Текст
                    54
C 654
УДК 54(023)
Рецензенты: чл.-корр. АН СССР Г. А. Крестов;
проф. д-р хим. наук Н. С. Ахметов.
УДК 54(023)
Сорокин В. В., Злотников Э. Г.
C 654 Как ты знаешь химию? — Л.: Химия,
1987. — 256 с., ил.-(Научно-популярная
библиотека школьника).
Хорошо ли Вы знаете химию? Проверить свои знания
можно, пользуясь данной книгой, которая содержит тесто¬
вые задачи по общей и неорганической химии, изложенные
в популярной форме. Задания используются как для про¬
верки, так и для закрепления и совершенствования знаний
по химии. Такой метод самоконтроля способствует созна¬
тельному изучению химии, исключает в значительной сте¬
пени формальный подход к усвоению фундаментальных хи¬
мических понятий и фактического материала.
Для учащихся средних школ, профтехучилищ, учите¬
лей. Полезна широкому кругу читателей, интересующихся
химией.
Ил. 135. Библиогр. список: 20 назв.
54
© Издательство «Химия», 1987 г.
1802000000-114
С 050(01)-87	116


СОДЕРЖАНИЕ Стр. Предисловие 3 Введение 5 Глава I. Проверь свои знания по общей хи¬ мии 3 § 1. Закон химических элементов ... 3 § 2. Строение атома и структура веще¬ ства 13 § 3. Классы неорганических соединений 33 § 4. Растворы электролитов 43 § 5. Химические реакции вокруг нас 32 Глава И. Как ты знаешь химию элементов? 73 § 1. Химия „семейства" галогенов ... 73 § 2. Элементы шестой вертикали .... 90 § 3. Путешествие по пятой группе ... 134 § 4. Углерод и кремний — химия живой и неживой природы 115 § 5. Металлы 123 Глава III. Что тебе известно из химической технологии? 14I § 1. Что ты знаешь о получении важ¬ нейших химических продуктов? . . 141 § 2. Как получают металлы? 145 § 3. Современные конструкционные ма¬ териалы — стекло и бетон I33 Глава IV. Проверь себя на комбинированных тестах . . . о . . 161 Глава V. Попробуй самостоятельно составить тест по химии. Как это сделать? I33 Ответы и пояснения к заданиям I72 Что еще прочитать? 256 3
ПРЕДИСЛОВИЕ Настоящая книга представляет собой сборник ком¬ плектов проверочных заданий по общей и неоргани¬ ческой химии, составленных в виде разнообразных тестов. Они позволяют читателю самостоятельно проверить свои знания по химии и определить уровень своей подготовки. Кроме того, данную книгу можно использовать для углубленного изучения химии. Одна из основных задач предлагаемой книги — привить читателю навыки самостоятельной работы с химической литературой, умение самому оценить уро¬ вень своих знаний, развить собственную инициативу и познавательную активность. Книга выполняет двойную функцию — контроли¬ рующую и обучающую, что отвечает тем задачам, ко¬ торые ставятся в последних постановлениях партии и правительства о совершенствовании образования. Новизна предлагаемой книги заключается в том, что в качестве проверочных подготовлены не отдель¬ ные задачи или задания, а комплексные, включающие в себя ряд вопросов из разных разделов химии. Причем эти комплексные проверочные задания как по содержанию, так и по форме представления являются тестами. Они используют выборочный ввод ответа и свободно конструируемый самим читателем. Кроме того, применены комбинированные тесты, включаю¬ щие как задания с конструктивным типом ответов, так и с выборочным. Для выборки даны такие ситуации, которые имеют место в той или другой области химии. В качестве альтернативных * ответов предусмотрены также и такие, которые не составляют предмета усвоения. Задания с конструктивным типом ответов позволяют * Альтернатива (от латинского alter — один из двух) — необходимость выбора одного из двух или нескольких возмож¬ ных решений, направлений, нужных вариантов. 4
полнее охватить основные виды познавательной дея¬ тельности интересующихся химией. Комбинированные задания дают возможность более полно реализовать требования содержательной и функциональной валид¬ ности теста (о валидности см. в главе V). При составлении заданий предусмотрено их варьи¬ рование по типам — предметные, логические, психоло¬ гические, даны как прямые, так и обратные задания. Это позволяет в значительной степени активизировать процесс самообучения при работе с предлагаемой кни¬ гой и научить применять имеющиеся и приобретаемые химические знания в новых, незнакомых ситуациях. Книга рассчитана на широкий круг читателей, зна¬ комых с химией и интересующихся этой важной об¬ ластью знаний. Она будет полезна учащимся средних школ, профтехучилищ, учителям химии, слушателям подготовительных отделений. Авторы глубоко признательны председателю мето¬ дической комиссии по химии Всесоюзной физико-ма¬ тематической и химической олимпиады школьников профессору Е. М. Соколовской и всем членам методи¬ ческой комиссии за ценные замечания, высказанные при работе над тестами, и конструктивные обсуждения комплектов тестовых заданий. Авторы выражают свою искреннюю благодар¬ ность члену-корреспонденту АН СССР профессору Г. А. Крестову, профессору Н. С. Ахметову и доценту В. А. Рабиновичу за полезные советы и рекомендации, которые помогли в работе над книгой, а также будут признательны всем, кто выскажет свои пожелания по улучшению книги. Авторы б
ВВЕДЕНИЕ У каждого интересующегося или изучающего химию может появиться желание проверить свои знания. Это можно легко и с достаточно большой надежностью сделать с помощью тестовых заданий. Такой метод самоконтроля способствует сознательному изучению химии, исключает в значительной степени формаль¬ ный подход к усвоению фундаментальных химических понятий и фактического материала. Тесты не только помогают реализовать самоконтроль, но и позволяют самостоятельно совершенствовать и углублять знания по химии, что в свою очередь способствует развитию интереса к этому предмету, к использованию получен¬ ных знаний в повседневной жизни, на практике. Тест — это краткое, стандартизованное и обычно ограниченное во времени испытание. В настоящей книге представлены тесты, которые сконструированы на материале учебного предмета химия. Приступая к работе с книгой, вы должны внима¬ тельно ознакомиться с введением, чтобы научиться правильно пользоваться приведенным материалом. Не стремитесь сразу смотреть помещенные в конце книги ответы к тестам. Внимательно изучите тест, по¬ пробуйте самостоятельно на него ответить и только для самоконтроля воспользуйтесь ответами. В данной книге собраны тесты с выборочным типом ответа, тесты соотнесения, тесты с самостоя¬ тельно конструируемым ответом, а также комбини¬ рованные тесты, в которых при ответе используют все перечисленные варианты. Тестовые задания с выборочным типом ответа предполагают обязательное наличие в каждом наборе альтернативных ответов лишь одного, который являет¬ ся полным и правильным. В тестах соотнесения необ¬ ходимо выбрать правильные ответы для каждого слу¬ чая. Тестовые задания с самостоятельно конструируе¬ мым ответом составлены таким образом, чтобы можно было сконструировать максимально краткий и одно¬ значный ответ. Используемое в тестах обозначение (. . .) предпо¬ лагает, что здесь должно быть либо текстовое его продолжение, сконструированное вами, либо соответ¬ ствующие формулы веществ и уравнения химических 6
реакций, а в ряде случаев — числовое значение отс¬ вета. Для облегчения работы с книгой, лучшего вос¬ приятия заданий, а также с целью экономии времени в некоторых случаях приведены координатные сетки, таблицы, схемы, графики. Их следует перенести в ра¬ бочую тетрадь, в которой вы будете оформлять и все остальные ответы. Важная рекомендация начинающему работать с этой книгой — не забудьте запастись электронным ми¬ крокалькулятором. Это поможет вам при решении за¬ даний отдельных тестов и сэкономит ваше время. При работе с тестами весьма существенно, чтобы вы их внимательно изучили, так как в них содержится большая и полезная информация. Иногда эта инфор¬ мация помогает составить правильный ответ. . Книга построена таким образом, что дает возмож¬ ность проверить ваши знания по общей химии (гла¬ ва I), по систематическому курсу неорганической хи¬ мии (глава II), а также по некоторым вопросам хи¬ мической технологии (глава III). В IV главе приведе¬ ны комбинированные тесты всех видов по различным разделам курса общей и неорганической химии. Эти тесты в основном являются более усложненными, чем приведенные в первых трех главах. В главе V кратко показано, как можно составить тест самостоятельно, и вы можете попробовать свои силы в этой области. В конце книги содержатся ответы, пояснения и решения задач к тестам. В тех случаях, когда ответ практически очевиден и не требует каких-либо пояс¬ нений, приведен только его номер, в других же слу¬ чаях дано либо краткое, либо подробное, а в некото¬ рых— даже развернутое пояснение к нему. Внутри каждого комплекта заданий, которые пред¬ ставлены в виде параграфов по отдельным темам, имеются как более простые, так и более сложные тесты, требующие только анализа и ответа или пред¬ варительных расчетных операций, а затем уже ана¬ лиза и ответа. Можно самостоятельно или с помощью учителя выбирать соответствующие номера тестов. Проработав эту книгу, вы сможете составить пред¬ ставление об уровне своих знаний по химии, будете знать, какие разделы курса необходимо посмотреть в учебнике или в дополнительной литературе. Желаем вам успеха в этой работе! 7
Глава I ПРОВЕРЬ СВОИ ЗНАНИЯ ПО ОБЩЕЙ ХИМИИ § 1. Закон химических элементов По-видимости, периодическому закону — будущее не грозит разрушением, а только над¬ стройки и развитие обещает ... Д. И. МЕНДЕЛЕЕВ, 10 июля 1905 года 1. Д. И. Менделеев предсказал существование и до¬ статочно подробно теоретически описал свойства элементов ... . 2. Относительную атомную массу одного из элемен¬ тов Д. И. Менделеев теоретически определил, основываясь на предложенной им классификации элементов, в результате чего элемент оказался смещенным в периодической системе на две группы. Этот элемент называется ... . 3. Некоторое свойство одного из элементов Д. И. Менделеев теоретически определил на осно¬ вании предложенной им классификации элементов значительно точнее, чем сам первооткрыватель этого элемента. Это был элемент ... ,а его открыл ... . 4. Уже после открытия периодического закона в таб¬ лице Д. И. Менделеева появились естественные семейства элементов .... 5. Изотопы элемента различаются: (1) по числу нейтронов; (2) по атомному номеру; (3) по числу валентных электронов; (4) по числу протонов. 6. Определите элемент по указанному в таблице числу протонов, нейтронов и электронов: протонов Число нейтронов электронов Элемент (1) 14 14 14 • • • (2) 24 28 24 • • • (3) 70 103 70 • • • 8
7. Из перечисленных ниже характеристик атомов элементов периодически изменяются: (1) заряд ядра атома; (2) относительная атомная масса; (3) число энергетических уровней в атоме; (4) число электронов на внешнем энергетическом уровне. 8. Согласно принятому в настоящее время определе¬ нию, 1 а. е. м. соответствует: (1) V12 массы атома изотопа углерода-12; (2) 714 » » » углерода-14; (3) 716 » » » кислорода-16; (4) 716 атомной массы природной смеси изотопов кислорода. 9. Внутри периода увеличение порядкового номера элемента обычно сопровождается: (1) уменьшением атомного радиуса и возраста¬ нием электроотрицательности атома; (2) возрастанием атомного радиуса и уменьше¬ нием электроотрицательности атома; (3) уменьшением атомного радиуса и уменьше¬ нием электроотрицательности атома; (4) возрастанием атомного радиуса и возраста¬ нием электроотрицательности атома. 10. Атом какого из элементов легче всего отдает один электрон: (1) натрий, порядковый номер 11; (2) магний, порядковый номер 12; (3) алюминий, порядковый номер 13; (4) кремний, порядковый номер 14? 11. Атомы элементов IA группы периодической систе¬ мы элементов имеют одинаковое число: (1) электронов на внешнем электронном уровне; (2) нейтронов; (3) всех электронов. 12. Какой из приведенных элементов назван в честь страны: (О In; (3) Ra; (2) Si; (4) Ru? 9
13. Какой из приведенных элементов назван в честь континента: (1) N; (3) Am; (2) Au; (4) At? 14. В 1986 г. исполнилось 100 лет со времени открытия предсказанного Д. И. Менделеевым еще в 1871 г. элемента ... , названного К. Винклером в честь своей страны ... . 15. Элементы расположены в порядке возрастания электроотрицательности в ряду: (1) As, Se, Cl, F; (3) Br, P, H, Sb; (2) С, I, В, Si; (4) О, Se, Вг, Те. 16. Во втором и третьем периодах периодической системы по мере уменьшения размеров атомов элементов (1) размер их ионов также уменьшается; (2) электроотрицательность уменьшается; (3) металлические свойства элементов ослабе¬ вают; (4) металлические свойства элементов усили¬ ваются. 17. Какой ряд включает только переходные элементы: (1) элементы И, 14, 22, 42; (2) элементы 13, 33, 54, 83; (3) элементы 24, 39, 74, 80; (4) элементы 19, 32, 51, 101? 18. Четвертый период периодической системы элемен¬ тов содержит: (1) 2 элемента; (3) 18 элементов; (2) 8 элементов; (4) 32 элемента. 19. Какой из приведенных ниже элементов имеет хи¬ мические свойства, позволяющие говорить о его сходстве с элементом кальцием: (1) углерод, С; (3) калий, К; (2) натрий, Na; (4) стронций, Sr? 20. Элемент с порядковым номером 114 должен об¬ ладать свойствами, сходными (1) с платиной; (3) с мышьяком; (2) с свинцом; (4) с ртутью. IO
21. Неметаллические свойства элементов, расположен¬ ных в главных подгруппах периодической системы д. и. Менделеева, наиболее ярко выражень! у тех из них, которые находятся: (1) в верхней части подгруппы; (2) в нижней части подгруппы; (3) в середине подгруппы; (4) у всех элементов подгруппы выражены примерно в одинаковой степени. 22. Элемент с порядковым номером 101, полученный американскими учеными под руководством Г. Cn- борга, назван в честь великого русского химика Дмитрия Менделеева, впервые применившего пе¬ риодическую систему для предсказания свойств еще не открытых элементов, МЕНДЕЛЕВИЕМ. Для синтеза этого элемента использованы уско¬ ренные ядра атомов гелия. Получение изотопа 258Md осуществляется по ядерной реакции • • • 4 Д. И. Менделеев (1834—1907). Выдающийся русский уче¬ ный, педагог и общественный деятель. Превосходно овла¬ дев методами математики и фи¬ зики, он применил их к реше¬ нию проблем химии. В резуль¬ тате долгого и упорного труда в возрасте 35 лет Д. И. Мен¬ делеев делает свое величайшее открытие — периодический закон химических элементов. Этим открытием он навел строгий порядок в мире химических элементов и впервые осу¬ ществил научный прогноз в химии. Выдающимся трудом Д. И. Мен¬ делеева является его книга «Ос¬ новы химии», в которой впер¬ вые вся неорганическая химия была изложена с позиций пе¬ риодического закона. Заслуги Д. И. Менделеева получили всеобщее признание еще при его жизни. Д. И. Менделеев был избран почетным членом многих зарубежных академий наук, он был почетным доктором многих университетов и почет¬ ным членом многочисленных научных обществ. Круг интересов Д. И. Менделеева был весьма разнообразен. Ему принадлежит ряд крупных исследований в области тео¬ 11
рии газов, происхождения нефти, метрологии и т. д. Полное собрание сочинений его работ составляет 26 томов. В честь Д. И. Менделеева в нашей стране учреждена золо¬ тая медаль за выдающиеся работы по химии. Имя Д. И. Мен¬ делеева присвоено Всесоюзному химическому обществу. 23. В Объединенном институте ядерных исследова¬ ний в г. Дубне под руководством академика Флёрова Г. Н. впервые искусственно получен элемент 104, который назван ... в честь вы¬ дающегося советского ученого-физика. Для получения элемента 104 один из изотопов плутония бомбардировали ядрами неона, уско¬ ренными в электрическом и магнитном поле до вы¬ соких скоростей, по ядерной реакции ... . Флёров Георгий Николаевич (р. 1913). Советский физик, академик (с 1968). Научные труды относятся к ядерной физике и ядерной химии. Открыл (совместно с К. А. Петржаком, 1940) спонтанное деление урана- 235. В 1962 г. открыл спонтан¬ ное деление атомных ядер из воз¬ бужденного состояния. C 1953 г. возглавил работы в нашей стра¬ не по синтезу новых тяжелых трансурановых элементов. Лауреат Ленинской премии (1967) и Государственных пре¬ мий СССР (1946, 1949, 1975), Герой Социалистического труда. 24. Допустим, что за единицу измерения относительных атомных масс приняли не 1Zi2 массы атома углерода, а !/б. Как при этом изме¬ нится масса одного моля вещества: (1) не изменится; (2) изменится в зависимости от молекулярной массы вещества; (3) увеличится в 2 раза; (4) уменьшится в 2 раза? 25. Атом какого из элементов VA группы имеет мак¬ симальный радиус: (1) азот; (3) мышьяк; (2) фосфор; (4) висмут? 12
26. Какой ряд элементов представлен в порядке воз¬ растания атомного радиуса: (1) О, S, Se, Те; (3) Na, Mg, Al, Si; (2) С, N, О, F; (4) I, Br, Cl, F? 27. Металлический характер свойств элементов в ряду Mg -Ca-Sr-Ba 0) уменьшается; (2) возрастает; (3) не изменяется; (4) уменьшается, а затем возрастает. 28. Неметаллический характер свойств элементов в ряду N-P-As-Sb-Bi (1) уменьшается; (2) возрастает; (3) не изменяется; (4) уменьшается, а затем возрастает. 29. Какая пара в указанной совокупности элемен¬ тов— Ca, P, Si, Ag, Ni, As — обладает наиболее сходными химическими свойствами: (1) Ca, Si; (2) Ag, Ni; (3) P, As; (4) Ni, Р? 30. По своим химическим свойствам радиоактивный элемент радий ближе всего (1) к цезию; (3) к лантану; (2) к барию; (4) к актинию. 31. На основании положения элемента лантана в периодической системе можно с уверенностью утверждать, что для лантаноидов наиболее ха¬ рактерной степенью окисления будет: (1) +1; (3) +3; (2) +2; (4) +4. 32. Для какой группы простых веществ наиболее характерно явление фотоэффекта: (1) благородных газов; (2) щелочных металлов; (3) галогенов; (4) металлов платиновой группы? 13
33. Элементы IA группы периодической системы (1) называются щелочными металлами; (2) легко отдают электроны; (3) имеют атомы с числом электронов на один меньше, чем нужно для достижения элек¬ тронной конфигурации инертного газа; (4) легко реагируют с хлором. Из этих утверждений является неверным . . • . 34. Основные свойства гидроксидов элементов IA груп¬ пы по мере увеличения порядкового номера (1) уменьшаются; (2) возрастают; (3) остаются неизменными; (4) уменьшаются, а затем возрастают. 35. На основе положения элементов в периодической системе наиболее вероятное соединение германия с селеном можно изобразить формулой ... . 36. Кислород открыл ученый: (1) Д. Менделеев; (3) Д. Пристли; (2) Д. Дальтон; (4) Г. Кавендиш. 37. Гипотетический элемент Z образует хлорид соста¬ ва ZCU. Какая наиболее вероятная формула у его оксида: (1) ZO2; (3) Z2O5; (2) ZO5; (4) Z5O2? 38. У простых веществ элементов VIIA группы при увеличении порядкового номера температура ки¬ пения ,(I) повышается; (2) понижается; (3) остается прежней; (4) повышается, а затем понижается. 39. Простые вещества каких элементов обладают наи¬ большим сходством физических и химических свойств: (1) Li, S; (3) F, Cl; (2) Be, Cl; (4) Li, F? 40. Из приведенных ниже элементов третьего периода наиболее ярко выраженными неметаллическими 14
свойствами обладает: (1) алюминий; (3) сера; (2) кремний; (4) хлор. 41. Из приведенных элементов IIIA группы наиболее ярко выраженными неметаллическими свойствами обладает: (1) бор; (3) галлий; (2) алюминий; (4) индий. 42. Наиболее типичные соли, в состав которых входят только элементы третьего периода, имеют форму» лы ... . 43. Из приведенных элементов четвертого периода наиболее ярко выраженными металлическими свойствами обладает: (1) цинк; (3) хром; (2) медь; (4) калий. 44. Элемент водород открыл .... 45. Массовая доля водорода в соединении с элементом IV группы равна 0,125. Водородное соединение этого элемента имеет формулу: (1) CH4; (3) GeH4; , (2) SiH4; (4) SnH4. 46. Какой из приведенных элементов четвертого пе- риода периодической системы проявляет одинако¬ вые значения валентности в своем водородном соединении и в высшем оксиде: (1) бром; (3) мышьяк; (2) германий; (4) селен? 47. Выберите из приведенных наборов простых ве¬ ществ те пары, которые, на ваш взгляд, будут реагировать между собой наиболее интенсивно: (1) Bi и Br2; (3) Na и Cl2; (2) Fe и P4; (4) Au и I2. 48. Характер оксидов в ряду Р2О5 — 51Ог — А1гОз—•' MgO изменяется следующим образом: (1) от основного к кислотному; (2) от кислотного к основному; (3) от основного к амфотерному; (4) от амфотерного к кислотному. 13
49. Напишите формулы высших оксидов элементов и соответствующих кислот; назовите эти кислоты: Элемент Оксид Кислота Название кислоты (1) N • • • (2) P • • • (3) As • • • (4) Sb • • • 50. На основании положения элемента в периодиче ской системе напишите его соединения, формы которых указаны ниже: Элемент Гидрид Оксид Гидроксид (1) Ca (2) S (3) Li (4) C 51. Из приведенного перечня элементов: Be, В, С, N, Al, Si, P, S, Ga, Ge, As, Br, оксиды типа ЭО2 обра¬ зуют ... ,а гидриды типа ЭН4 — . . . . 52. На основании положения элемента в периодиче¬ ской системе выведите формулы его высшего окси- да и гидроксида и укажите их характер: Элемент Оксид Гидроксид Характер (1) Zn ... • • • • • • (2) Cu ... • • • • • • (3) P ... • • • • • • (4) Sn ... • • • • • • 53. Напишите формулы высших оксидов элементов: Элемент Оксид Элемент Оксид (1) Sr • • • (4) Cr • • • (2) Pb • • • (5) S • • • (3) Mn • • • (6) Cl • • • 54. Элемент с порядковым номером 34 образует водо¬ родное соединение ... , высший оксид . . . и гидроксид ... . Последний проявляет: (1) кислотные свойства; (2) основные свойства; (3) амфотерные свойства. 16
