Тема №5966 Решение задач по химии Хомченко (Часть 3)
Поиск задачи:

Рассмотрим тему Решение задач по химии Хомченко (Часть 3) из предмета Химия и все вопросы которые связанны с ней. Из представленного текста вы познакомитесь с Решение задач по химии Хомченко (Часть 3), 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

13. /7-ЭЛЕМЕНТЫ у г р у п п ы
ПЕРИОДИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ
Д. И. МЕНДЕЛЕЕВА (ПОДГРУППА АЗОТА)
Азот
13.1. Массовая доля азота в воздухе Составляет 75,5%.
Какая масса воздуха потребуется для получения 14 м3 азо­
та (нормальные условия)?
13.2. Изобразите электронную формулу атома азота, по­
кажите распределение электронов по орбиталям. Объясни­
те, какие электроны атома участвуют в образовании хими­
ческих связей в молекуле азота.
13.3. Рассчитайте объем азота, который он займет при
нормальных условиях, если в сжиженном состоянии масса
азота равна 700 г.
13.4. Объясните, с учетом строения молекулы азота, по­
чему этот газ низкой химической активностью. С какими
веществами и при каких условиях взаимодействует азот?
Приведите примеры реакций.
13.5. Вычислите объем азота (нормальные условия), ко­
торый может прореагировать с магнием массой 36 г.
13.6. В сосуде смешаны равные объемы азота и водоро­
да. Рассчитайте массовую долю азота в полученной газо­
вой смеси.
13.7. Реакция азота с кислородом, приводящая к обра­
зовании оксида азота (II), является эндотермической. Как
будет смещаться равновесие в данной реакционной систе­
ме при следующем воздействии: а) увеличении температу­
ры; б) увеличении давления; г) удалении оксида азота (II)
из реакционной смеси?
13.8. Азот прореагировал с 8,4 г металла, который про­
являет в соединениях степень окисления +1. При этом об­
разовался нитрид массой 14,0 г. Определите, молярную
массу металла, который был взят для реакции и назовите
этот металл.
13.9. В четырех сосудах находятся газы: кислород, азот,
69
водород и хлор. Предложите способ, с помощью которого
можно различить эти газы.
13.10. Азот смешали с хлором. Предложите способ, с
помощью которого азот можно очистить от примеси.
13.11. Напишите уравнения реакций между азотом и сле­
дующими веществами: а) водородом; б) кальцием; в) кис­
лородом; г) алюминием.
13.12. Азот можно получить термическим разложением
нитрита аммония:
NH4N 02 = N2 + 2H20
Определите, какой объем газа, приведенный к нормаль­
ным условиям, образуется при разложении нитрита аммо­
ния массой 16 г.
Аммиак и соли аммония
13.13. Какие электроны атома азота участвуют в обра­
зовании химических связей в молекуле аммиака? С учетом
этого объясните, почему молекула аммиака имеет угловое
строение.
13.14. Аммиак объемом 20 л растворили в воде массой
400 г (объем газа приведен к нормальным условиям). Рас­
считайте массовую долю аммиака в полученном водном
растворе.
13.15. Вычислите объем аммиака (нормальные условия),
который должен прореагировать с хлороводородом, чтобы
получился хлорид аммония массой 10,7 г.
13.16. Для получения аммиака в лаборатории взяли 32,1 г
хлорида аммония и избыток гидроксида кальция. Рассчи­
тайте объем аммиака, который может быть получен при
этом (нормальные условия).
13.17. Экзотермическая реакция синтеза аммиака
N2 + 3H2^ 2 N H 3
является обратимой. Как надо изменить температуру и дав­
ление, чтобы сдвинуть равновесие в этой реакционной си­
стеме в сторону образования аммиака?
70
13.18. Напишите уравнения реакций между следующи­
ми веществами в молекулярной, ионной и сокращенной
ионной формах:
а) NH3 + H2S04 —> ...
б) NH3 + Р2О5 —> ...
b)N H 4N 03+ К О Н -*...
г) NH4C1 + Pb(N03)2 -И .,
д) (NH4)2S04 + Ca(0H)2->...
13.19. Вычислите массу хлорида аммония, который об­
разуется при взаимодействии хлороводорода массой 7,3 г с
аммиаком массой 5,1 г. Какой газ останется в реакцион­
ной смеси в избытке?
13.20. При разложении галогенида аммония массой 4,9 г
получен аммиак объемом 1,12 л (объем приведен к нор­
мальным условиям). Какой галогенид был взят?
13.21. В сосуде смешали аммиак и сероводород, причем
объемы газов были равны. Какая соль может быть получе­
на при этом? Напишите уравнение реакции.
13.22. Водный раствор аммиака (массовая доля NH3
10%) называется нашатырным спиртом. Рассчитайте объем
газа, приведенный к нормальным условиям, который по­
требуется для получения нашатырного спирта объемом
500 мл (плотность 0,96 г/мл).
13.23. Азот объемом 56 л (нормальные условия) проре­
агировал с водородом (водород в избытке). Массовая доля
выхода аммиака составила 50%. Рассчитайте массу полу­
ченного аммиака.
13.24. Сосуд со смесью аммиака и азота имеет массу
514,5 г. Масса сосуда, из которого полностью откачаны
газы, равна 510,0 г. Определите массовую долю аммиака в
смеси, если вместимость сосуда равна 4,48 л (газы нахо­
дятся при нормальных условиях).
13.25. Составьте уравнения реакций с участием аммиа­
ка, используя метод электронного баланса:
a)N H 3 + 0 2 — N2 + H20
71
6) NH3 + Br2 —* N2 + HBr
в) NH, + CrO, -> N2 + Cr20 , + H20
13.26. Составьте электронную формулу атома азота и по­
кажите, за счет каких орбиталей образуются химические
связи в ионе аммония. Есть ли различия в прочности свя­
зей азот—водород в ионе аммония?
13.27. Аммиак объемом 1,12 л (нормальные условия)
прореагировал с галогеноводородом. При этом образова­
лась соль аммония массой 4,9 г. Определите, какой галоге-
новодород реагировал с аммиаком.
