Тема №7626 Ответы к задачам по неорганической химии Стась (Часть 4)
Поиск задачи:

Рассмотрим тему Ответы к задачам по неорганической химии Стась (Часть 4) из предмета Химия и все вопросы которые связанны с ней. Из представленного текста вы познакомитесь с Ответы к задачам по неорганической химии Стась (Часть 4), узнаете ключевые особенности и основные понятия.

Уважаемые посетители сайта, если вы не согласны с той информацией которая представлена на данной странице или считаете ее не правильной, не стоит попросту тратить свое время на написание негативных высказываний, вы можете помочь друг другу, для этого присылайте в комментарии свое "правильное" решение и мы его скорее всего опубликуем.

Ответы в самом низу встроенного документа

591. С позиций химической термодинамики объясните: 1) почему ни один из
оксидов азота нельзя получить из азота и кислорода при стандартных условиях;
2) какой из оксидов и почему может быть получен из N2 и O2 при нагревании;
3) при какой температуре возможно получение этого оксида?
592. Вычислите энергию Гиббса и константу равновесия реакции синтеза ок-
сида азота (II) из простых веществ при 2000 К; вычислите концентрацию полу-
чающегося при этой температуре NO, если исходные концентрации азота и ки-
слорода одинаковы и равны 1 моль/л.
593. Изучается возможность получения NO из азота и кислорода в плазмохи-
мических реакторах при 3000–6000 К. Почему а этом случае выход NO увеличи-
вается при быстром охлаждении выходящей из плазмотрона газовой смеси?
Можно ли подобрать катализатор, в присутствии которого происходило бы обра-
зование оксида азота (II) из N2 и O2 при низких температурах?
594. Оксид азота (II) получают в производстве азотной кислоты окислением
аммиака; при этом возможно не только образование NO (реакция 1), но и потеря
связанного азота (реакция 2):
1) 4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O(г) 2) 4NH3 + 3O2 = 2N2 + 6H2O(г)
Термодинамическими расчетами установите, какая из реакций более вероятна.
Каким образом в промышленности обеспечивается преимущественное протека-
ние первого процесса?
595. Оксид азота (II) получают в промышленности по реакции:
4NH3(г) + 5O2(г) = 4NO(г) + 6H2O(г); ΔHº= –905,2 кДж
Исходя из энтальпии реакции и энтальпий образования аммиака (-46,2 кДж/моль)
и газообразной воды (-241,8 кДж/моль), вычислите энтальпию образования окси-
да азота (II) и сравните со справочным значением.
596. В лабораториях оксид азота (II) получают действием азотной кислоты на
медь. Какая масса меди взаимодействовала с 30%-й HNO3, если объем выделяв-
шегося NO составил 20 л при выходе реакции 80 %?
75
597. Какие объемы 20%-го КI (ρ = 1,166) и 30%-го KNO2 (ρ = 1,203) необхо-
димо смешать в сернокислом растворе, чтобы при взаимодействии этих веществ
выделилось 22,4 л (н.у.) оксида азота (II)?
598. Оксид азота (II) взаимодействует как окислитель с H2S и SO2, как восста-
новитель – с O2, F2, Cl2 и Br2, а под высоким давлением при небольшом нагрева-
нии он диспропорционирует. Напишите уравнения соответствующих реакций.
599. Взаимодействие оксида азота (II) с галогенами – простая тримолекуляр-
ная реакция. Напишите стехиометрическое и кинетическое уравнения взаимодей-
ствия NO с хлором и определите, как изменяется скорость этой реакции при уве-
личении концентрации в пять раз: а) только NO; б) только хлора; в) NO и хлора
одновременно.
600. Считают, что при взаимодействии гидросульфата нитрозила с водой об-
разуется N2O3, но в действительности получается стехиометрическая смесь из
двух газов. Объясните: 1) состав этой смеси; 2) что происходит при взаимодейст-
вии этой смеси с водой при 0 о
С; 3) какие продукты образуются при взаимодейст-
вии этой смеси с KOH, Na2CO3 и Ca(OH)2? 

601. Оксид азота (IV) образуется из оксида (II) по обратимой реакции:
2NO + O2 ' 2NO2
Вычислите все термодинамические характеристики (ΔHº, ΔSº, ΔGº) этой реакции
при стандартных условиях и температуру, при которой константа равновесия
равна единице. Объясните, почему скорость этой реакции с повышением темпе-
ратуры уменьшается.
602. Опишите, как образуется химическая связь в молекулах оксида азота (IV)
и её геометрическое строение. Объясните причину ее полярности, парамагнетиз-
ма и склонности к димеризации.
603. Димеризация NO2 – обратимый процесс (2NO2 ' N2O4). Как влияет на
направление протекания этого процесса повышение и понижение температуры и
давления? Вычислите температуру, при которой энергия Гиббса равна нулю, а
константа равновесия – единице.
604. Реакция димеризации NO2 в химической кинетике рассматривается как
простая бимолекулярная реакция второго порядка. Напишите её химическое и
кинетическое уравнения. Как изменяется её скорость при увеличении давления в
3 раза? Во сколько раз необходимо повысить давление, чтобы скорость реакции
увеличилась в 100 раз?
605. В обратимом процессе димеризация оксида азота (IV): 2NO2 ' N2O4 обе
реакции (прямая и обратная) – простые. Как изменяется скорость прямой и обрат-
ной реакции при увеличении давления в 10 раз? В какую сторону смещается при
этом равновесие, согласуется ли оно с принципом Ле Шателье?
76
606. Напишите уравнения реакций оксида азота (IV) с водой и раствором гид-
роксида натрия, в которых NO2 проявляется как ангидрид двух кислот. Покажите
окислительные свойства NO2 уравнениями реакций с серой, газообразным йодо-
водородом, растворами HI и H2SO3.
607. Азотный ангидрид получают взаимодействием N2O4 с озоном, азотной
кислоты с фосфорным ангидридом и AgNO3 с хлором. Напишите уравнения реак-
ций. Покажите расчетами, что все эти реакции при стандартных условиях воз-
можны.
608. Объясните, почему азотный ангидрид считается солью, а не оксидом?
Напишите уравнения реакций N2O5 с водой, сероводородом, оксидом серы (IV) и
разложения при нагревании. Сделайте выводы о химических свойствах этого со-
единения.
609. Известно, что разложение газообразного оксида азота (V) по уравнению
2N2O5 = 4NO2 + O2 протекает в две стадии:
1) N2O5 = N2O3 + O2 2) N2O3 + N2O5 = 4NО2.
Лимитирующей является вторая стадия. Определите кинетический порядок реак-
ции по N2O5 и напишите кинетическое уравнение реакции.
610. Опишите образование химических связей и строение молекулы HNO2 и
NO2

