Здравствуйте, уважаемые читатели! В этой статье я разберу 5 задач, относящихся как к органике, так и к неорганике. Задачи обнаружила при просмотре контента групп, специализирующихся на подготовке к ЕГЭ и ДВИ. В целом, это - конечно, секрет Полишинеля, и те, кто в теме, прекрасно знают, откуда эти задачи. Ответов к задачам у меня нет, предлагаю свои решения.
Итак , задача 1.
Пояснения к задаче: показалась интересной вследствие того, что демонстрирует, что правило в химии - не догма, а отражение преимущественного направления реакции.
Решение:
1. С5Н12- 2-метилбутан. Его углеводородный скелет содержит 1 третичный и 1 вторичный атомы углерода. Соответственно, по ним и пойдет реакция радикального нитрования по Коновалову:
2. С6Н14- 3-метилпентан. Его углеводородный скелет содержит 1 третичный и 2 симметрично расположенных вторичных атома углерода.
Задача 2
Пояснения к задаче: достаточно легкая задача. Раньше такие решали на уроках химии в школе.
Решение
1. а)HI+NaOH=NaI+H2O +55,8 кДж/моль
n(HI)=80*0,088/128=0,055 моль, n(NaOH)=50*0,068/40=0,085 моль (избыток),
решаем по недостатку (по HI)
б)Найдем количество выделившегося тепла: Q= 55,8*0,055=3,069 кДж=3069 Дж
2. Найдем температуру полученного раствора t2.
а) m получ. рра= 80+50=130 г
б)Q=С*m получ. рра*(t2-t1),
откуда (t2-t1)=Q/(С*m получ. рра)=3069/(4,18*130)=5,65 град
тогда t2=t1+5,65=20+5,65=25,65 град С.
Задача 3.
Пояснения к задаче: насыщенная, многоступенчатая. Но каждая ступень по отдельности - достаточно проста., уровня общей химии первого семестра.
Решение
1. Характеристика процесса взаимодействия иодида натрия с фосфорной кислотой.
NaI+H3PO4=NaH2PO4+HI (1)
nHI=101,3*0,245/(8,31*298)=0,01 моль
2.Характеристика раствора, полученного при растворении HI (вво Х) в воде:
а) m получ рра= 0,01*128+500=501,28 г
W HI=100*1,28/501,28=0,255%
б) HI - сильный электролит. С(Н+)=СHI=0,01/0,5=0,02 моль/л
рН=-lgС(Н+)=1,7
3. Характеристика процесса добавления раствора щелочи к раствору HI:
HI+NaOH=NaI+H2O (2)
n2NaOH=nHI=n2NaI=0,01 моль
V рра NaOH=nNaOH/СNaOH=0,01/0,1=0,1 л=100 мл
Так как , согласно условию, плотности всех растворов одинаковы, примем их за 1 г/мл (что недалеко от истины, так как растворы - разбавленные).
Тогда m получ. рра= 501,28+100=601,28 г, V получ рра=601,28 мл
4. Характеристика процесса добавления раствора нитрата свинца к полученному нейтральному раствору:
а) Найдем концентрации ионов свинца и иодид-ионов в полученной смеси:
V пол. смеси= 601,28+250=851,28 мл=0,85128 л
n Pb2+=nPb(NO3)2=0,01моль/л*0,25л=0,0025 моль
С факт Pb2+=0,0025/0,85128=0,0029 моль/л
n I-=n2NaI=0,01моль
С факт I-=0,01/0,85128=0,0117 моль/л
б) Найдем произведение концентраций ионов, соответствующее ПР PbI2 (осадок У):
Pb(NO3)2+2NaI=PbI2(осадок)+2NaNO3
ПР PbI2=(Сравн Pb2+)*(СравнI-)^2=1,1*10^(-9)
(С факт Pb2+)*(С факт I-)^2=0,0029*(0,0117)^2=4*10^(-7)
Т.к. (С факт Pb2+)*(С факт I-)^2 больше, чем ПР PbI2, возможно выпадение осадка.