Азотная кислота и ее соли
13.28. Напишите уравнения реакций между азотной кис­
лотой и следующими веществами: а) гидроксидом алюми­
ния; б) оксидом кальция; в) карбонатом кальция; г) медью
(кислота — разбавленная); д) аммиаком.
13.29. Рассчитайте массовую долю азота в следующих
веществах: a) N20; б) N20 4; в) Cu(NO,)2; г) NH4NO,;
д) Fe(N0 3)3. В каком соединении массовая доля азота са­
мая большая?
13.30. Составьте уравнения реакций между концентри­
рованной азотной кислотой и следующими веществами:
а) серой; б) серебром; в) цинком.
13.31. Напишите уравнения реакций с помощью кото­
рых можно осуществить цепь следующих последователь­
ных превращений:
NH4N 02 -* N2 -> NH, —*■ NO —*• N 02 — HNO, — NaNO,
13.32. Допишите схемы реакций и составьте уравнения,
используя метод электронного баланса:
а) С + HNO, (конц.) —* С 02 + ...
б) Ag+ HN03 (разб.) —*• ...
в) Fe + HNO3 (разб.) —► ...
в) Fe + HNO3 (конц.) —*■ ...
72
13.33. Напишите уравнения реакций в молекулярной и
сокращенной ионной формах, с помощью которых осуще­
ствимы следующие превращения:
N 02 — HN03 — Ba(N03)2 — KNOj
13.34. Составьте уравнения реакций методом электрон­
ного баланса:
a) H2S + HNO3 — S + NO -И Н20
б) KI + HN03 — I2 + N 02 + KNO3 + Н20
в) С + HNO3 — С 02 + N 02 + Н20
Укажите окислитель и восстановитель.
13.35. Напишите уравнения реакций, с помощью кото­
рых можно получить из нитрата калия нитрат натрия в две
стадии.
13.36. Рассчитайте массу аммиака, который потребует­
ся для получения 200 кг азотной кислоты с массовой долей
HNO3 60%. При расчете учтите, что массовая доля выхода
конечного продукта при синтезе составляет 80%.
13.37. Напишите уравнения реакций разложения следу­
ющих солей: а) нитрата калия; б) нитрата цинка; в) нитра­
та аммония; г) нитрата серебра (I).
13.38. В трех пробирках налиты растворы солей: хлори­
да натрия, сульфата натрия и нитрата натрия. Предложите
способ, с помощью которого можно различить эти раство­
ры. Ответ поясните уравнениями реакций.
13.39. При нагревании нитрата натрия образовался кис­
лород объемом 280 мл (нормальные условия). Какая масса
соли подверглась разложению?
13.40. Предложите способ получения нитрата меди (И),
используя хлорид меди (II), гидроксид калия и азотную кис­
лоту. Составьте уравнения реакций в молекулярной и ион­
ной формах.
13.41. Рассчитайте массу гидроксида кальция (II), ко­
торый можно нейтрализовать с помощью 630 г раствора
азотной кислоты, в которой массовая доля HNO3 равна
20% .
73
13.42. Приведите пример реакций в которых азотная
кислота взаимодействует: а) с оксидом; б) солью; в) осно­
ванием; г) кислотой; д) металлом; е) неметаллом.
13.43. При пропускании избытка аммиака через раствор
массой 600 г с массовой долей азотной кислоты 42% полу­
чили нитрат аммония массой 300 г. Определите массовую
долю выхода нитрата аммония.
13.44. На смесь меди и оксида меди (II) массой 75 г по­
действовали избытком концентрированной азотной кисло­
ты. При этом образовался газ объемом 26,88 л (нормаль­
ные условия). Определите массовую долю оксида меди (II)
в исходной смеси.
13.45. Аммиак объемом 7,84 л (нормальные условия)
подвергли каталитическому окислению и дальнейшему пре­
вращению в азотную кислоту. В результате получили ра­
створ массой 200 г. Считая выход HNO3 равным 40%, оп­
ределите массовую долю ее в полученном растворе.
Фосфор
13.46. Составьте электронную формулу атома фосфора.
Объясните, что происходит с электронной конфигурацией
атома, когда он проявляет высшую степень окисления.
13.47. Какие степени окисления может проявлять фос­
фор в соединениях? Приведите примеры этих соединений.
Составьте электронную формулу атома фосфора в степени
окисления +3.
13.48. В чем состоят основные различия физических и
химических свойств красного и белого фосфора. Как мож­
но отделить красный фосфор от примеси белого?
13.49. Рассчитайте относительную плотность фосфина по
водороду и воздуху. Легче или тяжелее фосфин этих газов?
13.50. Как можно осуществить переход от красного фос­
фора к белому и обратно? Являются ли эти процессы хи­
мическими явлениями? Ответ поясните.
13.51. Вычислите массу фосфора, который надо сжечь в
кислороде для получения оксида фосфора (V) массой 3,55 г?
74
13.52. Смесь красного и белого фосфора массой 20 г об­
работали сероуглеродом. Нерастворившийся остаток отде­
лили и взвесили, его масса составила 12,6 г. Вычислите мас­
совую долю белого фосфора в исходной смеси.
13.53. Каков тип химической связи в соединениях: а) РН3;
б) РСЬ; в) Li3P. В полярных веществах укажите направле­
ние смещения общих электронных пар.
13.54. Фосфин можно получить действием соляной
кислоты на фосфид кальция. Рассчитайте объем фосфина
(нормальные условия), который образуется из 9,1 г фос­
фида кальция. Массовая доля выхода продукта составля­
ет 90%.
Ортофосфорная кислота и ее соли
13.55. Напишите уравнения реакций между ортофосфор-
ной кислотой и следующими веществами: а) оксидом маг­
ния; б) карбонатом калия; в) нитратом серебра; г) сульфа­
том железа (II).
13.56. Составьте уравнения реакций между ортофосфор-
ной кислотой и гидроксидом калия, в результате которых
образуются 3 типа солей: средняя и две кислых.
13.57. Какая из кислот является более сильным окисли­
телем: азотная или ортофосфорная? Ответ поясните.