-иона. Объясните, почему азотистая кислота разлагается при комнатной тем-
пературе, а её соли (нитриты) – при нагревании.
611. Константа диссоциации азотистой кислоты равна 5,1·10–4. Вычислите
степень диссоциации HNO2 в растворах с молярной концентрацией 0,1 М, 0,01 М
и 10–3 М; вычислите также pH этих растворов. По результатам расчетов сделайте
вывод.
612. Напишите продукты реакций, в которых HNO2 является кислотой (1), ос-
нованием (2), окислителем (3, 4), восстановителем (5) и проявляет окислительно-
восстановительную двойственность (6):
1) HNO2 + KOH = 3) HNO2 + Ba = 5) HNO2 + O2 =
2) HNO2 + H2SO4= 4) HNO2 + HI = 6) HNO2 ⎯⎯→ =
Т
613. Сколько граммов нитрита калия необходимо внести в 100 мл 20%-ного
раствора KI (ρ = 1,166), подкисленного серной кислотой, для выделения всего йо-
да в молекулярном виде?
614. Какой объем 0,05 М раствора перманганата калия потребуется для окис-
ления в сернокислом растворе 25 мл 0,1 М раствора нитрита калия?
615. В растворе содержится 8,5 г KNO2. Какой объем 0,2 М перманганата ка-
лия потребуется для его окисления в сернокислом растворе?
77
616. Определите роль нитрита натрия в данных реакциях и напишите их про-
дукты:
1) NaNO2 + NaBrO = 4) NaNO2 + Cl2 + NaOH =
2) NaNO2 + Na2S2O3 = 5) NaNO2 + NaI + H2SO4 =
3) NaNO2 + Na2SeO4 = 6) NaNO2 + Na2Te =
617. Напишите формулы и названия продуктов реакций комплексообразова-
ния с участием нитритов щелочных металлов:
1) NaNO2 + Fe(NO2)3 = 3) NaNO2 + Bi(NO2)3 =
2) NaNO2 + Co(NO2)3 = 4) KNO2 + Cu(NO2)2 =
618. При нагревании одни нитриты плавятся без разложения, другие разлага-
ются до оксидов, а третьи – до свободных металлов. Какие нитриты относятся к
первой, второй и третьей группам? Напишите уравнения реакций разложения по
одному нитриту из второй и третьей группы.
619. Опишите по методу ВС образование химических связей в молекуле
HNO3. Чему равны стехиометрическая валентность, степень окисления и элек-
тронная валентность каждого элемента в этом соединении?
620. Опишите электронное и геометрическое строение молекулы HNO3 и ио-
нов NO3
-
, укажите характеристики связей между атомами в этих частицах. Какой
вывод можно сделать на этом основании о химических свойствах и устойчивости
азотной кислоты и её солей?
621. Опишите, начиная с азота, всю цепочку получения азотной кислоты в
промышленности. Обычно производят 60%-ю HNO3 (ρ = 1,37). Чему равна мо-
лярная концентрация такой кислоты?
622. Известно, что взаимодействие оксида азота (IV) с водой может протекать
по схемам:
1) NO2 + H2O → HNO3 + HNO2
2) NO2 + H2O → HNO3 + NO
Как на химических заводах по производству азотной кислоты добиваются макси-
мального превращения NO2 в HNO3?
623. Какую массу 60%-й азотной кислоты можно получить теоретически из
одного м
3 аммиака, если объём измерен при н.у.?
624. В лабораторных условиях азотную кислоту иногда получают взаимодей-
ствием её солей с серной кислотой. Какой объем 2 М HNO3 можно получить из
127,5 г NaNO3, если выход кислоты составляет 80 %?
625. Сколько мл 57%-й азотной кислоты (ρ = 1,35) потребуется для приготов-
ления 500 мл 5%-й HNO3 (ρ = 1,025)?
78
626. Какой объем 40%-й HNO3 (ρ = 1,25) потребуется для приготовления од-
ного литра одномолярной азотной кислоты?
627. Чему равна массовая доля HNO3 в пятимолярном растворе, плотность ко-
торого равна 1160 кг/м
3
?
628. Смешали 300 мл 10 М раствора с 200 мл 1 М раствора азотной кислоты.
Определите молярную концентрацию полученного раствора.
629. Определите массовую долю HNO3 в растворе, если 200 г этого раствора
нейтрализуют раствор, в котором содержится 11,2 г KOH.
630. Титр раствора HNO3 равен 0,0126, а титр раствора NaOH – 0,016. Опреде-
лите молярные концентрации растворов. В каком соотношении надо смешивать
эти растворы для получения нейтральной среды?
631. Стандартная энергия Гиббса образования азотной кислоты отрицательна
(–80,8 кДж/моль). Почему водород, азот и кислород при стандартных условиях и
при повышенной температуре не взаимодействуют с образованием азотной ки-
слоты?
632. Стандартная энергия Гиббса образования азотной кислоты отрицательна
(–80,8 кДж/моль), но в концентрированных растворах азотная кислота разлагает-
ся. Почему идет процесс разложения и почему она вполне устойчива в разбавлен-
ных водных растворах?
633. Какую функцию выполняет азотная кислота в данных реакциях, почему
они возможны, как называются и где применяются образующиеся продукты:
1) HNO3 + H2SO4 = NO2HSO4 + H2O
2) HNO3 + HClO4 = NO2ClO4 + H2O?
634. Напишите полуреакции всех возможных случаев восстановления азотной
кислоты. Насколько правомерно утверждение о том, что при взаимодействии с
любым металлом образуется не один, а несколько продуктов восстановления
HNO3? Напишите уравнения возможных реакций азотной кислоты с цинком.
635. Напишите полуреакции процессов восстановления азотной кислоты. По-
чему при взаимодействии HNO3 с восстановителями образуются оксиды NO и
NO2, хотя термодинамически более вероятно её восстановление до азота? Напи-
шите уравнения реакций HNO3 с серой и магнием.
636. Объясните, почему в окислительно-восстановительных реакциях концен-
трированная азотная кислота восстанавливается до NO или NO2, а разбавленная –
вплоть до иона NH4
+
? Напишите уравнения реакций кальция с разбавленной и
концентрированной азотной кислотой. Почему при взаимодействии HNO3 даже с
очень активными металлами не выделяется водород или выделяется в незначи-
тельном количестве?
79
637. По значениям стандартных окислительно-восстановительных потенциа-
лов оцените, до каких степеней окисления азотная кислота может окислять желе-
зо (до +2 или +3), олово (до +2 или +4), свинец (до +2 или +4), марганец (до +2,
+4 или +7). Напишите уравнения реакций.
638. По значениям стандартных окислительно-восстановительных потенциа-
лов оцените, до каких степеней окисления азотная кислота может окислять угле-
род (до +2 или +4), фосфор (до +3 или +5) и серу (до +4 или +6)? Напишите урав-
нения реакций.
639. Из сравнения стандартных окислительно-восстановительных потенциа-
лов полуреакций:
2IO3

