Кислоты
Скачать 394.02 Kb.
|
Всего - 5 баллов 5 - По условию задачи: если исходное вещество промыть водой, то его масса уменьшается на 31,80г. Этот факт указывает на содержание в исходной смеси растворимого карбоната. Таким карбонатом может быть, в соответствии с таблицей растворимости, карбонат щелочного металла или карбонат аммония. Следовательно, при взаимодействии растворимого карбоната с соляной кислотой выделяется 0,3 моль СО2. n(СО2)общ – 0,3 = 0,3 моль. Ме2СО3 + 2НСl = 2МеСl + СО2 + Н2О 0,3 моль 0,3 моль Зная массу карбоната растворимого в воде, рассчитаем его М = m/n = 31,8 г/0,3 моль = 106 г/моль. 2х + 12+48 = 106; 2х = 46; х+23 г/моль. Это соответствует Na по таблице Менделеева. 3 балла 6 – Таким образом, состав исходной смеси: Карбонат бария ВаСО3 - 39,4 г Карбонат натрия Na2СО3 - 31,8 г Гидроксокарбонат магния (MgOH)2CO3 – 14,35 г. 1 балл Вопросы и задачи для учащихся 10 класса Задание 10-1. Концентрация азотистой кислоты в растворе 0,1 моль/л, степень диссоциации 0,083. Рассчитайте константу диссоциации азотистой кислоты. Вычислите общее число частиц (молекул и ионов) в 100 мл такого раствора. Рассчитайте рН этого раствора. Соли азотистой кислоты проявляют окислительно-восстановительную двойственность. Напишите уравнения взаимодействия натриевой соли азотистой кислоты с подкисленными серной кислотой растворами а) перманганата калия, б) иодида калия. Используя метод электронного баланса, расставьте коэффициенты и укажите признаки химических реакций. (15 баллов) Решение. 1 – Диссоциация азотистой кислоты: HNO2 = H+ + NO2- (процесс обратимый, кислоты слабая) 1балл 2- Концентрация катионов Н+ : произведение концентрации кислоты и степени диссоциации = 0,083 х 0,1 = 0,0083 моль/л (8,3.10-3); n(H+) = 0,0083 моль; концентрация в растворе нитрит-ионов = 0,0083 моль/л в соответствии с уравнением диссоциации кислоты; n(NO2-) = 0,0083 моль. 2 балла 3 -Не диссоциированными остаются 0,1 – 0,0083 = 0,0917 моль HNO2 1балл 4 – Зная концентрации частиц в растворе, можно рассчитать константу равновесия процесса диссоциации (константу диссоциации кислоты): К = [Н+ ] [NO2-] /[ HNO2] = (0,0083)2 /0,1 = 6,9 10-4 2балла 5 – Число моль частиц в растворе: n (HNO2) + n(H+) + n(NO2-) = 0,0917 + 0.0083 + 0,0083 = 0,1083 моль в 1 литре раствора; в 100 мл раствора число моль частиц, присутствующих в растворе в 10 раз меньше: 0,01083 моль = 1,083 . 10-2 моль 2балла 6 – Учитывая число Авогадро, можно рассчитать число частиц в раствор объемом 100 мл: N = n.NA = 1,083 10-2 . 6,02 .1023 = 6,714 . 1021 1балла 7 - рН раствора = - lg[H+] = - lg (0,0083) = 2,08. 2балла 8 – 2KMnO4 + 3H2SO4 + 5NaNO2 = 2MnSO4 + K2SO4 + 5NaNO3 + 3H2O (уравнение электронного баланса с указанием окислителя и восстановителя). Признак реакции – фиолетово-малиновая окраска раствора, обусловленная перманганатом калия, меняется на бесцветную. 2балла 2KI + 2H2SO4 + NaNO2 = I2+ K2SO4 + Na2SO4 + 2NO + 2H2O (уравнение электронного баланса с указанием окислителя и восстановителя). Признак реакции – бесцветный раствор приобретает бурую, вплоть до черной, окраску раствора за счет образования свободного иода. 2балла Задание 10-2. Имеется образец неизвестного металла. а) Если этот металл растворить в разбавленных растворах соляной, серной или очень разбавленной азотной кислот, то образуется соль, катион которой можно обнаружить с помощью красной кровяной соли. б) При растворении этого металла в концентрированной серной или азотной кислоте образуется соль, которая не взаимодействует с красной кровяной солью. в) При сжигании порции металла в кислороде образуется оксид массой 9.24 г. На его полное восстановление необходимо 3,584 л (н.