13.58. Напишите уравнения реакций, с помощью кото­
рых можно осуществить следующие превращения:
Р — Р20 5 -*• Н3Р04 -* Na3P04 — Са3(Р04)2
13.59. С помощью каких реакций можно осуществить
следующие превращения:
Р -► Са3Р2 РН3 — Р20 5 -*• К3Р04 —
— Са3(Р04)2 -* Са(Н2Р04)2
Напишите уравнения этих реакций.
13.60. Методом электронного баланса подберите коэф­
фициенты в схемах следующих окислительно-восстанови­
тельных реакций:
75
а) РН3 + 0 2 — Р20 5 + Н20
б) Саз(Р04)2 + С + Si02 *■ CaSiCb + Р + СО
13.61. Какую массу раствора с массовой долей фосфор­
ной кислоты 40% можно получить из фосфорита массой
100 кг с массовой долей Саз(Р04)2 93%?
13.62. Из природного фосфорита массой 310 кг получи­
ли фосфорную кислоту массой 195 кг. Вычислите массо­
вую долю Са3(Р04)2 в природном фосфорите.
13.63. Водный раствор, содержащий фосфорную кисло­
ту массой 19,6 г, нейтрализовали гидроксидом кальция мас­
сой 18,5 г. Определите массу образовавшегося преципита­
та СаНР04 • 2Н20.
13.64. Имеется раствор фосфорной кислоты массой 150 г
(массовая доля НзР04 24,5%). Рассчитайте объем аммиака
(нормальные условия), который надо пропустить через ра­
створ для получения дигидрофосфата аммония.
13.65. Какая соль образуется, если к раствору, содержа­
щему Н3Р04 массой 4,9 г, добавили гидроксид калия мас­
сой 2,8 г? Рассчитайте массу полученной соли.
Минеральные удобрения
13.66. Какие азотные и фосфорные удобрения вы знае­
те? Составьте уравнения реакций их получения. Для чего
необходим растениям азот и фосфор?
13.67. Определите массовую долю оксида фосфора (V) в
преципитате СаНР04 ■ 2Н20.
13.68. Массовая доля оксида фосфора (V) в суперфос­
фате равна 20%. Определите массу суперфосфата, который
надо ввести под плодовое дерево, если для нормального
развития дерева требуется фосфор массой 15,5 г.
13.69. Массовая доля азота в удобрении составляет 14%.
Весь азот входит в удобрение в составе мочевины CO(NH2)2.
Вычислите массовую долю мочевины в этом удобрении.
13.70. В суперфосфате массовая доля оксида фосфора (V)
составляет 25%. Рассчитайте массовую долю Са(Н2Р04)2 в
этом удобрении.
76
13.71. Рассчитайте массу сульфата аммония, который
следует взять, чтобы внести в почву на площадь 5 га азот
массой 2 т. Какая масса удобрения должна попасть на каж­
дый квадратный метр почвы?
13.72. Вычислите массу нитрата аммония, который сле­
дует внести на площадь в 100 га, если масса внесенного
азота на площадь 1 га должна составлять 60 кг.
13.73. В почву под плодовое дерево необходимо ввести
оксид фосфора (V) массой 0,4 кг. Какую массу суперфос­
фата надо взять в этом случае, если массовая доля усвояе­
мого оксида фосфора (V) в нем равна 20%?
13.74. Под плодовое дерево необходимо внести аммо­
нийную селитру массой 140 г (массовая доля азота в селит­
ре равна 35%). Определите массу сульфата аммония, с по­
мощью которого можно внести то же количество азота.

14. /ьЭЛЕМЕНТЫ IV ГРУППЫ
ПЕРИОДИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ Д. И. МЕНДЕЛЕЕВА
(ПОДГРУППА УГЛЕРОДА)
Углерод
14.1. Изобразите электронную формулу углерода, пока­
жите распределение электронов но орбиталям. Объясните,
почему углерод в большинстве соединений четырехвалентен.
14.2. Приведите примеры различий в свойствах алмаза
и графита. Как доказать, что алмаз и графит являются ал­
лотропными модификациями одного элемента?
14.3. Рассчитайте массу карбида алюминия А14С3, кото­
рый можно получить при взаимодействии углерода массой
3,6 г с избытком алюминия.
14.4. Составьте уравнения реакций между углеродом и
следующими веществами: а) водородом; б) кислородом
(взятым в избытке); в) кальцием; г) оксидом меди (II);
д) оксидом железа (III). Укажите, какую роль (окислителя
или восстановителя) играет углерод в этих реакциях.
14.5. Методом электронного баланса подберите коэф­
фициенты в следующих уравнениях окислительно-восста­
новительных реакций с участием углерода:
а) С + Na2Cr20 7 —*■ Сг20 3 + Na20 + СО
б) С + H2S04 -*• С 02 + S02 + Н20
в) С + HN03 С 02 + N0 + Н20
14.6. Термохимическое уравнение неполного горения уг­
лерода выглядит следующим образом:
2С + 0 2 = 2С0 + 220 кДж
Рассчитайте количество теплоты, которая выделится при
сгорании углерода массой 3 г.
14.7. Что называется адсорбцией? Приведите пример
этого явления. Где используются адсорбционные свойства
активированного угля?
78
14.8. Массовая доля углерода в угле составляет 95%. Рас­
считайте массу этого угля, которая потребуется для восста­
новления до металла 54г оксида олова (II). Углерод вос­
станавливается до оксида углерода (II).
14.9. При сгорании угля массой 187,5 г образовался ок­
сид углерода (IV) объемом 336 л (нормальные условия). Вы­
числите массовую долю углерода в угле.
1
Оксиды углерода. Угольная кислота и ее соли
14.10. Предложите два способа, с помощью которых
можно разделить оксид углерода (II) и оксид углерода (IV).
Один способ должен быть основан на физическом явле­
нии, другой — на химическом.
14.11. В одном сосуде находится оксид углерода (IV) в
другом — смесь этого оксида с кислородом. Предложите,
как можно различить, где находится один газ, а где — смесь.
