3 подписчика

Статград разбор пробника ХИ2210101. 2-я часть (№29 - 34)

28 октября 202228 окт 2022

5 мин

Оглавление

№29
№30
№31

Привет, Падаван! разберем поистине трудную вторую часть пробника по химии от Статграда...

Перечень веществ для заданий 29-30:

Цинк, гидроксид калия, оксид магния, дихромат калия, гидрокарбонат кальция, хлорид аммония

№29

Из предложенного перечня выберите вещества, между которыми окислительно-восстановительная реакция протекает без выделения газа. В ответе запишите уравнение только одной из возможных окислительно-восстановительных реакций с участием выбранных веществ. Составьте электронный баланс, укажите окислитель и восстановитель.

Решение:

Окислительными способностями здесь обладает только дихромат калия. Восстановитель довольно очевиден: металл цинк, НО можно еще взять хлорид аммония и щелочь, тогда выделится аммиак (который тоже обладает сильными восстановительными св-вами), но тогда аммиак будет окисляться до азота (который является газом), поэтому этот вариант можно отмести.

Хотелось бы написать гидроксид цинка, но в щелочной среде (среда берется как правило с большим избытком) получается комплекс цинка

В этом задании получается комплексная соль хрома - гексагидроксохромат (III) калия. Имеет зеленый цвет, это полезно будет помнить!

№30

Из предложенного перечня выберите вещества, которые вступают в реакцию ионного обмена с образованием осадка. Запишите молекулярное, полное и сокращённое ионное уравнения реакций с участием выбранных веществ.

Решение:

Самый банальный осадок, который может получиться - это карбонат кальция:

Здесь еще идет реакция между хлоридом аммония и гидроксидом калия, но не выделяется осадок

№31

Медь растворили в концентрированной серной кислоте. Полученный раствор разбавили водой и добавили иодид калия. Раствор потемнел, и выпал серый осадок, который отфильтровали. Осадок растворяется в растворе аммиака, а при хранении на воздухе темнеет. Напишите молекулярные уравнения четырёх описанных реакций.

Решение:

1) В первой реакции все довольно просто:

2) Во вторую реакцию будет вступать CuSO4, но не просто в реакцию обмена, а в ОВР. Многие могут подумать, что образуется CuI2, но если вы глянете в таблицу растворимости, то убедитесь, что его просто не существует. А вот йодид меди(I) CuI еще как существует. Серый осадок - это и есть CuI, а потемнение раствора говорит о выделении йода

3) Эта реакция это конечно жесть, но можно додуматься, если вы хоть немного проходили комплексы меди

4) Потемнение на воздухе: хорошо сочетается с кислородом здесь только медь, поэтому:

№32

Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

Решение:

1) в первой реакции двойная связь разрывается и по правилу Марковникова присоединяется HCl

2) В этой реакции хлор просто заменяется на циано-группу

3) Циано-группа - это производное от кислотной группы -COOH, поэтому при взаимодействии с водой в кислой среде образуется карбоновая кислота

(если не прибавлять кислоту, то получится соль аммония: -COONH4)

4) Это галогенирование кислот под действием красного фосфора в качестве катализатора, замещение водорода происходит при атоме углерода, который ближе всего находится к -COOH группе

5) это классическое получение аминов

№33

Органическое вещество X представляет собой бесцветные кристаллы. При сжигании 6,15 г этого вещества было получено 6,72 л углекислого газа, 0,56 л азота (объёмы газов измерены при н. у.) и 2,25 г воды. Вещество получают окислением соединения, содержащего шестичленный гетероцикл, подкисленным раствором перманганата калия, при этом газ не выделяется.

На основании данных условий задачи:

1) проведите необходимые вычисления (указывайте единицы измерения обозначения искомых физических величин) и установите молекулярную формулу вещества X;

2) составьте возможную структурную формулу вещества X, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле;

3) напишите уравнение получения X реакцией окисления (в уравнении используйте структурные формулы органических веществ).

Решение:

Из стандартных расчетов мы получаем формулу соединения: С6H5NO2. Структурная формула этого в-ва должна содержать гетероцикл. И что мне не нравится в этой задаче: под эту формулу можно спокойно подогнать три разных в-ва (обычно в этой задаче описание вещества дается так, чтобы можно было составить однозначную формулу):

№34

200 г раствора нитрата меди подвергли электролизу в течение 25 мин. при постоянной силе тока. К полученному раствору добавили 40 г 8,0 %-го раствора гидроксида натрия, щёлочь прореагировала полностью. Выпавший осадок отфильтровали, высушили и нагрели до постоянной массы, которая оказалась равна 0,80 г. Найдите массовую долю нитрата меди в исходном растворе и рассчитайте силу тока, при которой проходил электролиз. Примите Ar(Cu) = 64 г/моль. Постоянная Фарадея F = 96500 Кл/моль. В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения и обозначения искомых физических величин).

[Конечно всех привлекла постоянная Фарадея, но Фарадей был еще и очень крутым химиком (открыл бензол и является основоположником электрохимии и электролиза)]

Реакции:

1) реакция понятна. Стандартный электролиз:

2) далее нам говорится, что добавленная щелочь полностью прореагировала с раствором, и образовался осадок. У нас в растворе есть кислота, поэтому сначала именно кислота будет реагировать со щелочью

3) А единственное что может дать осадок со щелочью в этой задаче - это нитрат меди (II). Тебе может не понятно как так? Ведь его нет в продуктах реакции, но все очень просто: не весь нитрат меди (II) подвергся электролизу и сколько-то его осталось. Осадок - это гидроксид меди (II)

4) Полученный гидроксид меди разлагают по температурой (реакция 8-9 класса)

Решение:

1) Нам сказано, что осадок прокалили до постоянной массы 0,8г, следовательно это масса CuO, Значит n(CuO) = 0,01 моль (надеюсь понятно как считать) [4-я реакция], а следовательно и Cu(OH)2 тоже 0,01 моль

2) Cu(OH)2 пришел из реакции №3, следовательно его в 3-ей реакции тоже 0,01 моль, а значит, что Cu(NO3)2 тоже 0,01 моль, а NaOH - 0,02 моль (т.к. коэффициент 2)

3) Но NaOH участвует и в 3-ей и во 2-ой реакциях. Всего NaOH 40 г 8 % р-ра, следовательно n(NaOH)суммарного = 0,08 моль, а т.к. в 3-ей реакции прореагировало 0,02 моль NaOH, то тогда на 2-ую реакцию останется 0,06 моль, значит азотной кислоты будет тоже 0,06 моль

4) Азотная кислота выделилась в результате электролиза (1-ая реакция), значит ее в 1-ой реакции тоже 0,06 моль, значит прореагировавшего нитрата меди (II) 0,03 моль. НО есть еще и непрореагировавший нитрат меди (II) (3-я реакция) 0,01 моль, следовательно всего было 0,04 моль.