у.) оксида углерода (II). Определите формулу оксида. г) Полученный оксид встречается в природе в свободном в виде или в составе болотной руды. Укажите название минерала. д) При растворении этого оксида в соляной кислоте образуется смесь двух солей, а при растворении в крепкой азотной кислоте одна соль. Как можно доказать наличие солей в растворах? Для всех химических превращений составить уравнения реакций и указать признаки реакций. (15 баллов) Решение. 1 – Подсказкой для решения этой задачи является упоминание о красной кровяной соли. Как известно, этот реагент используется для качественного определения катионов железа (II). Следовательно, неизвестный металл – железо. 1балл 2 - Запишем уравнения реакций растворения железа в разбавленных растворах соляной, серной или очень разбавленной азотной кислот: Fe + 2HCl = FeCl2 + H2 Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2 4Fe + 10HNO3 = 4Fe(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O (уравнение электронного баланса с указанием окислителя и восстановителя) 2балла FeSO4 + K3[Fe(CN)6] = KFe[Fe(CN)6] + K2SO4 Растворимая форма KFe[Fe(CN)6] 3FeSO4 + 2K3[Fe(CN)6] = Fe3[Fe(CN)6]2 + 3K2SO4 Нерастворимая форма Fe3[Fe(CN)6]2 Признак реакции – синий цвет раствора (осадка) 2балла 3 – Запишем уравнения реакции взаимодействия железа с концентрированных растворах серной и азотной кислоты (при нагревании): 2Fe + 6H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O (уравнение электронного баланса с указанием окислителя и восстановителя) Fe + 6HNO3 = Fe(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O (уравнение электронного баланса с указанием окислителя и восстановителя) 2 балла 4 – Восстановление неизвестного оксида железа протекает по уравнению: FexOy + yCO = xFe + yCO2 n(CO2) = V/Vм = 3,584 / 22,4 = 0,16 моль В соответствии с уравнением реакции составим пропорцию: 1 моль FexOy ---------- у моль СО 9,24/56х + 32у ---------- 0,16 моль Отсюда х/у = 1/1,33 . Следовательно, FexOy = Fe3O4 (Fe2O3.FeO – cмешанный оксид) 3 балла 5 – магнитный железняк, магнетит. 0,5 балла 6 – FeO + Fe2O3 + 8HCl = FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2O 1балл 3Fe3O4 + 28HNO3 = 9Fe(NO3)3 + NO + 14H2O 2балла При этом одновременно протекает два процесса, обусловленные взаимодействием оксида железа FeO с азотной кислотой по типу ОВР и кислотно-основное растворение Fe2O3: 3FeO + 10HNO3 = 3Fe(NO3)3 + NO + 5H2O Fe2O3 + 6HNO3 = 2Fe(NO3)3 + 3H2O 7 - Образование солей можно доказать, используя качественные реакции: FeCl2 + K3[Fe(CN)6] = KFe[Fe(CN)6] + 2KC1 FeCl3 + K4[Fe(CN)6] = KFe[Fe(CN)6] + 3KC1 Признак реакции и одном, и в другом случае – синяя окраска раствора, ионы железа не мешают друг другу, реакции избирательные. FeCl3 + 3KSCN = Fe(SCN)3 + 3KCl Признак реакции – кирпично-красная окраска раствора. 1,5балла Задание 10-3. К смеси пропана с пропиленом объемом 6 л добавили водород объемом 5 л. Смесь газов пропустили над нагретым платиновым катализатором. После приведения продуктов реакции к исходным условиям объем смеси стал равен 7 л. Определите объемные доли пропана и пропилена в исходной смеси газов. С помощью каких реакций можно различить пропан и пропилен. Напишите уравнения реакций. Назовите вещества-продукты проведенных реакций. Укажите возможные области применения пропилена. (Все измерения проведены в одинаковых условиях). (10 баллов) Решение.