14.12. Объясните, почему оксид углерода (II) является
восстановителем, а оксид углерода (IV) — не является. При­
ведите пример реакции, где оксид углерода (II) играет роль
восстановителя.
14.13. Какой газ образуется, если прокаливать извест­
няк в следующих условиях: а) на воздухе; б) в смеси с уг­
лем? Составьте уравнения реакций.
14.14. Напишите уравнения реакций, с помощью кото­
рых можно осуществить следующие превращения:
СО — С 02 - К2С 03 — СаСОз — С 02 —
— Mg(HC03)2 -* MgCOj
Уравнения реакций, протекающих в растворах, изобра­
зите в сокращенной ионной форме.
14.15. Вычислите массовую долю углерода в карбонате
натрия и гидрокарбонате натрия.
14.16. При прокаливании известняка массой 13,5 г по­
теря массы составила 5,5 г. Вычислите массовую долю кар­
боната кальция в известняке (известняк кроме СаСОз со­
держит неразлагающиеся вещества).
79
14.17. Рассчитайте массу известняка (массовая доля кар­
боната кальция 80%, остальное — оксид кальция), кото­
рый надо взять для получения оксида углерода (IV) объе­
мом 112 л (нормальные условия).
14.18. Оксид углерода (IV), полученный действием из­
бытка соляной кислоты на карбонат кальция массой 4 г,
растворили в воде массой 2 кг. Рассчитайте массовую долю
оксида углерода (IV) в полученном растворе.
14.19. При действии избытка соляной кислоты на смесь
карбоната магния и оксида магния (масса смеси равна 10 г)
выделился газ объемом 2,24 л (нормальные условия). Рас­
считайте массовую долю карбоната магния в исходной
смеси.
14.20. Напишите уравнения реакций, с помощью кото­
рых можно осуществить следующие превращения:
NaRCO, — С 02 — СаСО, — Са(НС03)2 -*> СаС03
I
со —*■ с
14.21. Массовая доля воды в кристаллогидрате
Na2C 03 ■ д'Н20 составляет 62,94%. Определите состав кри­
сталлогидрата.
14.22. Определите объем оксида углерода (IV) (нормаль­
ные условия), который можно получить из известняка мас­
сой 0,5 т (массовая доля СаСО? в известняке составляет
95%).
14.23. Воздух содержит в качестве примеси оксид угле­
рода (IV). При пропускании воздуха объемом 6м3 (объем
приведен к нормальным условиям) через раствор гидро­
ксида кальция образовался карбонат кальция массой 9 г.
Рассчитайте объемную долю оксида углерода (IV) в воз­
духе.
14.24. Хватит ли раствора хлороводородной кислоты
объемом 20 мл (массовая доля HCI 10%, плотность
1,05 г/мл) для полного вытеснения углекислого газа из кар­
боната кальция массой 5,2 г?
14.25. При действии на карбонат кальция массой 5 г со­
ляной кислотой (кислота в избытке) выделился хлорид
80
кальция массой 4,5 г. Определите массовую долю выхода
продукта.
14.26. В трех пробирках находятся растворы: карбоната
натрия, хлорида натрия и сульфата натрия. Предложите,
как можно различить эти растворы. Составьте уравнения
реакций, которые должны быть осуществлены.
14.27. Как перейти от гидрокарбоната натрия к карбо­
нату натрия и обратно? Составьте уравнения соответству­
ющих реакций.
14.28. Объясните, почему водные растворы карбоната
калия и гидрокарбоната калия имеют щелочную реакцию?
Ответ подтвердите уравнениями реакций.
14.29. Рассчитайте, во сколько раз уменьшится масса
вещества, если гидрокарбонат натрия прокалить.
14.30. Требуется приготовить 200 г раствора с массовой
долей карбоната натрия 5,3%. Рассчитайте массу кристал­
лической соды № 2СОз ■ 10Н2О, которая потребуется для
этого.
14.31. Рассчитайте массу карбоната натрия, который об­
разуется при пропускании оксида углерода (IV) количеством
вещества 0,04 моль через раствор гидроксида натрия массой
40 г (массовая доля NaOH в растворе составляет 10%).
14.32. Под слоем водного раствора находится осадок
карбоната кальция массой 2 г. Рассчитайте минимальный
объем оксида углерода (IV), измеренный при нормальных
условиях, который надо пропустить через раствор, чтобы
растворить весь карбонат кальция.
14.33. Вычислите количество вещества оксида углеро­
да (IV), который можно получить при взаимодействии карбо­
ната кальция массой 3,5 г с раствором хлороводородной кис­
лоты массой 15 г (массовая доля НС1 в растворе равна 20%).
14.34. Через известковую воду (взята в избытке) пропу­
стили оксид углерода (IV) объемом 4,48 л (объем приведен
к нормальным условиям). Выпавший осадок отделили и
прокалили. Вычислите массу твердого остатка, полученно­
го после прокаливания.
14.35. При разложении карбоната магния выделился
оксид углерода (IV), который пропустили через извесгко-
81
вую воду (взята в избытке). При этом образовался осадок
массой 2,5 г. Рассчитайте массу карбоната магния, взятого
для реакции.
14.36. Реакция разложения карбоната кальция является
эндотермической:
СаСОз = СаО + С 0 2 - 180 кДж
Рассчитайте, сколько теплоты поглотится при разложе­
нии карбоната кальция массой 20 г.
14.37. Определите количество теплоты, которая выде­
лится в результате реакции:
С 02 + 2NaOH = Na2C 03 + Н20 + 175 кДж
В реакцию вступил оксид углерода (IV) объемом 3,36 л
(объем приведен к нормальным условиям).
14.38. В раствор гидроксида калия (масса растворенно­
го КОН равна 14 г) пропустили оксид углерода (IV) объе­
мом 2,8 л (нормальные условия). Какая соль образуется при
этом? Определите массу соли в полученном растворе.
14.39. Газ, который получен действием соляной кисло­
ты на карбонат кальция массой 25 г, поглотили раствором
гидроксида натрия (при этом образовалась средняя соль).
Рассчитайте объем раствора гидроксида натрия (массовая
доля NaOH в этом растворе составляет 8%, плотность —
1,09 г/мл), который требуется для поглощения образовав­
шегося газа.