 + 12H+
 + 10e = I2 + 6H2O; φº = 1,20 B
NO3

 + 4H+
 + 3e = NO + H2O; φº = 0,96 B
следует, что азотная кислота не должна окислять йод. Тем не менее, кислоту HIO3
получают взаимодействием йода с HNO3. Почему и при каких условиях это воз-
можно? Сколько граммов HNO3 расходуется на получение одного литра 21%-й
HIO3 (ρ = 1,21) и какой объем NO (н.у.) образуется при этом?
640. По отношению к азотной кислоте металлы можно разделить на четыре
группы: 1) не взаимодействуют вследствие термодинамической устойчивости;
2) не взаимодействую ни при каких условиях вследствие пассивирования; 3) пас-
сивируются при обычных условиях, но взаимодействуют при нагревании;
4) взаимодействуют при любых условиях. Приведите по 2–3 примера соответст-
вующих металлов.
641. Какая смесь называется царской водкой? Почему благородные металлы,
устойчивые к действию азотной кислоты, окисляются царской водкой? Напишите
уравнения реакций с царской водкой золота и платины.
642. Какой объем 35%-й HCl (ρ = 1,175) необходимо смешать с одним литром
60%-й HNO3 (ρ = 1,37), чтобы в полученной смеси (царской водке) количества ки-
слот соответствовали стехиометрии её взаимодействия с золотом и платиной?
643. Влияет ли добавление фтороводородной кислоты к HNO3 на окислитель-
ные свойства азотной кислоты? Почему ниобий, тантал, вольфрам и кремний, ус-
тойчивые в азотной кислоте и царской водке, взаимодействуют со смесью азот-
ной и фтороводородной кислот? Напишите уравнения реакций.
644. Для анализа состава латуни её навеску (порцию) массой 2,00 г растворили
в азотной кислоте; при этом образовалась смесь нитратов меди (II) и цинка мас-
сой 5,87 г. Вычислите массовые доли меди и цинка в латуни.
645. Сплав серебра с медью массой 1,25 г растворили в азотной кислоте; при
этом образовалась смесь нитратов меди (II) и серебра (I) массой 2,37 г. Определи-
те состав сплава в массовых процентах.
80
646. Образец серебряно-цинкового припоя массой 1,50 г обработали азотной
кислотой. При этом образовалось 2,81 г смеси нитратов серебра и цинка. Вычис-
лите массовые доли металлов в припое.
647. Сплав серебра с золотом вначале обработали азотной кислотой, при этом
образовалось 1,57 г AgNO3. Остаток сплава обработали царской водкой, при этом
образовалось 1,72 г комплексной кислоты. Чему была равна общая масса сплава и
массовые доли серебра и золота в нем?
648. Напишите уравнения реакций азотной кислоты с соединениями:
1) HNO3 + KI = 3) HNO3 + FeS = 5) HNO3 + N2H4 =
2) HNO3 + H2S = 4) HNO3 + HNO2 = 6) HNO3 + Fe(OH)2 =
649. Соли азотной кислоты (нитраты) известны почти для всех металлов.
Опишите их состав и свойства: растворимость в воде, гидролиз, окислительные
свойства. Почему сильные окислительные свойства нитратов проявляются при их
нагревании? Ответ иллюстрируйте уравнениями реакций.
650. Соли азотной кислоты (нитраты) известны почти для всех металлов.
Опишите их состав и свойства: растворимость в воде, гидролиз, окислительные
свойства. Почему одни из них при нагревании разлагаются до нитритов, другие –
до оксидов, третьи – до металлов? Приведите примеры соответствующих нитра-
тов и уравнения их разложения при нагревании.
651. Какие массы NaNO2, Cu(NO3)2 и Hg(NO3)2 при нагревании выделяют оди-
наковый объем кислорода, равный 11,2 л при н.у.? При каких температурах они
разлагаются с выделением кислорода? Напишите уравнения реакций.
652. Покажите термодинамическими расчетами возможность осуществления
при стандартных условиях восстановления нитрата натрия свинцом по уравне-
нию:
NaNO3(к) + Pb(к) = NaNO2(к) + PbO(к)
Объясните, почему эту реакцию на практике проводят при 350–400 ºС, то есть
выше температуры плавления нитрата натрия (318 ºС)?
653. Пиролюзит (MnO2) переводят в растворимую форму взаимодействием с
расплавленной смесью KNO3 с KOH. Какова роль нитрата калия в этой реакции?
Напишите её уравнение и вычислите теоретический расход KNO3 на взаимодей-
ствие с одним килограммом MnO2. Определите, сколько тепла выделяется (или
поглощается) в реакции при взаимодействии 1 кг MnO2.
654. Содержание нитратов в растворах определяют по объему аммиака, кото-
рый образуется при их восстановлении до аммиака, например:
NaNO3 + Zn + NaOH → NH3↑ + …
81
Что известно о химизме этой реакции (восстановителем является металл или дру-
гое вещество, образующееся при взаимодействии металла с щелочью)? Вычисли-
те содержание NaNO3 в одном литре раствора, если из него при взаимодействии
по данному уравнению выделилось 1120 мл NH3 (н.у.).
655. При кипячении растворов нитратов с порошкообразным магнием он по-
следовательно восстанавливаются до нитритов, гидроксиламина, гидразина и ам-
миака. Напишите уравнения реакций. Вычислите содержание NO3
-
-ионов в рас-
творе (г/л), если из 200 мл раствора выделилось 448 мл NH3 (н.у.).
656. Нитрат калия вместе с древесным углем и серой входит в состав черного
(дымного) пороха, горение которого происходит без участия кислорода:
2KNO3 + 3C + S = N2 + 3CO2 + K2S
Определите энтальпию этой реакции и роли KNO3, угля и серы.
657. Нитраты калия, натрия, кальция и аммония используются в качестве
азотного удобрения. Вычислите массовую долю азота в каждом из них.
658. Аммиачную селитру (богатое азотом удобрение) получают нейтрализа-
цией разбавленной азотной кислоты аммиаком. Какие объемы NH3 (н.у.) и 40%-й
HNO3 (ρ = 1,25) необходимы для получения одной тонны аммиачной селитры, в
которой содержание NH4NO3 составляет 99,2 %?
659. Кальциевую селитру, применяемую в качестве азотного удобрения, полу-
чают взаимодействием азотной кислоты с известняком. Какие массы известняка
(с содержанием 96 % CaCO3) и 45%-й HNO3 необходимы для получения одной
тонны селитры, в которой содержание Ca(NO3)2 равно 99 %?
660. Один из способов получения калиевой селитры, применяемой в качестве
удобрения, – взаимодействие азотной кислоты с карбонатом калия. Напишите
уравнение реакции и вычислите массы K2CO3 и 50%-й HNO3, необходимые для
получения одной тонны этого удобрения.
661. При выращивании пшеницы из почвы извлекается 20,5 кг азота на одну
тонну зерна. Какую массу аммиачной селитры необходимо внести на один гектар
пашни при урожайности пшеницы 5 т/га, чтобы компенсировать унос азота?
662. При выращивании картофеля из почвы извлекается около 4 кг азота на
одну тонну урожая. Какую массу кальциевой селитры необходимо внести на один
гектар пашни, на котором выращено 30 т картофеля, чтобы компенсировать унос
азота?
663. Нитрат натрия, применяемый в сельском хозяйстве (удобрение), в пище-
вой промышленности (консервант), в металлургии (солевые закалочные ванны), в
стекольной промышленности (окислитель загрязняющих примесей), получают
взаимодействием нитрата кальция с хлоридом натрия. Почему возможна эта ре-
акция? Какие массы реагентов необходимы для получения одной тонны продукта?
82
664. С галогенами азот образует устойчивый фторид, неустойчивые хлорид и
йодид, а также соединения с фтором, хлором и бромом, в которых содержатся не
только азот и галоген, но и кислород. Напишите формулы, названия и реакции
получения этих соединений.
665. Укажите условия проведения и напишите уравнения реакций, в которых
образуются оксогалогениды азота:
1) NO + Cl2 = 3) NO2 + F2 = 5) NaNO2 + F2 =
2) NО + Br2 = 4) NOCl + O3 = 6) NOCl + AgF =