Задача 4
Пояснения к задаче: интересная задача, практически - школьного уровня. Хотелось бы видеть задачи такого уровня в формате ЕГЭ.
Решение
1. Характеристика процесса гидролиза жира(звездочкой обозначен хиральный центр):
nфакт(C3H8O3)=2,944/92=0,032 моль
nтеор(C3H8O3)= 0,032/0,8=0,04 моль
nжира=0,04 моль, М(жира)=33,28/0,04=832 г/моль
М(2R1+R2)=832-(12*6+5+16*6)=659 г
2.Характеристика процесса взаимодействия полученной кислоты с бромной водой:
RiCOOH+Br2=RiBr2COOH
W(O)=32/(160+44+1+М(Ri))=0,0724, откуда М(Ri)=237г/моль, Ri=С17Н33
3. Установление состава жира:
М(2R1+R2)= 659 г
М(Ri)=237г/моль. Пусть Ri=R1, тогда М(R2)=659-2*237=185- нет жирной кислоты с радикалом такой массы.
Пусть Ri=R2, тогда М(R1)=(659- 237)/2=211 г/моль, R1=С15Н31
4. Формула жира:
Задача 5
Пояснения к задаче: собственно, ради этой задачи я и решилась писать данную статью. Задача, в принципе, типовая, без всяких алгебраических преобразований. Но: нужно знать, что медь реагирует с избытком концентрированной соляной кты и без кислорода, в том случае, если присутствуют галогениды щелочных металлов. Эта информация- не школьного уровня, и ее не стоит (на мой взгляд) сообщать ученикам. Но на ДВИ она появилась, значит - появится и на испытаниях всех остальных уровней.
Идентификацию металла провела с помощью закона эквивалентов. Считаю его незаслуженно забытым. Возможности стехиометрических расчетов с помощью этого закона - впечатляют.
Решение.
1. С холодной водой будет реагировать только металл Х, очевидно, это - ЩМ или ЩЗМ. Схема реакции:
Х+Н2О=ХОН+Н2 (1)
2. С концентрированным раствором щелочи будет реагировать красный фосфор:
4P+3NaOH+3H2O=PH3+3NaH2PO2 (2)
3. Реакция фосфина с перманганатом:
5РН3+12H2SO4+8KMnO4=5H3PO4+8MnSO4+4K2SO4+12H2O (3)
n3KMnO4=1,6*0,2=0,32 моль
n3РН3=(5/8)nKMnO4=0,2 моль
n2Р=4n3РН3=0,8 моль, m(P)=0,8*31=24,8 г
4. Реакция меди с азотной кислотой с последующим поглощением газа щелочью.
а)Cu+4HNO3=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O(4)
б) 2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O (5)
n5NaOH=0,5*0,4=0,2 моль
n5NaOH=n5NO2=0,2 моль
n4Cu=0,5n5NO2=0,1 моль, m Cu=0,1*64=6,4 г
5. Идентификация металла
а)m(Х)=32,6-24,8-6,4=1,4 г
б) согласно закону эквивалентов:
m(X)/Mэ(Х)=V(H2)/Vэ(Н2), откуда Mэ(Х)=1,4*11,2/2,24=7 г/моль, это - литий.
2Li+2H2О=2LiОН+H2 (1)
6. Обработка навески избытком концентрированной соляной кислоты.
С HCl будут реагировать два компонента смеси - литий и медь. Медь - исключительно вследствие комплексообразования в сильно кислой среде в присутствии галогенида лития. Согласно "Неорганическая химия, т.3, книга 2" под ред. Ю.Д.Третьякова (стр 177):
2Li+2HCl=2LiCl+H2 (6)
2Cu+4HCl=2HCuCl2+H2 (7)
Масса навески после обработки ее избытком концентрированной соляной кислоты уменьшится на суммарную массу меди и лития = 6,4+1,4=7,8 г.
Заранее благодарна за конструктив (тем более, что ответов к заданиям у меня нет и вполне могла ошибиться в арифметике).
Если кто-то заинтересовался использованием закона эквивалентов для стехиометрических расчетов - пишите в ВК https://vk.com/id363684368
Всего доброго!