) азотоводородной смеси. Объем смеси, циркулирующей в системе при постоянном давлении, составляет 3*104 м3 (н.у.). Объемная доля аммиака в смеси , входящей в колонну синтеза, составляет 4%, выходящей из колонны — 16%. Определите массу аммиака, получаемого за один цикл синтеза, число таких циклов в сутки и суточную производительность цеха по аммиаку. (IX—зон.—90.) 53. Рассчитайте массы 94%-ной серной кислоты и фторапатита, основной компонент Ca5F(PO4)3, необходимые для производства 1 т двойного суперфосфата, содержащего 55% фосфора (в пересчете на Р2О5). Выход продукта на каждой стадии химического производства примите за 100%. Выход фторапатитового концентрата, получаемого при флотации, 65%, а содержание в нем фосфора 39,5% (в пересчете на Р2О5). Степень извлечения полезного компонента при флотации составляет 88,4%. (X—обл.—93.) 54. Смесь двух неорганических солей разложили при нагревании без остатка. Выделившийся при этом газ для удаления паров воды пропустили через склянку с концентрированной серной кислотой. Полученный газ А имел объем 11,2 л и относительную плотность по водороду 22. Если газ А пропускать через трубку с твердой щелочью, то объем уменьшается в 2 раза, а плотность не изменяется. При пропускании газа А через трубку с раскаленной медной стружкой его объем не изменяется, а плотность уменьшается. Взаимодействие газа А с раскаленным углем приводит к увеличению объема и уменьшению плотности. Определите качественный и количественный состав исходной смеси солей. Запишите уравнения химических реакций. Найдите ошибку в проведении эксперимента. Все объемы газов приведены к нормальным условиям. (IX—зон.—89.) § 5. Химия кислорода и серы 55. В олеумный абсорбер в течение часа поступает 3 • 104 м3 газа (н.у.). Объемная доля оксида серы (VI) в этом газе составляет 10%. При входе в абсорбер массовая доля оксида серы (VI) в олеуме равна 19%, а на выходе из абсорбера — 21,5%. Степень абсорбции составляет 40%. Какова часовая потребность абсорбера в олеуме? (XI—обл.—92.) 56. При входе в контактный аппарат объемная доля оксида серы (IV) составляет 7,00%, а кислорода — 11,00%. В газе, выходящем из контактного аппарата, объемная доля оксида серы (VI) составляет 7,18%. Каков выход производимой серной кислоты (в %), если степень поглощения оксида серы (VI) составляет 90%? (IX—обл.—90.) 57. Известно, что вблизи залежей сульфидных руд, например пирита, почва часто имеет кислую реакцию и относительно высокое содержание «активных» (способных поглощаться корнями растений) ионов железа, меди, алюминия, магния и других металлов. Объясните это явление. На таких землях часто невозможно выращивание сельскохозяйственных культур. Для того чтобы сделать эти земли пригодными для земледелия, в них вводят оксид магния или гашеную известь, либо затопляют их на длительный срок (например, при выращивании риса). Почему эти меры оказываются при этом эффективными? Напишите уравнения происходящих реакций. (X—зон.—88.) 58. Неизвестное неорганическое вещество А содержит 18,55% натрия и 25,80% серы, а также кислород. При нагревании оно легко плавится и реагирует с карбидом кальция, выделяя ацетилен. При этом 1,680 г исследуемого вещества А может выделить 0,378 л ацетилена (н.у.). Установите формулу вещества А и укажите, реагирует ли оно с соляной кислотой, хлором, хлоридом серебра. Если названные реакции происходят, напишите их уравнения. Как в лаборатории можно получить вещество А? (XI—обл.—73.) 59. Минерал халькопирит содержит только медь, железо и серу. Этот минерал массой 3,68 г подвергли обжигу, после которого получили 3,2 г твердого остатка. Газы, образовавшиеся в результате обжига, пропустили через концентрированный раствор едкого натра. Масса раствора увеличилась на 2,5 г. Определите формулу халькопирита. (XI—обл.