55. Высший оксид элемента отвечает формуле ЭОз. Его водородное соединение содержит 2,47 % водо¬ рода. Этот элемент: (1) S; (3) Те; (2) Se; (4) Po. 56. Напишите уравнения реакций для случаев взаи¬ модействия, приведенных ниже: Вступили в реакцию Уравнение реакции (1) Простые вещества, образован- • . • ные элементами 20 и 15 (2) Высшие оксиды элементов 37 и 34 ... (3) Гидраты высших оксидов эле- • . . ментов 4 и 55 (4) Гидрат высшего оксида эле- • • • мента 38 и высший оксид эле¬ мента 24 (5) Водородное соединение эле- . . . мента 34 и простое вещество элемента 12 57. Какой из перечисленных элементов наиболее рас¬ пространен в природе: (1) Al; (3) Mo; (2) Ti; (4) W? 58. Какой элемент наиболее распространен в Солнеч¬ ной системе: (1) кислород; (3) гелий; (2) водород; (4) углерод? 59. В 6-м издании «Основ химии» Д. И. Менделеев сообщает читателям о только что открытом газе с необычными свойствами: «К числу давно и хорошо известных составных начал воздуха ныне, благодаря замечательному исследованию, сделан¬ ному летом 1894 г. англичанами лордом Релеем (Rayleigh) и В. Рамзаем (W. Ramsay), должно причислить содержание в воздухе, до 1 % по объему, тяжелого (плотность около 19, если H=I) недеятельного — как азот — газа, который открыт благодаря наблюдениям Релея над плот¬ ностью азота... Газ этот доныне определялся вместе с азотом, потому что ни с водородом в 17
эвдиометрах, ни с медью в весовом способе опре¬ деления состава воздуха — он не соединяется, а потому остается вместе с азотом. Отделен он от азота на основании того, что магний при нака¬ ливании поглощает азот, а этот газ остается не¬ поглощенным и оказывается имеющим плотность почти в полтора раза большую, чем азот (не полимер ли это азота N3?). Известно ныне затем еще, что эта составная часть воздуха дает све¬ тящий спектр, содержащий яркие голубые линии, наблюдаемые в спектре азота. Что это за газ, какой его состав и свойства, в какие он вступает соединения и как его назвать — еще ничего не известно, потому что самое открытие его только что произведено». Речь идет о газе ... . 60. Сто лет периодического закона химических эле¬ ментов отмечалось всеми химиками мира и всей прогрессивной общественностью в ... году. § 2. Строение атома и структура вещества Всякое вещество — от самого простого до самого сложного — имеет три различные, но взаимо¬ связанные стороны: свойство, состав, строение... Прогресс науки не останавливается на открытии материальных носите¬ лей свойств; он идет дальше, к выяснению природы и струк¬ туры найденных носителей, их строения. Б. М. КЕДРОВ 1. Химические свойства вещества определяются тремя субатомными частицами. Две из них имеют одинаковый по величине, но противоположный по знаку заряд, а третья не имеет заряда. Эти частицы называются ... , ... и ... . 2. Число протонов в ядре атома указывает . . . элемента и записывается в виде нижнего левого индекса у символа элемента. Например, для угле¬ рода число протонов у символа элемента можно записать следующим образом: ... С. 3. Верхний индекс у символа элемента указывает суммарное число протонов и нейтронов в ядре 18
атома и называется ... . Символ углерода, каждый атом которого содержит 6 протонов и 8 нейтронов в ядре, обозначается как ... С. 4. Укажите число протонов, нейтронов и электронов для атомов представленных ниже изотопов: и Число Изотоп ПрОТОНОВ нейтронов электронов (1) 10 * * 13C (2) 55Mn ... (3) 97M0 б. Ядро атома криптона-80, звКг, содержит: (1) 80р и 36л; (3) Збр и 80л; (2) Збр и 44ё; (4) Збр и 44п. Л 52/4 3+» 6. Какое число электронов у иона хрома 24СГ • (1) 21; (3) 27; (2) 24; (4) 52? 7. Какая частица имеет большее число протонов, чем электронов: (1) атом натрия; (3) сульфид-ион; (2) атом серы; (4) ион натрия? 8. Даны простые вещества: сажа, озон, графит, кар¬ бин, кислород, алмаз, красный фосфор. Сколько всего химических элементов входит в состав этих веществ: (1) 3; (3) 5; (2) 4; (4) б? 9. Массовое число изотопа равно: (1) числу протонов в ядре; (2) числу нейтронов в ядре; '(3) числу орбитальных электронов; {4) суммарному числу нейтронов и протонов. 10. Атом элемента имеет порядковый номер 13 и мас¬ совое число 27. Число валентных электронов у него равно: (1) 5; (3) 3; (2) 2; (4) 4. 19
11. Октет электронов на внешней электронной оболоч¬ ке имеет: (1) S; (3) О2’; (2) Si; (4) Ne+. 12. Электронную конфигурацию благородного газа имеет: (1) Те2-; (3) Fe2+; (2) Ga+; (4) Cr3+. 13. Ион, имеющий в своем составе 18 электронов и 16 протонов, обладает зарядом ядра, равным: (1) +18; (3) +2; (2) -18; (4) —2. 14. Чему равно максимальное число электронов, ко¬ торые могут занимать 3«-орбиталь: (1) 1; (3) 6; (2) 2; (4) 8? 15. Максимальное число электронов, которые могут занимать 2р-подуровень, равно: (1) 1; (3) 6; (2) 2; (4) 8. 16. На З^-подуровне максимально может находиться: (1) 2ё; (3) 10ё; (2) 6ё; (4) 18ё. 17. Атом какого элемента имеет электронную конфи¬ гурацию 1$22$22р63$23р64$': (1) К; (3) Ba; (2) Ca; (4) Na? 18. Электронная конфигурация иона Zn2+ соответ¬ ствует формуле: (1) 1«22$22р4; (2) 1«22«22р63д23р6; (3) 1522$22р63«23р63</10; (4) 1$22$22р63$23р63г/|о4$24р6. 20
19. Три частицы: Ne0, Na1 и F-—имеют одинаковое: (1) массовое число; (2) число нейтронов; (3) число электронов; (4) число протонов. 20. Сколько неспаренных электронов имеет ион Co3+: (1) 3; (3) 5; (2) 4; (4) 6? 21. Какие из перечисленных обозначений орбиталей не верны: (1) 25, 4/; (3) 1р, (2) 2р, 34; (4) Is, 2р? 22. Распределение электронов по энергетическим уровням и подуровням у элемента с порядковым номером 79 изображается так: ... . 23. Атом какого элемента в невозбужденном состоя¬ нии имеет электронную конфигурацию 1522522р6 3523р645*: (1) Na; (3) Ca; (2) К; (4) Ba? 24. Ниже записаны электронные конфигурации атома серы: (I)E] ItilIhIhIhIItTlИ It It Il I I |~ГТЕП~П (2) Е] ItTIIhIhIhIFTHtTm| | | | | |ПГТТ~1 (3) El IhI ItIlHitii FTl ItiH If IEEl I I IП EEEl (4) (н) E IhIhIhI El F Ittlt | Illlll □ Illl <5) El ElIhIhE]HIt It It IF It I I I 1П1 I I I (6) El ElFTEEIElEEElI I I I ПЕ1ГЕЕ1 /S 25 2р Js Зр Jd 45 4р Какие из этих конфигураций соответствуют основ¬ ному ... , возбужденному ... и запрещен- ному (недопустимому) . . . состояниям? 25. Электроны у атома меди (порядковый номер 29) в основном состоянии распределены по орбиталям 21
следующим образом: „ ^pFWHWFI лЕ)3п1п|’ШЗИ 2 IyflFFI 2 JyfilhIW J О '0 (2) 1з22з22р6Зз2Зр6ЗсР4з2 (4) 1з22з22р63з23р64з24</0 26. Ниже перечислены электронные конфигурации че¬ тырех различных атомов. В каждом случае ука¬ жите, относится ли данная конфигурация (I) к нейтральному атому или иону; (II) к основному или возбужденному состоянию: Электронная конфигурация I II (1) 16Б 1з22з22р63з23рб (2) 6С 1з22з'2р3 (3) 215с 1з22з22р63з23р63</'4з2 (4) 8О 1з22з22рб 27. Какая из частиц имеет электронную конфигура¬ цию, одинаковую с атомом аргона: (1) Ca2+; (3) Cl0; (2) K0; (4) Na*? 28. Из приведенных электронных конфигураций нор¬ мального состояния атома правильной является: (О InjllhlJ- (2) [йрЩ] так как в случае . . . нарушено правило Хунда. 29. На основании анализа электронных конфигураций основного состояния частиц: О2-, F-, Ne, Na+ — можно сделать вывод об увеличении относитель¬ ных размеров этих частиц в ряду ... , 22
30. Атомам каких элементов соответствуют представ¬ ленные ниже электронные конфигурации? Электронная конфигурация Элемент (1) 1522522р! (2) 1522522/;2 (3) 1$22$22р5 (4) 31. В каком из приведенных рядов частицы располо¬ жены в порядке возрастания их ионного радиуса: (1) Mg2+-Cr-K+-Ca2+; (2) Mg2+ - Ca2+ -K+- СГ; (3) K+-Ca2+-Cr-Mg2+; (4) Ca2+-K+-Cr-Mg2+? 32. На основании положения элементов в периодичес¬ кой системе сделайте вывод, какой ион имеет наи¬ меньший радиус: (1) Se2*; (3) Rb+; (2) Br*; (4) Sr2+? 33. Запишите конфигурации внешних электронных слоев для следующих ионов: Ион Электронная конфигурация Ион Электронная конфигурация (1) Mn4+ • • • (4) K+ • • • (2) S2* • • • (5) Cl* • • • (3) Cu+ • • • (6) Pb2+ • • • 34. Какой ион имеет наибольший радиус? Дайте ответ на основании положения соответствующих элемен¬ тов в периодической системе: (О Ca2+; (3) F*; (2) K+; (4) СГ. 35. Из перечисленных ионов: CH, S2-, K+, Ca2+— наи¬ меньший радиус имеет ... . 36. Какой из ионов имеет минимальный радиус: (1) Г; (3) Ba2+; (2) Cs+; (4) Те2*? 23
37. В ряду K-Ca-Sc-Ti радиус атомов . . . (уменьшается, увеличивается)? 30. В случае, когда электрон в одном и том же атоме переходит с более низкого энергетического уровня на более высокий, энергия поглощается. В резуль¬ тате какого из электронных переходов, пред¬ ставленных на рисунке, поглощается наибольшее количество энергии: 39. Напишите электронные конфигурации марганца в степенях окисления, указанных ниже, и формулы оксидов, в которых марганец проявляет эти сте¬ пени окисления: Степень окисления марганца Электронная конфигурация Оксид (1) +2 • • • • • • (2) +4 • • • • • • (3) +7 • • • • • • 40. Энергия, которая указана в уравнении Cl0 (г.) —» Cl+ (г.) + ё - 1254 кДж, является для атома хлора (1) энергией химической связи; (2) энергией ионизации; (3) электроотрицательностью; (4) сродством к электрону. 41. Сродством к электрону называют: (1) энергию, необходимую для отрыва электрона от невозбужденного атома; (2) способность атома данного элемента к оття¬ гиванию на себя электронной плотности; 24
(3) переход электрона на более высокий энерге¬ тический уровень; (4) выделение энергии при присоединении элект¬ рона к атому или иону. 42. Какой из элементов имеет наибольшее значение энергии ионизации: (1) зЫ; (3) 26Ре; (2) 9Р; (4) 531? 43. Энергия, затрачиваемая на удаление одного элект¬ рона от атома элемента в газообразном состоянии, у магния (1) меньше, чем у натрия и больше, чем у алю¬ миния; (2) больше, чем у натрия и меньше, чем у алю¬ миния; (3) меньше, чем у натрия и алюминия; (4) больше, чем у натрия и алюминия. 44. Исходя из анализа электронных структур атомов и положения элементов в периодической системе укажите, какой из каждых двух приведенных ниже атомов имеет большее сродство к электрону: (1) калий или кальций; (2) сера или хлор; (3) водород или литий. 45. Следующие химические элементы: H, О, F, S, Cl — располагаются в порядке возрастания их электро¬ отрицательности в ряд ... . 46. Химические элементы расположены в порядке воз¬ растания электроотрицательности в ряду: (1) Si, P, Se, Br, Cl, О; (2) Si, P, Вг, Se, Cl, О; (3) P, Si, Br, Se, CI, О; (4) Se, Si, P, Br, Cl, О. 47. AuZ означают соответственно массовое число и заряд ядра. Понятию «изотоп» соответствует сле¬ дующее определение: (1) совокупность атомов, ядра которых имеют одинаковые А и разные Z; (2) совокупность атомов, ядра которых имеют различные А и одинаковые Z; 25
(3) совокупность атомов, ядра Которых имеют одинаковые Л и одинаковые А —Z; (4) совокупность атомов, ядра которых имеют различные А и одинаковые А — Z. 48. Рассмотрите электронные конфигурации двух ней¬ тральных атомов: А 1$22$22р63$1, Б 1522522р63523р645!. Какое из следующих утверждений является оши¬ бочным: (1) атом А представляет электронную конфигу¬ рацию атома натрия; (2) атомы А и Б представляют разные элементы; (3) для отрыва одного электрона от атома Б тре¬ буется меньшая энергия, чем для отрыва от атома А; (4) при переходе от конфигурации атома А к конфигурации атома Б поглощается энер¬ гия? 49. Какой ряд элементов расположен по мере воз¬ растания их атомных радиусов: (1) Na, Mg, Al, Si; (2) С, N, О, F; (3) О, S, Se, Те; (4) I, Br, Cl, F? 50. В ряду щелочных металлов (от Li до Cs)' цезий является наименее электроотрицательным. Это объясняется тем, что он имеет: (1) наибольшее число нейтронов в ядре; (2) большее число валентных электронов по сравнению с другими элементами; (3) большую атомную массу; (4) валентные электроны, в наибольшей степе¬ ни удаленные от ядра атома. 51. Ионы Li+ и Н" имеют изоэлектронное строение. Какое утверждение, касающееся этих двух частиц в основном (невозбужденном) состоянии, являет¬ ся верным: (1) Li+ является более сильным восстановителем, чем Н“; (2) ион Н~ имеет больший размер, чем Li+; 26
(3) для удаления одного электрона от иона Н~ требуется больше энергии, чем от Li+; (4) химические свойства двух ионов одина'ковы, поскольку они имеют одинаковые электрон¬ ные структуры? /32 [ч]; Li+ или H ? 52. При радиоактивном излучении наибольшим про¬ никающим эффектом обладают: (1) а-частицы; (2) р-частицы; (3) у-лучи; (4) тепловые нейтроны. 53. При радиоактивном распаде радия по схеме: 2I68Ra —> 1 2^Rn+ . . . помимо радона образуется: (1) р-частица; (3) протон; (2) стабильный изотоп свинца; (4) а-частица. 54. у-Излучение представляет собой поток: (1) ядер гелия; (2) электронов с одинаковой энергией; (3) тепловых нейтронов; (4) квантов электромагнитного излучения. 55. В случае перехода ^oCa —> HK имеет место пре¬ вращение типа: (1) а-распад; (3) электронный захват; (2) р-распад; (4) испускание протона. 56. Закончите схему реакции $Ве + гНе —> 1^C + • • • , выбрав один из предложенных вариантов: (О Jp; (3) 2Н; (2) Jn; (4) Jfr 57. В результате ядерной реакции 1зА1 + ?Н —> 2Не + • • • 27
образуется изотоп: (1) uMg; (3) uSi; (2) 'KjS ; (4) fUl. 58. В атоме изотопа золота 197Au содержится . . . протонов, . . . нейтронов, . . . электронов. 59. Изоэлектронными называют ионы, имеющие оди¬ наковое число электронов и структуру внешнего электронного уровня. Ионы О2-, F-, Na+, Mg24-, Al3+ имеют электронную конфигурацию благород¬ ного газа неона и расположены в порядке воз¬ растания атомных масс элементов. При этом их ионные радиусы (1) практически не изменяются; (2) уменьшаются; (3) увеличиваются; (4) уменьшаются, затем увеличиваются. 60. Неполярные молекулы имеет сложное веще¬ ство ... . 61. Примером неполярной молекулы, имеющей по¬ лярную ковалентную связь, будет: (1) N2; (3) NH3; (2) H2O; (4) CCl4. 62. Молекула какого вещества является неполярной: (1) HCl; (3) NH3; (2) CF4; (4) H2S? 63. Из приведенных молекул — Нг, О2, Н2О, CO2, CH4, H2S — полярными являются ... . 64. Из двух веществ: LiH и CsH — ионный характер химической связи между атомами больше у . . . . 65. Наиболее ионным является соединение: (I) CCl4 (ж.); (3) KCl (тв.); (2) SiO2 (тв.);^ (4) NH3 (г.). 66. В каком из соединений между атомами образует¬ ся ковалентная связь по донорно-акцепторному механизму: (1) KCl; (3) CCl4; (2) NH4Cl; (4) CO2? 28
67. В какой паре атомов химическая связь имеет наи¬ более ярко выраженный ионный характер: (1) K-F; (3) F-F; (2) O-F; (4) P-F? 68. Дополните приведенную ниже схему словами «усиливается» или «уменьшается» и укажите на¬ правление стрелками: Ковалентный характер связи . . . LiF, BeF2, BF3, CF4, NF3, OF2, F2 Ионный характер связи . . . 69. Какая пара указанных элементов при химическом взаимодействии имеет максимальную тенденцию образовывать соединение с ионной связью: (1) Cu и F; (3) Na и F; (2) ChN; (4) Li и Ca? 70. Молекула какого соединения неполярна: (1) CF4; (3) H9S; (2) NH3; (4) FICl? 71. В каком из перечисленных веществ больше всего выражена полярность связи: (1) сероводород; (3) фосфин; (2) хлор; (4) хлороводород? 72. Электрический момент диполя сульфида углеро¬ да (IV) равен нулю. Образование этой молекулы описывается . . . типом гибридизации атома углерода. 73. Валентные орбитали атома бериллия в молекуле гидрида бериллия . . . гибридизованы по типу: (1) Sp-, (3) sp3; (2) sp2-, (4) U2Sp3, а молекула имеет структуру: (а) линейную; (в) тетраэдрическую; (б) плоскую; (г) октаэдрическую. 74. Валентные орбитали атома бора в молекуле BF3 гибридизованы по типу: (1) sp; (3) sp3; (2) sp2; (4) U2Sp3, 29
а молекула имеет структуру: (а) линейную; (в) тетраэдрическую; (б) плоскую; (г) октаэдрическую. 75. Наличие четырех эквивалентных связей C — H в молекуле метана объясняется тем, что: (1) происходит взаимное отталкивание четырех электронных пар; {2) атом углерода гибридизован с образованием четырех $р3-орбиталей; (3) атом углерода имеет один s- и три р-валент- ных электрона; (4) атом углерода имеет два S- и два р-валент- ных электрона. 76. Радиоактивный иод 131I имеет период полураспа¬ да, равный 8 дням. Если взять 100 мг этого изо¬ топа, то через 16 дней его останется: (1) 2,5 мг; (2) 12,5 мг; (3) 25,0 мг; (4) 50,0 мг. 77. При одинаковых температуре и давлении 1,0 л газообразного кислорода и 1,0 л газообразного во¬ дорода имеют равные: (I) массы; (2) плотности; (3) число молекул; (4) скорости движения молекул. 78. Кристаллическое вещество AxBy имеет объемно центрированнуккячейку. Формула такого соедине¬ ния: (1) АВ; (2) A4B; (3) A8B; (4) AB4. 79. Для каждого из перечисленных ниже веществ укажите тип кристаллической решетки (атомная, 30
молекулярная или ионная): Вещество Тип решетки (1) Нафталин • . • (2) Иодид цезия . . . (3) Сера • • • (4) Алмаз • • • (5) Бромид рубидия . • • (6) Лед 80. Какая из перечисленных характеристик вещества является наиболее необходимой для его иденти¬ фикации: (1) масса; (2) агрегатное состояние; (3) объем; (4) точка плавления? 81. При одинаковых температуре и давлении быстрее других газов диффундирует (проникает в другие вещества): (1) водород; (3) кислород; (2) азот; (4) бромоводород. 82. Какой газ при одинаковых условиях (температуре и давлении) диффундирует быстрее: (1) аргон; (3) гелий; (2) азот; (4) диоксид углерода? 83. Какой из перечисленных газов диффундирует наи¬ более быстро через пористую мембрану (при оди¬ наковых температуре и давлении): (3) NO9; (4) N2? 84. Какой график правильно изображает изменение объема V идеального газа в зависимости от тем- 31
пературы T при постоянном давлении? 85. Одинаковые объемы жидкостей А и Б находятся в открытых склянках при одинаковых температуре и давлении. Жидкость А испаряется значительно быстрее, чем жидкость Б. Из этого можно заклю¬ чить, что жидкость А имеет: (1) большую плотность; (2) большую массу; (3) большую температуру кипения; (4) большее давление пара. 86. Один сосуд заполнен кислородом, другой, имею¬ щий такой же объем, — диоксидом углерода при одинаковых условиях (давлении и температуре). Оба сосуда содержат одинаковые (I) массы газов; (2) число атомов; (3) число нейтронов; (4) число молекул. 87. В четырех запаянных ампулах одинакового объе¬ ма при обычных условиях находятся бром, азот, озон и гелий. Наибольшее число молекул имеется в ампуле (1) с бромом; (2) с азотом; (3) с озоном; (4) с гелием. 88. В 5,0 л диоксида углерода при н. у. содержится . . . атомов. 32
89. Вещество плотностью 4 г/см3 занимает объем 12,0 см3. Чему равна его масса (г): (1) 0,333; (3) 48,0; (2) 8,0; (4) 4,00? SO. Наибольшее число молекул содержится при обыч¬ ных условиях в 1 л (1) сероводорода; (3) хлороводорода; (2) воды; (4) водорода. 91. Какие из следующих групп веществ будут твер- дыми при IOoC: (1) H2O, NH3, CH4; (2) F2, Cl2, Br2; (3) SO3, I2, NaCl; (4) Si, Sb, Hg? 92. Какое из указанных ниже веществ, будучи в твер¬ дом состоянии, соответствует свойствам: (а) ’ твердое вещество, существующее за счет вандерваальсовых сил, плавится при темпе¬ ратуре гораздо ниже комнатной; (б) тугоплавкое твердое вещество с сетчатой структурой, в котором атомы связаны кова¬ лентными связями; (в) непроводящее электрический ток твердое вещество, которое становится хорошим про¬ водником в расплавленном состоянии; (г) вещество, способное образовывать водород¬ ные связи? Вещество Свойство (1) Германий . . . (2) Нитрат калия . . . (3) Вода (4) Метан . . . 93. Имеется сосуд объемом 50 л, в котором содер¬ жится одинаковое число молекул кислорода и во¬ дорода. Давление в сосуде равно 101,3 кПа. Ка¬ кое из следующих утверждений является ошибоч¬ ным: (1) молекулы водорода движутся быстрее, чем молекулы кислорода; 2 В. В. Сорокин 33
(2) в единицу времени со стенками сосуда стал¬ кивается в среднем большее число молекул водорода, чем кислорода; (3)' в сосуде содержится равное число молей ка¬ ждого газа; (4) если из системы удалить кислород, то дав¬ ление уменьшится до 25,3 кПа? 94. В каком ряду вещества расположены в порядке возрастания их температур кипения: (1) BaCl2-HF-CO-Ne; (2) Ne-CO-HF-BaCl2; (3) HF-CO-Ne-BaCl2; (4) CO-HF-BaCl2-Ne? 95. Следующие водородные связи расположены в по¬ рядке возрастания их прочности: (1) O-H • • • Cl; O-H • • • N; N-H • • • О; (2) N-H • • • О>, O-H • • . Cl; O-H • • • N; (3) O-H - • • Cl; N-H - • О; O-H ... N; (4) N-H ... О; O-H ... N; O-H ... Cl. 96. Координационное число Mg(II) в кристалличе¬ ском MgO равно 6; оксид магния относится к структурному типу (1) рутила; (3} хлорида натрия; (2) перовскита; (4), хлорида цезия. 97. Молекула CO2 диамагнитна, неполярна, связь углерод — кислород является весьма прочной. Учитывая, что молекула линейна, ее структурную формулу можно выразить (условно обозначив о-связь сплошной линией, а л-связь пунктирной)5 (1) O=C=O; (3> O==C==Q (2) O-C-О; (4) O = C = O. 4 7 ля 4 7 ал 98. Оксид углерода (IV) CO2 и оксид кремния(1У) SiO2 имеют аналогичные химические формулы типа Э02. В твердом состоянии они весьма сильно отличаются по физическим свойствам, поскольку . . . имеет молекулярную решетку, а ... — атомную решетку. Поэтому высокую температуру плавления имеет ... а а низкую— ... я 34