14.40. К смеси газообразных оксида углерода (И) и ок­
сида углерода (IV) объемом 50 мл добавили избыток кис­
лорода. Смесь сожгли. Объем газовой смеси уменьшился
на 10 мл. Вычислите объемную долю оксида углерода (IV)
в исходной газовой смеси. Все объемы приведены к одина­
ковым условиям.
Кремний и его соединения
14.41. Вычислите массовую долю кремния в его при­
родных соединениях: а) кремнеземе Si02; б) каолините
А120 3 • 2Si02 • 2Н20. .
82
14.42. Изобразите строение электронной оболочки ато­
ма кремния и распределение электронов по орбиталям. По­
чему атом кремния может образовывать четыре ковалент­
ные химические связи?
14.43. Напишите уравнения реакций между оксидом
кремния (IV) и следующими веществами: а) магнием; б) гид­
роксидом калия; в) оксидом магния; г) хлором; д) фторо­
водородной кислотой.
14.44. Составьте уравнения реакций ме^сду силикатом ка­
лия и следующими веществами: а) серной кислотой; б) хло­
ридом магния; в) оксидом углерода (IV) в присутствии воды.
Изобразите уравнения в ионной и сокращенной ионной
формах.
14.45. Как, используя оксид кремния (IV) и другие не­
обходимые реактивы, получить кремниевую кислоту? Со­
ставьте уравнения соответствующих реакций.
14.46. Напишите уравнения реакций, с помощью кото­
рых можно осуществить следующие превращения:
Si —*■ Si02 ~ * Na2SiC>3 —* H2SiC>3
I
Si02- * SiF4
14.47. Для получения кремния из оксида кремния (IV) в
качестве восстановителя применяют кокс:
Si02 + 2С = Si + 2СО
Рассчитайте массу оксида кремния (IV), который мож­
но восстановить с помощью кокса массой 50 кг (массовая
доля углерода в коксе составляет 95%).
14.48. Как осуществить следующие превращения:
а) СаСОз —*■ СаБЮз
б) Na2Si03 -*• А — Si02
в) Si02 — Б —*• Mg2Si — SiН4?
Назовите вещества А и Б. Напишите уравнения соот­
ветствующих реакций.
14.49. Смесь кремния и угля массой 5 г обработали кон­
центрированным раствором щелочи при нагревании (ще-
83
лочь в избытке). В результате реакции выделился водород
объемом 2,8 л (нормальные условия). Вычислите массовую
долю углерода в этой смеси.
14.50. Кремний, полученный из оксида кремния (IV)
массой 30 г по реакции восстановления оксида углеродом,
сплавили с магнием. К продукту реакции прилили соля­
ную кислоту (в избытке). Рассчитайте объем газа, приве­
денный к нормальным условиям, который выделился при
этом. Напишите уравнения всех осуществленных реакций.
14.51. Вычислите массу кремния, который может про­
реагировать с горячим раствором щелочи объемом 200 мл
(массовая доля NaOH 35%, плотность 1,38 г/мл). Опреде­
лите объем водорода, выделяющегося в результате этой
реакции.
Силикаты и силикатная промышленность
14.52. Оксид кремния (IV) массой 30 г сплавили с 30 г
гидроксида натрия. Определите массу силиката натрия, ко­
торый может быть получен при этом.
14.53. Объясните, почему водный раствор силиката ка­
лия окрашивает лакмус в синий цвет. Ответ поясните урав­
нениями реакций.
14.54. С помощью каких реакций можно осуществить
следующие превращения:
H2Si03 —► Si02 —*■ Si —»► K2Si03 —»• стекло К20 • СаО • 6Si02
Напишите уравнения этих реакций.
14.55. Состав минерала асбеста можно выразить фор­
мулой 3MgSi03 • CaSi03. Определите массовую долю окси­
да кремния (IV) в асбесте.
14.56. Рассчитайте массу оксида кремния (IV), карбо­
ната кальция и карбоната натрия, которые потребуются для
получения стекла, имеющего состав Na20 • СаО • 6Si02,
массой 10 кг.
14.57. Представьте формулы минералов нефелина
Na2Al2Si208 и талька Mg3H2Si40 |2 в виде соединения окси-
84
дов. Рассчитайте массовую долю кремния и оксида крем­
ния (IV) в этих минералах.
14.58. Требуется получить стекло состава Na20 • СаО • 6Si02
массой 10 кг. Рассчитайте массу карбоната натрия, карбо­
ната кальция и оксида кремния, которые потребуются для
этого.
14.59. Рассчитайте массу поташа (массовая доля К2С 03
80%), мела (массовая доля СаС03 90%) ^ песка (массовая
доля Si02 95%), необходимых для получения стекла соста­
ва К20 • СаО • 6Si02 массой 100 кг.
14.60. Массовые доли элементов в минерале изумруде
равны: 5,06% (Be), 10,05% (А1), 31,49% (Si) и 53,40% (О).
Определите формулу минерала и представьте ее в виде со­
единения оксидов металлов.
14.61. Смесь карбоната натрия и карбоната калия мас­
сой 20 кг сплавили с оксидом кремния (IV). Из реакцион­
ной смеси выделили силикат натрия массой 12,2 кг. Вы­
числите массовую долю Na2C 03 в исходной смеси карбо­
натов.
15. ОБЩИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ
Строение атомов элементов-металлов
и их положение в периодической системе
15.1. Изобразите электронную формулу атомов сле­
дующих элементов металлов: а) алюминия; б) марганца;
в) цезия. Покажите распределение электронов по орби­
талям.
15.2. Изобразите строение электронных оболочек атомов
^-элементов III группы периодической системы Д. И. Мен­
делеева. Объясните, как изменяются металлические свой­
ства этих элементов.
15.3. Объясните с точки зрения строения атома, почему
цезий относится к типичным элементам-металлам.
15.4. Какой из элементов — литий или калий — облада­
ет более выраженными металлическими свойствами? От­
вет дайте с учетом строения электронных оболочек атомов.