—87.) 60. Исследователь сжег в кислороде 3,8 г бесцветной легкокипящей жидкости. Образовавшийся бесцветный газ с неприятным запахом полностью поглощен раствором щелочи. Полученный раствор аккуратно нейтрализовали и разбавили водой до 500 мл. С избытком раствора хлорида бария полученный раствор образует белый осадок, полностью растворимый в соляной кислоте, с выделением газа, запах которого аналогичен запаху исходного газа. Полученный раствор (50 мл) обработали иодом, затем избытком хлорида бария. При этом получено 3,315 г осадка, который удалось растворить в соляной кислоте лишь частично: выделился бесцветный газ и осталось 2,33 г белого кристаллического вещества, нерастворимого в кислотах и щелочах. Исходная жидкость при стоя-нии на свету желтеет и приобретает резкий неприятный запах. Опишите сущность происходящих реакций. (X—обл.—87.) 61. Смесь оксида серы (IV) и оксида углерода (IV) объемом 4,68 л с плотностью 2,31 г/л (температура 19 °С, давление 778 мм рт. ст.) полностью поглощена раствором гидроксида натрия объемом 571,5 мл (плотность 1,05 г/мл, массовая доля 2%). Вычислите массовые доли соединений, содержащихся в растворе, полученном после окончания реакции. (IX—обл.— 89.) § 6. Химия галогенов 62. Химические свойства хлора и иода, относящихся к группе галогенов, отличаются во многих деталях. Приведите примеры, в которых хлор и иод реагируют по-разному (или один из них не реагирует вообще). (X—зон.—87.) 63. Ионы CN~, SCN~, CNO~, N3~ часто называют псевдогалогенидами. Приведите примеры, иллюстрирующие аналогию свойств псевдогалогенов и галогенов. (IX—зон.—88.) 64. На чашках весов уравновешены два стакана с растворами соляной кислоты. В один из них опустили 4,2 г питьевой соды, которая полностью вступила в реакцию с кислотой. Какова должна быть масса железа (и г), добавляемого во второй стакан, чтобы чашки весов остались в равновесии? (IX—зон.—82.) 65. При разложении озона, находящегося в смеси с кислородом, объем смеси увеличивается на 17,5% при неизменном давлении и температуре. Затем 300 мл такой смеси (н.у.) пропустили через 200 мл раствора иодида калия в соляной кислоте. Вещества прореагировали без остатка. Определите объемную долю озона в смеси, молярную концентрацию раствора иодида калия и массу выделившегося иода. (IX—обл.-91.) 66. К практически бесцветному водному раствору вещества А при слабом нагревании прилили бесцветный водный раствор вещества В. Полученный бесцветный раствор вещества С имеет кислую реакцию и при дальнейшем приливании раствора вещества В приобретает окраску, образуя раствор вещества D. Если к раствору вещества С прибавлять раствор вещества В в избыточном количестве на холоде, окраска ослабевает, усиливаясь при нагревании. Попытка упарить раствор вещества D приводит к образованию окрашенных паров. Все упомянутые растворы дают осадки с раствором нитрата серебра. О каких веществах и процессах идет речь? Мотивируйте свой ответ. Приведите уравнения реакций. (IX—зон.—89.) 67. В сосуд вместимостью 2 л поместили 8 г водорода, 48-г кислорода и 3,5 г хлора. Смесь подожгли электрическим разрядом, а затем сосуд охладили до 0°С. Вычислите примерное давление в сосуде и массовые доли веществ в образовавшейся после реакции смеси. (IX—обл.—71.) 68. В газе X, полученном при взаимодействии соляной кислоты с диоксидом марганца и пропущенном через промывную склянку, содержащую 282 мл воды при 0°С, сожгли медную проволоку. Образовавшееся соединение растворили в воде и получили 215 г раствора, массовая доля растворенного вещества в котором составляет 8.7%. Вычислите, какой объем 37%-ной соляной кислоты (плотность раствора 1,19 г/мл) был использован для получения газа X, если в одном объеме воды в условиях опыта растворяется 4,6 объема газа X. (X—обл.