666. Объясните различие в продуктах гидролиза соединений хлора с галоге-
нами:
NCl3 + H2O → NH3 + HClO
NOCl + H2O → HNO2 + HCl
NO2Cl + H2O → HNO3 + HCl
667. Напишите уравнения реакций для осуществления цепочки следующих
превращений:
N2 → NH3 → NO → NO2 → HNO3 → KNO3 → KNO2 → NO → N2
668. Напишите уравнения реакций для осуществления цепочки следующих
превращений:
N2 → NH3 → NO → NO2 → N2O4 → N2O5 → HNO3 → NH4NO3
669. Напишите уравнения реакций для осуществления цепочки следующих
превращений:
HNO3 → NO → NOCl → HNO2 → KNO2 → KNO3 → NH3 → N2
670. Атмосферный азот – сырье для получения всех соединений азота. Изо-
бразите в наглядном виде схему, иллюстрирующую получение из азота аммиака,
азотной кислоты и азотных удобрений. Объясните, почему в природе эти соеди-
нения отсутствуют.
4.3. ФОСФОР И ЕГО СОЕДИНЕНИЯ
671. Напишите электронную формулу атома фосфора и электронно-
графическую схему его валентных электронов в нормальном и возбужденном со-
стояниях. Чему равно максимальное и другие значения электронной валентности,
степени окисления и координационного числа фосфора? Сравните с азотом и объ-
ясните причину сходства и различия.
672. Из скольких атомов состоят при обычных условиях молекулы белого
фосфора и какое они имеют строение? Каковы физические и химические свойства
белого фосфора? Чем отличаются от белого фосфора красный и черный фосфор?
83
673. Раствор 6,2 г белого фосфора в 100 г сероуглерода закипает при 41,45 ºС,
а чистый сероуглерод кипит при 40,30 ºС. Эбуллиоскопическая константа сероуг-
лерода равна 2,29. Из скольких атомов состоят молекулы растворенного в сероуг-
лероде белого фосфора?
674. Плотность паров фосфора по водороду до температуры 800 ºС равна 62,0.
При 800–900 ºС она уменьшается и при 900–1200 ºС составляет 31,0. При даль-
нейшем нагревании паров (без доступа воздуха) их плотность по водороду снова
уменьшается и стабилизируется при 1500 ºС на значении 15,5. Что происходит с
фосфором при 800–900 ºС и при 1200– 1500 ºС?
675. Определите энергию Гиббса процессов:
1) Р(бел) → Р(кр) 2) Р(кр) → Р(чер) 3) Р(бел) → Р(черн)
Почему, несмотря на отрицательные значения энергии Гиббса, эти процессы са-
мопроизвольно не идут? При каких условиях их осуществляют на практике и при
каких условиях наблюдаются обратные процессы?
676. Напишите уравнение реакции получения белого фосфора в промышлен-
ности. Вычислите её энтальпию, энтропию и энергию Гиббса при стандартных
условиях. Объясните, почему этот процесс, невозможный при обычных условиях,
возможен при 1500 ºС? Можно ли в этом процессе вместо углерода использовать
более активные восстановители – металлы: кальций, магний, алюминий?
677. Напишите уравнение реакции получения белого фосфора и вычислите её
энтальпию. Определить массы фосфата кальция, углерода и SiO2, которые расхо-
дуются (теоретически) на образование одной тонны фосфора.
678. Белый фосфор (Р4) горит в атмосфере кислорода, оксида азота (IV), хлора
и углекислого газа. Напишите уравнения соответствующих реакций и проведите
по ним полные стехиометрические расчеты, принимая массу фосфора равной од-
ному килограмму.
679. Фосфор окисляется концентрированными азотной и серной кислотами
при обычных условиях и водой – при 700 ºС в присутствии порошка меди как ка-
тализатора. Какая масса фосфора участвует в каждой реакции, если образуется
одинаковая масса ортофосфорной кислоты, равная 6,32 кг?
680. С чем связано название фосфора, которое в переводе с греческого означа-
ет «светоносный»? Какие фосфоросодержащие соединения, кроме самого фосфо-
ра, и при каких условиях светятся? Что является причиной их свечения?
681. Какой объём газообразного соединения фосфора образуется при взаимо-
действии 15,5 г фосфора с концентрированным раствором гидроксида натрия?
Как называется это соединение и на каком основании степень окисления фосфора
в нём считается равной –3?
84
682. Опишите электронное и геометрическое строение молекулы PH3, укажите
длину и энергию связей, проведите сравнение с молекулой аммиака. Почему ва-
лентный угол в молекуле фосфина (92º) меньше, чем в молекуле аммиака (107,5º)?
683. Химические связи P–H слабее, чем связи N–H, поэтому фосфин, в отли-
чие от аммиака, неустойчив и из простых веществ не образуется. Связи P–O, на-
оборот, более прочны, чем N–O, поэтому фосфор интенсивно взаимодействует с
кислородом и его кислородосодержащие соединения прочны и многообразны.
Что является причиной этих отличий фосфора от азота?
684. Почему фосфин, несмотря на бóльшую, чем у аммиака, молекулярную
массу, более летуч и менее растворим в воде, чем NH3? При 20 ºС и 101325 Па в
100 г воды растворяется 27 мл PH3. Чему равна массовая доля и молярная концен-
трация раствора?
685. Фосфин при нагревании (выше 450 ºС) без доступа воздуха разлагается
на простые вещества. Вычислите термодинамические параметры этого процесса:
энтальпию, энтропию и энергию Гиббса при 25 ºС и 450 ºС.
686. Из сравнения окислительно-восстановительных потенциалов полуреак-
ций:
PH3 + 4H2O – 8e = H3PO4 + 8H+
; ϕº = –0,28 B
PH3 + 3H2O – 6e = H3PO3 + 6H+
; ϕº = –0,28 B
2NH3 – 6e = N2 + 6H+
; ϕº = –0,06 B
видно, что фосфин является более сильным восстановителем и окисляется до бо-
лее высоких степеней окисления, чем аммиак. Объясните причину. Напишите
уравнения реакций:
1) PH3(г) + AgNO3(р) + H2O = 2) NH3(г) + AgNO3(р) =
687. Опишите основно-кислотные свойства фосфина в сравнении с аммиаком.
Напишите уравнения реакций PH3 с соляной, бромоводородной, йодоводородной
и разбавленной серной кислотами и названия продуктов. Объясните, почему PH3,
в отличие от NH3, не образует солей фосфония с азотной и хлорноватой кислотами?
688. Напишите уравнения реакций с участием фосфина и солей фосфония:
1) PH3 + O2 = 4) PH3 + KMnO4 + H2SO4 =
2) PH3 + Cl2 = 5) PH4Cl + HClO3 = Cl2 +…
3) PH3 + Cl2 + H2O = 6) PH4I + HClO3 = HIO3 +…
689. Опишите классификацию, свойства и применение фосфидов. Ответ ил-
люстрируйте примерами и уравнениями реакций.
690. Напишите уравнения данных реакций
1) Na3P + H2O = 3) Ca3P2 + K2Cr2O7 + H2SO4 =
2) Zn3P2 + HCl= 4) Cd3P2 + HNO3 =
85
Объясните, какие из них характеризуют основно-кислотные свойства фосфидов, а
какие – окислительно-восстановительные; вычислите объем газообразного про-
дукта, образующегося в первой реакции при участии в ней 10 г фосфида натрия:
691. Оксид фосфора (III) и оксид фосфора (V) – соединения, истинные форму-
лы которых не совпадают с простейшими. Каковы простейшие и истинные фор-
мулы этих соединений? Составьте и решите задачу на определение простейшей и
истинной формулы оксида фосфора (V).
692. Напишите уравнения реакций получения оксида фосфора (III) и хлорида
фосфора (III), и получения фосфористой кислоты из этих соединений. Приведите
структурную формулу кислоты и опишите её свойства.
693. Безводная фосфористая кислота при 250 ºС диспропорционирует, а при
нагревании её водных растворов выделяется водород. Напишите уравнения этих
реакций и структурную формулу кислоты, опишите её свойства.
694. Как можно получить фосфорноватистую кислоту, имея фосфор, гидро-
ксид бария и серную кислоту? Напишите уравнения соответствующих реакций,
структурную формулу кислоты и опишите её свойства.
695. Безводная фосфорноватистая кислота при нагревании диспропорциони-
