Задания №29
Перечень веществ: перманганат калия, гидроксид хрома(III), хлор, сульфит аммония, бромоводород, гидроксид бария. Допустимо использование водных растворов веществ.
Из предложенного перечня выберите вещества, в результате окислительно-восстановительной реакции между которыми образуются соль и кислота. Выделение осадка в ходе этой реакции не наблюдается. В ответе запишите уравнение только одной из возможных окислительно-восстановительных реакций с участием выбранных веществ. Составьте электронный баланс, укажите окислитель и восстановитель.
Перманганат калия - сильнейший окислитель, но с предложенными веществами в результате реакции не будет образовываться кислота, что противоречит поставленному условию. не подходит.
Гидроксид хрома (3) - сильнейший восстановитель, но с предложенными веществами в результате реакции не будет образовываться кислота, что противоречит поставленному условию. не подходит.
Хлор может проявлять свойства как восстановителя, так и окислителя, но с предложенными веществами не образует соли, что противоречит условию. не подходит.
Сульфит аммония с бромоводородом вступает во взаимодействие, в результате которого образуется соль и слабая кислота, но это реакция обмена. не подходит.
(NH4)2SO3 + 2HBr = 2NH4Br + SO2 ↑ + H2O
НО, сульфит аммония вступает в реакцию с хлором, в результате чего образуется соль сульфат аммония и соляная кислота, осадка не выпадает. Рекакция окислительно - восстановительная
(NH4)2SO3 + Cl2 + H2O = (NH4)2SO4 + 2HCl
S4+ - 2e = S6+ |1 восстановитель
Cl2 + 2e = 2Cl-|1 окислитель
Ответ: (NH4)2SO3 + Cl2 + H2O = (NH4)2SO4 + 2HCl
S4+ - 2e = S6+ |1 восстановитель
Cl2 + 2e = 2Cl-|1 окислитель
Задание №30
Перечень веществ: перманганат калия, гидроксид хрома(III), хлор, сульфит аммония, бромоводород, гидроксид бария. Допустимо использование водных растворов веществ.
Из предложенного перечня выберите два вещества, при протекании реакции ионного обмена между которыми выделяется газ, а образования осадка не происходит. Запишите молекулярное, полное и сокращённое ионное уравнения реакции с участием выбранных веществ.
Реакция ионного обмена из предложенных веществ возможна между сульфитом аммония и каким-нибудь основанием, чтобы образовался аммиак (гидроксид хрома, гиброксид бария), либо с какой-нибудь кислотой, чтобы выделился сернистый газ (бромоводород). НО, по условию не должен образоваться осадок, значит нам необходимо исключить исходные вещества, которые образуют нерастворимые сульфиты (сульфит бария малорастворим, сульфит хрома 3 сразу гидролизуется до основания с выделением диоксида серы). Таким образом, вторым компонентом является бромоводород
(NH4)2SO3 + 2HBr = 2NH4Br + SO2 ↑ + H2O
SO3 2- + 2H+ = SO2 ↑ + H2O
Ответ: (NH4)2SO3 + 2HBr = 2NH4Br + SO2 ↑ + H2O
SO3 2- + 2H+ = SO2 ↑ + H2O
Задание №31
Нитрат хрома(III) прокалили. Образовавшееся при этом твёрдое вещество нагрели с хлоратом натрия и гидроксидом натрия. Одно из полученных веществ прореагировало с концентрированным раствором хлороводородной кислоты. Образовавшуюся при этом соль хрома выделили, растворили в воде и полученный раствор прилили к раствору карбоната натрия. Напишите уравнения четырёх описанных реакций.
4Cr(NO3)3 = 2Cr2O3 + 12NO2 ↑ + 3O2 ↑ (1)
Cr2O3 + NaClO3 + 4NaOH = 2Na2CrO4 + NaCl + 2H2O (2)
2Na2CrO4 + 2HCl = Na2Cr2O7 + 2NaCl + H2O (3)
Na2Cr2O7 + Na2CO3 = 2Na2CrO4 + CO2 (4)
Задание №32
Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
При написании уравнений реакций используйте структурные формулы органических веществ.
2СН3 - СО - ОСН3 + Ca(OH)2 → (CH3 - CO - O)2Ca (X1) + 2CH3OH
(CH3 - CO - O)2Ca → СН3 - СО - СН3 (ацетон) (X2) + CaСО3 ↓
СН3 - СО - СН3 + H2 → СН3 - СH(ОH) - СН3 (пропанол-2)
СН3 - СH(ОH) - СН3 → СН2 = СН - СН3 (пропен) (Х3) + Н2О
Задание №33
Смесь кальция и карбоната кальция, в которой массовая доля атомов кальция равна 50%, растворили в 300 г соляной кислоты, взятой в избытке. При этом образовался раствор массой 330 г. Один из выделившихся в результате реакции газов полностью поглотился 200 г 8%-ного раствора гидроксида натрия. Вычислите массовую долю соли в растворе, получившемся в результате реакции.