—70.) 69. Газообразные продукты, полученные при действии избытка концентрированной соляной кислоты при нагревании на смесь хлората и бромата калия массой 7,46 г, пропустили через нагретую до 600°С трубку, в которую помещена лодочка с металлическим оловом массой 15,0 г. После окончания опыта масса лодочки уменьшилась на 8,9 г, а в охлаждаемом приемнике был собран некоторый объем дымящей на воздухе жидкости. Вычислите массовую долю бромата калия в исходной смеси и объясните количественные результаты проведенного эксперимента. (Предположить, что все реакции протекают количественно, а растворимостью летучих веществ можно пренебречь.) (ХI-обл.-76.) 70. К 1000 мл раствора сульфата серебра прибавили 100 мл раствора иодида бария. При этом выпало 21,09 г осадка. К фильтрату, полученному после отделения осадка, добавили 120 мл раствора нитрата свинца с концентрацией 0,1 моль/л и при этом получили 4,61 г осадка. Вычислите концентрации (в моль/л) взятых растворов солей серебра и бария. (IX— обл.-71.) 71. Если на раствор некоторого сульфата действовать избытком раствора галогенида калия, то образуется осадок, масса которого в 1,2 раза превышает массу взятого сульфата. (Предположить, что это безводная соль.) Если раствор того же сульфата обработать раствором щелочи, то выпадает осадок, масса которого после слабого прокаливания в 2 раза меньше массы исходного сульфата. Установите, сульфат какого металла и какой галогенид были взяты для проведения исследования. Напишите уравнения проведенных реакций. (XI—обл.—72.) § 7. Химия элементов побочных подгрупп 72. Перед окраской стальных изделий с них необходимо удалить слой ржавчины, так как неплотная пленка ржавчины легко отстает вместе с краской. При подготовке стали к окраске используют соляную и фосфорную кислоты. В то же время перед покрытием стали оловом или цинком можно использовать лишь одну из указанных кислот. Какую именно и почему? Какие добавки должна содержать кислота при этом? (X—зон.—85.) 73. Предскажите, какие реакции могут произойти при внесении порошкообразного железа в раствор хлорида железа (III). Напишите уравнения возможных реакций и приведите соответствующие пояснения. (X—обл.—81.) 74. Известно, что металлический цинк растворяется в водном растворе хлорида цинка. Будет ли цинк растворяться в водных растворах хлорида калия, хлорида бария, хлорида алюминия, хлорида железа (III)? Дайте мотивированный ответ. Напишите уравнения соответствующих реакций. (IX—обл.—91.) 75. Для фотохимических исследований потребовалось узнать число квантов света, падающих на реакционный сосуд вместимостью 50 мл. Сосуд заполнили светочувствительным раствором ферриоксала-та калия K3[Fe(C2O4)3] и облучали в течение 2 мин. Под действием света ионы Fe3+ восстанавливались в ионы Fe2+. Концентрация ионов Fе2+в полученном растворе оказалась равной 2,26 * 10-5 моль/л. Сколько квантов в секунду падает на реакционный сосуд, если свет полностью поглощается раствором, а квантовый выход равен 1,25? Сколько времени потребуется для разложения 0,1 г ферриоксалата калия в условиях опыта? (XI—зон.—92.) 76. На смесь стружек двух металлов массой 6,4 г подействовали избытком концентрированной азотной кислоты. Растворился только один из металлов и выделилось 2,24 л оксида азота (II). Масса остатка составила 2,8 г. Когда на такую же навеску исходной смеси подействовали избытком концентрированной соляной кислоты, она растворилась полностью и выделилось 4,48 л водорода (н.у.). Определите металлы. (X—обл.—87.) 