99. Свойства кристаллических веществ с различным типом химической связи значительно различают¬ ся. Этими свойствами могут быть следующие: (а) низкая температура плавления, склонность к сублимации, хрупкость, отсутствие элек¬ трической проводимости; высокая температура плавления, хрупкость, электрическая проводимость в расплавлен¬ ном состоянии; высокая температура плавления, очень не¬ значительная электрическая проводимость (электроизоляционные свойства); (г) умеренно высокая температура плавления, высокая электрическая проводимость, ков¬ кость, пластичность. Укажите для каждого представленного ниже типа кристаллической решетки соответствующие харак¬ терные свойства веществ: Тип решетки Свойства вещества (1) Ионная • • • (2) Молекулярная • • • (3) Атомная (ковалентная) . . . (4) Металлическая . . . m для каких молекул приведенное ниже утвержде¬ ние является верным? Утверждение C2H4 N2H4 H2O2 H2F2 (1) Между двумя идентич- ными атомами связь ковалентная (2) В молекуле имеется двойная связь (3) Молекула плоская (4) Молекула полярная (5) Имеется водородная связь в веществе (6) Проявляет основные свойства (по отношению к воде) 2* 35
§ 3. Классы неорганических соединений По общности свойств вещества можно разделить на следующие классы: металлы и неметаллы, основные и кислотные оксиды, основания и кислоты, соли. Меж¬ ду этими классами веществ су¬ ществует генетическая связь... Я. Ct Ахметов, Л. М. Кузнецова «Неорганическая химия* 1. К каким классам неорганических соединений от¬ носятся: NaOH, SO2, Na3PO4, H2SO4? Класс соединения Соединение (1) Соли (2) Основания (3) Оксиды (4) Кислоты 2. Определите тип каждой из перечисленных солей: KHSO4; Mg(OH)Cl; K2NaPO4; CaCO3. Тип соли Формула соли (1) Средняя (2) Кислая (3) Основная (4) Двойная 3. Укажите ряд, содержащий только кислотные оксиды: (1) Na2O; CaO; CO2; (2) SO3; CuO; CrO3; (3) Mn2O7; CuO; CrO3; (4) SO3; CO2; P2O5. 4. Из приведенных оксидов — MgO, SiO2, Al2O3, NO, P2O5, ZnO, CaO — с водным раствором гидрокси¬ да натрия взаимодействуют ... . 5. Какое из веществ при растворении в воде обра¬ зует кислоту: (1) NaCl; (3) SO3; (2) CaO; (4) NH3? 6. Из приведенных оксидов — SO3, CrO1 P2O5, SiO2, Cl2O7, WO3, Mn2O7 — основными являются .... 36
7. Какой ряд содержит лишь кислотные оксиды: (1) CO2, SiO2, MnO, CrO; (2) V2Oj, CrO3, TeO3, Mn2O7; (3) CuO, SO2, NiO, MnO; (4) CaO, P2O3, Mn2O7, Cr2O3? 8. Из оксидов: CuO, Al2O3, CrO3, SO3, Na2O, ZnO, MnO, SiO2-K основным относятся ... . 9. Учитывая преимущественное проявление тех или иных свойств, распределите следующие оксиды: Cr2O3, CaO, Cl2O7, Na2O, Al2O3, NiO, Mn2O7, CrO, P2O5, ZnO — по принадлежности их к опре¬ деленной группе: Принадлежность оксида формула оксвда (1) Кислотные . . . (2) Основные . . . (3) Амфотерные . . . 10. Найдите соответствующие приведенным ниже фор* мулам названия кислот: (1) уксусная; (2) хлорная; (3) хлорноватистая; (4) бромоводородная; (5) сернистая; (6) сероводородная; (7) дифосфорная; (8) азотистая. Формула Название кислоты кислоты HBr нею H2SO3 HClO4 Формула Название кислоты кислоты CH3COOH H2S ... HNO9 H4P2O7 11. Найдите соответствующие приведенным формулам названия оснований: (1) гидроксид натрия; (2) гидроксид кальция; (3) гидроксид бария; (4) гидроксид рубидия; (5) гидроксид железа; (6) гидроксид меди; (7) гидроксид алюминия; (8) гидроксид цинка. 37
Формула Название Формула основания основания основания Al(OH)3 . . . Ca(OH)2 Cu(OH)2 . . . Ba(OH)2 Fe(OH)3 . . . Zn(OH)2 NaOH . . . RbOH Название основания И2. В каком ряду гидроксидоз содержатся только амфотерные: (1) Mn(OH)2, Cr(OH)2, Cu(OH)2; (2) Zn(OH)2, Ba(OH)2, Fe(OH)3; (3) Al(OH)3, КОН, Mg(OH)2; (4) Sn(OH)2, Pb(OH)2, Cr(OH)3? 83. Среди указанных веществ простыми являются: (1) СО, CO2, H2O; (2) O21 H2, O3; (3) CH4, C2H4, H2O2; (4) SO2, SO3, H2S. 14. Молярная масса (г/моль) Fe(OH)3 равна: (I) 73; (3) 104; (2) 75; (4) 107. 15. C какими из перечисленных веществ будет взаи« модействовать гидроксид калия: (1) Na2O; (3) SO3; (2) CaO; (4) BaSO4? 16. Назовите соли, формулы которых приведены ниже, и укажите, к какому типу солей они относятся: кислым, основным или средним. Формула соли Название соли Тип соли (1) NaHSO4 ... ... (2) (CuOH)2CO3 ... ... (3) BaSeO4 ... ... (4) (FeOH)NO3 ... ... (5) Li2CO3 ... ... 17. В каком оксиде массовая доля кислорода 50%: (1) СО; (3) SO2; (2) N2O; (4) CO2? 38
18. C разбавленной серной кислотой может взаимо* действовать: (1) Ag; (3) Си; (2) Fe; (4) Pt. Itk Какие пары указанных соединений могут всту¬ пать в химическое взаимодействие: (1) СО и NO; (3) LiH и H2O; (2) CO2 и HCl; (4) CaH2 и SiH4? 20. C раствором гидроксида натрия при нагревании будет взаимодействовать: (1) Au; (3) Си; (2) Zn; (4) Fe. 21. Какое из приведенных соединений не взаимодей¬ ствует с соляной кислотой при обычных условиях; (1) CuCO3-Cu(OH)2; (3) CuO; (2) Cu(OH)2; (4) Си? 22. C концентрированной азотной кислотой, не пас¬ сивируясь, будет взаимодействовать: (1) золото; (3) железо; (2) медь; (4) алюминий. 23. Какие пары соединений не могут реагировать ме< жду собой: (1) CaH2 и H2O; (3) CO2 и SO2; (2) Na2O и SO3; (4) MgO и CO2? 24. Магнетит, состав которого выражается формулой ... , взаимодействует с раствором соляной кис¬ лоты по схеме ... . 25. C раствором гидроксида калия взаимодействует; (1) Ag; (3) Fe; (2) Си; (4) Al. 26. Напишите формулы кислотных оксидов, соответ¬ ствующих указанным кислотам: Кислота Оксид Кислота Оксид (1) Угольная ... (4) Азотная • . • (2) Серная ... (5) Селеновая • . • (3) Фосфорная ... (6) Мышьяковистая . . . 39
27. Какая масса (г) водорода образуется при реак¬ ции 6,02- IO22 атомов цинка с серной кислотой: (1) 20; (3) 6,5; (2) 10; (4) 0,2? 28. Какое из указанных свойств является характер¬ ным для водных растворов кислот: (1) растворы мылки на ощупь; (2) окрашивают раствор лакмуса в красный цвет; (3) окрашивают раствор фенолфталеина в ма¬ линовый цвет; (4) окрашивают раствор лакмуса в синий цвет? 29. Водород интенсивно выделяется при взаимодей¬ ствии: (1) Zn +HNO3 (оч. разбавл.); (2) Al + NaOH (раствор); (3) Fe + HNO3 (конц.); (4) S + H2SO4 (конц.). 30. Определите по названию формулу соли и укажи¬ те, какого она типа: кислая, средняя или основная. Название соли Формула соли Тип соли (1) Дигидрофосфат натрия • • • • • • (2) Гидросульфат аммония • • • • • • (3) Сульфат железа (III) • • • • • • (4) Гидрокарбонат кальция • • • • • • (5) Хлорид дигидроксожелеза • • • • • • (6) Силикат натрия • • • • • • (7) Карбонат гидроксомеди • • • • • • 31. В склянке без этикетки находится белое веще- ство, растворимое в воде и имеющее температуру плавления 776 oC. Это: (1) NaCl; (3) CaCO3; (2) KCl; (4) AlPO4. 32. Для проведения опыта необходимо взять некото¬ рое количество питьевой соды; на склянках же с реактивами указаны только формулы веществ. Склянку с какой этикеткой необходимо взять: (1) Na2CO3; (3) KHCO3; (2) K2CO3; (4) NaHCO3? 40
33. При прокаливании малахита в атмосфере водо¬ рода получается: (1) CuO, H2O, CO2; (3) Cu, H2O, CO2; (2) Cu2O; H2O, CO2; (4) CuCO3, H2O, CO2. 34. Простейшие коэффициенты (в порядке написа¬ ния) в уравнении • • • Fe2O3 + ... H2 —> —> ... Fe + ... H2O будут иметь следующие значения: (1) 2 —6 —4 —6; (3) 2 — 6 — 2 — 3; (2) 1—3 — 3 — 2; (4) 1-3-2 —3. 35. В пробирку с хлоридом алюминия добавили не¬ много гидроксида натрия. Образовался осадок. Его разделили на две части и поместили в две другие пробирки. В первую добавили раствор сер¬ ной кислоты, а во вторую — раствор гидроксида калия. Оказалось, что (1) с осадками ничего не произошло; (2) в первой пробирке осадок растворился, а во второй — не растворился; (3) в первой пробирке осадок не растворился, а во второй — растворился; (4) в обеих пробирках осадок растворился. 36. Какое вещество не может быть использовано для нейтрализации серной кислоты: (1) гидрокарбонат натрия; (2) оксид магния; (3) хлорид гидроксомагния; (4) гидросульфат натрия? 37. Какое из указанных соединений можно использо¬ вать для нейтрализации серной кислоты: (1) HNO3; (3) CH3OH; (2) Mg(OH)2; (4) NaHSO4? 38. Приливание кислоты к растворам солей натрия в некоторых случаях может помочь их опреде¬ лению. Какую соль нельзя определить таким спо¬ собом: (1) Na2CO3; (3) Na2SO3; (2) Na2S; (4) Na2SO4? 41
39, Получение гидроксида алюминия в лаборатории можно выразить химическим уравнением ... . При этом вещество . . . надо брать в из¬ бытке. 40, Какие из реакций, схемы которых приведены ниже, можно использовать для получения гидр¬ оксида алюминия: (I) Al2O3H-H2O-* ; (2) AlCl3 + NaOH (избыток) —*...; (3) AlCl3 + NaOH (недостаток) —* ... ; (4) Al2O3 + NaOH (раствор) —*...? 41. Бесцветный газ пропускают через раствор гидр¬ оксида кальция, при этом выпадает белый оса¬ док. Этим бесцветным газом является: (1) кислород; (3) водород; (2) аммиак; (4) диоксид углерода. 42. На чашках весов уравновешены стаканчики с рас¬ творами гидроксида натрия и хлорида натрия. Через некоторое время стрелка весов '(I) отклонится влево; (2) отклонится вправо; (3) не изменит своего положения. 43. В пробирку с раствором сульфата цинка доба¬ вили немного гидроксида калия. Образовавшийся осадок разделили на две части и поместили в две другие пробирки. В первую пробирку до¬ бавили раствор азотной кислоты, а во вторую — раствор гидроксида натрия. При этом в первой пробирке осадок ... , во второй — осадок 44. Чтобы осуществить переход от соли к металлу, необходимо реализовать ряд последовательных превращений. Например, для того, чтобы исходя из сульфата меди (II) получить медь, можно осу¬ 42
ществить ряд превращений, промежуточными про¬ дуктами которых будут: CuSO4 —> Си. 45. Напишите уравнения реакций, при помощи кото¬ рых можно осуществить следующие превращения, учитывая, что отдельные превращения могут про¬ текать не в одну стадию: TeSO4 Fe Ке3О4^^> Fe(NO3)3 46. Из перечисленных оксидов: BaO, Lix^, CuO, SO3, CaO, 5102, Р2О5, Fe2O3, Al2O3, Na2O — с водой реагируют ... . 47. Напишите уравнения реакций, характеризующие следующие превращения: CaClz CaCO3 Ca(OH)2-^7 CaO 48. Напишите уравнения реакций, характеризующие следующие превращения: Al2O3^.. <з2^А1(ОН)з AlCl3^yL- г<7^Г^А12(ЗО4)3 49. Напишите уравнения реакций, характеризующие следующие превращения: CuSO4 _ Cu(NO3)2 CuCI2 от- CuOrCL ’ Cu 50. Напишите уравнения реакций, характеризующие следующие превращения: Na2SO4 ^^NaOH NaAlOiT^v" • NaH2PO4 43
51. Напишите уравнения реакций, характеризующие следующие превращения: Zn(NO3)2 ZnSO4 О1 2"' ZnO Zn(OH)2 K2ZnO2 52. Напишите уравнения реакций, характеризующие следующие превращения: Fe2O3 (3?"-* Fe2(SO4)3 53. Напишите уравнения реакций, характеризующие следующие превращения: _VCrCl2t^ Cr(OH)2 ^NaCrO212^Na2CrO4 ^Cr2O3 CrCl3-^Сг(ОН)3^ |(Ш- ^CrCl3 7^ Na3Cr3O, 54. Напишите уравнения реакций, характеризующие следующие превращения: PaQr P H3PO4 Ca3(PO4)2 55. Покажите с помощью уравнений химических ре¬ акций, как можно реализовать приведенную схе¬ му Простое вещество -> Оксид -> Гидроксид -> Соль используя в качестве исходных следующие про¬ стые вещества: (1) Cu —> ... ; (2) S-* ... ; (3) Ca-* ... ; (4) C —> ... . 56. Основываясь на приводимой схеме, подберите пару элементов (простых веществ), исходя из ко- 44
торых можно получить два различных гидрокси* да, взаимодействие которых между собой приво¬ дит к образованию соли. 57. Основываясь на приводимой схеме, подберите пару элементов (простых веществ), исходя из ко¬ торых можно получить два различных оксида, взаимодействие которых между собой приводит к образованию соли. 58. При термическом разложении какой из указан¬ ных солей образуются одновременно основной й кислотный оксиды: (1) CuCO3; (2) NaNO3; (3) NH4NO3; (4) KClO3? 59. Восстановите схемы следующих химических реак¬ ций: (1) ... + H2O —* NaOH; (2) CO2+ ... K2CO3+ H2O; (3) FeCl3+ NaOH —> . . . +NaCl; (4) Al + H2O —> Al(OH)3 + . . . . 60. Учитывая растворимость оксидов в воде, опреде¬ лите, какая из реакций, схемы которых указаны ниже, не будет протекать: (1) Na2O+ H2O (2) BaO+ H2O (3) SiO2+ H2O —> ; (4) SO3+ H2O —* ? 45
§ 4. Растворы электролитов Сванте Август Аррениус... по¬ лучил докторскую степень за диссертацию о „гальванической проводимости электролитов*4. Этой и последующими работами Аррениус положил основание теории электролитической дис¬ социации, которую следует рас¬ сматривать как одно из самых крупных достижений новой науки. М. ДЖУ А, История химии ' 1. Распределите (условно) указанные ниже вещества по способности к растворимости в воде: (а) хорошо растворимые; (б) малорастворимые; (в) практически нерастворимые. Вещество Способность к растворимости (1) Сахар ... (2) Хлорид серебра ... (3) Медный купорос ... (4) Поваренная соль ... (5) Гипс ... (6) Питьевая сода ... 2. Ступенчатую диссоциацию приведенных ниже кислот, оснований и солей можно представить следующим образом: (1) H2SO4 (2) Ca(OH)2 «=*...; (3) NaHCO3 «=*...; (4) MgOHCl ... . 3. При растворении в воде твердого вещества с по¬ вышением температуры его растворимость, как правило, ... , а растворимость газообразного вещества — ... . 4. При растворении кристаллогидрата CaCb-GH2O массой 219 г в IOOO г воды образуется раствор с массовой долей (%) хлорида кальция: (1) 9,1; (3) 17,9; (2) 11,1; (4) 21,9. 46
5. На растворимость СОг в воде не влияет: (1) давление; (2) температура; (3) скорость пропускания тока газа; (4) химическое взаимодействие газа с водой. 6. Уравнения электролитической диссоциации еле. дующих сильных электролитов: (1) NaOH ч=ь . . . ; (2) Fe(NO3)3 *=*= ... ; (3) HNO3 =₽=*= ... ; (4) Ba(OH)2 ... . 7. Для приготовления раствора с массовой долей гидроксида натрия 6 % к 200 г раствора с массо¬ вой долей гидроксида натрия 30 % необходимо прилить воды массой (г): (1) 300; (3) 800; (2) 500; (4) 1000. 8. Растворимость веществ в ряду: AgCl—AgBr—Agl (1) увеличивается; (2) уменьшается; (3)' не изменяется; (4) увеличивается, затем уменьшается. 9. В растворе объемом 1 л, содержащем 0,15 моль Mg(NO3)Z, суммарное число молей ионов Mg2+ и NO3 равно: (1) 0,15; (3) 0,45; (2) 0,30; (4) 0,60. 10. При диссоциации 1 моль соли по мере увеличения числа молей ионов соединения расположатся в следующем порядке: (1) Fe(NO3)3, FeCI2, Fe2(SO4)3; (2) Fe(NO3)3, Fe2(SO4)3, FeCl2; (3) Fe2(SO4)3, Fe(NO3)3, FeCl2; (4) FeCI21 Fe(NO3)3, Fe2(SO4)3. 11. В растворе нитрата алюминия среда будет! (I) щелочной; (2) нейтральной; (3) кислой. 47
12. В лабораторных условиях растворитель можно отделить от растворенного вещества: (1) декантацией; (3) фильтрованием; (2) перегонкой; (4) отстаиванием. 13. Какая пара ионов участвует в химической реак¬ ции при приливании раствора AgNO3 к раствору KCl: (1) K+ и Ag+; (2) K+ и NO3'; (3) K+ и СГ; (4) Ag+ и СГ? 14. В лаборатории в химическом стакане на пламени газовой горелки нагревается вода. Температура кипения жидкости повысится, если: (1) накрыть стакан с водой крышкой; (2) увеличить пламя газовой горелки; (3) уменьшить пламя газовой горелки; (4) добавить поваренной соли в воду. 15. В некотором объеме воды растворили 5 г мед¬ ного купороса и довели объем раствора до 500 см1 2 3. В 1 л полученного раствора содержится . . . моль сульфата меди. 16. Раствор KCl оставили в склянке. Через несколько недель в склянке образовался осадок. Раствор над осадком является: (1) разбавленным; (3) пересыщенным; (2) насыщенным; (4) ненасыщенным. 17. На рисунке изображена § кривая растворимости не- которой соли. Вы получили | насыщенный раствор дан- § ной соли при 40 oC. Затем & раствор охладили осторож- § но до 20 oC, после чего 5 внесли в него небольшой кристаллик соли. При этом: Температура, oC (1) кристаллик растворился; (2) никаких видимых изменений не произошло; (3) началось образование и рост кристаллов. 48
18. Масса (г),NaOH, содержащаяся в 500 см3 0,60 M раствора, равна: (1) 12; (3) 66; (2) 24; (4) 130. 19. Число молей KOH в 250 см3 0,2 M раствора гидр¬ оксида калия равно: (1) 0,050; (3) 0,250; (2) 0,045; (4) 0,500. 20. Какой график наиболее правильно изображает зависимость растворимости нитрата калия KNOa в воде от температуры? 21. Смешаны равные по массе количества 5 %-ных растворов сульфида натрия и хлорида меди(II). Выпавший осадок отфильтрован. Массовые доли оставшихся в фильтрате 22. На графике представле¬ на растворимость веще- ' ства X в воде в зависи¬ мости от температуры. Вещество X массой 50 г растворили в 100 г воды при IOOoC, после чего приготовленный раствор стали охлаждать. Рас- веществ равны ... . Температура. oC при температуре твор становится насыщенным !(°С): (1) 30; (3) 60; (2) 50; (4) 70. 49
23. Зимой, во время гололеда обледенелую дорогу посыпают NaCl или CaCl2, при этом лед тает. Это объясняется тем, что: (1) образуется раствор, температура замерза- ния которого выше, чем у растворителя; (2) образуется раствор, температура замерза¬ ния которого ниже, чем у растворителя; (3) происходит выделение теплоты; (4) происходит поглощение теплоты. 24. Какое из представлен¬ ных ниже соединений имеет наименьшее изме¬ нение растворимости при повышении темпе¬ ратуры от 0 до 80 0C: (1) KBr; (2) NaCl; (3) K2Cr2O7; (4) Ca(C2H3O2)2 • 2Н2О? 25. Какое из высказываний о неверным: морской воде является (1) морская вода кипит при более высокой тем¬ пературе, чем чистая вода; (2) замерзшая морская вода расплавляется при более низкой температуре, чем чистый лед; (3) температура кипения морской воды повы¬ шается по мере ее испарения; (4) плотность морской воды равна плотности чистой воды? 26. Из реакций, перечисленных ниже, практически до конца идет: (1) Na2SO4H-KCl (2) Cr(NO3)9H-Na2SO4 —> ; (3) NaNO3H-KOH —> ... ; (4) H2SO4 + BaCl2 —> .... 27. Растворимость Na2CO3 при 200C равна 218 г на IOOO г воды. Массовая доля (%) вещества в на¬ сыщенном растворе составляет: (1) 8,7; (3) 17,8; (2) 10,6; (4) 21,8. 60
28. Изучите внимательно диаграмму растворимости вещества X, представленную на рисунке. Пред¬ полагая, что раствор не был перенасыщен¬ ным, определите, сколько граммов ве¬ щества X выкристал¬ лизуется, когда горя¬ чий раствор, содержа¬ щий 500 г в 1000 г во¬ ды, охладят до 40oC: (1) 200; (3) 450; (2) 300; (4) 500? 29. Кристаллогидрат CoCl2-GH2O массой 476 г рас¬ творили в воде, при этом массовая доля хлорида кобальта (II) в растворе оказалась равной 13,15%. Масса (г) воды, взятой для растворения кристаллогидрата, равна: (1) 500; (3) 1500; (2) 1000; (4) 2000. 30. Один литр воды смешали с 250 см3 раствора с массовой долей азотной кислоты в нем 50 % (плотность 1,3 г/см3). Массовая доля (%) кис- лоты в полученном растворе равная (1) Ю,0; (3) 12,5; (2) 12,2; (4) 16,2. 31. Изучите представлен¬ ную зависимость ра¬ створимостей веществ А, Б, В и Г от темпе¬ ратуры. Какое веще¬ ство имеет наиболь¬ шую растворимость при 30 oC: (3) В; (4) Г? 32. Для приготовления 10 кг раствора железного ку¬ пороса с массовой долей сульфата железа(II) в нем 5 % необходимо взять кристаллогидрата 61
FeSO4-TH2O массой (г): (1) 152; (3) 500; (2) 273; (4) 914. 33. Кристаллогидрат сульфата марганца содержит 24,66 % марганца. Формула кристаллогидрата имеет вид: (1) MnSO4-H2O; (3) MnSO4-SH2O; (2) MnSO4 • 4Н2О; (4) MnSO4-TH2O. 34. Химическим анализом установлено, что в полу¬ ченном из раствора хлорида лития кристаллогид¬ рате содержится 7,19 % лития. Формула получен¬ ного кристаллогидрата: (1) LiCl; (3) LiCl-2Н2О; (2) LiCl • H2O; (4) LiCl • ЗН2О. 35. Растворение 1 моль безводной соды идет с вы¬ делением 25 кДж теплоты, а растворение 1 моль кристаллогидрата — с поглощением 67 кДж теп¬ лоты. Тепловой эффект (кДж) реакции гидрата¬ ции безводной соды равен: (1) +92; (3) +42; (2) -42; (4) —92. 36. Растворение 1 моль безводного хлорида кальция происходит с выделением Тб,О кДж теплоты, а реакция гидратации 1 моль хлорида кальция — с выделением 95,1 кДж теплоты. Тепловой эф¬ фект реакции растворения 1 моль кристаллогид¬ рата СаС12-6Н2О равен . . . кДж. 37. Растворение 1 моль безводного сульфата меди идет с выделением 66,11 кДж теплоты, а раство¬ рение 1 моль медного купороса — с поглощением 11,5 кДж теплоты. Тепловой эффект реакции де¬ гидратации медного купороса равен . . . кДж. 38. Растворение 1 моль десятиводного кристаллогид¬ рата сульфата натрия идет с поглощением 78,7 кДж теплоты, а его дегидратация — с погло¬ щением 81,6 кДж теплоты. Тепловой эффект рас¬ творения (кДж/моль) безводного сульфата нат¬ рия равен: (1) +2,9; (3) +160,3; (2) —2,9; (4) -160,3. 62