Различить пропан и пропилен можно, если использовать качественные реакции на пи-связь: взаимодействие с бромной водой и раствором перманганата калия: СН2=СН-СН3 + Br2 → CH2Br-CHBr-CH3 1,2-дибромпропан Признак реакции – обесцвечивание раствора бромной воды. 1 балл 3СН2=СН-СН3 + 2KMnO4 + 4H2O → 3CH2(OH)-CH(OH)-CH3 +2MnO2 + 2KOH C-2 -1е = С-1 C-1 -1е = С0 восстановитель 3 Mn+7 +3е = Mn+4 окислитель 2 Признак реакции – обесцвечивание раствора перманганата калия – фиолетово-малиновая окраска суспензии становится бурой, т.к. реакция протекает в нейтральной среде с осаждением оксида марганца. Один из продуктов реакции – пропанол-1,2. 2балла Области применения пропилена: для производства оксида пропилена, получения изопропилового спирта и ацетона, для синтеза альдегидов, для получения акриловой кислоты и акрилонитрила, полипропилена, пластмасс, каучуков, моющих средств, компонентов моторных топлив, растворителей (Желательно написать уравнения реакций). 2балла Задание 10 - 4. Некоторый углеводород Х при действии избытка бромной воды образует дибромпроизводное, содержащее 65,57% брома по массе. Установите состав и строение исходного углеводорода, если известно, что в результате реакции восстановительного озонолиза с последующим гидролизом образовалась смесь ацетальдегида и метилэтилкетона. Напишите уравнения химических реакций и приведите формулы и названия продуктов реакции. Составьте формулы изомерных алкенов и назовите их. (10 баллов) Решение. Логично предположить, что исходное вещество алкен СnН2n , т.к. при действии избытка бромной воды образуется дибромпроизводное СnН2nBr2. (1 балл) Определим молярную массу производного СnН2nBr2: 80*2/0,6557=244 г/моль. (1 балл) 12n+2n+160=244 г/моль. Решая уравнение, находим что n=6 и таким образом формула неизвестного углеводорода Х - С6Н12. (1 балл) За написание формул всех трёх изомеров (максимально 3 балла) По реакции восстановительного озонирования определим строение исходного углеводорода (4 балла)  возможно через промежуточные стадии: 1 стадия образование озонида  2 стадия разложение озонида под действием воды  Ответ: 3-метилпентен-2 Задание 10 - 5. Серебристо-белый металл А массой 5 г нагревают на воздухе. После его полного окисления образуется порошок В зеленовато-серого цвета массой 8, 713 г порошок поместили в колбу с газоотводной трубкой и начали по каплям приливать воду. Выделился газ С объемом 5191 мл, измеренный при температуре 35ºС и давлении 740 мм рт.ст. Каплю оставшегося после реакции раствора внесли в пламя горелки, которое окрасилось в карминно-красный цвет. Запишите уравнения протекающих реакций. Укажите вещества А, В, С, качественный и количественный состав порошка В, название газа С. Что представляет собой оставшийся в колбе раствор? (15 баллов) Решение. Известно, что некоторые металлы (литий, магний, титан и др.) при нагревании на воздухе могут окисляться одновременно кислородом и азотом с образование смеси веществ – оксида и нитрида металла. Установить какой из металлов приведен в задаче легко по качественной реакции – соединения лития окрашивают пламя в карминово-красный цвет. Вещество А – литий. За установление названия металла по качественной реакции – 2 балла Реакции, которые протекают при окислении лития на воздухе 6Li + N2 2Li3N (реакция 1) 4Li + O2 2Li2О (реакция 2) (по 1 баллу за реакцию) Во влажном воздухе литий окисляется в основном до нитрида, который окрашен в зеленовато-черный цвет, но вследствие наличия примеси белого оксида лития окраска продукта окисления зеленовато-серая. Разложение продукта окисления водой: Li3N + 3Н2О 3LiOH + NH3 (реакция 3) Li2О + Н2О 2LiOH (реакция 4) (по 1 баллу за реакцию) По объединенному газовому закону (PV/T = P0V0/T0) определяем, что при нормальный условиях (273К и 760 мм.рт.ст) объем выделившегося аммиака равен 4,480 л. Используя молярный объем газа (22,4 л/моль) находим, что количество вещества выделившего в реакции 3 аммиака равно 4,48 / 22,4 = 0,200 моль. По реакции 3 находим, что образовалось 0,200 моль нитрида лития и его массу (0,200 моль ∙ 35 г/моль = 7,000 г). По реакции 1 устанавливаем количество вещества лития (0,2 ∙ 3 = 0,6 моль) и массу лития, вступившего в реакцию с азотом (0,6 моль ∙ 7 г/моль = 4,2 г). Соответственно, масса лития, вступившего в реакцию с кислород по реакции 2 равна 5 – 4,2 = 0,8 г. Количество вещества лития, вступившего в реакцию с кислород по реакции 2 равна 0,8 г / 7 г/моль = 0,114 моль. По реакции 2 определяем количество вещества оксида лития (0,114 моль / 2 = 0,0517 моль) и его массу (0,0517 моль ∙ 30 г/моль = 1,714 г). Масса продукта окисления (порошок В) 7,000 г + 1,714 г = 8,714 г. Соответственно, порошок В содержит 80% нитрида лития и 20% оксида лития. Газ С – аммиак NH3 (1 балла) Определение качественного и количественного состава порошка В – (8 баллов) |
Похожие:
 | Молярная масса, относительные атомная и молекулярная массы, количество вещества. Кислоты, основания, соли, оксиды. Номенклатура.... |  | Рн кислая, плотность 1,040, белок 3 г/л. При микроскопии эпителий плоский ед в п/зр, почечный ед в п/зр, лейкоциты – 8- 10 в п/зр,... |
| Косметический эффект от введения нитей из полимолочной кислоты сохраняется до 2-х лет. Достоинством этой процедуры является ещё и... |