77. Бурый железняк прокалили в токе водяного газа. Образовавшееся твердое вещество внесли в разведенное купоросное масло. К полученному раствору постепенно добавляли жавелевую воду и каустик. Осадок, выпавший при этом, отфильтровали, прокалили и растворили в селитряном спирте. Напишите уравнения процессов, дав вместо старинных или тривиальных названий химических веществ современные. (X—зон.—87.) 78. При прокаливании на воздухе до постоянной массы смеси нитрата меди и медной пыли уменьшение массы составило 45,45%. Остаток ввели в реакцию с эквивалентным количеством разбавленной серной кислоты объемом 64,5 мл и плотностью 1,14 г/см3. После охлаждения полученного раствора до О °С выпал кристаллогидрат массой 25,1 г. Растворимость безводной соли составляет при О °С 12,9 г в 100 г воды. Определите количественный состав смеси. (X—зон.— 85.) 79. Одним из способов получения железного купороса (семиводного кристаллогидрата) в промышленности является обработка колчеданных огарков раствором серной кислоты. Помимо указанного сырья в данном способе используется порошок железа. Какую массу железного купороса можно получить из 100 кг огарков? Вычислите, какая масса железного купороса и серной кислоты (в пересчете на 100%) потребуется для этого. Состав огарков в массовых долях: оксид железа (III) — 45%, оксид железа (II) — 25%, сульфид железа (II) — 15%, остальные компоненты в реакциях не участвуют. Объясните назначение железного порошка. (X—зон.—88.) 80. Химический элемент X, название которого связано с характерной особенностью его соединений, широко используется во многих областях химии. Соединение А содержит 41,3% элемента X, а также 11,1% азота, 3,2% водорода и 44,4% кислорода. При нагревании соединение А бурно разлагается с образованием воды, газообразного вещества В и твердого остатка С. При прокаливании в атмосфере хлора смеси вещества С с углем образуется соединение F. Это же соединение F образуется при реакции простого вещества X с хлором. Из водного раствора соединения D кристаллизуется вещество Е, в котором содержится (в массовых долях) 40,57% воды, 39,92% хлора и 19,51% элемента X, причем в зависимости от условий выделения окраска вещества Е может быть различной. Установите, о каком элементе X и каких его соединениях идет речь. Напишите уравнения перечисленных реакций. (XI—обл.—81.) 81. Железная руда, поступающая в магнитный сепаратор, состоит из магнетита и пустой породы (массовая доля железа в руде 32%). Массовая доля примесей в полученном концентрате равна массовой доле железа в отходах. Во сколько раз повысилось содержание железа в концентрате, если выход последнего составил 42,4%? (IX—обл.—92.) 82. Пары летучей жидкости А пропускают через нагретую трубку. На трубке остается блестящий налет простого вещества X массой 58,7 мг и образуется газ В, объемом 89,6 мл (н.у.). Газ В состоит из двух элементов и имеет относительную плотность по водороду 44. При гидролизе газа В в кислой среде образуется смесь двух кислот С и D. Данное количество кислоты D при обработке избытком раствора СаС12 дает 468 мг осадка. На титрование этого же количества кислоты D расходуется 120 мл раствора КОН с концентрацией 0,1 моль/л. Определите вещества А, В, С, D и X. Сколько раствора КОН той же концентрации потребуется для нейтрализации полученной кислоты С? (X—зон.—91.) 83. При умеренном нагревании меди с концентрированной серной кислотой помимо основного процесса протекает реакция, в результате которой образуется черный осадок. Это вещество при обжиге на воздухе может превратиться в два новых продукта: твердый и газообразный — с соотношением масс 2,5 : 1. Что может представлять собой черный осадок? Приведите уравнения соответствующих реакций. (X—зон.—80.) 