39. Один моль фосфата натрия Na3PO4 растворяют в воде. Сколько молей ионов натрия образуется при полной диссоциации соли: (1) 1; (3) 3; (2) 2; (4) 4? 40. В растворе объемом 1 л, содержащем 0,1 моль FeCl3, суммарное число молей ионов Fe3+ и Cl- равно: (1) 0,1; (3) 0,3; (2) 0,2; (4) 0,4. 41. Временная жесткость воды обусловлена присут¬ ствием в воде: (1) Ca(HCO3)2, Mg(HCO3)2; (2) NaHCO3, KHCO3; (3) CaCO3, MgCO3; (4) Na2CO3, K2CO3. 42. Устранение временной жесткости воды произво¬ дят кипячением по реакции . . . либо добавле¬ нием соды или известкового молока по реакциям ... и ... . 43. Постоянная жесткость воды обусловлена присут¬ ствием: (1) сульфатов и хлоридов натрия и калия; (2) сульфатов и хлоридов кальция и магния; (3) карбонатов натрия и калия; (4) гидрокарбонатов кальция и магния. 44. Постоянную жесткость воды устраняют действием соды по реакции ... . 45. Чему равна концентрация (моль/л) раствора, со держащего 4,0 г гидроксида натрия в 2 л рас¬ твора: (1) 1,0; (3) 0,10; (2) 2,0; (4) 0,05? 46. В колбе объемом 200 см1 2 3 находится раствор ни¬ трата натрия, концентрация которого равна 0,1 моль/л. Какой концентрации (моль/л) будет раствор, если из колбы с помощью пипетки от¬ лить 50 см3: (О 0,2; (3) 0,075; (2) 0,1; (4) 0,025? 63
47. В стакане находится 200 см3 раствора поваренной соли концентрации 0,10' моль/л. Чему равна кон¬ центрация (моль/л) оставшейся в стакане соли после того, как из него отлили 150 см3 раствора: (1) 0,20; (3) 0,075; (2) 0,10; (4) 0,025? 48. Какую массу (г) твердого гидроксида натрия не¬ обходимо взять для приготовления 50 сма 0,15 M раствора: (1) 0,30; (3) 3,00; (2) 2,00; (4) 20,00? 49. Сколько молей гидроксида калия необходимо взять для приготовления 2 л 2 M раствора: (О 1; (3) 3; (2) 2; (4) 4? 60. Чему равна молярная концентрация раствора, по¬ лученного- разбавлением 250 см3 3 M раствора до 1 л: (1) 0,75; (3) 3,0; (2) 1,2; (4) 7,5? 51. Какой объем (см3) 0,1 M раствора HCl можно приготовить из 5 см3 1 M раствора HCl: (1) 30; (3) 50; (2) 40; (4) 60? 52. В каком из указанных ниже растворов содержит¬ ся столько же ионов, сколько их имеется в 1,0 M растворе хлорида кальция: ,(1) 0,5 M раствор CuSO.!; (2) 1,0 M раствор CuSO.!; (3) 0,5 M раствор Na2SO!; (4) 1,0 M раствор Na2SO!? 53. Чему равна молярная концентрация сульфат- ионов SO^b 0,10 M растворе сульфата алюминия Al2(SO4)3: (1) 0,033; (3) 0,30; (2) 0,10; (4) 0,60? 54. 25 см3 раствора HCl нейтрализуют полностью 50 см3 2,0 M раствора гидроксида натрия. Чему 64
равна концентрация (моль/л) раствора HGk (1) 1,0; (3) 3,0; (2) 2,0; (4) 4,0? 55. Раствор какого вещества в воде имеет щелочную среду: (1) хлорид натрия, NaCl; (2) хлороводород, HCl; (3) карбонат натрия, Na2CO3; (4) хлорид аммония, NH4Cl? 56. Чему равна концентрация (моль/л) ионов водо¬ рода [Н+] в 0,01 M растворе HCl при полной ее диссоциации: (1) 2; (3) 1 - IO-2; (2) 2 • IO-1; (4) 2 • 10~2? 57. Раствор азотной кислоты полностью ионизован в воде. Чему равно значение pH 0,01 M раствора HNO3: (1) 1; (3) 10; (2) 2; (4) 12? 58. Чему равен pH 0,01 M раствора гидроксида ка¬ лия: (!) 0,01; (3) 10; (2) 2; (4) 12? 59. Когда в раствор щелочи приливают избыток кис¬ лоты, pH среды может изменяться следующим образом: (1) возрастать с 7 до 8; (2) возрастать с 3 до 8; (3) уменьшаться с 7 до 6; (4) уменьшаться с 9 до 5. 60. На схеме показаны цвета и их изменение в об¬ ластях переходов четырех индикаторов для раз¬ личных значений pH. Какой из индикаторов будет менять цвет при до¬ бавлении его сначала к IO-2 Mt а затем к IO-5 M 65
растворам соляной кислоты: (1) фенолфталеин; (2) тимоловый голубой; (3) феноловый красный; (4) метиловый оранжевый? 61. Раствор, который практически не изменяет зна¬ чение pH при добавлении к нему незначительных количеств кислоты или основания, называется (1) кислотным; (3) нейтральным; (2) щелочным; (4) буферным. 62. Наиболее сильной кислотой из приведенных ниже является: (1) H2CO3; (3) H3PO4J (2) H2SO3; (4) H2SO4. 63. Наиболее сильной из хлорсодержащих кислот яв¬ ляется: (1) HClO; (3) HClO3; (2) HClO2; (4) HClO4. 56
64. Наилучшими буферными свойствами обладает система, состоящая: (1) из HCl и NaCl; (2) из NaOH и Na2SO4; (3) из H2CO3 и NaHCO3; (4) из H2SO4 и Кг8О4. 65. Кислый раствор получают при растворении в воде (1) Na2SO3; (3) NaH2PO4; (2) Na2HPO4; (4) Na3PO4. 66. Щелочной раствор получают при растворении в воде (1) Na2HPO4; (3) NaH2PO4; (2) Al2(SO4)3; (4) FeCl3. 67. Какая среда (щелочная, нейтральная или кислая) в растворах четырех указанных веществ? Напи¬ шите уравнения реакций гидролиза солей. Вещество С₽еда Уравнение реакции щ раствора гидролиза (1) Na9CO3 ... ... (2) FeCl3 (3) CuSO4 ... ... (4) CH3COONH4 ... ... 68. В водном растворе кислую реакцию дает: (1) CH3COONa; (3) Na2CO3; (2) NH4Cl; (4) Na2HPO4. 69. На основании приведенных в таблице значений констант диссоциации кислот можно сделать вы¬ вод, что наиболее слабой кислотой является: (1) йодноватая; (3) фосфорная; (2) угольная; (4) сернистая. Кислота Константы диссоциации K1 K2 K3 4,2 -10“13 HIO3 1,6-IO-1 H2CO3 2- IO-4 5,6 -10““ H3PO4 7,5. IO-8 6,2 • 10“" H2SO3 1,7-IO-1 6,4« 10“8 67
70. Чтобы ослабить или прекратить гидролиз раство¬ ра хлорида железа(III), необходимо немного до¬ бавить: (1) соляной кислоты; (2) гидроксида калия; (3) твердой солн NaCl; (4) дистиллированной воды. 71. Если в растворе увеличивается концентрация ионов водорода, то: (1) численное значение pH раствора растет; (2) концентрация ионов гидроксида растет; (3) численное значение pH раствора уменьшает¬ ся; (4) раствор становится менее кислым. 72. Раствор имеет pH = 5,0. Концентрация {моль/л) ионов водорода в нем равна: (1) 1,0- 10“14; (3) 5,0; (2) 1,0-IO-5; (4) 9,0. 73. Какая из следующих кислотно-основных пар наи¬ более пригодна для поддержания в водном рас¬ творе значения pH, равного 9: (1) Ch3COOH-CH3COO"; (3) NHj-NH4OH; (2) H2CO3-HCO3'; (4) H2POJ-HPO1 24'? 74. Какое из следующих утверждений является не¬ верным: (1) твердое вещество, содержащее Mg2+, Cr3 4+ и Br-, растворимо в воде; (2) твердое вещество, содержащее Al3+, К* и SO4'> растворимо в водном растворе гидроксида натрия; (3) твердое вещество, содержащее Ag+, Cu2+ и Cl-, растворимо в водном растворе аммиака; (4) раствор, содержащий ионы Na+, K+ и POj', имеет нейтральную (по лакмусу) среду? 68
75. Какие вещества необходимо взять, чтобы осуще- ствить переход Cr3+H-OH' —* Cr(OH)3: (1) Сг2(5О^, H2O; (3) CrCl3, NaOH; (2) Cr2O3, HCl; (4) Cr2O3, NaOH? 76. Какое из указанных веществ при растворении в воде дает слабощелочную реакцию: (1) NH3; (2) CO2; (3) SO2; (4) H2S? 77. Добавление какого вещества к воде приведет к возрастанию ее pH свыше 7: (1) Na2CO3; (3) AlCl3; (2) NaCl; (4) HCl? 78. Как будет изменяться электрическая проводи¬ мость Л раствора гидроксида кальция, фиксируе¬ мая с помощью гальванометра (см. рисунок), Время нрнпу с иония CO2 если через этот раствор пропускать углекислый газ? Представьте эту зависимость в графическом виде. 79. Восстановите левую часть уравнения реакции по известным продуктам гидролиза: . . . —> Fe(OH)J + H+. 80. Восстановите левую часть уравнения реакции по известной правой: . . . —> 2А1(ОН)з| + ЗСО^ + SNa2SO4. 81. В сухом элементе, изображенном на рисунке, в качестве электролита используют пасту из МпОг, 59
NH4Cl и H2O. На электродах элемен¬ та протекают сле¬ дующие электрохи¬ мические реакции: на аноде . . . на катоде . . . 82. В свинцовой аккумуляторной батарее (см. рису¬ нок) в качестве электролита используют серную кислоту. При раз¬ рядке батареи на электродах идут следующие элек¬ трохимические про¬ цессы: на аноде . . . на катоде . . . 83. Сульфат калия массой 20 г растворили в 150 см3 воды и провели электролиз раствора. После элек¬ тролиза массовая доля сульфата калия в раст¬ воре составила 15%. Выделившиеся объемы во¬ дорода и кислорода, измеренные при температуре 20 0C и давлении 101 325 Па, равны соответствен¬ но ... и ... литров. 84. В гальваническом элементе, состоящем из желез¬ ной пластины, погруженной в раствор FeSO4, и медной пластины, погруженной в раствор CuSO4, соединенных электролитическим мостиком из на¬ сыщенного раствора KCl, происходит следующая окислительно-восстановительная реакция: (1) Fe0-FCu2+ —> Fe2+-FCu0; (2) Cu0-FFe2+ —> Cu2+-FFe0; (3) Fe2+ + 2СГ —> Fe0+ Cl2; (4) Cu2+ + 2СГ —* Cu0+ Cl2. 85. Исследование взаимодействия металлов цинка и свинца с растворами солей цинка, железа (II), свинца и меди позволяет сделать заключение о возможности протекания химических реакций. Отметьте знаком (+) реакции, которые идут ме¬ жду металлом и раствором соответствующей соли, и напишите их уравнения, 60
Металл Растворы солей Zn2+ Pe2+ Fb2+ Cu2+ Zn • • • • . . • • • Pb • • • 86. Процессы, протекающие при электролизе раство¬ ра сульфата никеля: на платиновом катоде . . . и на никелевом аноде ... . 87. При пропускании электрического тока через рас¬ твор нитрата меди на угольном катоде выделяется вещество ... , а на угольном аноде — . . . » 88. Два инертных (платиновых или угольных) элек¬ трода опущены в стакан, содержащий 0,1 M вод¬ ные растворы AgNO3, Cu(NO3)2, Zn(NO3)2. При пропускании постоянного электрического тока первым на катоде будет восстанавливаться: ч>и, (3) Zn; (4) все три металла выделяются одновременно. 89. Во время электролиза водного раствора NaCl среда у катода становится: (1) щелочная; (3) сильнокислая; (2) слабокислая; (4) нейтральная. 90. Школьник провел следующий опыт. В прибор для измерения электрической проводимости растворов он налил 30 см1 2 3 децимолярного раствора хлорида бария. Затем включил прибор в сеть и из бюретки по каплям стал добавлять раствор сульфата нат¬ рия такой же концентрации. По мере прибавления сульфата натрия лампочка прибора светила все более тускло, а через некоторое время совсем по¬ гасла. При дальнейшем прибавлении раствора суль¬ фата натрия лампочка снова стала светить ярче. Школьник аккуратно фиксировал данные наблю¬ дения в рабочий журнал и получил следующую 61
графическую зависимость: BaciaCp-P) Объем (V) растбора NaftSO4 ,см3 91. В признание особого значения теории электроли¬ тической диссоциации для развития химии Нобе¬ левская премия в 1903 г. присуждена известному ученому ... . § 5. Химические реакции вокруг нас H2* O2 H2Ol KCl O3 HClQ, Н28°4 SiO2 ..^Прекрасный натуры рачитель* ный любитель, желая испытать толь глубоко сокровенное со¬ стояние первоначальных частиц, тела составляющих, должен вы¬ сматривать все оных СВОЙСТВ! и перемены, а особливо те, кото¬ рые показывает ближайшая ее служительница и наперсница и в самые внутренние чертоги вход имеющая химия... Af. В. Ломоносов 1. В начале XIX века английский химик Джон Даль¬ тон предложил ввести для элементов графическое изображение. Изображение реакций Д. Дальтоном Современная запись <0 (с)О+®®—>(с) + ®0® (2) (3) (4) (5) • • г 62
Как уравнения реакций составленные Далнто* ном, выглядят в современном виде? 2. Какой из перечисленных ниже параметров всегда остается неизменным в химической реакции: (1) масса; (3) давление; (2) объем; (4) концентрация? 3. Из указанных процессов: (1) горение магниевой ленты; (2) вытягивание медной проволоки; (3)' перегонка сырой нефти; (4) испарение воды с поверхности водоема; (5}' потускнение серебряных изделий; (6) образование зеленого налета на^ медном подсвечнике; (7) ржавление гвоздя; (8) сжигание угля; (9) растворение сахара выводе; (10) образование озона> в атмосфере во время грозы, к физическим относятся ... , а к химическим 4. При протекании химической реакции: (IJ сохраняется суммарная масса веществ; (2) сохраняются молекулы веществ, вступаю¬ щих в реакцию; (3) сохраняются атомы веществ-, вступающих в реакцию; (4) суммарное число атомов до реакции равно суммарному числу атомов после реакции. Из этих утверждений неверным является ... . 5. В голубой раствор хлорида меди(II) опускают очищенный железный гвоздь, который быстро по¬ крывается налетом меди. Раствор приобретает при этом зеленоватое окрашивание. Происходящий химический процесс . . .. относится к типу ре¬ акции: (1) разложения; (3) замещения; (2) соединения; (4) обмена. 63)
6. Реакция H2SO4 + 2К0Н = КгЗОд + 2Н2О назы¬ вается реакцией: (1) восстановления; (3) окисления; (2) гидролиза; (4) нейтрализации. 7. Определите тип каждой из приведенных ниже реакций: (а) горение; (в) нейтрализация; (б) осаждение; (г) окисление-восстановление. Реакция Тип (1) Pb(NO3)2+ Na2CrO4 = = PbCrO4J + 21\а NO3 (2) Fe + 2НС1 = FeCl2 + H2J (3) CH4 + 2О2 = CO2 + 2Н2О (4) NaOH+ HCl = NaCl+ H2O ... 8. Реакцией, которая идет без изменения степеней окисления элементов, является: (1) 4Р + 5О2 = 2Р2О5; (2) CaO + H2O = Ca(OH)2; (3) 2ЫаЫО3 = 2НаНО2 + O2J; (4) Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2J. 9. Реакцией, которая идет с изменением степеней окисления элементов, является: (1) MnO2 + 4НС1 = MnCl2 + Cl2 + 2Н2О; (2) NaCl+ H2SO4 = NaHSO4+ HCl; (3) SO2 + H2O = H2SO3; (4) Na2O +SO3 = Na2SO4. 10. Протекание реакции диспропорционирования со¬ провождается увеличением и уменьшением степе¬ ни окисления атомов одного и того же элемента. К ним нельзя отнести реакцию: (I) 2ИО2 + H2O = HNO3 + HNO2; (2) Cl2 + H2O = HCl + HClO; (3) SK2MnO4 + 2Н2О = = 2КМпО4 + MnO2 + 4К0Н; (4) 2Ре8О4 + 2Н2О = (FeOH)2SO4 + H2SO4. 64
11. Какая из приведенных схем относится к реакциям замещения: (1) Fe+ О, —> ... ; (2) Fe+ HCl —> ... ; (3) Fe + Cl2 —* ... ; (4) FeCl2 + AgNO3 —* ... ? 12. Какая из схем относится к реакциям соединенияз (1) KOH+ HCl ... ; (2) Na2CO3 + H2SO4 ; T (3) CaCO3 (4) CaO + H2O —> ... ? 13. Какое из приведенных уравнений изображает-ре* акцию окисления-восстановления: (1) KOH+ HCl —> KCl+ H2O; (2) CaCO3 X- CaO+ CO2; (3) 2НдО Л 2Нд + 02|; (4) Na2CO3 + 2НС1 —■> 2ИаС1 + CO2J + H2O? 14. Какой процесс представлен уравнением реакции H2SO4 + 2ИаОН = Na2SO4 + 2Н2О: (1) разложение; (2) окисление-восстановление; (3) нейтрализация; (4) соединение? 15. Какой из перечисленных процессов является мед¬ ленным окислением: (1) горение магния на воздухе; (2) воспламенение бензина; (3) ржавление железа; (4) взрыв смеси водорода с кислородом? 16. Закончите следующие схемы реакций: (1) разложение -Fe(OH)3 —> Fe2O3+ . . • (2) соединение — Fe + ... —> Fe2O3; (3) замещение -Fe+ • • • —> FeSO4+ . (4) обмен —FeCl3 + —> Fe(OH)3+ . 3 В. В. Сорокин 66
17. Исходя из данных о растворимости веществ, определите, в случае какой реакции выпадения осадка не будет: (1) MnSO4+Na2S —>•••; (2) AgNO3 + NaCl (3) CuCI2+ NaOH (4) FeS + HCl —> ... ? 18. При горении железа в кислороде образуется же¬ лезная окалина Fe3O4. Какое из приведенных ниже утверждений является неправильным: (1) уравнение этой реакции: ЗРе + 2О2 = Fe3O4; (2) в состав Fe3O4 входят семь атомов; (3) данный процесс является самопроизволь¬ ным; (4) масса реагирующих веществ равна массе продуктов реакции? 19. Процесс восстановления имеет место в случае, когда: (1) нейтральные атомы превращаются в отри¬ цательно заряженные ионы; (2) нейтральные атомы превращаются в поло¬ жительно заряженные ионы; (3) положительный заряд иона увеличивается; (4) отрицательный заряд иона уменьшается. 20. Над пламенем горящей свечи подержали перевер¬ нутый вверх дном стакан, смоченный известковой водой. На стенках стакана появился белый налет состава ... , поскольку при этом происходила реакция ... . 21. Пероксид водорода H2O2 проявляет как окисли¬ тельные, так и восстановительные свойства. Эти процессы можно представить следующими схе¬ мами: (а) Н2О2 + 2Н+ + 2ё —> 2Н2О; (б) HoO2-2ё —> О2 + 2Н+; (в) H2O2+ 2ё —- 20Н~; (г) H2O2 + 20Н~ — 2ё —- О2 + 2Н2О. В каких из приведенных схем H2O2 проявляет себя как восстановитель: (1) а, б; (3) а, в; (2) в, г; (4) б, г? 66
22. Какой металл нельзя использовать в качестве активного электрода для протекторной защиты стального корпуса корабля: (1) Mg; (2) Си; (3) Al; (4) Zn? 23. В процессе сгорания угля при недостатке кисло¬ рода образуется согласно уравнениям реакций . . . чрезвычайно ядовитый угарный газ. 24. Для наполнения метеорологических зондов часто применяют водород, полученный при взаимодей¬ ствии гидрида кальция с водой ... » 25. Восстановите левую часть уравнения химической реакции по известной правой; . . . = 2Мп5О4 H-GK2SO4 H-SH2O. 26. В реакции ZnH-H2SO4 ZnSO4H-H2T (1) водород восстанавливается в соединении H2SO4; (2) водород окисляется в соединении H2SO4; (3) сера восстанавливается в соединении H2SO4; (4) сера окисляется в соединении H2SO4. 27. В реакции, протекающей по схеме Cr2S3 + KNO3 + Na2CO3 —> —> K2CrO4 + NO + CO2 + Na2SO4, окислению подвергаются элементы следующего ряда: (1) N, S; (3) С, N; (2) S, Cr; (4) Cr, N. 28. В реакции As2S3 + 28НИО3 (конц.) — = 2Н3АзО4 + SH2SO4 + 28ИО2 + SH2O окисляются элементы ... . 29. Восстановите левые части уравнений химических реакций: . . . = 2СгС13 + SCl2 + 2КС1 + 7Н2О, . . . = K2SO4 H- 2Мп8О4 н- SS + 8Н2О. з» 67
30. Сумма коэффициентов в правой части уравнения реакции KMnO4H-HCl —> MnCl2H-KClH-H2OH-Cl2 равна: (1) 4; (2) 8; (3) 17; (4) 18. 31. При окислении Fe2+ до Fe3+ перманганат калия в кислой среде восстанавливается до соли мар¬ ганца со степенью окисления +2. Сколько молей сульфата железа (II) окисляется одним молем перманганата калия: (1) 1; (3) 10; (2) 2; (4) 5? 32. В реакции, представленной схемой Cr2S3 + Mn2++ NO3'+ CO3' — —* CrO24' + МпОГ + NO + CO2 + SO4', окисляются следующие элементы: (1) Mn, N, S; (3) С, S, Cr; (2) Mn, S, Сг; (4) Cr, S, N. 33. Профессор химии Петербургского горного инсти¬ тута Герман Гесс в 1840 г. сформулировал основ¬ ной закон термохимии, суть которого заключает¬ ся в том, что тепловой эффект процесса зависит только от вида и состояния исходных веществ и конечных продуктов, но не зависит от пути пе¬ рехода. Важным следствием закона является то, что: (1) тепловой эффект реакции равен теплотам образования исходных веществ; (2) тепловой эффект реакции равен теплотам образования продуктов реакции; (3) тепловой эффект реакции равен сумме теп- лот образования продуктов реакции за вы¬ четом суммы теплот образования исходных веществ; (4) тепловой эффект реакции равен сумме теп- лот образования продуктов реакции и теп¬ лот образования исходных веществ. 68
Гесс Герман Иванович (1802— 1850). Русский химик, академик Петербургской академии наук. Один из основоположников тер¬ мохимии, открыл (1840) основ¬ ной закон термохимии. Открыл и определил состав ряда новых минералов, предложил способ получения теллура из теллури¬ да серебра, в его честь теллу¬ рид серебра назван гесситом. C 1830 г. — профессор Пе¬ тербургского технологического института, в 1832—1849 гг.— Петербургского горного инсти¬ тута. 34. Из перечисленных процес¬ сов: (1) разряд батареи лампы-вспышки; (2) плавление льда; (3) испарение спирта; (4) взаимодействие натрия с водой; (5) разряд молнии; (6) растворение концентрированной серной кис¬ лоты в воде; (7) горение фосфора на воздухе; (8) гашение негашеной извести к экзотермическим относятся мическим— . . . 35. Какой отрезок на диа¬ грамме показывает значение теплового эффекта реакции: (1) а; (2) б; (3) в; (4) г? 36. Используя для отве¬ та приведенную энер¬ гетическую диаграм¬ му, находим, что теп¬ ловой эффект реакции А + Б-> В равен... кДж. , к эндотер¬ 69
37. Термохимическое уравнение реакции горения углерода: C + O2 = CO2 + 402,24 кДж. Какова масса (г) сгоревшего углерода, если при реакции выделилось 167 600 кДж теплоты: (1) 500; (3) 4000; (2) 1000; (4) 5000? 39. Ход взаимодействия веществ А и В, протекающего с экзотермическим эффектом, показан на диаграм¬ ме линией. Присутствие катализатора ведет к получению веще, ства AB по пути: (1) (2) (3) (4) 40. а; б; в; не влияет на ход реакции. Что можно сказать о граммы, изобра¬ женной на рисунке: (1) реакция идет очень быстро; (2) реакция экзо¬ термическая; (3) реакция эндо¬ термическая; реакции А + Б->В из диа- Xod реакции (4) диаграмма описывает состояние равновесия? 41. Как запишется выражение для скорости реакции 2А + Б->В, если считать, что она идет в одну 70
стадию: (1) и = Л[Б]; (2) V = k [А]2; (3) V = й [А] [Б]; (4) V = 1г [А]2 [Б]? 42. Механизм химической реакции А + 2В->2С мо¬ жет быть условно представлен в виде следующих стадий: (а) А + В — К + Д; (б) В + К —* М; (в) В + Д — Г; (г) М + 2Г 2С. Учитывая, что из всех приведенных реакций са- мой медленной является (а), а самой быстрой (г), выражение для скорости процесса запишется: (1) &( [М] [Г]2 — [А] [В]); (3) ММ] [Г]2; (2) k [А] [В]2; (4) k [А] [В]. 43. Для реакции 2А 4~ ЗБ->ЗВ + 2Г в результате трех экспериментов, проведенных при одинаковой температуре, получены следующие данные о ско¬ рости прямой реакции: I Эксперименты II III Начальная концентрация А, СА, моль/л 0,10 0,20 0,20 Начальная концентрация Б, СБ, моль/л 0,10 0,10 0,20 Скорость прямой реакции, 0,01 0,04 0,04 V, моль/(л • с) В соответствии с приведенными данными уравне¬ ние скорости указанной реакции ... . 44. Реакция A2 (г.)+ B2 (г.) = 2АВ (г.) протекает в газовой фазе при столкновении молекул A2 и B2. Если удвоить концентрацию каждого из реаги¬ рующих веществ (т. е. A2 и B2), сохраняя при этом одинаковыми все остальные условия взаимо-* действия, то скорость реакции возрастет: (1) в 72 раз; (3) в 3 раза; (2) в 2 раза; (4) в 4 раза. 45. Во сколько раз изменится объем выделяющегося водорода в реакции цинка с соляной кислотой при измельчении кубика цинка массой 1 г на 71