15.5. Какую степень окисления будут проявлять в со­
единениях стронций и иттрий? Изобразите электронные
формулы этих элементов-металлов в обычном состоянии и
высшей степени окисления.
15.6. На примере третьего периода системы Д. И. Мен­
делеева опишите изменение металлических свойств эле­
ментов.
15.7. Электронные формулы трех элементов имеют
окончание: a) ...3cP4s2\ б) ..AsHp2; в) ...З/М?2. Какие из этих
элементов являются металлами? К какому типу элементов
(5-, />-, ^-элементам) они относятся?
15.8. Некоторый металл, находящийся во второй груп­
пе периодической системы Д. И. Менделеева в высшей сте­
пени окисления имеет следующее окончание электронной
формулы: ...3pb3d10. Что это за металл? Изобразите его пол­
ную электронную формулу и покажите распределение элек­
тронов по орбиталям.
15.9. Покажите положение элементов-металлов в пери­
одической системе Д. И. Менделеева. Изобразите форму-
86
лы высших оксидов элементов-металлов 2-го и 3-го пери­
одов системы Д. И. Менделеева.
15.10. Какие из элементов V группы периодической си­
стемы Д. И. Менделеева можно отнести к элементам-ме­
таллам? Изобразите формулу высших оксидов этих элемен­
тов. Для одного из ^-элементов V группы, относящихся к
металлам, изобразите электронную формулу.
J
Получение металлов
15.11. Рассчитайте массовую долю алюминия в его при­
родном соединении, состав которого можно выразить фор­
мулой К2О ■ А120 3 • 6Si02.
15.12. Какую массу свинца можно получить из 47,8 кг
его природного минерала, имеющего состав PbS?
15.13. Медная руда содержит минерал малахит
СиСОз • Си(ОН)2 (массовая доля 7%) и другие компонен­
ты, в состав которых медь не входит. Какую массу меди
можно получить из 300 кг такой руды?
15.14. Железная руда содержит магнетит Fe304, массо­
вая доля которого равна 65%. Рассчитайте массовую долю
железа в этой руде.
15.15. Методом электронного баланса подберите коэф­
фициенты в схемах реакций, которьюлежат в основе про­
цессов получения металлов:
a) V20 5 + Са -*• V + СаО
б) TiCl4 + Mg — Ti + MgCl2
в) Сг20 3 + А1 —*■ А120 з + Сг
15.16. Титановая руда содержит рутил ТЮ2 (массовая
доля 12%). Рассчитайте массу титана, который может быть
получен из образца такой руды массой 200 кг.
15.17. Вычислите массовые доли минерала магнетита
Fe30 4 и пустой породы в железной руде, если из образца
этой руды массой 500 г получили железо массой 200 г.
15.18. Из образца титановой руды массой 250 г получи-
87
ли титан массой 40 г. Руда содержит титан в составе мине­
рала ильменита FeTiOj. Рассчитайте массовые доли ильме­
нита и пустой породы в руде.
15.19. Вольфрам получают, восстанавливая оксид воль­
фрама (VI) водородом. Вычислите объем водорода, приве­
денный к нормальным условиям, который потребуется для
восстановления концентрата вольфрамовой руды массой
200 кг (массовая доля WOi в концентрате равна 92,8%).
15.20. Для получения никеля используют реакцию вос­
становления оксида никеля (II) углеродом (NiO + С =
= Ni + СО). Определите массу угля, который необходимо
взять для получения никеля массой 295 г, если массовая
доля углерода в угле составляет 92%. Учтите, что для реак­
ции нужен двукратный избыток углерода.
15.21. Из медной руды массой 8 т получили техничес­
кий металл массой 325 кг (массовая доля меди 98,46%). Оп­
ределите массовую долю халькозина C112S в руде, если дру­
гих медьсодержащих компонентов в ней нет.
15.22. Рассчитайте массовую долю меди в ее рудах, одна
из которых содержит минерал халькопирит CuFeS2 (массо­
вая доля 6%), а другая — минерал ковелин CuS (массовая
доля 4,5%). Вычислите массу меди, которую можно выде­
лить из образца каждой руды массой 100 кг.
15.23. Олово получают, восстанавливая углем минерал
касситерит (Sn02 + 2С = Sn + 2СО). При восстановлении
концентрата оловянной руды массой 1 т получено олово
массой 630 кг. Рассчитайте массовую долю касситерита в
концентрате оловянной руды.
15.24. При восстановлении углем при высокой темпе­
ратуре смеси карбоната цинка ZnCO? и оксида цинка ZnO
(масса смеси 53 кг) получен цинк массой 39 кг. Рассчитай­
те массовую долю оксида цинка в исходной смеси.
15.25. Медная руда содержит минералы куприт Си20,
тенорит СиО и пустую породу (массовая доля пустой поро­
ды 80%). Из образца такой руды массой 20 кг выделили
металлическую медь массой 3,328 кг. Вычислите массовые
доли куприта и тенорита в руде.
88
Электролиз
15.26. Составьте уравнения реакций, протекающих при
электролизе с графитовыми (инертными) анодами распла­
вов следующих веществ: а) иодида калия; б) сульфида на­
трия; в) гидроксида лития; г) хлорида кальция.
15.27. Какие реакции будут протекать, если в раствор
хлорида меди (II) погрузить графитовые ^лектроды и про­
пускать постоянный электрический ток?'
15.28. Почему калий нельзя получить электролизом вод­
ных растворов солей? Ответ поясните с помощью уравне­
ний реакций. Как можно получить калий с помощью элек­
тролиза?
15.29. Напишите уравнения реакций, протекающих при
пропускании постоянного электрического тока через вод­
ный раствор хлорида цинка (электроды изготовлены из
инертного материала).
15.30. Напишите уравнения реакций, протекающих при
электролизе водных растворов иодида натрия и сульфата
калия с инертными электродами.
15.31. Какие продукты образуются при электролизе вод­
ных растворов следующих солей с инертными электрода­
ми: a) FeS04; б) NiCl2; в) AgNOj? Напишите уравнения со­
ответствующих реакций.