84. На химическом заводе открыли старый стальной баллон, содержащий смесь оксида углерода и водорода. После удаления газов на дне баллона обнаружили жидкость X. При нагревании жидкость X разлагается на простое вещество А и газ В, причем масса вещества А составляет 2/7 от массы разложившейся жидкости. При достаточно длительном выдерживании на солнечном свету жидкости X образуется вещество Y, при этом выделяется газ В, масса которого составляет 1/14 от массы вещества X. Укажите вещества А, В, X и Y . Объясните образование вещества X в баллоне. Предложите строение молекул веществ X и Y. (XI—зон.—91.) § 8. Растворы 85. Растворимость сульфата аммония в воде в интервале температур 20—90°С описывается следующим уравнением: где w — массовая доля соли в насыщенном водном растворе при температуре t °C. Вычислите, какую массу насыщенного при 26 °С раствора потребуется взять, чтобы приготовить 200 кг 4%-ного раствора соли. (IX—обл.—85.) 86. Для аккумуляторной батареи автомобиля «Жигули» требуется 37%-ная серная кислота. В распоряжении автолюбителя имеется серная кислота с плотностью 1,498 г/мл. Массовая доля кислоты в этом растворе не известна. Какой объем имеющейся кислоты нужно взять автолюбителю для приготовления 1 л аккумуляторной серной кислоты, если плотность 94%-ной кислоты составляет 1,831 г/мл, а зависимость между плотностью кислоты и ее концентрацией приблизительно описывается уравнением d = = а+ЬС, где С — массовая доля кислоты; а и Ь — некоторые коэффициенты? (IX—обл.—92.) 87. Лаборанту для анализа принесли сильнокислый раствор, в котором предположительно находятся ионы из следующего списка: Mg2+, Zn2+, Ва2+, А13+, Fe2+, Fe3+, РЬ2+, Ni2+, Cu2+, Mn2+, Cr3+, SO42-,S2-, F-, Сl-, I-, SO32-, CO32-, SiO32-, ClO3-, Br-. В ходе анализа в растворе были обнаружены в значительных количествах четыре аниона и семь катионов (не считая Н+). Назовите эти ионы. (X—зон.—86.) 88. На растворение определенной навески неизвестного металла потребовалось 109,5 г раствора соляной кислоты с массовой долей 20%, при этом образовался раствор хлорида этого металла с массовой долей 25,7%. Какой металл был растворен? (IX— зон.—87.) 89. Осадок малорастворимых веществ при взаимодействии водных растворов образуется в том случае, когда произведение концентраций (в моль/л) ионов, находящихся в растворе, превышает определенную величину, называемую произведением растворимости (ПР (АхBу) = [А]x * [В]y). Раствор фторида серебра (1 мл) с концентрацией 0,001 моль/л добавили к 9 мл раствора хлорида кальция той же концентрации (ПР хлорида серебра 2 * 10-10, ПР фторида кальция 4 * 10-11). Произойдет ли выпадение осадка? Каков будет его состав? (X—зон.—87.) 90. В растворе аммонийхромовых квасцов NH4Cr(SO4)2 * 12Н2О массовая доля водорода составляет 10,06%. Определите массовую долю ионов хрома в этом растворе. (IX—обл.—92.) 91. В раствор серной кислоты поместили железный шарик массой 10 г. Через некоторое время диаметр шарика уменьшился вдвое. Найдите массу исходного раствора, если массовая доля кислоты в нем составляла 25%, а после опыта она уменьшилась в 2,5 раза. (X—обл.—84.) 92. 100 г водного раствора с массовой долей в нем питьевой соды 8,4% (при 20 °С) кипятили в течение нескольких часов. Массовая доля соды в растворе после кипячения стала 8,0% (при 100 °С). После охлаждения до 0°С из раствора выпало 2,8 г кристаллов, растворение которых в избытке соляной кислоты привело к выделению 0,224 л газа (н.у.). Какова массовая доля соды в охлажденном растворе? (IX— зон.—88.) 93. Какая соль выпадет в осадок и какова ее масса, если 100 г насыщенного при 80 °С раствора суль-фатата меди охладить до 10 °С? Растворимость сульфата меди в 100 г воды при 80 °С равна 55,8 г, а при 10°С - 17,2 г. (IХ-обл.-82.)