IOOO одинаковых кубиков: (1) не изменится; (2) возрастет примерно в 10 раз; (3) возрастет примерно в 100 раз; (4) возрастет примерно в 1000 раз? 46. Рассмотрите внимательно представленную графи¬ ческую зависимость. Чему равна энергия актива¬ ции (кДж/моль) превращения веще¬ ства А в Б: (1) +16; (2) +12; (3) +8; (4) +4? 47. Изучите диаграмму реакции: А (г.)+ Б (г.) —> — В (г.)+ Г (г.) Для этой реакции энергия активации (кДж/моль): (1) 20; (3) 60; (2) 40; (4) 80? 48. Катализатор ускоряет химическую реакцию бла¬ годаря: (1) снижению энергии активации; (2) повышению энергии активации; (3) возрастанию теплоты реакции; (4) уменьшению теплоты реакции. 49. В каких указанных ниже случаях имеет место ка¬ талитическая реакция: (1) скорость реакции взаимодействия водорода с бромом увеличивается при нагревании; (2) интенсивность реакции горения угля возра¬ стает после его измельчения; 72
(3) скорость реакции разложения пероксида во¬ дорода увеличивается при внесении в него диоксида марганца; (4) скорость реакции горения фосфора повы¬ шается при внесении его в атмосферу чи¬ стого кислорода. 50. Какой график показывает изменение скорости V простой одностадийной реакции при возрастании температуры Т? 51. 52. 53. Постройте схематически к гра- фик зависимости константы скорости k простой односта¬ дийной химической реакции от обратной температуры 1/Г. На рисунке показана энергетическая диаграмма двух различных механизмов для одной и той же химической реакции. Энер¬ гия активации реакции, иду¬ щей в присутствии катали¬ затора, имеет значение, со¬ ответствующее: (1) А; (2) Б; Скорость ни ем: (3) В; (4) Г. химической Ход реакции задается уравне- реакции 73
Если концентрация вещества А удваивается (при неизменных концентрациях веществ В и С), ско¬ рость реакции увеличивается в 8 раз; если кон¬ центрация В удваивается (при неизменных кон¬ центрациях А и С), скорость реакции возрастает в 2 раза. Если концентрация C увеличивается в 2 раза (при неизменных концентрациях А и В), скорость возрастает в 4 раза. Показатели степеней х, у и г при соответствую¬ щих концентрациях А, В и C в уравнении скоро¬ сти реакции имеют значения: (1) 1, 0 и 2; (3) 3, 1 и 2; (2) 2, 1 и 2; (4) 4, 1 и 2. 54. Равновесие реакции Fe3O4-HCO SFe 4-4СО2 - 43,7 кДж смещается влево при: (1) понижении температуры; (2) повышении температуры; (3) уменьшении давления; (4) увеличении давления. 55. В реакционной системе в равновесии находятся: 2С0 (г.) + O2 (г.) 2СОг(г.) + <2. Как будет сдвигаться равновесие (вправо, влево), если произвести в системе изменения? Изменения в системе (1) Добавить CO2 (2) Увеличить объем (3) Повысить давление (4) Удалить CO2 (5) Повысить температуру Сдвиг равновесия 56. Какое соотношение представляет собой констан¬ ту равновесия Kp для химического- равновесия, описываемого уравнением реакции: 2ЫО(г.)4-О2(г.) 2ИО2(г.)? ж [NO] Юг] . Пх [NO2]2 . (NO2] ’ 1 ' [NOJ2(O2) * Z9X [NO]2 [O2] . /4х [NO2] ™ [NO2]2 ’ ™ [NOHO2] ' 74
57. В какой реакции повышение давления в системе риводит к повышению выхода продуктов реак¬ ции: (1) 2Н2О(г.) *=* 2Н2(г.) + О2(г.); (2) N2 (г.) + ЗН2(г.) 2НН3(г); (3) CaCO3 (тв.) CaO (тв.) + СО.,; (4) СО (г.) + H2O (г.) CO2 (г.) + H2 (г.)? 58. Взаимодействие водорода с иодом протекает по уравнению ... . Константа равновесия этой ре¬ акции ... . Какое из указанных ниже усло¬ вий вызовет изменение константы равновесия: (1) добавление катализатора в систему; (2) повышение температуры; (3) увеличение концентрации исходных веществ; (4) увеличение концентрации продуктов реак¬ ции? 59. При взаимодействии аммоний алюминий сульфа¬ та с баритовой водой могут происходить следую¬ щие процессы: (1) SO24-+ ... ; (2) Al3*+ ; (3) NHj + ... ; (4) Наряду с этим ... . 60. Ниже приведены уравнения реакций, в каждом из которых пропущен один участник реакции. Опре¬ делите его формулу и соответствующий стехио¬ метрический коэффициент: (1) FeS+ H2SO4 —> FeSO4+ . . . ; (2) 47п + IOHNO3(P-P) —* —* NH4NO3+ . . . + ЗН2О; (3) 8А1 + . . . —> 9Ре + 4А12О3; (4) ... + 2Э2 —* SiO2+ 2Н2О. 61. Какая из реакций, схемы которых приведены ниже, практически не идет до конца? (1) Na9SiO3 + H2SO4 —> ... ; (2) CaO+ HCl (3) NaOH+ Al(OH)3 (4) CsI + NaCI —>.... 76
62. При взаимодействии хромата калия, хлорида же¬ леза (II) и серной кислоты могут происходить сле¬ дующие процессы: (1) СгОГ+ ; (2) Fe2+ + ... ; (3) при высокой концентрации Cl" и H2SO4— 63. Известно, что металлическая медь растворяется в водном растворе хлорида железа(III). При этом получается: (1) Cu(OH)2 и Fe(OH)3; (3) CuCl2 и FeCl2; (2) CuCl2 и Fe; (4) CuCl2 и H2. 64. При взаимодействии кальцинированной соды и гидросульфата натрия в случае избытка H+ идет реакция ... , а при избытке С01" — ... 65. Разложение органических веществ в отсутствие воздуха приводит к образованию водородных со¬ единений неметаллов. Допишите уравнения реак¬ ций окисления кислородом каждого из указанных ниже водородных соединений, исходя из предпо¬ ложения, что неметалл при окислении переходит в состояние с возможно высшей степенью окис¬ ления: (1) CH4 +O2 -*...; (2) H9S + O9 —> ... ; (3) PH3 + O2 —* ... . 66. Навеску гидроксида же- тт?,г леза (III) массой 53,5 г I внесли в печь, нагретую выше температуры раз¬ ложения гидроксида. По- 60" стройте график, отражаю¬ щий изменение массы т 40~ навески в зависимости от времени т прокаливания. 67. При осуществлении синтезов: (1) SO7 —> Na2SO4; (2) O2 O3; (3) Ba(OH)2 —> BaH9; (4) Na2SO4 —> Na2S2O3-SH9O, 76
проведение окислительно-восстановительных про¬ цессов необходимо во всех случаях, кроме слу¬ чая ... . 68. В конце прошлого столетия Людвиг Монд обна¬ ружил, что порошкообразный никель реагирует с оксидом углерода(II), образуя одноядерный ком¬ плекс тетракарбонил никеля Ni(CO)4 — бесцвет¬ ную, легколетучую жидкость. В каком случае металл не образует одноядерных карбонильных комплексов типа Me(CO)x, где Me — металл, а образует соединения со связями Me—Me (ме¬ талл — металл): (1) Ni; (2) Мп; 69. В озоновом (3) (4) цикле Cr; Fe? в атмосфере важную роль играют оксиды азота, которые присутствуют в ней в достаточно низкой концентрации. Озон реа¬ гирует с NO, образуя NO2 и O2; NO2 в свою оче¬ редь реагирует с атомарным кислородом, присут¬ ствующим в стратосфере, с образованием NO и O2. Итогом взаимодействия озона является реак¬ ция ... . 70. Навеску KClO3 массой 61,25 г подвергли разло¬ жению и по полученным экспериментальным дан¬ ным (изменение массы т образцавовремени т) построили графическую зависимость, представленную на рисунке. Напи¬ шите уравнения реакций, соответствующих при¬ веденным ниже условиям, и определите, какое из них (1) (2) отвечает графической зависимости: при температуре примерно 400 oC; в присутствии MnO2, при температуре при* мерно 200 oC. 77
Глава Il КАК ТЫ ЗНАЕШЬ ХИМИЮ ЭЛЕМЕНТОВ! § 1. Химия «семейства» галогенов ...Муассан поставил перед со¬ бой важную и сложную проб¬ лему получения свободного фтора, над которой безрезуль¬ татно трудился ряд химиков, начиная с Г. Деви... Преодоле¬ вая всевозможные трудности, 26 июня 1886 г. Муассан впервые получил фтор электролизом пла¬ виковой кислоты в приборе из платиновых трубок... Журнал BXO им. Д. И, Мен¬ делеева, 1. Окраска простых веществ постепенно изменяется с увеличением порядкового номера составляющих их галогенов. Для галогенов, приведенных ниже, укажите их агрегатное состояние и цвет при обыч¬ ных условиях. Элемент Агрегатное состояние Цвет (1) Фтор • . . • • • (2) Хлор ... ... (3) Бром ... ... (4) Иод ... ... 2. Температуры плавления и кипения галогенов — простых веществ в подгруппе периодической си¬ стемы с возрастанием порядкового номера эле¬ мента (1) уменьшаются; (2) возрастают; (3) не изменяются; (4) уменьшаются, затем возрастают. 3. Электронную формулу внешнего энергетического уровня» общую для всех атомов галогенов, можно записать в виде ... , где п — номер энергети¬ ческого уровня. 4. Первым среди галогенов в свободном состоянии получен хлор. Шведский химик Карл Шееле по¬ 78
лучил его в 1774 г. нагреванием пиролюзита с со¬ ляной кислотой по реакции ... . 5. Галогены обладают следующими общими свой¬ ствами: (1) в газообразном состоянии существуют в ви¬ де двухатомных молекул; (2) способны образовывать со щелочными ме¬ таллами соединения типа МеГ, представ¬ ляющие собой твердые вещества ионного типа; (3) образуют ковалентную связь с водородом и углеродом; (4) обладают только окислительными свойства¬ ми. Из приведенных утверждений неверно ... , 6. Хлор при обычных условиях представляет собой газ . . . цвета с плотностью . . . г/л. При температуре ... 0C его можно превратить в жидкость. 7. Как примерно будет изменяться энергия разры¬ ва химической связи в молекулах галогенов по мере увеличения порядкового номера элемента? 8. О фторе нельзя сказать, что он (1) самый активный; (2) самый электроотрицательный; (3) самый агрессивный; (4) самый легкий элемент. 79
9. Наиболее ярко выражены окислительные свой¬ ства (1) у фтора; (3) у брома; (2) у хлора; (4) у иода. 10. Наиболее ярко выражены восстановительные свойства (1) у фтора; (3) у брома; (2) у хлора; (4) у иода. 11. Высокая химическая активность фтора объясняет¬ ся тем, что: (1) он имеет самое большое значение электро¬ отрицательности (4,0); (2) его молекула имеет низкую энергию диссо¬ циации, а химическая связь в большинстве соединений фтора отличается большой проч¬ ностью; (3) до завершения внешнего электронного уровня не хватает всего одного электрона; (4) молекула имеет относительно небольшую масссу и достаточно подвижна. 12. В отличие от других галогенов фтор энергично взаимодействует (1) с Na; (3) с H2; (2) с Р; (4) с SiO2. 13. Фтор может взаимодействовать с благородными газами. Какой из указанных благородных газов: (1) Ne; (3) Kr; (2) Аг; (4) Хе, горит в атмосфере фтора ярким пламенем с об¬ разованием продукта типа AB4 по уравнению ре¬ акции ... ? 14. Будучи как окислитель сильнее кислорода, фтор взаимодействует с водой в основном с образо¬ ванием простого вещества по уравнению ... . 15. Один объем газообразного хлора реагирует с тремя объемами газообразного фтора, образуя два объема газообразного продукта . . . ио реакции . . . (объемы всех газов измерены при одинаковых температуре и давлении). 80
16. Какое из приведенных ниже утверждений для атомов хлора является неверным: (1) ядра атомов хлора по числу протонов отли¬ чаются от ядер всех других элементов; (2) нейтральные атомы хлора по числу электро¬ нов отличаются от нейтральных атомов всех других элементов; (3) атомы хлора имеют более высокое отноше¬ ние числа нейтронов к числу протонов, чем атомы других элементов; (4) атомы хлора по своему химическому пове¬ дению отличаются от нейтральных атомов всех других элементов? 17. Свободный хлор может выделиться в результате взаимодействия следующих веществ: (1) HCl+ Mg —> ... ; (2) HCl + MgO (3) HCl + Br2 —> ... ; (4) HCl + F2 -> ... . 18. Для отбеливания тканей, бумаги находит приме¬ нение белильная известь, которая представляет собой продукт взаимодействия хлора (1) с HoO; (3) с Ca(OH)2; (2) с KOH (4) с Mg(OH)2. 19. Теплоты образования высших хлоридов натрия и сурьмы практически одинаковы. В каком случае выделится больше теплоты: (1) при сгорании 5 г натрия в хлоре; (2) при сгорании 5 г сурьмы в хлоре? 20. Образец газообразного хлора массой 0,01 г, на¬ ходящийся в запаянной стеклянной ампуле объе¬ мом 10 см3, нагревают от О до 273 oC. Начальное давление хлора при OoC равно . . . кПа. 21. Давление хлора при 273 oC (см. задание № 20) равно . . . кПа. 22. Хлор активно взаимодействует с водородом при облучении ультрафиолетовым светом по уравне¬ нию H2 + Cl2 —> 2НС1. Механизм этой реакции 81
можно представить следующим образом: (1) H2H-Cl2 HCl H-IICl; (2) H2 H+ + H'; Cl2 Cl+H-Cl'; H+H-Cl' —> HCl; Н'-ё —> Н"; Cl+Н-ё —> Clt; HtH-Clt —> HCl; (3) Cl2 CltH-Clt; H2H-Clt —■* HClH-Ht; HtH-Cl2 —► HCl-I-Clt; HtH-Clt —> HCl и т. д.; (4) H2H-Cl2 HChH-Ht; HCi; —> CltH-HCl; HtH-Clt —> HCl. 23. Чему равно максимальное число молей NaCl, ко¬ торое можно получить из 1 моль натрия и 2 моль хлора по реакции 2Иа + Cl2 —> 2\аС1: (1) 1; (3) 3; (2) 2; (4) 4? 24. Какой из галогенидов имеет наиболее высокую температуру плавления: (1) NaF; , (3) NaBr (2) NaCl (4) NaI? 25. Смешали два раствора, содержащие равные мас¬ сы хлорида натрия и нитрата серебра — по 20 г каждого. Масса (г) выпавшего осадка равна: (1) 16,8: (3) 48,8; (2) 33,6; (4) 97,7. 26. В ряду хлоридов с высшими степенями окисле¬ ния элементов третьего периода периодической системы по мере увеличения порядкового номера элемента у соединений (1) кислотные свойства возрастают, а основные уменьшаются; 82
(2) основные свойства возрастают, а кислотные уменьшаются; (3) кислотные свойства не изменяются; (4) основные свойства не изменяются. 27. Гидролиз кислотных хлоридов, например SiCU, протекает практически полностью и необратимо с образованием кислот, согласно уравнению реак- Цин .... 28. Как изменяется тепловой эффект реакций соеди¬ нения галогенов с водородом в ряду от фтора к иоду: (1) увеличивается; (2) уменьшается; (3) увеличивается, а затем уменьшается; (4) остается неизменным? 29. Хлор получают в лаборатории из вещества ... , действуя на него ... . 30. Если использовать одно из предложенных вами в задании № 29 веществ, то схема прибора для получения хлора в лаборатории может быть пред¬ ставлена в виде ... . 31. Какой из способов Получения хлора обычно не используют в лаборатории: (1) окисление концентрированной HCl диокси¬ дом марганца; (2) окисление концентрированной HCl перман¬ ганатом калия; (3) окисление концентрированной HCl дихрома¬ том калия; (4) каталитическое окисление хлороводорода кислородом воздуха? 32. Какой газ преимущественно образуется в резуль¬ тате взаимодействия бертолетовой соли с кон¬ центрированной соляной кислотой: (1) Но; (3) HCl; (2) Cl2; (4) Cl2O? 33. При получении хлороводорода в лаборатории дей¬ ствием серной кислоты на хлорид натрия лучше исходить: (1) из твердого хлорида натрия и разбавленной серной кислоты; 83
(2) из твердого хлорида натрия и концентриро¬ ванной серной кислоты; (3) из разбавленного раствора хлорида натрия и разбавленной серной кислоты; (4) из разбавленного раствора хлорида натрия и концентрированной серной кислоты. 34. Для осушения хлороводорода нельзя использо¬ вать: (1) натронную известь; (2) оксид фосфора (V); (3) концентрированную серную кислоту; (4) силикагель. 35. У кислородсодержащих кислот галогенов со сте¬ пенью окисления галогена +1 снижение относи¬ тельной окислительной активности наблюдается в ряду: (1) HOI-HOBr-HOCl; (2) HOCl - HOBr - HOI; (3) HOBr - HOI - HOCl; (4) HOBr-HCCl-HOI. 36. Сосуд разделили перегородкой на две равные ча¬ сти. В ,одну из них поместили хлор под давле¬ нием 400 кПа, а в другую — водород под давле¬ нием 200 кПа. Если убрать перегородку, то дав¬ ление (кПа) в сосуде установится равным: (1) 200; (3) 400; (2) 300; (4) 600. 37. Прибор для получения ряда ве¬ ществ легко собрать из двух пробирок (/, 2) и газоотводной трубки (5). Например, вам не¬ обходимо получить в лабора¬ тории хлороводород путем вытеснения воздуха. Для этого вы соберете прибор, используя сле¬ дующую газоотводную трубку: 84
38. Хлорноватистая кислота имеет формулу: (1) HClO; (3) HClO3; (2) HClO2; (4) HClO4. 39. В каком из соединений наибольшая массовая доля хлора: (1) КСЮ; (3) KClO3; (2) KClO2; (4) KClO4? 40. Можно ли считать выделение водорода при ре¬ акции цинка с водным раствором соляной кисло¬ ты строгим доказательством того, что водород входит в состав молекулы HCl? (1) Нет, так как цинк не реагирует с соляной кислотой; (2) нет, так как вода, являющаяся одним из компонентов раствора, содержит водород; (3) нет, так как кроме водорода получается еще хлорид цинка; (4) да, можно, так как цинк восстанавливает ионы водорода соляной кислоты. 41. В какой из реакций, схемы которых приведены ниже, степень окисления хлора изменяется от +1 л о 0: (1) MnO2+ HCl Tt MnO2 (2) KClO3 ; (3) NaClO + HCl —> ... ; (4) KCio3 -Л KClO4 + KCl? 42. Смесь водорода и хлора в закрытом сосуде при постоянной температуре облучали рассеянным светом. Через некоторое время содержание хлора уменьшилось на 20 % по сравнению с исходным* а объемные доли компонентов смеси в этот мо¬ мент были следующими: 60 % хлора, 10 % водо¬ рода и 30 % хлороводорода. В исходной смеси хлора было ... %, а водорода— ... %. 43. Закончите уравнения реакций взаимодействия га¬ логенидов с серной кислотой: (1) CaF0 (тв.) + H9SO4 (конц.) —► ... ; (2) NaCl (тв.) +H9SO4 (ж.) (3) NaBr (тв.) +H9SO4 (ж.) (4) NaI (тв.)+ H2SO4 (ж.) 85
44. Соляная кислота проявляет окислительные свой¬ ства в реакции ... . 45. В раствор, полученный при пропускании 11,2 л газообразного хлороводорода в 100 см3 воды, по¬ местили 13 г цинка. Объем (л) выделившегося газа равен (при н. у.): (1) 22,40; (3) 5,60; (2) 11,20; (4) 4,48. +1 46. Устойчивость соединений хлора в ряду HClO — +5 +7 — HClO3 — HClO4 увеличивается. Самым сильным окислителем из них является ... . 47. Получение хлората калия в лаборатории соответ¬ ствует уравнению реакции ... , которая про¬ текает при ... . 48. Если 2,45 г бертолетовой соли полностью разло¬ жить, объем образовавшегося газа, измеренный при н. у., будет равен ... л. 49. Напишите уравнения реакций, описывающие че¬ тыре превращения веществ по схеме: HCl Cl2 KClO3 50. Бертолетову соль сильно нагревают в открытой кварцевой трубке до тех пор, пока она полностью не разложится. Какой из графиков правильно по¬ казывает изменение массы т вещества в реак¬ ционной трубке во времени т? 86
51, Взаимодействие метана с хлором на свету про¬ текает по реакции: CH4H-Cl2 CH3ClH-HCl. Механизм этого процесса аналогичен процессу взаимодействия хлора с водородом на свету; в нем принимают участие атомы хлора и метиль¬ ные радикалы .CH3. Какая из указанных ниже стадий не является ста¬ дией обрыва цепи: (1) -CH3+-Cl —- CH3CI; (2) -CH3+ HCl —* CH4 + -Cl; (3) -CH3+-CH3 — C2Hc; (4) -Cl+ -Cl —■> Cl2? 52. Окисление газообразного бромоводорода в тем¬ пературном интервале 400—6000C протекает по уравнению 4НВг (г.) + O2 (г.) = 2Н2О (г.) + 2Вг2 (г.) и описывается следующим механизмом: (1) HBr+ O2 —► HOOBr (медленная стадия); (2) HOOBr + HBr —2Н0Вг (быстрая стадия); &3 (3) HOBr + HBr —*■ H2O + Br2 (быстрая стадия). Скорость реакции окисления бромоводорода опи¬ сывается кинетическим уравнением ... . 53. Один моль вещества X реагирует с одним молем воды, в результате чего образуется 1 моль кис¬ лорода и 2 моль фтороводорода: X 4- H2O = O2 + 2НР. Формула вещества X: (О F2; (2) OF2; (3) F2O2; (4) HOF 87
54. Взаимодействие газооб- 7,4 разных водорода и и иода описывается урав- > 1,0 нением § 5 0,6 H2 (г.) + I2 (г.) + Q +=* 2Н1 (г.) 0,2 и показано на рисунке ( в виде зависимостей из¬ менения концентрации C реагирующих и обра¬ зующихся компонентов от времени т. Какое изменение произошло в системе через 2 мин после начала реакции: (1) повысилось давление; (2) повысилась температура; (3) в реакционную систему был добавлен водо¬ род, H2 (г.); (4) в реакционную систему был добавлен иод, Ь (г.)? 55. При взаимодействии 1 моль газообразного во- | дорода с 1 моль кристал- лического иода затрачи- вается примерно 50 кДж теплоты. Зависимость из- й менения энергии замкну- той системы от времени L протекания реакции H2 с Время реакции I2 в двух случаях: (1) при отсутствии катализатора; (2) в присутствии катализатора, представьте графически. 56. Какая из реакций, схемы которых приведены ниже, невозможна: (1) 5С12 + Br2 + 6Н2О = IOHCl + 2НВгО3; (2) 512 + Br2 + 6Н2О = IOHI + 2НВгО,; (3) SCl2 + I2 + 6Н2О = IOHCl + 2НЮ3? 88
57. Какая из приведенных ниже реакций не идет: (1) 2Н2О + 2Р2 = 4НР + O2; (2) 2МаВг + Cl2 = SNaCl + Br2; (3) 2К1 + Cl2 = SKCH-I2; (4) SKBr-H2 = SKI+ Br2? 58. Бромноватая кислота имеет формулу НВгОз, а оксид диспрозия — Dy2Os. Формула бромата дис¬ прозия будет иметь вид: (1) Dy2BrO3; (3) Dy(BrO3)3; (2) Dy3BrO3; (4) Dy2(BrO3)3. 59. Растворимость иода в чистой воде низка; она значительно выше в растворах, содержащих иодид-ионы. При изучении зависимости общей растворимости иода от концентрации иодид-ионов могут быть определены константы соответствую¬ щих равновесий. Запишите выражения для кон¬ стант равновесий К: Реакции (1) I2 (ТВ.) I2(P-P) (2) I2 (тв.)+ Г (р-р) 13(р-р) (3) I2 (P-P)+ Г (P-P) =*=* 1з(Р-Р) Константы равновесий К Выражение для константы равновесия K3 иначе может быть представлено через константы рав¬ новесия первых двух процессов: (а) K1ZK2; (б) Ш; (в) K1K2. 60. Иодную кислоту можно получить окислением иода концентрированной азотной кислотой по реакции 89
§ 2. Элементы шестой вертикали Если направить пучок солнеч¬ ных лучей при помощи сильной линзы на самоосаждениую ртуть, получается воздух, в ко¬ тором зажженная свеча горит ярко, как в измененном селит¬ ряном воздухе. Джозеф Пристли, 1774 г. 1. Электронная конфигурация атомов элементов VIA группы периодической системы может быть представлена в виде общей формулы ... , где п— номер энергетического уровня. 2. Некоторые свойства атомов элементов VIA груп¬ пы, такие, как атомный и ионный (Э2-) радиусы, в ряду О—S-Se-Te закономерно (1) уменьшаются; (2) возрастают; (3) не изменяются; (4) уменьшаются, а затем возрастают, а некоторые — такие, как электроотрицательность и первый потенциал (энергия) ионизации (1) уменьшаются; (2) возрастают; (3) не изменяются; (4) уменьшаются, а затем возрастают. 3. Запишите электронные конфигурации основного состояния атомов: 1IO .. . 1Io .. . 4. Кислород проявляет положительную степень окисления в соединении: (1) Na2O; (3) H0O2; (2) KNO3; (4) OF2. 5. Чему равна масса (г) 50,0 л кислорода при н. у.: (1) 32; (3) 100; (2) 71,4; (4) 143? 6. При давлении 98,66 кПа проба воздуха содержит 210 см3 кислорода, 780 см3 азота и 10 см3 других газов. Чему равно парциальное давление (кПа) 90