рует в две стадии, а с концентрированными растворами щелочей взаимодействует
с выделением водорода. Напишите уравнения этих реакций и структурную фор-
мулу кислоты, опишите её свойства.
696. На нейтрализацию 50 мл децимолярного раствора фосфористой кислоты
затрачено 10 мл одномолярного раствора гидроксида калия. По этим данным ус-
тановите основность кислоты, напишите её структурную формулу, определите
степень окисления и электронную валентность фосфора.
697. На нейтрализацию 7,330 г фосфорноватистой кислоты затрачено 4,444 г
гидроксида натрия. По этим данным установите основность кислоты, напишите её
структурную формулу, определите степень окисления и электронную валентность
фосфора.
698. Кислоты H3PO2 и H3PO3 используются для восстановления металлов из
растворов солей и нанесения металлических покрытий на неметаллические по-
верхности, когда нельзя применить электролиз. Какие металлы можно восстанав-
ливать этими кислотами? Напишите продукты реакций:
1) AgNO3 + H3PO3 + H2O = 2) AgNO3 + H3PO2 + H2O =
699. Какая масса фосфористой кислоты (в чистом виде) потребуется для вос-
становления всей меди, содержащейся в 2,5 кг медного купороса?
700. Какая масса фосфорноватистой кислоты (в чистом виде) потребуется для
восстановления ртути, содержащейся в 5,43 кг сулемы?
86
701. Приведите уравнения реакций, протекающих при получении гипофосфи-
та и фосфита натрия по следующим цепочкам превращений:
P4 → Ba(H2PO2)2 → NaH2PO2
P4 → PCl3 → H3PO3 → NaH2PO3 → Na2HPO3
Напишите уравнения реакций, иллюстрирующих применение этих солей:
1) NaH2PO2 + NiSO4 + H2O = 2) Na2HPO3 + AgNO3 + H2O =
702. Какой объем воды необходимо взять для реакции с 1 моль фосфорного
ангидрида при получении из него метафосфорной, дифосфорной и ортофосфор-
ной кислот?
703. Какую массу фосфора необходимо сжечь в кислороде, чтобы из образо-
вавшегося фосфорного ангидрида получить одну тонну 80%-й ортофосфорной
кислоты?
704. Химически чистую ортофосфорную кислоту получают взаимодействием
фосфора с азотной кислотой, а также гидролизом пентахлорида фосфора. Напи-
шите уравнения соответствующих реакций и вычислите массу фосфора в первом
способе и массу PCl5 во втором способе, необходимую для получения 1 кг 60%-й
ортофосфорной кислоты.
705. Какая масса фосфорита, содержащего 8 % примесей, необходима для по-
лучения одной тонны 80%-й H3PO4, если выход реакции равен 90 %?
706. Напишите уравнение реакции получения ортофосфорной кислоты из
фторапатита Ca3(PO4)2·CaF2. Какие массы 80%-й ортофосфорной и 40%-й фторо-
водородной кислот можно получить из одной тонны фторапатита при 100 %-м
выходе продуктов?
707. Определите тепловой эффект реакции получения H3PO4 из фосфорного
ангидрида и сравните его с тепловым эффектом реакции получения серной кисло-
ты из серного ангидрида (SO3 + H2O = H2SO4). Объясните, почему при получении
H3PO4 из фосфорного ангидрида его обрабатывают не водой, а разбавленной ки-
слотой. Какое правило надо соблюдать при приготовлении разбавленной H3PO4 из
концентрированной?
708. К 500 мл 80%-й ортофосфорной кислоты (ρ = 1,625) прибавили 100 г
фосфорного ангидрида. Какой стала массовая доля H3PO4 в растворе?
709. Каковы простейшая и истинная формулы метафосфорной кислоты, како-
во строение её молекул? При каких условиях метафосфорная, дифосфорная (пи-
рофосфорная) и ортофосфорная кислоты превращаются одна в другую по схеме:
H3PO4 ' H4P2O7 ' HPO3?
710. Напишите схемы электролитической диссоциации кислот H3PO2, H3PO3,
H3PO4 и H4P2O7 по всем ступеням и приведите справочные значения констант
87
диссоциации. Вычислите степень диссоциации каждой кислоты по первой ступе-
ни в одномолярном растворе и pH растворов. Расположите кислоты в ряд по уве-
личению их силы.
711. Из одномолярной ортофосфорной кислоты водород вытесняют не все ме-
таллы, расположенные в ряду напряжений до водорода, а только щелочные ме-
таллы. Используя закономерности химической термодинамики и химической ки-
нетики, объясните эту особенность H3PO4.
712. Расположите в ряд по увеличению степени гидролиза в растворах одина-
ковой концентрации соли различных фосфорных кислот: Na3PO4, Na4P2O7,
Na3PO3, (NH4)3PO4, Na3PO2. Ответ обоснуйте.
713. Однозамещенные фосфаты (дигидрофосфаты) в водном растворе создают
кислую среду, двузамещенные (гидрофосфаты) – слабощелочную, трехзамещен-
ные (нормальные фосфаты) – щелочную. Объясните эту закономерность теорети-
чески. Вычислите pH однопроцентных растворов NaH2PO4, Na2HPO4 и Na3PO4.
714. Произведение растворимости ортофосфата серебра равно 1,3·10–20,
а иодида серебра – 8,3·10–17. Какая из этих солей более растворима? Вычислите
концентрацию ионов серебра в насыщенных растворах этих солей.
715. На примере PCl3, PCl5 и POCl3 опишите образование химических связей в
молекулах галогенидов и оксогалогенидов фосфора и изобразите их пространст-
венное строение. Напишите уравнения гидролиза этих соединений. Хлорид фос-
фора (III) медленно окисляется на воздухе, взаимодействует с серой, восстанавли-
вает SO3 до SO2; напишите уравнения этих реакций.
716. Почему в качестве фосфорных удобрений используются кислые соли
(а не средние) ортофосфорной кислоты? Чем различаются суперфосфат, двойной
суперфосфат и преципитат? Напишите уравнения реакций их получения и вычис-
лите массовую долю фосфора в каждом из них.
717. Какое удобрение называется аммофосом и в каких пределах в нем может
колебаться содержание азота и фосфора? Что представляет собой нитрофоска, как
получают это удобрение?
718. Почему фосфорный ангидрид считается наиболее эффективным осуши-
телем? Можно ли с его помощью осушать воздух, азот, кислород, водород, CO,
CO2, SO2, HCl, NO, NH3?
719. С какой целью небольшое количество красного фосфора входит в состав,
который наносится на боковую поверхность спичечной коробки? Какие вещества
входят в состав спичечных головок?
720. Почему обработка металлов ортофосфорной кислотой и составами, со-
держащими H3PO4, используется в технике как один из методов защиты их от
коррозии? Каково применение солей метафосфорной кислоты?
88
4.4. МЫШЬЯК, СУРЬМА, ВИСМУТ
721. Приведите названия и формулы наиболее распространенных минералов,
содержащих мышьяк, сурьму, висмут. Вычислите массовую долю мышьяка в ар-
сенопирите, сурьмы – в антимоните и висмута – в висмутовом блеске.
722. Почему при получении мышьяка, сурьмы и висмута из природных суль-
фидных минералов их сначала обжигают, затем образующиеся оксиды восстанав-
ливают? Почему не проводят восстановление непосредственно сульфидов? Какой
объём сернистого газа образуется в качестве побочного продукта при получении
100 кг висмута из висмутового блеска?
723. Какой состав имеют молекулы газообразного мышьяка в парообразном
состоянии при 800 ºС, если плотность этого пара по водороду равна 150?
724. Как и почему изменяются химические свойства в ряду фосфор – мышьяк
– сурьма – висмут? Изменение металлических свойств в этом ряду подтвердите
уравнениями реакций простых веществ с азотной кислотой.
725. Напишите уравнения реакций мышьяка, сурьмы и висмута с концентри-
рованной серной кислотой и объясните, почему они не взаимодействуют с соля-
ной и разбавленной серной кислотами.
726. Сравнивая потенциалы полуреакций:
As + 4OH– – 3e = AsO2