15.32. Составьте уравнения процессов, протекающих
при электролизе водных растворов хлороводородной кис­
лоты и гидроксида бария (электроды инертные).
15.33. Какие вещества можно получить, проводя элект­
ролиз водного раствора хлорида калия с инертными элек­
тродами? Напишите уравнения реакций.
15.34. Составьте уравнения реакций, протекающих при
электролизе водных растворов следующих веществ: a) MgCI2;
б) Na2C 03; в) НВг. Электролиз ведется с инертными элек­
тродами.
15.35. Изобразите уравнения процессов, которые будут
протекать при электролизе с платиновыми электродами
расплава и водного раствора гидроксида калия.
89
15.36. Какие процессы будут происходить при электро­
лизе водного раствора сульфата кобальта (II) с графитовы­
ми и с кобальтовыми (растворимыми) анодами? Напиши­
те уравнения соответствующих реакций.
15.37. Иодид натрия расплавили и подвергли электро­
лизу с инертными электродами. На катоде образовался на­
трий массой 13,8 г. Вычислите массу вещества, которое
выделилось при этом на аноде.
15.38. При электролизе водного раствора нитрата сереб­
ра с графитовыми электродами на аноде выделился кисло­
род массой 6 г. Определите массу серебра, которое образо­
валось при электролизе.
15.39. При электролизе расплава хлорида натрия на катоде
получен натрий массой 4,6 г. Рассчитайте объем хлора (приве­
денный к нормальным условиям), выделившийся на аноде.
15.40. При электролизе водного раствора бромида на­
трия на аноде выделился бром, масса которого составила
8 г. Вычислите объем газа (нормальные условия), который
выделился при этом на катоде.
15.41. Натрий получают электролизом расплава хлори­
да натрия, а для получения чистого железа используют элек­
тролиз водного раствора сульфата железа (II). Напишите
уравнения реакций, протекающих при этих процессах.
15.42. Медь получают электролизом водного раствора
сульфата меди (II) с инертными электродами. При этом на
аноде выделился кислород объемом 448 л (нормальные ус­
ловия). Рассчитайте массу меди, полученной на катоде.
15.43. При электролизе расплава хлорида кальция на
аноде был получен хлор объемом 112 л (нормальные усло­
вия), а на катоде — кальций массой 180 г. Считая, что мас­
совая доля выхода хлора равна 100%, определите массовую
долю выхода кальция.
15.44. Марганец получают электролизом водного раство­
ра сульфата марганца (II) с инертными электродами. Оп­
ределите массу марганца, который будет получен, если на
аноде выделится кислород объемом 56 л (нормальные ус­
ловия). Учтите, что массовая доля выхода кислорода со­
ставляет 100%, а металла — 80%.
90
15.45. Для получения чистого никеля применяют метод
электролиза водного раствора сульфата никеля (II) с инерт­
ными электродами. В процессе электролиза на аноде был
собран кислород объемом 8,96 м3 (условия нормальные,
массовая доля выхода 100%). Рассчитайте массу никеля,
который образуется на катоде, если массовая доля выхода
металла равна 75%.
'1 I
Физические и химические свойства металлов
15.46. Какой металл является самым легкоплавким?
Какие вы знаете области применения этого металла?
14.47. Объясните, почему для пайки металлов наиболее
часто используют олово или сплавы олова со свинцом.
15.48. Чем обусловлена электрическая проводимость ме­
таллов? Какой из металлов — железо или медь — лучше ис­
пользовать в качестве электрических проводников?
15.49. Большинство металлов имеют серый или белый
цвет. Назовите два металла, цвет которых отличается от
большинства других.
15.50. Следующие металлы — натрий, алюминий, сви­
нец и хром — расположите в ряды: а) по увеличению твер­
дости; б) по увеличению температуры плавления; в) по уве­
личению плотности.
15.51. Приведите примеры по два металла, которые: а) вы­
тесняют водород из раствора соляной кислоты; б) не вы­
тесняют водород из раствора соляной кислоты; в) вытес­
няют водород из воды; г) не окисляются кислородом даже
при прокаливании.
15.52. Будет ли цинк взаимодействовать со следующи­
ми веществами, находящимися в водных растворах: а) 1 М
НС1; б) 1 М хлорид олова (II); в) I М хлорид магния?
15.53. Может ли металлический марганец реагировать с
водными растворами следующих электролитов: а) 1 М
NaN03; б) I М H2S04; в) 1 М АиС13; г) I М MgS04; д) 1 М
MnS04? Напишите уравнения возможных реакций в моле­
кулярной и сокращенной ионной формах.
91
15.54. Определите, какие металлы могут быть замеще­
ны медью в растворах солей. Напишите уравнения двух
таких реакций замещения.
15.55. Допишите схемы тех реакций, которые могут про­
текать в водных растворах. Подберите коэффициенты ме­
тодом электронного баланса:
а) AgN03 + Ni —* ...
б) CdS04 + Ni — ...
в) HCl + Ni — ...
г) Hg2(N 03)2 + Sn -*■ ...
д) Hg2(N 03)2 + Ag -*• ...
е) Mg(N03)2 + Fe —* ...
15.56. Напишите уравнения реакций, которые показы­
вают, что барий может вытеснить натрий из водного ра­
створа хлорида натрия.
15.57. Методом электронного баланса подберите коэф­
фициенты в схемах следующих окислительно-восстанови­
тельных реакций с участием металлов:
а) Ag + HN03 — AgN03 + NO + H20
б) Са + H2S04 — CaS04 + H2S + H20
в) Bi + HN03 — Bi(N03)3 + NO + H20
15.58. Напишите уравнения реакций, с помощью кото­
рых можно осуществить следующие превращения:
а) Мп02 —*• МпС12 —*■ Мп —► MnS04 —*■ Мп(ОН)2
б) NiCl2 -*■ Ni -* NiS04 — Ni(N03)2 -*■ Ni(OH)2 NiCl2
1 l
Ni NiO -* NiS04
Уравнения реакций, протекающих в растворах, изобра­
зите в ионной и сокращенной ионной формах.