кислорода в данной пробе воздуха: (1) 10,40; (3) 41,33; (2) 20,72; (4) 77,33? 7. Сколько молей кислорода образуется из 3 моль хлората калия при его полном термическом раз¬ ложении: (1) 6,0; (3) 3,0, (2) 9,0; (4) 4,5? 8. Общее давление смеси 2 моль кислорода и 3 моль водорода равно 800 кПа. Парциальное давление (кПа) кислорода в смеси равно: (1) 320; (3) 480; (2) 400; (4) 533. 9. Кислород выделяется при термическом разложе¬ нии ряда соединений. Если взять навески одина¬ ковой массы (например, по 10 г каждой) оксида ртути(II), хлората калия, перманганата калия и нитрата калия, то наибольшее количество (моль) кислорода выделится при разложении: (1) HgO; (3) KMnO4; (2) KClO3; (4) KNO3. 10. Щелочные металлы при нагревании в сухом воз¬ духе образуют кислородные соединения. Образо¬ вание какого из соединений маловероятно в опи¬ санных условиях: (1) Li2O; (3) Na9O,; (2) Na2O; (4) KO2? 11. Какой объем (л) занимают 1,5 моль газообраз¬ ного кислорода при и. у.: (1) И,2; (3) 22,4; (2) 16,0; (4) 33,6? 12. Чему равна максимальная масса (г) озона, ко¬ торую можно получить из 16 г кислорода: (1) 12,0; (3) 24,0; (2) 16,0; (4) 32,0? 13. При пропускании озона через раствор иодида ка¬ лия происходит следующая окислительно-восста¬ новительная реакция ... * 91
14. Навеску перманганата ™,г калия массой 30 г внес- г ли в печь, нагретую до температуры разложе- 30 ’ ния перманганата. По- _ стройте схематически график, отражающий ю - изменение массы т на¬ вески в зависимости от времени т прокаливания. х 15. Жидкий кислород притягивается магнитом, он обладает парамагнитными свойствами. Это явле¬ ние объясняется тем, что молекула кислорода имеет: (1) неспаренные электроны; (2) спаренные электроны; (3) атомы кислорода, каждый из которых окр\ - жен октетом электронов; (4) атомы кислорода, каждый из которых на р-орбитали имеет один неспаренный элек¬ трон. 16. Известно, что для расплавления 1 г льда при O0C требуется 333,5 Дж теплоты. Теплота плав¬ ления 1 моль льда при этой температуре равна . . . Дж/моль. 17. Смешали 8 г водорода и 8 г кислорода и подо¬ жгли. Масса (г) образовавшейся воды равна: (1) 8; (3) 16; (2) 9; (4) 18. 18. Какой из указанных газов не способен гореть в атмосфере кислорода: (1) оксид углерода (И); (3) водород; (2) метан; (4) оксид углерода (IV)? 19. Какая минимальная масса (г) 20 %-ной соляной кислоты необходима для полного растворения И г сульфида железа(II): (1) 2,28; (3) 9,12; (2) 4,56; (4) 45,60? 92
20. Кислород образуется при разложении: (1) CaCO3; (3) H9SO4; (2) HgO; (4) (CuOH)2CO3. 21. Внимательно изучите диаграмму состояния воды, т. е. условия превращения льда в жидкую воду и пар в зависимости от дав¬ ления P и температу¬ ры Т. Когда вы катаетесь на коньках при лег¬ ком морозе, то лед под и скольжение осуществляется по существу по тонкому слою воды. Это происходит вслед¬ ствие: конька плавится (1) увеличения давления и повышения темпера¬ туры парообразования H2O (ж.) по линии OB; (2) увеличения давления и понижения темпера¬ туры плавления H2O (тв.) по линии OA; (3) уменьшения давления и понижения темпе¬ ратуры испарения H2O (тв.) по линии 0/1; (4) уменьшения давления и достижения равно¬ весия между льдом, жидкостью и паром (в точке О). 22. Увеличение давления . . . (повышает, пони¬ жает?) температуру плавления льда. 23. В представленных ниже оксидах элементов третьего периода периодической системы: Na2O, MgO, Al2O3; SiO2; P2O5; SO3; Cl2O7 — в периоде (1) основная функция возрастает; (2) кислотная функция возрастает; (3) амфотерная функция возрастает; (4) вывод относительно изменения химической природы оксидов не представляется возмож¬ ным, при этом эффективные заряды 6 на атоме кисло¬ рода (а) возрастают; (б) уменьшаются; 93
(в) возрастают, а затем уменьшаются; (г) практически не изменяются. 24. Какая минимальная масса (г) кислорода необ¬ ходима для полного сгорания 32 г серы: (1) 16; (3) 28; (2) 22; (4) 32? 25. В каком из соединений наибольшая массовая доля (%) серы: (1) Na2SOf, (3) Na2S4O6; (2) Na2S2O3; (4) Na2S2O8? 26. Рассмотрите диаграм- р му состояния серы, т. е. условия превра¬ щения твердой серы в жидкое и парооб¬ разное состояния в за¬ висимости от давле¬ ния P и температу¬ ры Т. Как изменится температура плавления серы при повышении давления: (1) понизится; (2) повысится; (3) не изменится? 27. 28. Навеску цинка с двукратной массой серы нагрели без доступа воздуха. Что оказалось в тигле по окончании реакции: (1) чистый сульфид цинка; (2) смесь сульфида цинка и серы; (3) смесь цинка и сульфида цинка; (4) смесь цинка и серы? На рисунке представлено из¬ менение количе¬ ства вещества (V, моль) ре¬ агентов и про¬ дуктов реакции получения окси¬ да серы(У1) из оксида серы(1У) по мере дости¬ жения равновесия, 94
Веществами А, Б и В являются соответственно; (1) SO3, SO2 и Ooj (3) SO3, O2 и SO2; (2) SO2, O2 и SO3; (4) O2, SO2 и SO3. 29. На приведенном в предыдущем задании рисунке равновесное состояние достигается при значении времени: (1) T1; (3) т3; (2) т2; (4) т4. 30. Образованию оксида Cepu(VI) при окислении оксида Cepu(IV) препятствуют . . . (повыше¬ ние, понижение?) температуры и ... (повыше¬ ние, понижение?) давления. 31. Через стеклянную трубку пропускают смесь оксида Cepbi(IV) и воздуха. В приемной пробир¬ ке начинает появляться продукт реакции — оксид Cepu(VI) при: (1) комнатной температуре; (2) нагревании до 500 0C; (3) внесении в трубку оксида железа(III) и на¬ гревании до 500 °С; (4) комнатной температуре и внесении в труб¬ ку оксида железа(III). 32. Пропускание какого газа через раствор соли свинца вызывает образование черного осадка: (1) CO2; (3) H2S; (2) N2; (4) O2? 33. Дано: S(TB1) +О, (г) —> SO2 (г.) + 296,9 кДж, SO2 (г.)+ 1Z2O2 (г.) —> SO3 (Г.) + 101,3 кДж. Тепловой эффект (кДж) образования SO3 (г.) по уравнению S (тв.)+ 3Z2O2 (г.) =SOj (г.) равен: (I) 195,6; (3) 796,4; (2) 398,2; (4) 499,5. 34. Теплоты сгорания моноклинной серы S (м.) и ромбической серы S (р.) соответственно равны +296,83 и +297,21 кДж/моль. Тепловой эффект 95
превращения 1 моль моноклинной серы в ром¬ бическую равен . . . кДж. 35. Какое количество (моль) FeS2 потребуется для получения 64 г SO2 по уравнению 4Ре52 4- 1102 = 2Ре2О3 + SSO2; (1) 0,4; (3) 3,2; (2) 0,5; (4) 6,0? 36. Чему равен объем (л) 8,0 г оксида Cepbi(IV) при н.у.: (1) 2,8; (3) 11,2; (2) 5,6; (4) 22,4? 37. Какая из схем наиболее правильно отображает электронную формулу при образовании химиче¬ ской связи в молекуле оксида серы(IV)? (1) Д: <3> 'Д: (2) ...8 (4) .s .S. •.О; ;О- :О; :о« Го'.* ‘.о: 'О; ;О‘- 38. Пучок из медных проволок сгорает в парах серы, образуя ... . 39. Д. Пристли получил диоксид серы нагреванием ртути с концентрированной серной кислотой по реакции: Hg (ж.) + 2Н25О4 (ж.) = = HgSO4 (тв.) + SO2 (г.) + 2Н2О (г). В настоящее время в лабораторных условиях SO2 можно получить, используя в качестве исходных реагентов ... и ... . Принципиально отличным от него способом яв¬ ляется получение SO2 взаимодействием ... с 40. В ряду H2O — H2S — H2Se — H2Te сила кислот (1) уменьшается; (2) возрастает; (3) остается неизменной; (4) уменьшается, затем возрастает. 96
41. В 1 л воды растворяется при н. у. примерно 2,3 л сероводорода. Массовая доля (%) сероводорода в полученном растворе равна: (1) 0,23; (3) 2,3; (2) 0,34; (4) 3,4. 42. При пропускании сероводорода через раствор хлорида железа(III) происходит реакция . . , . 43. В тигле к порошку серы прилили концентриро¬ ванный раствор гидроксида натрия, после чего смесь кипятили некоторое время. По почернению бумаги, смоченной раствором Pb(NO3)2, устано¬ вили, что в растворе присутствуют сульфид-ионы, образовавшиеся по реакции .... 44. При взаимодействии избытка концентрированной серной кислоты с медью при нагревании будут получены: (1) CuSO4+ H9; (3) CuSO4+ H2O+ SO2; (2) CuO + H2SO3; (4) CuO + H2S. 45. При разбавлении серной кислоты всегда прили- вают кислоту к воде. Чем опасно разбавление концентрированной H2SO4 приливанием к ней воды: (1) может возникнуть пожар; (2) может произойти разложение воды; (3) может выделиться ядовитый газ; (4) может произойти разбрызгивание раствора вследствие выделения теплоты? 46. Концентрированная серная кислота восстанавли¬ вается цинком, как правило, до оксида серы (IV) • Чему равна масса (г) оксида серы(IV), образую¬ щегося при полном взаимодействии с цинком кон¬ центрированного раствора, содержащего 245 г серной кислоты: (I) 64,0; (3) 128; (2) 80,0; (4) 160? 47. Составьте уравнения реакций для каждого из при¬ веденных ниже способов получения растворимого в воде сульфата. 4 В. В. Сорокин 97
Способ получения Уравнение реакции (1) Взаимодействие металлов • • • с раствором H2SO4 (2) Разложение солей летучих . . • кислот серной кислотой (3) Окисление сульфитов или • . • сульфидов 48. Синтез сероводорода из простых веществ можно провести в приборе (схема) ... . 49. Сероводород и неон находятся при одной и той же температуре и давлении. Чему равен объем (л) сероводорода, имеющий такое же число молекул, как и 10,0 л неона: (1) 3,33; (3) 22,4; (2) 10,0; (4) 30,0? 50. В замкнутом сосуде объемом 1,5 л при н. у. нахо¬ дится смесь сероводорода с избытком кислорода. Смесь подожгли; после окончания реакции обра¬ зовавшиеся продукты растворили в 49,2 см3 воды и получили 1,64%-ный раствор кислоты. В исход¬ ной смеси находились: (1) 0,34 л H9S и 1,16 л O2; (2) 0,60 л H2S и 0,90 л O2; (3) 0,44 л H2S и 1,06 л O2; (4) 0,22 л H2S и 1,28 л O2. 51. Ниже представлены теплоты образования некото¬ рых сложных веществ из простых (теплота обра¬ зования простого вещества равна нулю). Тепло¬ вой эффект (кДж) реакции горения 1 моль серо¬ водорода равен: Газ Теплота образования, кДж/моль (1) +1124; H2S + 21 (2) -1124; O2 0 (3) +562; H2O + 286 (4) -562. SO2 + 297 98
52. Из нижеприведенных правых частей уравнения выберите ту, которая соответствует уравнению ре¬ акции между раствором нитрата свинца(II) и сульфидом аммония: (1) 2ЫН4\О3 (тв.) + Pb2+ + S1 2'; (2) Pb(NO3)2 (тв.) + 2ЫН+4 + S2'; (3) (NH4)2S (тв.) + Pb2+ + 2ЫОз'; (4) PbS (тв.) + 2ИН: + 2ИО3. Полное ионное уравнение этой реакции ... « 53. Сульфид меди(II) реагирует с горячей азотной кислотой с образованием оксида азота(II) и сво¬ бодной серы по реакции ... . 54. Смесь 0,64 г серы и 1,97 г золота нагрели без доступа воздуха в тигле, затем охладили. Что оказалось в тигле: (1) чистый сульфид золота; (2) смесь сульфида золота с серой; (3) смесь сульфида золота с золотом; (4) смесь серы с золотом? 55. Раствор оксида Cepbi(IV) можно использовать в качестве восстановителя. Напишите уравнения всех указанных ниже превращений. Восстановление Уравнение реакции (1) Раствора KMnO4 до MnSO4 • • • (2) Кислого раствора K2Cr2O7 3+ до Cr • • • (3) Раствора нитрата ртути (I) до металлической ртути • • • 56. Продукты, полученные после прокаливания смеси серы с железом, растворили в соляной кислоте. При этом произошло полное растворение, и объем выделившихся газов, измеренных при н. у., соста¬ вил 4,48 л. Газообразные продукты пропустили через раствор нитрата свинца (II), при этом вы¬ пало 23,9 г осадка. Исходный состав смеси со¬ ставлял: (1) 11,2 г Fe, 3,2 г S; (3) 2,8 г Fe, 1,6 г S; (2) 5,6 г Fe, 3,2 г S; (4) 11,2 г Fe, 6,4 г S. 4* 99
57. При взаимодействии сероводорода с раствором одной из солей: (1) Na2SO4; (3) FeSO4; (2) CuSO4; (4) CdSO4, выпал осадок желтого цвета. 58. К растворам солей, содержащих ионы: (1) K+J (3) Pb2+; (2) Bi3+; (4) Zn2+, прилили раствор сульфида натрия. При этом осадки сульфидов металлов выпали во всех слу¬ чаях, кроме ... . 59. Пропускание H2S через бромную воду приводит к обесцвечиванию последней. При этом имеет ме¬ сто реакция ... . 60. Сульфиды 5-элементов I группы периодической системы хорошо растворимы в воде. Их растворы имеют среду: (1) слабокислую; (3) щелочную; (2) сильнокислую; (4) нейтральную. 61. При добавлении к подкисленному розовому рас¬ твору перманганата калия раствора Na2SO3 про¬ исходит: (1) помутнение в результате выделения свобод¬ ной серы; (2) обесцвечивание вследствие образования Mn1 2+; (3) выделение пузырьков газа SO2; (4) окрашивание в темно-зеленый цвет из-за об¬ разования MnO4". 62. Сера в свободном состоянии образует наиболее стабильные молекулы: (1) S2; (3) S6; (2) S4; (4) S8. 63. Фтороводородная кислота может образовываться при взаимодействии с водой: (1) SO2; (3) SF4; (2) SO3; (4) SOCl2. 100
'64. Смесь SO2 и CI2 реагирует на солнечном свету, при этом образуется: (1) SO3; (3) SOCl2; (2) SO2CI2; (4) S. 65. Химическая формула сульфида стронция запи¬ шется следующим образом: (1) SrS; (3) SrS2; (2) Sr2S; (4) SrS3. 66. Какую массу (г) сульфида цинка (II) можно по¬ лучить при нагревании 10 г цинка и 10 г серы: (1) Ю,0; (3) 20,0; (2) 14,9; (4) 88,0? 67. Неметаллические свойства в ряду: Se—Те—Po, . . . (усиливаются, ослабевают?). 68. Зная, что темпера¬ тура кипения воды 100" при атмосферном давлении равна P IOOoC, а теллуро- * о- водорода —2 0C, к* покажите на гра¬ фике, как пример¬ но изменяются тем- H2Se H2Te J । । । 100 150 H2O H2S 1 50 -100 пературы кипения Мо масса Tkko гидридов эле¬ ментов VIA группы: H2O1 H2S, H2Se и H2Te. 69. В реакции селенита натрия с хлором в щелочной среде продуктом окисления является ... ,а продуктом восстановления— ... . 70. Рубидий (порядковый номер 37) находится в IA группе периодической системы, а теллур (по¬ рядковый номер 52) —в VIA. ' Какую формулу имеет ионное соединение теллу¬ рид рубидия: (1) Rb2Te; (2) RbTe2; (3) Rb3Te2; (4) Rb2Te3? 101
71. Напишите уравнения реакций, при помощи кото¬ рых можно осуществить превращения: SeOz NaHSe CaSe. 72. Тиосульфат натрия имеет формулу ... . Эту соль получают по реакции ... . 73. Тиосульфат натрия широко применяют в фото¬ графии в качестве закрепителя. В основе этого процесса лежит взаимодействие тиосульфата с хлоридом серебра по реакции ... . 74. Образец технического сульфида железа (II) мас¬ сой 5 г, содержащий 5 % металлического железа, взаимодействует с соляной кислотой. Объем вы¬ делившихся газообразных продуктов, приведен¬ ный к н. у., равен: (1) 1,27 л H2S; (3) 0,1 л H2 и 1,21 л H2S; (2) 1,21 л H2S; (4) 0,15 л H2 и 1,21 л H2S. 75. Прочность соединений в ряду: H2O—H2S—H2Se- —H2Te, изменяется, как показано на графике: 76. Растворимость сульфатов в ряду: CaSO4-SrSO4-BaSO4 (1) увеличивается; (2) уменьшается; (3) остается неизменной; (4) увеличивается, затем уменьшается. 102
77. Сила кислот в ряду: H2SO3-H2SeO3-H2TeO3 (1) увеличивается; (2) уменьшается; (3) остается неизменной; (4) увеличивается, затем уменьшается. 78. Селеновая кислота Н25еО4 является: (1) слабым окислителем; (2) слабым восстановителем; (3) сильным окислителем; (4) сильным восстановителем. кальция ... , теллурита 79. Формула селенита калия— ... . 80. На рисунке показаны температуры кипения четырех соединений. Температура кипения воды значительно от¬ личается от темпера¬ тур кипения других приведенных водород¬ ных соединений, так как: (1) в молекуле во¬ ды между ато¬ мами ковалент¬ ная связь; (2) в молекуле воды связь; (3) (4) между атомами ионная между молекулами воды возникает водород* ная связь; между молекулами воды действуют вандер* ваальсовы силы притяжения. 81. При обжиге 48,5 г сульфида металла в степени окисления +2 выделился газ, который может обесцветить раствор, содержащий 127 г иода. На* зовите металл: (1) Fe; (3) Zn; (2) Си; (4) Cd. 103
§ 3. Путешествие по пятой группе Азот... есть альфа и омега, начало и конец, первый и пос¬ ледний... Это таинственное синтетическое слово означало „начало и конец всех начал". Е. Д. Терлецкий 1. Электронная конфигурация внешнего энергетиче¬ ского уровня атомов элементов VA группы перио¬ дической системы может быть представлена в виде общей формулы ... , где п — номер энер¬ гетического уровня. 2. Определите, атомам каких элементов VA группы принадлежат электронные конфигурации, запи¬ санные в таблице. Укажите для каждой конфи¬ гурации символ элемента. Электронные конфигурации (1) [Хе]4Р45^|06«1 2р3 4 (2) [Аг]3^104х2р3 (3) [Не] 2 S2P3 (4) [Кг]4</'°5х2р3 (5) [NeJSs2P3 Символ элемента 3. C ростом порядкового номера элемента кислотные свойства оксидов N2Oa—Р2О3—As2Oa—Sb2Oa— —Bi2Oa (1) усиливаются; (2) ослабевают; (3) остаются неизменными; (4) усиливаются, затем ослабевают. 4. Основные свойства оксидов элементов VA группы типа S2Os с ростом порядкового номера элемента (1) усиливаются; (2) ослабевают; (3) остаются неизменными; (4) усиливаются, затем ослабевают. 104
5. Электронная конфигурация атома азота представ* лена следующим образом: (1) Ns; (3) .N:; (2) N:; (4) sNs. •• 6. В парообразном состоянии при невысоких темпе¬ ратурах атомы фосфора объединяются в моле¬ кулы: 7. Отрицательная степень окисления проявляется азотом в соединении: (1) N2O; (3) NO2; (2) NO; (4) Na3N. 8. Устойчивость водородных соединений в ояду NH3-PH3-AsH3-SbH3-BiH3 (1) возрастает; (2) уменьшается; (3) не изменяется; (4) уменьшается, а затем возрастает. 9. Фосфин (фосфористый водород) получают гидро¬ лизом фосфида кальция по реакции ... . 10. Над катализатором при повышенном давлении и высокой температуре пропущена смесь, состоя¬ щая из 15 л водорода и 15 л азота. Какие газы и в каком объемном отношении будут находиться в реакционной смеси после протекания реакции, если выход основного продукта составляет 50 % от теоретического: (1) 10 л аммиака, 10 л азота; (2) 5 л аммиака, 12,5 азота, 7,5 л водорода; (3) 5 л аммиака, 5 л азота, 7,5 л водорода; (4) 30 л аммиака. 11. В лабораторных условиях небольшие количества аммиака можно получить исходя из хлорида ам¬ мония по реакции ... . 105
12. Из нижеперечисленных нитридов амфотерным ха¬ рактером будет обладать: (1) Mg3N2; (3) P3N5; (2) AlN; (-1) Cl3N. 13. В каком из соединений максимальная массовая доля (%) азота: (1) NaNO3; (3) N2O3; (2) NH4NO3; (4) N2O5? 14. Оксид азота(II) образуется в атмосфере в газо¬ вых разрядах. Взаимодействие N2 и O2 идет по механизму ... . 15. При повышении давления равновесие системы, описываемое уравнением: N2 (г.) + ЗН2(г.) 2ИН3(г.), сдвигается таким образом, что: (1) образуется больше NH3 (г.); (2) » » N2 (г.); (3) » » N2 (г.) и H2 (г.); (4) никаких изменений в количествах реагентов и продуктов реакции не наблюдается. 16. Молекула аммиака NH3 имеет форму: (1) изогнутую; (3) плоскостную; (2) линейную; (4) пирамидальную. 17. Водородные соединения элементов VA группы имеют следующие температуры кипения (oC): NH3 PH3 AsH3 SbH3 -33 -87 -55 - 17 Как видно из приведенных данных, в этом ряду температура кипения аммиака не согласуется с общей тенденцией к повышению в связй: (1) с ионным характером химической связи; (2) с металлическим характером химической связи; (3) с наличием водородных связей; (4) с проявлением сил Ван-дер-Ваальса. 106
18. Молярная масса (г/моль) карбоната аммония (NH4)ZCOs приблизительно равна: (1) 43,0; (3) 78,0; (2) 72,0; (4) 96,0. 19. Свободный металл образуется при термическом разложении: (1) KNO3; (3) Pb(NO3)2; (2) Mg(NO3)2; (4) AgNO3. 20. В реакции: NH3 + H2PO4 =г=ь NHj + HPO4'. ДИ* гидрофосфат-ион H2PO4 ведет себя как (1) донор протонов; (3) восстановитель; (2) акцептор протонов; (4) окислитель. 21. Что окисляется в реакции: ЗСи0 + 8Н+ + 2 N O3' = ЗСи2+ + 2N0 + 4Н2О (1) NO; (3) H+; (2) NO3; (4) Cu0? 22. Оксид азота(1У) может взаимодействовать: (1) с хлоридом натрия; (2) с кислородом; (3) с соляной кислотой; (4) с гидроксидом кальция. Уравнение реакции ... . 23. При горении аммиака в кислороде образуется ... по реакции ... . 24. Продуктом окисления аммиака кислородом воз¬ духа в присутствии катализатора является ... » Уравнение этой реакции ... . 25. Соли азотистой кислоты, например NaNC^ (1) только восстановители; (2) , только окислители; (3) и восстановители, и окислители; (4) не могут проявлять окислительно-восстано¬ вительные свойства. 26. Нитрит натрия взаимодействует с иодидом калия в кислой среде с образованием продуктов окисле¬ ния-восстановления ... и ... по реакции 107