 + 2H2O; ϕº = –0,68 B
Sb + 4OH–
 – 3e = SbO2
– + 2H2O; ϕº = –0,68 B
2H2O + 2e = H2 + 2OH–
; ϕº = –0,83 B
Определите условия, при которых мышьяк и сурьма взаимодействуют со щелоча-
ми, напишите уравнения реакций. Что известно о взаимодействии висмута со ще-
лочами?
727. Почему мышьяк, сурьма и висмут не взаимодействуют с водой? Напиши-
те уравнения реакций этих веществ с нейтральными, подкисленными и щелочны-
ми растворами различных окислителей:
1) As + KClO3 + KOH = 2) As + K2Cr2O7 + H2SO4 =
3) Sb + Br2 + NaOH = 4) Sb + NaMnO4 + H2SO4 =
5) Bi + O2 + H2O = 6) Bi + NaClO + H2O =
728. Как в ряду соединений NH3 – PH3 – AsH3 – SbH3 – BiH3 изменяются длина
и энергия химических связей, валентный угол, дипольный момент, устойчивость к
нагреву, восстановительные свойства? Как называются эти соединения мышьяка,
сурьмы и висмута? Как их получают?
729. Определите плотность арсина и стибина по водороду и по воздуху. Вы-
числите объем кислорода, необходимый для сжигания 10 л арсина.
89
730. Напишите уравнения реакций:
1) AsH3 + KMnO4 + H2SO4 = 3) Mg2As3 + HClO3 + H2O =
2) SbH3 + K2Cr2O7 + HCl = 4) Ca2Sb3 + HNO3 + H2O =
731. Напишите уравнения реакций, которые используются в судебно-
медицинской и санитарной практике для обнаружения мышьяка и для его отличия
от сурьмы.
732. При нагревании на воздухе мышьяк сгорает, образуя продукт в виде бе-
лого дыма. Этот же продукт образуется при обжиге арсенопирита. Его плотность
по воздуху равна 13,64, массовая доля мышьяка в нем составляет 75,76 %. Уста-
новите простейшую и истинную формулу вещества и напишите уравнения реак-
ций его получения из мышьяка и арсенопирита.
733. Как изменяются основно-кислотные свойства в ряду однотипных соеди-
нений: As2O3 – Sb2O3 – Bi2O3? Как можно очистить оксид висмута (III) от примеси
Sb2O3? Напишите уравнения реакций:
1) As2O3 + HCl = 3) Sb2O3 + HCl = 5) Bi2O3 + HCl =
2) As2O3 + KOH = 4) Sb2O3 + KOH = 6) Bi2O3 + KOH =
734. Опишите получение и свойства гидроксидов мышьяка (III), сурьмы (III) и
висмута (III). Изменение свойств соединений в этом ряду иллюстрируйте уравне-
ниями реакций:
1) HAsO2 + HCl = 3) Sb(OH)3 + HCl = 5) Bi(OH)3 + HCl =
2) HAsO2 + KOH = 4) Sb(OH)3 + KOH = 6) Bi(OH)3 + KOH =
Предложите простой способ очистки Bi(OH)3 от примеси Sb(OH)3.
735. Объясните, почему в литературе встречается пять формул гидроксида
мышьяка (III): As(OH)3, H3AsO3, HAsO2, AsO(OH), H[As(OH)4]?
736. Как изменяются восстановительные свойства соединений в ряду HAsO2 –
Sb(OH)3 – Bi(OH)3? Используя значения окислительно-восстанови-тельных по-
тенциалов полуреакций:
HAsO2 + 2H2O – 2e = H3AsO4 + 2H+
; ϕº = 0,56 B
Sb(OH)3 + H2O – 2e = H3SbO4 + 2H+
; ϕº = 0,75 B,
самостоятельно подберите окислители для окисления HAsO2 и Sb(OH)3 и напи-
шите уравнения реакций.
737. Сравните потенциалы полуреакций:
HAsO2 + 2H2O – 2e = H3AsO4 + 2H+
; ϕº = 0,56 B
AsО2