15.59. Напишите уравнения реакций, с помощью кото­
рых можно осуществить следующие превращения:
a) CuS04 -*> Си Cu(N 03)2 -*• Си(ОН)2
92
6) Cu(OH)2 -♦ CuO — Cu(N03)2 — CuS
1
Cu -*• CuCl2 -*• Cu(OH)2
Уравнения реакций, протекающих в водных растворах
электролитов, изобразите в молекулярной и сокращенной
ионной формах.
15.60. Какой из металлов — цинк или серебро — явля­
ется более сильным восстановителем? Какой из ионов —
Zn2+ или Ag+ проявляет более сильные окислительные свой­
ства?
15.61. Плотность алюминия равна 2,70 г/см3, никеля —
8,91 г/см3. Рассчитайте объем образцов этих металлов, взя­
тых в количестве 1 моль.
15.62. Кобальт массой 2,95 г растворили в соляной кис­
лоте, при этом образовалась соль кобальта (II), через полу­
ченный раствор пропустили сероводород. Определите мас­
су образовавшегося при этом осадка.
15.63. Технический цинк массой 0,33 г обработали раз­
бавленным раствором серной кислоты. Выделившийся во­
дород занимает при нормальных условиях объем 112 мл.
Рассчитайте массовую долю цинка в техническом металле.
15.64. Смесь меди и оксида меди (II) массой 2 г раство­
рили в концентрированной серной кислоте. При этом об­
разовался газ объемом 0,56 л (нормальные условия). Вы­
числите массу оксида меди в исходной смеси.
15.65. Рассчитайте массу цинка, который нужно раство­
рить в соляной кислоте, чтобы получить водород, необхо­
димый для восстановления оксида меди (II) массой 20 г до
металла.
15.66. При действии разбавленной серной кислоты на
смесь олова и серебра массой 12,5 г выделился водород
объемом 2,24 л (нормальные условия). Вычислите массо­
вую долю серебра в смеси металлов.
15.67. Железо массой 11,2 г сплавили с серой массой
6,4 г. К продукту реакции прилили соляную кислоту (взята
в избытке). Выделившийся газ пропустили через раствор
сульфата меди (II). Рассчитайте массу полученного осадка.
93
15.68. Вычислите объем соляной кислоты (массовая доля
НС1 20%, плотность 1,1 г/мл), которая потребуется для рас­
творения смеси цинка и никеля массой 9,8 г (массовая доля
никеля в смеси составляет 60,2%).
15.69. Смесь цинка и оксида цинка массой 14,6 г рас­
творили в разбавленной серной кислоте. Из раствора вы­
делили сульфат цинка массой 32,2 г. Рассчитайте массо­
вую долю цинка в исходной смеси.
15.70. Свинец массой 6,9 г растворили в концентриро­
ванной азотной кислоте. Из полученного раствора выдели­
ли нитрат свинца (II). Определите объем оксида азота (IV),
измеренный при нормальных условиях, который образует­
ся при термическом разложении полученного нитрата свин­
ца (II).
15.71. При разложении нитрата меди (II) массой 47 г
образовался твердый остаток, который растворили в
серной кислоте. Вычислите массу медного купороса
CuS04 ■ 5Н20, который может быть выделен из полученно­
го раствора. Составьте уравнения всех осуществленных
реакций.
15.72. Железные опилки массой 20,5 г поместили в рас­
твор сульфата меди (II). Через некоторое время металли­
ческий осадок отделили от раствора и взвесили. Его масса
составила 20,7 г. Вычислите массу железа, которое пере­
шло в раствор, и массу меди, оказавшейся в осадке.
15.73. В раствор нитрата серебра поместили образец
меди массой 50,6 г. Через некоторое время масса образца
увеличилась до 54,4 г. Вычислите массу осажденного на
меди серебра.
Сплавы. Коррозия металлов
15.74. В некотором сплаве на семь атомов меди прихо­
дится I атом олова. Рассчитайте массовую долю меди в этом
сплаве.
15.75. Один из сплавов алюминия содержит: алюминий
(массовая доля 95%), медь (4%) и марганец (1%). Рассчи-
94
тайте массу этих грех металлов, которые потребуются для
изготовления 500 кг такого сплава.
15.76. Приведите примеры известных вам четырех спла­
вов. В каких отраслях промышленности они применяются?
15.77. Объясните, почему свойства сплавов отличаются
от свойств металлов, которые их образуют. Приведите при­
меры таких отличий.
15.78. Необходимо приготовить сплав олова со свин­
цом массой 89 г, в котором массовая дс)ля свинца состав­
ляет 46,5%. Вычислите массу оксида олова (IV) и массу
оксида свинца (II), которые надо взять, чтобы при восста­
новлении их углем получился требуемый сплав.
15.79. Сплав меди с оловом массой 20 г (массовая доля
олова в сплаве равна 11,9%) поместили в соляную кислоту.
Рассчитайте объем водорода, измеренный при нормальных
условиях, который выделится при этом.
15.80. Напишите уравнения реакций, которые протека­
ют при коррозии железа, покрытого влагой, на воздухе.
15.81. Какое из двух изделий будет быстрее подвергать­
ся коррозии: изготовленное из чистого железа или из же­
леза, имеющего примеси меди. Ответ поясните.
15.82. Ускорится или замедлится процесс коррозии же­
леза в растворе кислоты, если к железу прикрепить: а) пла­
стинку из цинка; б) пластинку из серебра.
15.83. Чем лучше скрепить две цинковые пластинки,
чтобы их коррозия не ускорилась: а) медной проволокой;
б) железной проволокой; в) алюминиевой проволокой?
15.84. Объясните, почему коррозия металлов интенсив­
нее протекает в непосредственной близости от промыш­
ленных объектов или дорог с интенсивным движением ав­
тотранспорта?
15.85. Цинковая пластинка соединена с медной. Напи­
шите, какие коррозионные процессы будут протекать, если
эти пластинки находятся на воздухе и подвержены воздей­
ствию влаги.
 

 

Категория: Химия | Добавил: Админ (10.04.2016)
Просмотров: | Теги: Хомченко | Рейтинг: 0.0/0


Другие задачи:
Всего комментариев: 0
avatar