27. Взаимодействие нитрита натрия с перманганатом калия в кислой среде приводит к образованию продуктов окисления-восстановления ... и ... . Уравнение этой реакции ... . 28. Азотная кислота не взаимодействует: (1) с Си; (3) с Pt; (2) с Zn; (4) с Fe. 29. C какими из перечисленных ниже веществ реаги¬ рует концентрированная азотная кислота: (1) CO2; (3) С; (2) HCl; (3) Ba(OH)2? При этом с веществами . . . азотная кислота пооявляет кислотные свойства, а с веществами . . . —окислительные. 30. Чему равна молярная масса (г/моль) нитрата кальция Ca(NO3)2: (1) 82; (3) 164; (2) 102; (4) 204? 31. Взаимодействие медной стружки с концентриро¬ ванной азотной кислотой приводит к образованию газа: (1) NO2; (2) NO; (3) NX); (4) NH3. 32. При взаимодействии активного металла магния с очень разбавленным раствором азотной кислоты происходит восстановление последней преимуще¬ ственно: (1) до NO2; (2) до NO; (3) до N2O; (4) до NH3. 33. Молекулы оксида азота (IV) бурого цвета могут в определенных условиях димеризоваться, обра¬ зуя бесцветную жидкость — N2O^ Тепловой эф¬ фект реакции димеризации 2И0, N2O4 равен 55 кДж/моль. Чтобы оксид азота (IV) максималь¬ но полно перевести в бесцветный димер, необхо¬ димо систему (1) охлаждать; (2) нагревать; (3) подвергать облучению солнечным светом; 108
(4)1 выдерживать при комнатной температуре в течение длительного времени. 34. Фосфор окисляется азотной кислотой по реакции 35. Царская водка — смесь концентрированной . . . кислоты и концентрированной . . . кислоты (в отношении 1:3)—растворяет золото и плати¬ новые металлы. Взаимодействие с золотом идет по уравнению ... . 36. В реакции взаимодействия хлора с оксидом азо¬ та (II) по схеме: NO + Cl2-► NOCl, при температуре ее проведения все реагенты и продукт находятся в газообразном состоянии. В результате трех экспериментов, проведенных при одинаковой температуре, получены следую¬ щие данные о скорости прямой реакции: Эксперименты I II III Начальное давление р (NO), кПа 50,0 ,, „ р (CI2), кПа 50,0 Начальная скорость, кПа/с 0,5 100,0 100,0 4,0 50,0 100,0 1,0 Экспериментально найденное уравнение скорости V этой газофазной реакции ... . 37. Правильная запись выражения зависимости ско¬ рости реакции: SNO2 (г.) + H2O (г.) = HNO3 (г.) + HNO2 (г.), от концентрации должна быть: И) V = ^fNO2]2 [H2O]; (2) V = k [NO2] [H2O]; _ ь (HNO3I (HNO2] . р; V — r [NO2]2 [H2O] ’ (4) определена экспериментально, а не выводит¬ ся из уравнения общего, суммарного процес¬ са. 38. При разложении оксида азота (V) по уравнению: SN2O5 (г.)->4ИО2 (г.)+ O2 (г.), получены следующие экспериментальные данные: Время, мин 0 4 2 12 16 [N2O5] • IO"3, моль/л 5,00 4,20 3,53 2,96 2,48 109
25 % оксида азота (V) разложится через (1) 3 мин; (3) 12 мин; (2) 6 мин; (4) 18 мин. 39. В уравнении реакции: . . . H2SO4+ ... Р-> . . H3PO4+ . . . H2O+ . . . SO2, у фосфора необходимо поставить коэффициент: (1) 1; (3) 4; (2) 2; (4) 5. 40. Черный порох представляет собой смесь нитрата калия, серы и угля в молярном отношении 2:1:3. Суммарное уравнение реакции горения черного пороха ... . 41. В сосуде объемом 26 см3 под давлением 233 кПа и при температуре 270C находится газообразный азот. Его количество (моль) равно: (1) 2,43-IO"3; (3) 6,21-IO"2; (2) 2,43 • 10~2; (4) 2,4 • IO-5. 42. Газообразный оксид азота (V) разлагается по суммарному уравнению: 2 N2O5 = 4ЫО2 + O2. Предполагаемый механизм реакции состоит из стадий (• NO3 — радикал): К (а) N2O3 NO2 + • NO3 (равновесие); ^l (б) • NO3 —► O2 + NO (медленная стадия); ^2 (в) NO + • NO3 —* 2ИО2 (быстрая стадия). Уравнение скорости процесса разложения оксида азота (V) ... . 43. Гидролиз фторида азота (III) и хлорида азота (III) протекает по уравнениям ... и ... , 44. Какой из этих универсальных трубок (1) 110
надо воспользоваться для получения аммиака в лаборатории? Схема прибора для получения ам¬ миака в лаборатории с использованием этого уни¬ версала выглядит следующим образом .... 45. Фосфорную кислоту можно получить, обрабаты¬ вая измельченный фосфат кальция (1) HCl; (3) NaOH; (2) H2SO4; (4) HNO3. При этом происходит реакция ... , 46. Прокаливанием при 1500°С 3,1 кг фосфорита, смешанного с коксом и песком, можно получить фосфор, массой (г): (1) 310; (3) 1240; (2) 620; (4) 3100. 47. Массовая доля (%) фосфора в кристаллогидра¬ те гидрофосфата натрия На2НРО4-пН2О 11,56%. Сколько молекул воды входит в состав кристал¬ логидрата: (1) п = 0; (3) п = 7; (2) п=1; (4) п—12? 48. Оксид азота (I) N2O — веселящий газ, можно по¬ лучить термическим разложением: (1) NH4Cl; (3) NaNO3; (2) NH4NO3; (4) Cu(NO3)2. 49. В 250 г раствора с массовой долей фосфорной кислоты 9,8 % растворили 14,2 г оксида фосфо¬ ра (V). Массовая доля (%) фосфорной кислоты в получившемся растворе равна: (1) 5,4; (3) 16,7; (2) 14,7; (4) 17,6. 50. Напишите формулу каждого из перечисленных ниже удобрений. Удобрение Формула (I) Фосфорит . . . (2) Простой суперфосфат . . . (3) Двойной суперфосфат . . . (4) Преципитат . . . Из них наиболее богато фосфором ... . 111
51. Хибинский апатит содержит (%): Ca — 39,7, P — 18,4, О — 38,1, F — 3,8. Количественный состав этого апатита можно выразить формулой ... . 52. При нагревании 1,98 г сульфата аммония с из¬ бытком гидроксида натрия получили газ, который поглотили раствором, содержащим 5,88 г фосфор¬ ной кислоты. При этом образовалась соль: (1) дигидрофосфат аммония; (2) гидрофосфат аммония; (3) фосфат аммония; (4) смесь фосфата и дигидрофосфата аммония. 53. На боковую поверхность спичечного коробка на¬ носят красный фосфор вместе с тонко измельчен¬ ным стеклом и клеем. В состав спичечной головки входят хлорат калия и сера. При трении спичеч¬ ной головки о боковую поверхность коробки про¬ исходит воспламенение в результате химической реакции ... . 54. Минеральным удобрением, содержащим наиболь¬ шее количество 'азота, является: (1) натриевая селитра; (2) калийная селитра; (3) аммонийная селитра; (4) карбамид. Это удобрение получают по реакции ... . 55. Реакция термического разложения дихромата ам¬ мония идет с выделением большого количества газообразных продуктов по уравнению: (NH4)2Cr2O7 ^* . . . . 56. Взаимодействие фосфора с хлором в газообразном состоянии приводит к образованию PCl2 с экзо¬ термическим тепловым эффектом 280 кДж/моль или к образованию PCU с выделением 367 кДж/моль. Тепловой эффект (кДж) реакции PCl3-*- PCl5 равен: (1) +87; (3) +174; (2) -87; (4) -174. 112
57. Устойчивость соединений в ряду галогенидов фос* фора: PF3-PCl3-PBr3-PI3 (1) уменьшается; (2) возрастает; (3) не изменяется; (4) уменьшается, затем возрастает. 58. Какая среда: (1) нейтральная; (2) кислая; (3) щелочная, образуется при пропускании через склянку с во¬ дой аммиака NH3? Фосфина PH3? 59. При взаимодействии с концентрированной HNO3 мышьяк окисляется с образованием: (1) AsH3; (3) H3AsO3; (2) As2O3; (4) H3AsO4. 60. При взаимодействии висмута с разбавленной HNO3 образуется: (1) Bi(NO3)3; (3) BiH3; (2) Bi(OH)3; (4) HBiO3. 61. При термическом разложении одинаковых наве¬ сок нитратов (массой IOO г каждая) максималь¬ ное число молей газообразных продуктов выдели¬ лось: (1) из NaNO3; (3) из AgNO3; (2) из Pb(NO3)2; (4) из NH4NO3. 62. В лаборатории азот обычно получают нагрева¬ нием смеси насыщенных растворов ... и ... . При этом протекают реакции ... и 63. В результате гидролиза пентахлорида фосфора PCl3 образуется: (1) HPO3; (3) H4P2O7; (2) H3PO3; (4) H3PO4. Уравнение гидролиза ... . 64. Азотную кислоту хранят в склянках из темного стекла, поскольку при действии солнечного света 113
она разлагается с образованием: (1) NH3 и O2; (2) NO и NO2; (3) NO2 и O2; (4) NO2 и N2O. 65. Концентрированная азотная кислота, обладая сильно выраженными окислительными свойства¬ ми, окисляет соляную кислоту. Уравнение реакции окисления ... . 66. Оксид азота(III) поглощается раствором гидр¬ оксида натрия с образованием: (I) NO2 и NO; (3) NaNO3; (2) NaNO3 и NaNO2; (4) NaNO2. 67. При растворении 142 г оксида фосфора (V) в 500 г ортофосфорной кислоты с массовой долей H3PO4 10 % массовая доля (%) H3PO4 в полу¬ ченном растворе стала равна: (1) 23,0; (3) 38,3; (2) 29,6; (4) 49,2. 68. Напишите уравнения реакций, отвечающие сле¬ дующим превращениям: <»>... (2)... (3)... (4) ► Аммиак ► Оксид азота (II) ► Оксид азота (IV) ■> А (5)... 1 > Азозная кислота • > Аммонийная селитра. 69. Напишите уравнения реакций, отвечающие сле¬ дующим превращениям: Босфор Фосфид магния Фосфин Оксид фосфора (V) Ортофосфорная кислота f-00^er (6)<Дигидрофосфат кальция кальция 70. Круговорот азота в приро¬ де можно представить в виде следующей схемы. Проанализируйте схему и напишите названия соот¬ ветствующих процессов, а там, где возможно, — урав¬ нения химических реакций в соответствии с номера¬ ми стрелок. 114
§ 4. Углерод и кремний — химия живой и неживой природы В состоянии соединений углерод входит в состав так называемых органических веществ, т. е. мно¬ жества веществ, находящихся в теле всякого растения и жи¬ вотного. Он находится в визе углекислого газа в воде и воз¬ духе, а в виде солей углекисло¬ ты и органических остатков в почве и массе земной коры. .. Д. И. Менделеев 1. Атомы р-элементов IV группы периодической си¬ стемы имеют общую электронную формулу ... , где п — номер энергетического уровня. 2. В ряду C—Si-Ge—Sn-Pb неметаллические при-» знаки элементов (1) возрастают; (2) ослабевают; (3) не изменяются; (4) возрастают, а затем ослабевают. 3. Углерод существует в виде трех простых веществ, каждому из которых соответствует определенная структура в зависимости от типа гибридизации атома углерода. Укажите структуру (координа-* ционная, слоистая, линейная) и тип гибридиза¬ ции приведенных ниже веществ. Вещество Структура гибрИд"Пзацпи (1) (2) (3) Алмаз • . • • • • Графит • • • • • • Карбин • . • ... 4. На рисунке изображена кристал¬ лическая структура кремния. Она имеет кристаллическую решетку типа: (1) поваренной соли; (2) перовскита; (3) сульфида цинка; (4) алмаза. 115
5. В химической реакции пере¬ ход электрона с одного под¬ уровня на другой при возбу¬ ждении атома углерода схе¬ матически представлен на рисунке буквой: (1) А; (3) В; (2) В; (4) Г. 6. Валентные орбитали у атома углерода в молеку¬ ле метана CH4 можно описать на основе пред¬ ставлений о гибридизации типа: (1) sp; (3) Sp3; (2) sp2; (4) J2Sp3, при этом молекула метана имеет форму: (а) линейную; (в) тетраэдрическую; (б) плоскую; (г) октаэдрическую. 7. Валентные орбитали у атома кремния в молекуле силана SiH4 можно описать на основе представ¬ ления о гибридизации типа: (1) Sp-, (3) sp3; (2) sp2-, (4) Ii2Sp3, поэтому молекула силана имеет форму: (а) линейную; (в) тетраэдрическую; (б) плоскую; (г) октаэдрическую. 8. Графит обладает меньшей прочностью кристал¬ лической решетки по сравнению с алмазом. Энер¬ гетический эффект перехода C (графит)—>С (ал¬ маз) можно определить: (1) на основе данных исследования кристалли¬ ческих структур графита и алмаза; (2) на основе данных о тепловых эффектах ре¬ акций сгорания графита и алмаза; (3) экспериментально в калориметрической установке, измерив тепловой эффект перехо¬ да графит-> алмаз; (4) на основе сравнения плотностей графита и алмаза. 9. Экспериментально измерить тепловой эффект ре¬ акции превращения алмаза в графит пока не уда¬ 116
лось. Известны данные о тепловых эффектах его* рання 1 моль алмаза и графита в кислороде: (а) C (алмаз) + O2 (г.) = CO2 (г.) + 395,5 кДж; (б) C(графит) + O2 (г.) = CO2 (г.) + 393,4 кДж. Тепловой эффект (кДж/моль) перехода C (ал* маз)—>С(графит) равен: (I) 0; (3) -2,1; (2) +2,1; (4) +788,9. 10. Кремневодороды менее устойчивы и более реак* ционноспособны, чем соответствующие углеводо* роды. Ниже представлены тепловые эффекты ре¬ акций образования некоторых сложных веществ из простых (теплоты образования). Вещество Теплота образования, кДж/моль SiO2 (кр.) +908 SiH4 (г.) -35 H2O (г.) +241,8 O2 (г.) О Учитывая, что теплота образования простого ве¬ щества равна нулю, тепловой эффект (кДж/моль) реакции горения силана равен: (1) 4-1184,8; (3) + 1426,6; (2) —1184,8; (4) - 1426,6. 11. Метан выделяется при разложении водой следую¬ щего карбида: (1) CaCo; (3) Al4C3; (2) BaC2; (4) Ag2C2. 12. В земной атмосфере под действием космических лучей образуется р-радиоактивный изотоп 11 12 13 14C в результате ядерной реакции: 1JN + ... -> “С + ... . 13. При исследовании куска древесины, обнаружен¬ ного археологами в гробнице, оказалось, что ин¬ тенсивность радиоактивного распада изотопа углерода-14 в 10 раз меньше, чем у куска свеже¬ срезанной древесины. Период полураспада (ин¬ тервал времени, за который исходное количество 117
радиоактивного изотопа распадается наполовину) 14C равен 5600 лет. Возраст куска древесины, об¬ наруженного археологами, составил: (1) 9100 лет; (3) 28 000 лет; (2) 18 200 лет; (4) 56 000 лет; .14. Скорость распада радиоактивного 14C выражает¬ ся уравнением: и = —-^--= ZW (где N—число атомов изотопа 14C; t — время; Z — константа ра¬ диоактивного распада), при интегрировании ко¬ торого получается зависимость для радиоактив¬ ного распада: W = Woexp(-Z/) (где Wo-число атомов 14C при времени / = 0). Углерод, участвующий в круговороте СО2 в при¬ роде, имеет 13,6 распадов в 1 мин на 1 г угле¬ рода. При отмирании растительных материалов (деревьев, например) последние перестают уча¬ ствовать в круговороте CO2, в результате чего скорость распада соответственно уменьшается. В 1983 г. была измерена скорость распада угле¬ рода в двух кусках дерева корабля викингов; она составила 12,0 распадов в 1 мин на 1 г углерода. Дерево, из которого скандинавы-викинги построи¬ ли свой корабль, было срублено (1) в 431 году; (3) в 1035 году; (2) в 948 году; (4) в 1465 году. 15. Принимая, что погрешность измерения скорости распада углерода (имеется в виду 12,0 распадов в 1 мин на 1 г углерода) равна ±0,2, погрешность в определении возраста дерева в задании № 14 составила: (1) ± 137 лет; (3) + 139 лет, — 137 лет; (2) ± 139 лет; (4) — 139 лет, + 137 лет. 16. После прокаливания мелкоизмельченных и пред¬ варительно тщательно перемешанных 12 г маг¬ ния с 12 г оксида кремния(IV) получили смесь продуктов, состоящую (моль): (I) из 51 — 0,2, MgO-OA Mg-OjI; (2) из 51 — 0,15, MgO-0,4, Mg2Si-OjOS; (3) из Si-OjOS, MgO-0,2, Mg2Si-OjIS; (4) из Si-O,!; MgO-OA Mg2Si-O,!. 118
17. Важной характеристикой дождевой воды являет¬ ся значение pH, контролируемое равновесием с атмосферным СОг« Как правило, дождевая вода имеет: (1) pH <7; (3) pH «7; (2) pH > 7; (4) pH не зависит от СО2(атм.) 18. При обработке карбоната металла кислотой об¬ разуется: (1) C (тв.); (3) СО (г.); (2) O2 (г.); (4) СО2(г.). 19. При взаимодействии двух газов примерно одина¬ ковой плотности образуется вода и песок. Уравне¬ ние этой реакции ... . 20. Для получения углекислого газа из мрамора в аппарате Киппа нельзя использовать: (1) разбавленную соляную кислоту; (2) разбавленную серную кислоту; (3) разбавленную азотную кислоту; (4) уксусную кислоту. 21. Какая масса (г) карбоната кальция будет израс¬ ходована для получения 44,8 л углекислого газа, измеренного при нормальных условиях: (1) 200,0; (3) 100,0; (2) 150,0; (4) 50,0? 22. Какие изменения температуры T и давления P способствуют образованию СО по реакции C (тв.) + CO2 (г.) 2СО (г.) - 119,8 кДж: J(I) повышение T и повышение Р; (2) повышение T и понижение Р; ^(3) понижение T и повышение Р; (4) понижение T и понижение Р? 23. Какая из схем наиболее точно отображает элек¬ тронную формулу при образовании химических связей в молекуле углекислого газа: (1) OtsCstO ; (3) .6:С:О- ; •• •• •• • •• (2) О::С:О: ; (4) -OtCsssOs? •• •• •• • 119
24. Кремний можно получить сильным нагреванием в электрической печи песка ... с карбидом кальция ... . Реакция протекает по уравне¬ нию ... . 25. В смеси газов СО и CO2 массовое отношение угле¬ рода к кислороду составляет 1 :2. Массовая доля (со, %) оксида углерода(II) в этой смеси ... , а оксида углерода (IV) ... . Объемная доля (ср, %) оксида углерода(II) рав¬ на ... ,а оксида углерода (IV) — ... . 26. В одном из месторождений получают уголь со¬ става (%): С —82,2, H -4,6, S- 1,0, 0-4,0, N- 1,2, H2O — 1,0, зола —6,0. Для сгорания 1 кг такого угля потребуется воз¬ дух объемом (м3) примерно: (1) 1,5; (3) 7,5; (2) 1,7; (4) 8,5. 27. При получении гашеной извести из известняка, протекают реакции ... и ... . 28. При длительном хранении на воздухе гашеная из¬ весть постепенно превращается в ... по реак¬ ции ... . 29. При длительном хранении растворов щелочей в стеклянной посуде появляется муть вследствие происходящих в ней реакций ... . 30 Полное сгорание 1 моль углерода до оксида угле¬ рода (IV) идет с выделением 393,5 кДж теплоты, а неполное сгорание 1 моль углерода до оксида углерода (II)—с выделением 110,5 кДж теплоты. Тепловой эффект (кДж) образования угарного газа при взаимодействии 1 моль CO2 с 1 моль раскаленного углерода равен: (1) + 504,0; (3) +172,5; (2) -283,5; (4) -172,5. 31. Известно, что в подземных пещерах сталактиты и сталагмиты образуются в результате выделения СаСОз. Просачивающийся через трещины в своде пещеры раствор Ca(HCO3)2 образуется при взаи¬ модействии известняка с водой и углекислым га¬ зом по обратимой реакции ... . При испарении воды и улетучивании CO2 вслед¬ ствие пониженного давления воздуха происходит 120
отложение известняка; равновесие вышенаписан- ной обратимой реакции сдвигается при этом 32. Полный гидролиз SiCU идет за счет последова¬ тельного присоединения молекул воды и отщеп¬ ления молекул HCl, в результате чего в конеч¬ ном итоге образуется: (1) H4SiO4; (3) SiCl3(OH); (2) SiCl(OH)3; (4) SiCl2(OH)2. 33. В обычном заряженном огнетушителе стальной баллон заполнен концентрированным раствором гидрокарбоната натрия с примесью веществ, спо¬ собствующих образованию пены. Чем заполнена стеклянная ампула, находящаяся в верхней части стального баллона и разбивающаяся при перево¬ рачивании баллона в случае необходимости про¬ извести тушение огня: (1) конц. КОН; (3) конц. Ca(OH)2; (2) конц. H2SO4; (4) конц. HCl? 34. Какова основная причина первостепенной важно¬ сти углерода для возникновения жизни: (1) большая распространенность на Земле; (2) наличие большого числа аллотропных моди¬ фикаций; (3) способность образовывать длинные цепочки атомов; (4) высокая температура плавления? 35. В результате горения ацетилена в кислороде об¬ разуется: (1) угарный газ и вода; (2) углерод (сажа) и вода; (3) углекислый газ и вода; (4) углекислый газ и водород. 36. Химическое соединение с простейшей эмпириче¬ ской формулой CH2 имеет относительную молеку¬ лярную массу 28. Химическая формула этого со¬ единения имеет вид: (1) CH2; (2) C2H4; (3) C2H2; (4) CH4. 121
37. Коэффициенты в уравнении химической реакции сгорания этана: • • • C2Hg + • ♦ • O2-* —* . . . CO2 4" • • • H2O, будут иметь значения: (1) 1, 3, 2, 3; (3) 2, 6, 4, 5; (2) 1, 6, 2, 6; (4) 2, 7, 4, 6. 38. Какой примерно объем (л) воздуха, измеренного при н. у., требуется для сгорания 1 моль ацетиле¬ на (CzH2): (1) 45,0; (3) 336,0; (2) 280,0; (4) 660,0? 39. В результате полного сгорания углеводорода (CnHm) на воздухе образуются: (1) СО и H2; (3) СО и H2O; (2) CO2 и H2; (4) CO2 и H2O. '40. Сколько теплоты (кДж) требуется для выпари¬ вания 2,00 г жидкого этанола при температуре его кипения (78oC): (1) 539,2; (3) 852,7; (2) 652,0; (4) 1705,4? Теплота испарения этанола равна 852,7 кДж/г. 41. Ядовитый газ фосген имеет следующий элемент¬ ный состав в массовых долях (%): C— 12,1, О — 16,2, Cl — 71,7. Его формула .... 42. Взаимодействие ... и ... над активирован¬ ным углем при 120oC приводит к образованию очень токсичного газа — хлорида карбонила (фос¬ гена) ... . Это вещество медленно гидроли¬ зуется водой по уравнению ... . 43. Колбу заполнили газообразным хлоридом углеро¬ да (IV) и взвесили при определенных температуре и давлении. Затем из колбы удалили хлорид углерода (IV), заполнили ее кислородом при тех же условиях и снова взвесили, Масса образца хлорида углерода (IV): 122
(1) равна массе образца кислорода; (2) в пять раз меньше; (3) в пять раз больше; (4) в два раза меньше. 44. При добавлении ... к негашеной извести на¬ блюдается эффект «гашения». Уравнение происхо¬ дящей при этом реакции .... 45. Через известковую воду длительное время пропу¬ скали диоксид углерода. При этом первоначально протекал процесс ... ,а затем ... , Полу¬ ченный прозрачный раствор выпарили; сухой остаток представлял собой вещество состава 46. На известковообжиговых заводах улавливание СОг происходит путем пропускания топочных га¬ зов через раствор карбоната калия; уравнение этого процесса ... . Затем полученный после насыщения раствор нагревается, вследствие чего происходит реакция ... . 47. В пустой сосуд помещают COCl2 (г.у при давле¬ нии а, В сосуде при постоянной температуре уста¬ навливается следующее равновесие: 2СОС12 (г.) C (графит) + CO2 (г.) + 2С12 (г.). Если парциальное давление CO2 в смеси х, то константа равновесия выражается следующим об¬ разом: (1) /Cp = 4х3/(а — 2х)2; (3) Кр = 2х2/(а - 2х)2 (2) /Cp = 4х3/(а — х)2; (4) /Cp = х3/(а - Зх)2. 48. Для транзисторов используют кремний высокой степени чистоты. При его получении химически чистый кремний превращают в хлорид кремния по реакции ... , полученный продукт восста¬ навливают водородом ... . 49. В качестве консервирующего средства для древе¬ сины железнодорожники используют фторид нат¬ рия, который можно получить при нагревании смеси фторида кальция, соды и песка по реак¬ ции ... . 50. Ниже приведены названия и эмпирические форму¬ лы минералов кремния. Выразите их состав в виде оксидов. 123