В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи,
и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).
Ca + 2HCl = CaCl2 + H2 ↑ (1)
CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + CO2 ↑ + H2O (2)
CO2 + NaOH = NaHCO3 (3)
Будем решать задачу в обратном порядке.
Для начала вычислим количество гидроксида натрия, вступившего в реакцию с углекислым газом (уравнение 3)
m(NaOH) = 200 * 8 / 100 = 16 г
M(NaOH) = 23 + 16 + 1 = 40 г/моль
n(NaOH) = 16 / 40 = 0,4 моль
На 1 моль гидроксида натрия вступает в реакцию 1 моль углекислого газа (уравнение 3). Таким образом, с 0,4 моль гидроксида натрия вступает во взаимодействие 0,4 моль СО2.
Из 1 моль карбоната кальция образуется 1 моль углекислого газа (уравнение 2). Так как образовалось 0,4 моль углекислого газа, в реакцию вступило 0,4 моль карбоната кальция. В 1 моль карбоната кальция находится 1 моль карбонат-иона, а в 0,4 моль - 0,4 моль карбонат-иона.
В условии сказано, что массовая доля атомов кальция составляет 50%. Следовательно, массовая доля карбонат-иона также равна 50%.
М(СО3) = 12 + 16*3 = 60 г/моль
m(СО3) = 60 * 0,4 = 24 г
Масса исходной смеси тогда равна 48 г (24/50%).
Масса кальция (атомарного и иона) также равна 24 г.
m(Ca2+) = 0.4 * 40 = 16 г (по уравнению 2)
m(Ca) = 24 - 16 = 8 г
n(Са) = 8 / 40 = 0,2 моль
Теперь рассчитаем количество хлорида кальция, которое образовалось в результате реакций 1 и 2
В реакции 1 и 2 из 1 моль исходного вещества образуется 1 моль хлорида. Таким образом, количество хлорида в результате реакции 1 составит 0,2 моль, по реакции 2 - 0,4 моль. Общее количество 0,6 моль (0,2 + 0,4)
М(CaCl2) = 40 + 35.5 * 2 = 111 г/моль
m(CaCl2) = 111 * 0,6 = 66,6 г
По условию задачи масса полученного раствора составила 330 г. Массовая доля хлорида соли в растворе:
ω(CaCl2) = 66 /330 * 100% = 20%
Ответ: 20% CaCl2 в полученном растворе
Задание №34
При сжигании образца органического вещества массой 19,5 г получено 26,21 л (н.у.) углекислого газа и 11,7 г воды.
Данное вещество подвергается гидролизу под действием гидроксида натрия с образованием двух солей.
На основании данных условия задания:
1) проведите необходимые вычисления (указывайте единицы измерения физических величин) и установите молекулярную формулу исходного органического вещества;
2) составьте структурную формулу исходного вещества, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле;
3) напишите уравнение гидролиза данного вещества в присутствии гидроксида натрия (используйте структурные формулы органических веществ).
Так как в результате сжигания образовался углекислый газ и вода, а в результате щелочного гидролиза образуются 2 соли, то образец содержит в своем составе углерод, водород и кислород.
Рассчитаем количества образовавшихся веществ:
n(CO2) = V / Vm = 26.21 / 22.4 = 1.17 моль
n(Н2О) = m / M = 11.7 / (2 * 1 + 16) = 0.65 моль
Х + О2 = СО2 + Н2О
в 1 молекуле СО2 содержится 1 атом С, в исходном веществе 1,17 моль С или 14,04 г
в 1 моль Н2О содержится 2 атома Н. в исходном веществе 0,65*2 = 1,3 моль Н или 1,3 г
По условию масса образца 19,5 г. Вычтем массы С и Н, чтобы определить массу О. Масса О составляет 4,16 г или 0,26 моль.
Количества С:Н:О соотносятся как 1,17:1,3:0,26. Разделим все 3 числа на 0,13. Получим 9:10:2. Таким образом, брутто формула исследуемого образца С9Н10О2. Судя по брутто-формуле и условию задачи наше вещество должно обладать свойствами органической кислоты и ароматических спиртов. Как вариант это может быть фениловый эфир пропановой кислоты
С2Н5 - СОО - С6Н5 + 2NaOH = C2H5COONa + C6H5ONa + H2O
Ответ: фениловый эфир пропановой кислоты