+ 4OH–
 – 2e = AsO4
3– + 2H2O; ϕº = –0,67 B
I2 + 2e = 2I–
; ϕº = 0,54 B
90
В какой среде мышьяковистая кислота (или её соли) является более сильным вос-
становителем? В каком направлении протекают при стандартных условиях реак-
ции:
1) HAsO2 + I2 + 2H2O = H3AsO4 + 2HI
2) KAsO2 + I2 + 4KOH = K3AsO4 + 2KI + 2H2O?
Вычислите константу равновесия первой реакции при стандартных условиях.
738. Напишите уравнения реакций получения оксида мышьяка (V) из As,
As2O3, AsH3 и H3AsO4. Ортомышьяковую кислоту получают из As, As2O3,
As2O5, AsH3 и AsCl5; напишите уравнения реакций. Опишите свойства оксида
мышьяка (V) и кислоты H3AsO4 в сравнении со свойствами аналогичных соедине-
ний фосфора.
739. Напишите уравнения реакций, с помощью которых получают оксид
сурьмы (V), и его взаимодействия с раствором и расплавом щелочи. Взаимодей-
ствует ли этот оксид с водой? Какое вещество в химии отождествляется с сурьмя-
ной кислотой, какие соли соответствуют этой кислоте?
740. Оксид висмута (V) образуется при взаимодействии Bi2O3 с озоном. При
нагревании он разлагается с выделением кислорода, а при взаимодействии с Bi2O3
образует двойной оксид. Напишите уравнения этих реакций и объясните причину
образования двойного оксида. Можно ли получить двойной оксид сурьмы или
мышьяка?
741. Исходя из потенциалов полуреакций:
H3AsO4 + 2H+
 + 2e = HAsO2 + 2H2O; ϕº = 0,56 B
H3SbO4 + 2H+
 + 2e = HSbO2 + 2H2O; ϕº = 0,75 B,
подберите из числа соединений серы восстановители для получения HAsO2 и
HSbO2 из мышьяковой и сурьмяной кислот в кислой среде. Почему H3SbO4 явля-
ется более сильным окислителем, чем H3AsO4?
742. Напишите формулы солей: ортоарсенит натрия, ортоарсенат натрия, хло-
рид оксосурьмы (III), гексагидроксостибат (V) натрия, метастибит калия. Напи-
шите молекулярные и ионные уравнения реакций гидролиза Na3AsO3 и Na3AsO4.
Какая соль гидролизуется при одних и тех же условиях полнее?
743. Метависмутаты щелочных металлов получают действием сильного окис-
лителя (хлор, персульфат калия, гипохлорит натрия) на гидроксид висмута (III) в
щелочной среде. Ортовисмутаты получают при нагревании смесей оксида висму-
та (III) с пероксидами щелочных металлов. Напишите уравнения реакций получе-
ния NaBiO3 и Na3BiO4. В каком количественном соотношении взаимодействуют
Bi2O3 с Na2O2 при получении Na3BiO4?
91
744. Висмутаты − сильные окислители: они выделяют хлор из концентриро-
ванной соляной кислоты, переводят марганец (+2) в марганец (+7), а хром (+3) − в
хром (+6). Напишите уравнения реакций:
NaBiO3 + HCl(конц) =
NaBiO3 + MnSO4 + H2SO4=
NaBiO3 + Cr2(SO4)3 + H2SO4 =
745. При разбавлении водой концентрированного раствора хлорида сурьмы
(III) раствор становится мутным, а при добавлении концентрированной соляной
кислоты он снова становится прозрачным. Объясните это явление, напишите
уравнения реакций.
746. При разбавлении водой концентрированного раствора Bi(NO3)3 раствор
становится мутным, а при добавлении концентрированной HNO3 он снова стано-
вится прозрачным. Объясните это явление, напишите уравнения реакций.
747. При добавлении к раствору нитрата висмута (III) раствора иодида калия
сначала образуется желтый осадок, который в избытке раствора KI растворяется,
причем, раствор не имеет окраски. Объясните этот опыт.
748. Напишите уравнения реакций, в которых соль висмута (III) является
окислителем и докажите, что эти реакции возможны:
Bi(NO3)3 + Zn =
Bi(NO3)3 +Na2SO3 + NaOH =
Bi(NO3)3 + Na2[Sn(OH)4] + NaOH =
749. Какой объем 30%-й азотной кислоты (ρ = 1,18) потребуется для превра-
щения 61,0 г основной соли Bi(OH)2NO3 в среднюю?
750. В трехвалентном состоянии мышьяк, сурьма и висмут образуют соедине-
ния со всеми галогенами, а в пятивалентном получены только AsF5, AsCl5, SbF5,
SbCl5, и BiF5. Какие соединения мышьяка, сурьмы и висмута являются солями, а
какие – галогенангидридами? Почему нельзя получить соединения мышьяка(V),
сурьмы(V) и висмута(V) со всеми галогенами?
751. Объясните электронное и геометрическое строение молекулы AsCl3 и ио-
на AsCl4

, молекулы SbCl5 и иона SbCl6

.
752. Мышьяк, сурьма и висмут образуют сульфиды As2S3, As2S5, Sb2S3, Bi2S3.
Какие из них взаимодействуют с сульфидами щелочных металлов и аммония?
Почему не существует сульфид висмута (V)? Ответ иллюстрируйте уравнениями
реакций.
92
753. Почему и при каких условиях можно получить сульфиды мышьяка дей-
ствием сероводорода на HAsO2 и H3AsO4? Напишите уравнения реакций и укажи-
те условия их проведения:
1) HAsO2 +H2S = 2) H3AsO4 + H2S =
754. Сульфиды сурьмы (III) и висмута (III) взаимодействуют с концентриро-
ванной соляной кислотой с образованием комплексных кислот HЭCl4. Напишите
уравнения реакций. Почему такая реакция невозможна для As2S3?
755. Имея сульфид натрия и концентрированную соляную кислоту, можно
разделить смесь сульфидов Al2S3, Sb2S3, Bi2S3 на отдельные вещества. Покажите
уравнениями реакций, как это можно сделать.
756. Напишите уравнения реакций, в которых проявляется кислотный харак-
тер сульфидов мышьяка и cурьмы:
1) As2S3 + Na2S = 2) Sb2S3 + Na2S =
3) As2S3 + KOH = 4) Sb2S3 + KOH =
5) As2S5 + (NH4)2S = 6) Sb2S5 + (NH4)2S =
757. Напишите уравнения реакций всех сульфидов мышьяка, сурьмы и висму-
та с азотной кислотой, обратите внимание на сходства и различия свойств реген-
тов, которые проявляются в этих реакциях.
758. Метаарсенит кальция, применяемый для борьбы с вредителями сельско-
хозяйственных культур, получают взаимодействием As2O3 с гашеной известью.
Вычислите массы As2O3 и Ca(OH)2, необходимые для получения одной тонны
этого вещества.
759. Сплав сурьмы со свинцом, содержащий от 5 % до 15 % сурьмы (его на-
зывают «твердый свинец») используется в автомобильных аккумуляторах. Вы-
числите минимальную и максимальную массу сурьмы, расходуемую на получе-
ние одной тонны этого сплава.
760. Легкоплавкие сплавы висмута применяются в автоматических огнетуши-
телях, как припои, предохранители в паросиловых установках и т.д. Один из та-
ких сплавов (температура плавления 47 о
С) содержит 40,95 % висмута, 22,10 %
свинца, 10,65 % олова, 8,20 % кадмия и 18,10 % индия. Вычислите состав сплава в
мольных процентах.
93
Глава пятая.
ГЛАВНАЯ ПОДГРУППА ЧЕТВЕРТОЙ ГРУППЫ
5.1. УГЛЕРОД И СОЕДИНЕНИЯ УГЛЕРОДА
Углерод в природе. Аллотропия углерода. Взаимодействие углерода с металлами,
свойства и применение карбидов. Простейшие соединения углерода с водородом. Ок-
сид углерода (II): строение, свойства, получение и применение. Генераторные газы.
Карбонилы. Оксид углерода (IV): строение, свойства, получение и применение. Карбо-
наты: состав, свойства, получение и применение. Цианиды, роданиды и галогеносо-
держащие соединения углерода.
761. Опишите электронное строение атома углерода в основном и возбужден-
ном состояниях, определите его валентные возможности, степени окисления, ко-
ординационные числа. Приведите примеры соединений углерода в различных
степенях окисления. Объясните существование нескольких аллотропных моди-
фикаций углерода и огромное число цепочечных соединений углерода, изучае-
мых органической химией?
762. В каких минералах и природных скоплениях сосредоточены основные
запасы углерода на Земле, чему равен его земной кларк? Как осуществляется кру-
говорот углерода в природе?
763. Опишите строение, свойства и применение двух наиболее распростра-
ненных аллотропных модификаций углерода – алмаза и графита. Чем обусловле-
но существование этих модификаций и различие их физических и химических
свойств? Какая из этих модификаций более устойчива при стандартных условиях?
Почему получение алмаза из графита проводят при высокой температуре под дав-
лением?
764. В технике получают и применяют углерод в виде кокса, сажи и активиро-
ванного угля. Каковы особенности структуры этих продуктов и основное приме-
нение каждого из них?
765. Содержание углерода в каменных углях колеблется, в зависимости от ме-
сторождения, в широких пределах: от 60 % до 90 %. При сжигании одного кило-
грамма угля было получено 1,5 м
3 углекислого газа (объем приведен к н.у.). Чему
равно содержание углерода в этом образце угля?
766. Объем углекислого газа, полученный при сжигании 200 г кокса, составил
358,4 л (приведен к н.у.) Чему равна массовая доля углерода в коксе?
767. Каменный уголь используется как высококалорийное топливо. Какую
массу угля, содержащего 80 % углерода, необходимо сжечь для получения одного
миллиона килоджоулей тепла, если потери тепла составляют 10 %? Какой объем
кислорода затрачивается при этом?
94
768. При взаимодействии углерода с металлами образуются карбиды. Чем (по
составу и свойствам) различаются ионные, ковалентные и металлоподобные кар-
биды? Приведите примеры ионных (метанидов и ацетиленидов), ковалентных и
металлоподобных карбидов. Каково применение карбидов?
769. Карбид кальция получают в электропечах взаимодействием CaO с угле-
родом без доступа воздуха. Вычислите: а) расход оксида кальция и углерода при
получении одной тонны карбида кальция; б) количество потребляемого при этом
тепла; в) объем получаемого ацетилена.
770. При взаимодействии карбида кальция с водой образуется гидроксид
кальция и ацетилен, а при пропускании паров воды через раскаленный карбид
кальция образуются CaCO3, CO2 и H2. Вычислите массы твердых и объемы газо-
образных продуктов при участии в реакциях 1 кг карбида кальция.
771. При взаимодействии с водой 1 кг технического карбида кальция выдели-
лось 315 л C2H2 (объём ацетилена приведен к н.у.). Определите содержание CaC2
в исходном веществе.
772. Карботермия – распространенный способ получения металлов. Какая
масса углерода необходима для получения этим способом одной тонны железа из
Fe3O4, марганца из MnO2 и висмута из Bi2O3?
773. При взаимодействии углерода с концентрированной серной кислотой об-
разуются SO2, CO2 и H2O. Какие вещества образуются при взаимодействии угле-
рода с азотной кислотой? Напишите уравнения реакций:
1) C + H2SO4(конц) = 2) C + HNO3(конц) =
774. Опишите электронное и геометрическое строение простейших соедине-
ний углерода с водородом: CH4, C2H6, C2H4, C2H2. Как в ряду соединений C2H6 –
C2H4 – C2H2 изменяется кратность, длина и энергия связи между атомами углеро-
да? Какое из этих соединений и почему наиболее инертно?
775. Определите энтальпию реакции горения метана и вычислите его тепло-
творную способность в кДж/м
3
и в кДж/кг. Какой объем природного газа, содер-
жащего 95% CH4, необходимо сжечь для получения одного миллиона кДж тепла?
776. Конверсия метана с целью получения CO и H2 проводится тремя способа-
ми:
1) 2CH4 + O2 ' 2CO + 4H2
2) CH4 + H2O ' CO + 3H2
3) CH4 + CO2 ' 2CO + 2H2
Вычислите энтальпии реакций. Укажите условия проведения реакций, способст-
вующие образованию продуктов.
95
777. Перманганат калия в кислой среде обесцвечивается ацетиленом; карбид
кальция в кислой среде изменяет оранжевую окраску дихромата калия на зеле-
ную. Напишите уравнения соответствующих реакций:
C2H2 + KMnO4 + H2SO4 = CaC2 + K2Cr2O7 + H2SO4 =
778. Объясните химическую связь в молекуле оксида углерода (II) методами
ВС и МО. Чем объясняется большая энергия (1066 кДж/моль) и небольшая длина
(0,113 нм) связи в этой молекуле? Чем объясняется близость физических свойств
оксида углерода (II) и азота?
779. Оксид углерода (II) входит в состав генераторного газа, который в боль-
ших масштабах получают в промышленности. Как получают и где используют
генераторный газ? Какой объем воздуха (н.у.) теоретически необходим для пре-
вращения одной тонны углерода в генераторный газ? Вычислите объем получае-
мого при этом газа и его состав в объемных процентах?
780. Как получают и где используют водяной газ? Вычислите теоретический
объем и состав водяного газа, получаемого из 100 кг углерода.
781. Вычислить состав смешанного (паро-воздушного) генераторного газа,
получаемого при взаимодействии углерода со смесью воздуха и водяного пара в
соотношении 3:1 (соотношение объёмное).
782. Покажите влияние температуры и давления на равновесие обратимых ре-
акций получения генераторного и водяного газа из кокса.
783. Сколько тепла можно получить при сжигании 1 м
3 водяного газа, взятого
при н.у., если в нем содержатся 40 % CO, 50 % H2 и 10 % CO2 и N2?
784. Оксид углерода (II) образуется при взаимодействии углекислого газа с
углем по обратимой реакции:
C(графит) + CO2 ' 2CO
При каких температурах в этом процессе идет прямая реакция, а при каких – об-
ратная? Как влияет на равновесие процесса повышение и понижение давления?
Каков тип прямой и обратной реакций?
785. Напишите уравнения и укажите условия проведения реакций, используе-
мых в лабораториях для получения оксида углерода (II) из муравьиной кислоты,
из щавелевой кислоты и гексацианоферрата (II) калия.
786. Как можно разделить смеси: 1) CO и CO2; 2) CO и H2? Как можно очи-
стить оксид углерода (II) от примесей CO2, O2 и H2O (какие вещества можно взять
для очистки и в какой последовательности пропускать через эти вещества очи-
щаемый газ)?
787. Напишите уравнения реакций, характеризующие химические свойства
оксида углерода (II), укажите условия их протекания и их практическое значение:
96
1) CO + O2 = 2) CO + Cl2 = 3) CO + S =
4) CO + Fe3O4 = 5) CO + NH3 = 6) CO + Ni =
788. Напишите уравнения реакций:
1) CO + KMnO4 + H2SO4=
2) CO + K2Cr2O7 + H2SO4 =
3) CO + PdCl2 + H2O =
Определите: 1) роль СО в этих реакциях; 2) какая реакция протекает без катализа-
тора и какое практическое значение она имеет; 3) какие катализаторы применяют-
ся в двух других реакциях?
789. В четырех газометрах (газометр – ёмкость для хранения газа) находятся
СО, СО2, NO и NO2. Как определить, в каком газометре какой газ находится?
790. Объясните применение СО в качестве топлива, при получении металлов,
карбонилов и большого числа органических веществ. Почему реакции с участием
СО проводятся обычно при нагревании или с использованием катализаторов?
Приведите примеры реакций.
791. При сжигании 1 м
3
 (н.у.) газообразного топлива, содержащего СО и него-
рючие примеси, было получено 10000 кДж тепла. Вычислите объемную долю (в
процентах) негорючих примесей в топливе.
792. Для реакции восстановления железа из FeO оксидом углерода (II) вычис-
лите энергию Гиббса при 25, 500, 1000, 1500 и 2000 о
С. Постройте график зависи-
мости энергии Гиббса от температуры и по нему определите значение Т, при ко-
тором прямое направление реакции изменяется на обратное.
793. Что является причиной взаимодействия оксида углерода (II) с металлами
с образованием карбонилов? При каких условиях образуются и разлагаются кар-
бонилы, каково их практическое значение? Опишите электронный механизм об-
разования карбонилов железа, кобальта и никеля.
794. При каких условиях проводится синтез метанола из смеси оксида углеро-
да (II) и водорода (эта смесь называется «синтез-газ»)? Какую массу CH3OH мож-
но получить из 1500 м
3
 «синтез-газа», в котором содержится 500 м
3 СО и 1000 м
3
водорода, если выход реакции составляет 92 %? Для получения каких других ор-
ганических веществ используется оксид углерода (II)?
795. Почему оксид углерода (II) опасен при его вдыхании? В чем состоит при-
чина отравления, и какие меры необходимо принимать при отравлении этим га-
зом для восстановления жизненных сил и работоспособности человека?
796. Автомобильный транспорт является источником загрязнения воздуха
угарным газом. Каким образом решается проблема снижения содержания СО в
выхлопных газах автомобилей?
97
797. С помощью метода ВС опишите электронное и геометрическое строение
молекул оксида углерода (IV), его физические и химические свойства. Вычислите
плотность СО2 по водороду, по воздуху и абсолютную. Объясните, почему этот
газ можно «переливать» из одного сосуда в другой?
798. Как влияют на растворимость СО2 в воде температура, давление и рН
среды? Чему равна массовая доля СО2 в насыщенном водном растворе при 20 ºС,
если в одном литре воды растворяется 0,88 л СО2? Происходит ли при растворе-
нии химическое взаимодействие СО2 с водой? Какие молекулы и ионы содержатся
в водном растворе СО2?
799. Углекислый газ в лабораториях получают взаимодействием известняка,
мела или мрамора с соляной кислотой в аппарате Киппа. Нарисуйте этот аппарат
и опишите, как он работает. Вычислите массу известняка, содержащего 95 %
CaCO3, необходимую для получения 100 л СО2 (н.у.). Можно ли в аппарате Киппа
использовать азотную, серную или ортофосфорную кислоту вместо соляной?
800. Образец мрамора массой 10,5 г при взаимодействии с соляной кислотой
выделяет 2,24 л СО2 (н.у.). Определите массовую долю карбоната кальция в этом
образце мрамора. 

Ответы к задачам по неорганической химии Стась from zoner

Категория: Химия | Добавил: Админ (14.08.2016)
Просмотров: | Теги: Стась | Рейтинг: 0.0/0


Другие задачи:
Всего комментариев: 0
avatar