Название минерала (1) Ортоклаз (2) Серпентин (3) Альбит (4) Виллемит (5) Анортит Эмпирическая формула KAlSi3O8 Mg3H4Si2O9 N а2А12 S igO Jg Zn2SiO4 CaAl2Si2O3 Формула минерала в виде оксидов K2O * Al2O3 • 6SiO2 51. Температура кипения гид- Ткип*0C рида германия GeH4 равна $г —90 0C. Изобразите на графике примерную зависи- мость температур кипения Гкип гидридов IVA группы периодической системы I1 , , , , , элементов — CH4, SiH4, 50 юо 150 GeH4 и SnH4-OT моляр- м ной массы M соединения. 52. Примером производного метана (метанида) мож¬ но рассматривать карбид бериллия ... ,а про¬ изводного ацетилена (ацетиленида)—карбид ба¬ рия ... . При взаимодействии этих карбидов с водой происходят реакции ... и ... . 53. Энергия перехода алмаза и графита в состояние газообразных изолированных атомов углерода со¬ ставляет соответственно 713 и 715 кДж/моль. На основе этих данных можно сделать вывод, что энергия связи атомов углерода в алмазе равна . . . кДж/моль, а в графите— . . . кДж/моль. 54. Кремний энергично растворяется в растворах ще¬ лочей. При этом роль окислителя выполняют: (1) ионы Na+; (3) кремний; (2) вода; (4) ионы ОН’. 55. В лабораторных условиях получение кремния основано на взаимодействии SiO2 с ... по уравнению реакции ... , а в промышленно¬ сти — SiO2 восстанавливают . . . в электропечах согласно уравнению реакции ... . 56. В холодильных установках в качестве хладоаген- та широко используют производное метана «хла¬ дон-12» (фреон-12), имеющий температуру кипе- 124
ния —300C. Его формула: (1) CCl4; (3) CF2Cl2; (2) CF4; (1) CH3Cl. 57. В лаборатории произошло загорание магниевой стружки. Пожар можно потушить: (1) заливая водой; (2) используя углекислотный огнетушитель; (3) засыпая песком; (4) засыпая питьевой содой. 58. Напишите уравнения реакций, с помощью кото* рых можно осуществить следующие превращения; Si — > SiOo-* >Иа^ЗЮз*-3** ■>H2SiOa-4—^Si 59. Напишите уравнения реакций, с помощью кото¬ рых можно осуществить следующие превращения: C^* СО 2 CaCC3 - CaO CaCz . 60. Круговорот углерода в природе можно представить в виде схемы. Проанализи¬ руйте схему и напи¬ шите названия про¬ цессов, обозначен¬ ных соответствующи¬ ми цифрами на стрелках. 125
§ 5. Металлы Металлы отверзают недро зем¬ ное к плодородию; металлы слу¬ жат нам в ловлении земных и морских животных для пропита¬ ния нашего; металлы облегчают купечество удобною к сему мо¬ нетою... И кратко сказать, ни едино художество, ни едино ре¬ месло простое употребления ме¬ таллов миновать не может. Af. В. Ломоносов 1. Самым распространенным металлом в земной коре является: (1) Fe; (3) Al; (2) Ti; (4) Ca. 2. К металлам не относится последовательность эле¬ ментов: (1) Ca, Zn, Cd; (3) В, As, Те; (2) Ga, In, Tl; (4) W, Bi, Os. 3. Из приведенного перечня металлов: К, Cd, Ca, Со, Mn, Li, Au, Zn, Mg, Cu — к легким относятся ... ,к тяжелым — .... 4. Назовите металлы: (1) самый тяжелый ... и самый легкий (2) самый тугоплавкий ... и самый легко¬ плавкий ... ; (3) самый твердый ... и самый мягкий 5. Из перечисленных элементов: К, Rb, Ca, Sr — наибольшим значением энергии отрыва внешнего электрона обладает атом ... . 6. Литий активно соединяется с водородом: неболь¬ шое количество металла может связать большой объем этого газа. Таблетки гидрида лития ис¬ пользуют как портативный источник водорода при авариях над морем: под действием воды они быст¬ ро разлагаются, наполняя водородом спасатель¬ ные лодки и жилеты. Химическое взаимодействие гидрида лития с водой можно выразить уравне¬ нием реакции ... . 7. Кристаллическое строение металлов обусловли¬ вает их важнейшие свойства. Так, щелочные ме¬ 126
таллы К, Rb и Cs имеют; (1) объемно центрированную кубическую струк- туру; (2) гексагональную плотноупакованную струк¬ туру; (3) гранецентрированную кубическую структу¬ ру; (4) различные кубические модификации. 8. Металл А (относительная атомная масса 58,71) массой 1,49 г взаимодействует с простым веще¬ ством В массой 6,44 г с образованием соединения AB2 без остатка. Соединение AB2 представляет собой: (1) CuCl2; (3) FeBr2; (2) CaF2; (4) NiI2. 9. В электротехнике для производства ламп накали¬ вания используют металлическую нить: (1) из Al; (3) из Mo; (2) из Си; (4) из W, поскольку этот металл обладает наибольшей (1) электрической проводимостью; (2) теплопроводностью; (3) легкоплавкостью; (4) тугоплавкостью. 10. При взаимодействии 3,42 г щелочного металла с водой выделяется 448 см3 водорода (н. у.). Этот щелочной металл: (1) литий Li; (3) натрий Na; (2) калий К; (4) рубидий Rb. 11. При сгорании натрия в кислороде образуется ве¬ щество состава ... ,а при сгорании железа в кислороде— ... . 12. Образец, содержащий 0,850 г смеси твердых гид¬ ридов лития и кальция, при реакции с водой об¬ разует 1,200 л водорода (н.у.). Гидрид лития взаимодействует по реакции ... ,а гидрид кальция — по реакции ... . Массовая доля о гидрида лития в исходной сме¬ си равна ... %. 127
13. При длительнОхМ хранении на воздухе 10,36 г мед¬ ного порошка его масса увеличилась до 11,86 г. Поскольку превращение прошло полностью, обра¬ зовался оксид состава ... . 14. Металл Me образует оксид состава Me2O3. В не¬ возбужденном состоянии атом Me имеет конфи¬ гурацию валентного слоя: (1) п$2/гр!; (3) AZs2Ztp2; (2) Ms2Zip3; (4) MS1. 15. Элемент натрий открыт ученым: (I) X. Дэви; (3) К. Шееле; (2) Г. Кавендишем; (4) Д. Пристли. 16. Учитывая, что цезий имеет координационное чис¬ ло, равное 8, изобразим фрагмент кристалличе¬ ской решетки хлорида цезия ... ,в котором темными кружками обозначены ионы цезия, а светлыми — ионы хлора. 17. Галогениды щелочных металлов образуются при взаимодействии щелочного металла с . . . . Так, образование бромида калия идет в соответ¬ ствии с уравнениехМ реакции ... . 18. Ниже приведены температуры плавления (0C) га¬ логенидов щелочных металлов: Li Na К Rb Cs F 870 992 857 775 684 Cl 614 801 776 717 646 Br 549 755 730 682 636 I 446 662 686 642 621 По мере перехода от фторидов к иодидам наблю¬ дается общая тенденция к уменьшению темпера¬ тур плавления галогенидов. Это связано с тем, что происходит закономерное (1) увеличение радиуса иона щелочного метал¬ ла; (2) уменьшение радиуса иона галогена; (3) увеличение суммы радиусов ионов щелочно¬ го металла и галогена; (4) уменьшение суммы радиусов ионов щелоч¬ ного металла и галогена. 128
19. Сколько фторидов может образовать элемент с порядковым номером 83? Их химические формулы 20. Установлено, что соль А массой 5 г содержит 0,6 г углерода и 2 г металла Б. Металл Б может реагировать с большим избытком воды, образуя известный реактив «известковую воду». C этим реактивом может реагировать газ, образующийся при прокаливании соли А. Металлом Б и солью А являются: (1) Ba, BaCO3: (3) Na, Na2CO3; (2) Ca, CaCO3; (4) Mg, MgCO3. 21. Сколько молей оксида алюминия(III) образуется из одного моля алюминия по реакции 4А1 + ЗО2-» 2А12О3: (1) 0,5; (3) 3,0; (2) 2,0; (4) 4,0? 22. Какова массовая доля (%) железа в оксиде же¬ леза(Ш): (1) 40,0; (3) 68,4; (2) 55,8; (4) 70,0? 23. В стакан с 60 г 10 % раствора соляной кислоты насыпали 8 г железных опилок и оставили стоять на воздухе. На следующий день обнаружили, что в стакане образовалось вещество состава: (1) FeCl2; (3) Fe(OH)Cl2 (2) Fe(OH)Cl; (4) Fe(OH)2Cl. 24. В радиотехнике при изготовлении печатных плат производят травление медных пластин хлоридом железа(III). Уравнение химической реакции это¬ го процесса ... . 25. На полное растворение 16 г железа и, возможно, продукта его окисления пошло 182,5 г соляной кислоты с массовой долей HCl — 10%, при этом масса выделившегося водорода составила 0,25 г. Оказалось, что в соляной кислоте растворяли: (1) железо; (3) смесь Fe и Fe2O3; (2) смесь Fe и FeO; (4) смесь Fe и Fe3Ob 5 В. В. Сорокин 129
26. Химическое соединение CaH2 называют: (1) амид кальция; (3) гидрат кальция; (2) гидрид кальция; (4) гидроксид кальция. 27. Me — металл серебристого цвета, А, В и C — его соединения. Соединение металла В имеет красно¬ ватую окраску и применяется в качестве краси¬ теля. Используя эти сведения и приведенную схему T А + С определяем, что металлом Me является ... ,а его соединениями: А— ... ,В— ... ,C — 28. Однажды на складе были испорчены алюминие¬ вые изделия из-за того, что проводилась побелка потолка гашеной известью, а детали не были на¬ дежно защищены от попадания брызг. Порча из¬ делий объясняется тем, что: (1) детали были загрязнены побелочным раство¬ ром; (2) произошло химическое взаимодействие из¬ делий с раствором гашеной извести; (3) детали прокорродировали на воздухе в при¬ сутствии влаги; (4) произошло химическое взаимодействие изде¬ лий с водой. Уравнение химической реакции (в случае хими¬ ческого взаимодействия) ... . 29. Е‘ двух склянках без этикеток находятся гранулы магния и цинка. Металлы можно различить до¬ статочно надежно следующим образом: (1) измерив объем водорода, выделившегося при взаимодействии одинаковых навесок ме¬ таллов с соляной кислотой; (2) визуально, сравнив цвет металлических гра¬ нул; (3) взвесив по одной грануле металлов из ка¬ ждой склянки; 130
(4) по различию во взаимодействии металлов с разбавленными растворами H2SO4 и NaOH при обычных условиях (комнатная темпера¬ тура). 30. Неизвестный металл массой 13 г обработали раз-» бавленным раствором азотной кислоты. К полу¬ ченному раствору добавили избыток раствора гидроксида калия, при этом выделилось 1,12 л га¬ за (объем газа измерен при нормальных усло¬ виях). Какой металл был растворен в HNOa: (1) Zn; (3) Си; (2) Mg; (4) Fe? 31. Медную пластинку внесли в нагретую до темпе¬ ратуры красного каления печь. Какой из графи¬ ков отражает изменение массы т пластинки при окислении меди до оксида меди(II)? 32. В электротехнике используют следующее физиче¬ ское свойство меди и алюминия: (1) теплопроводность; (2) ковкость; (3) пластичность; (4) электрическую проводимость. 33. Какие из перечисленных свойств титана исполь¬ зуют в современном авиастроении: (1) теплопроводность и электрическую проводи¬ мость; ((2) коррозионную стойкость и прочность; (3) немагнитность; (4) высокое сродство к кислороду? 5* 131
34. Впервые титан получен (1) шведским ученым Берцелиусом; ’(2) французским химиком Муассаном; (3) американским химиком Хантером; (4) русским ученым Кирилловым. 35. В физических приборах, в частности, для измере¬ ния температуры и давления, нашедших широкое применение как в технике, так и в быту, исполь¬ зуют металл . . . благодаря характерному фи¬ зическому свойству ... . 36. Нити накаливания в электрических лампочках изготавливают из ... , а электропровода, под¬ водящие к ним ток, из ... или ... . 37. При взаимодействии 3,55 г бинарного соединения щелочного металла, содержащего 55 % металла, с оксидом углерода (IV) выделяется 1680 см3 кис¬ лорода. Металлом в бинарном соединении яв¬ ляется: (1) Li; (3) К; (2) Na; (4) Rb, а формула бинарного соединения— ... . 38. Контакты некоторых радиодеталей покрывают слоем золота. Это делается (1) для повышения прочности изделия; (2) для повышения стоимости изделия; (3) для предохранения от окисления; (4) для защиты от радиопомех. 39. В 18-ти каратном золотом изделии массовая доля (%) золота: (1) 25; (3) 75; (2) 50; (4) 100. 40. Какой из компонентов загрязненного городского воздуха является наиболее коррозионно-активным по отношению к металлам, особенно при повы¬ шенной влажности: (1) CO2; (3) СО; (2) N2; (4) SO2? 132
41. Какой из указанных металлов самый легкоплав¬ кий: (1) Hg; (3) Ga; (2) Na; (4) Cs? 42. Какой из металлов активнее всего реагирует с кислородом при комнатной температуре: (1) Fe; (3) Ag; (2) Hg; (4) Си? 43. C каким из перечисленных веществ может реа¬ гировать металлическая медь: (I) водород; (3) кислород; (2) оксид углерода(1У); (4) азот? Уравнение соответствующей реакции ... . 44. Какой из перечисленных металлов способен вы¬ теснять водород из воды при комнатной темпе¬ ратуре: (1) медь; (3) натрий; (2) железо; (4) серебро? 45. При растворении натрия в воде получается рас¬ твор: (I) натрия; (3) гидроксида натрия (2) оксида натрия; (4) гидрида натрия. 46. Известно, что растворение кальция в воде проте¬ кает легче, чем в разбавленной серной кислоте. Причина этого явления заключается в том, что: (1)^ CaSO4 менее растворим, чем Ca(OH)2; (2) серная кислота менее химически активна; (3) кальций реагирует с серной кислотой; (4) в этих условиях не может образоваться Ca(OH)2. 47. Процесс перехода Al0—>А13+ может быть осу¬ ществлен по схеме ... . 133
48. Чему равна электродвижущая сила (E1 В) в элек¬ трохимической цепи Cr0 +SAg+==-* Cr3++SAg0: (1) —0,06; (2) + 0,06; (3) —1,54; (4) +1,54? Cr3+ + Зё -> Cr0; Eq = - 0,74 В Ag+ + ё -> Ag0; Eo = + 0,80 В. 49. В строительстве при грунтовке потолков и стен используют раствор: (1) NaCl; (3) CuSO4; (2) FeSO4; (4) Ca(OH)2. Этот раствор хранить в железных ведрах или ка¬ нистрах нельзя, так как идет химический про¬ цесс, выражаемый уравнением реакции ... . 50. Сплав рубидия с цинком массой 10 г внесли в 0,1 л воды, при этом выделилось 1,12 л газа (н. у.). Состав сплава: ... % Rb, . . . % Zn. 51. При электролизе раствора сульфата никеля (ано¬ дом служит металлический никель, катодом — графит) происходят следующие процессы: на ка¬ тоде ... ,на аноде ... . 52. При электролизе 1 л раствора хлорида меди(II) на катоде выделилось 12,7 г меди. Если плот¬ ность раствора р ж 1 г/см3, объем (л) выделив¬ шегося газа на аноде (измеренного при н. у.) ра¬ вен: (1) 2,24; (3) 6,72; (2) 4,48; (4) 8,96. 53. Образцы сплава железа поместили: (1) в дистиллированную воду; (2) в воду, насыщенную кислородом; (3) в воду, насыщенную смесью газов: кисло¬ рода и оксида углерода (IV); (4) в воду, через которую пропускали предва¬ рительно газообразный водород. Коррозия сплава сильнее всего идет в случае 134
54. Белое металлическое олово при длительном вы¬ держивании на морозе переходит в порошкооб¬ разную серую форму (раньше это явление назы¬ вали «оловянной чумой»). Такой переход связан: (1) с изменением кристаллической структуры олова; (2)' с взаимодействием с азотом воздуха при низких температурах; (3) с изменением парциального давления кис¬ лорода в воздухе; (4) с взаимодействием с водяными парами, имеющимися во влажном воздухе. 55. На схеме . . . показана зарядка свинцового аккумулятора, а на схеме . . . —его разрядка. 56. C концентрированной азотной кислотой не будет взаимодействовать: (I) Си; (3) Cr; (2) Ag; (4) Zn. 57. C концентрированной серной кислотой не будет взаимодействовать: (1) Си; (3) Mg; (2) Fe; (4) Zn. 58. C соляной кислотой не будет взаимодействовать: (I) Си; (3) Al; (2) Fe; (4) Zn. 59. C водой не будет взаимодействовать: (1) Ca; (3) Fe; (2) Ni; (4) Na. 60. В четырех пробирках находятся порошки оксида меди(П), оксида железа(III), серебра и железа. 135
Для того, чтобы точно распознать эти вещества, используя только один реактив, в каждую про¬ бирку необходимо прилить раствор: (1) NaOH; (3) H9O; (2) HCl; (4) Na2CO3. 61. Если к смеси порошков двух простых веществ противоположной химической природы — А, се¬ ребристо-белого цвета, и Б, темно-серого цвета,— добавить несколько капель воды, являющейся катализатором реакции, то происходит очень бур¬ ная реакция образования вещества состава АБ3. Смесь порошков состояла из ... и ... . Уравнение реакции образования AB3 ... . 62. Между какими из попарно взятых веществ, фор¬ мулы которых даны ниже (электролит берется в виде водного раствора), произойдет химическая реакция: (I) Zn и MgCl9; (3) Au и AgNO3; (2) Pb и ZnSO4; (4) Fe и CuCl2? 63. Металл массой 13,7 г, образующий катион с за¬ рядом +2, с водой взаимодействует с выделе¬ нием 2,24 л газа (н.у.). Этот металл: (1) Mg; (3) Sr; (2) Ca; (4) Ba. 64. При обработке смеси меди и железа концентри¬ рованной азотной кислотой выделилось 4,48 л газа, а при действии на ту же смесь соляной кислоты — 2,24 л газа (объемы газов измерены при н.у.). Масса (г) смеси меди и железа: (1) 5,6; (3) 11,95; (2) 6,35; (4) 18,3. 65. Расплавленные металлы при смешении взаимо¬ действуют друг с другом, образуя химические со¬ единения, как, например, CuZn3, Na2Pb, Ca3Sb2, Такие соединения называют: (1) твердыми растворами; (2) интерметаллидами; (3) соединениями внедрения; (4) сплавами. 136
66. На рисунке схематично по¬ казана фазовая диаграмма, которую образуют два ме¬ талла: висмут и кадмий. Укажите области (а—г), соот¬ ветствующие фазовым состоя¬ ниям системы кадмий — вис¬ мут: Cd 20 40 ВО 80 Bi Массовая доля,70 Фазовые состояния системы Области (1) Смесь кристаллических Cd и Bi • • • (2) Жидкость (расплав) • • ■ (3) Жидкий расплав + твердый Bi • • • (4) Жидкий расплав -J- жидкий Cd • • • 67. Электрохимическая коррозия металлов, принося¬ щая наибольший вред, представляет собой: (1) разрушение металла при соединении его с оксидами азота; (2) соединение металла с кислородом воздуха; (3) разрушение металла в среде электролита с возникновением внутри системы электриче¬ ского тока; (4) соединение металла с оксидами Cepbi(IV) и (VI). 68. На скорость коррозии металлических конструк¬ ций существенное влияние оказывает характер раствора электролита. Так, наиболее быстро бу¬ дет корродировать металлическое изделие, если электролит содержит: к(1) окислитель в кислой среде при повышенной температуре; (2) восстановитель в кислой среде при умерен¬ ной температуре; (3) окислитель в щелочной среде при низкой температуре; (4) восстановитель в щелочной среде при повы¬ шенной температуре. 69. Коррозия металлов наносит большой ущерб на¬ родному хозяйству. Поэтому для борьбы с ней ис¬ пользуют такие основные способы, как ... . 137
70. Полная взаимная растворимость серебра и золо¬ та объясняется тем, что: (1) оба металла относятся к благородным; (2) оба металла имеют близкие физические свойства; (3) атомы обоих металлов имеют полное запол¬ нение с!-орбиталей и помещаются в I группе периодической системы; (4) оба металла имеют одинаковые кристалли¬ ческие структуры и почти одинаковые атом¬ ные радиусы. 71. Белое золото, применяемое обычно в ювелирном деле, представляет собой сплав: (1) золота с серебром; (3) золота с медью; (2) золота с никелем; (4) серебра с медью. 72. Легированные стали — это стали, содержащие по¬ мимо железа значительные количества других металлов. Они имеют ценные свойства и широко применяются в промышленности. Легирующими добавками служат: Cr, V; Mo, W; Cr, Ni; Мп. Какие из этих добавок необходимо использовать для получения стали, обладающей перечисленны¬ ми ниже свойствами? Свойство (1) (2) Исключительная твердость Вязкость и эластичность Примеры изделий Добавки Дробильные . . . агрегаты, сейфы Автомобильные дви- • . . гатели, оси, рамы (3) Коррозионная Нержавеющая сталь . . . стойкость 73. В самолетостроении и других областях современ¬ ной техники широко используют сплавы на основе алюминия. Дюралюмин содержит ... . 74. Если на алюминиевую пластину нанести немного раствора хлорида ртути(II), то через некоторое время пластина разогревается и покрывается пленкой. Происходящие процессы представьте в виде уравнений химических реакций: 138
Процесс Уравнение реакции (1) Взаимодействие Al с HgCl2 . . . (2) Образование амальгамы . . . (3) Окисление на воздухе . . . 75. В коническую колбу объемом 500 см3, снабжен¬ ную клапаном Бунзена, капельной воронкой и от¬ водной трубкой, поместили раствор хлорида хро¬ ма (III), подкисленный соляной кислотой, и по¬ рошок металлического цинка, заполнив простран¬ ство над реакционной смесью инертным газом. После того, как раствор стал ярко-синим, доба¬ вили в него избыток раствора гидроксида натрия, Выпал осадок, который содержал в основном: (1) Cr(OH)3; (3) Zn(OH)2; (2) Cr(OH)2; (4) смесь Cr(OH)2 и Zn(OH)2. 76. Медь со многими другими металлами образует сплавы, наибольшее значение из которых имеют бронзы, мельхиор, латунь, монетные сплавы («се¬ ребряные монеты»). Какому из приведенных со¬ ставов отвечают перечисленные сплавы? Состав сплава Название (1) 60 % Cu и 40 % Zn ... (2) 68 % Си, 30 % Ni, 1 % Fe и 1 % Mn ... (3) 90 % Cu и 10 % Sn ... (4) 80 % Cu и 20 % Ni ... 77. Металлическая платина устойчива к действию концентрированных кислот-окислителей (HNOa, H2SO4). Она растворяется лишь при нагревании в . . . . Уравнение реакции растворения метал¬ ла в этом реактиве ... . 78. Металлические свойства в ряду Cr—Mo—W по мере увеличения порядкового номера элемента (1) усиливаются; (2) ослабевают; (3) остаются практически неизменными; (4) ослабевают, а затем усиливаются. 79. В компактном состоянии при обычных условиях металлы ванадий, ниобий и тантал отличаются: к(1) способностью окисляться кислородом воз¬ духа; 139
(2) способностью взаимодействовать с раство¬ рами кислот; (3) способностью взаимодействовать с раство¬ рами щелочей; (4) высокой химической стойкостью по отноше¬ нию к различным химическим воздействиям. 80. Заполните матрицу (фрагмент) периодической системы всеми известными вам символами ме¬ таллов. 140
Глава Ill ЧТО ТЕБЕ ИЗВЕСТНО ИЗ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ! § 1. Что ты знаешь о получении важнейших химических продуктов! Во все времена вопрос о том, какие материалы создавать, ка¬ кие свойства им придавать, был и всегда будет неотделим от вопроса, каким способом это де¬ лать. Ответы на такой перво¬ степенной важности вопрос дает технология — наука о промыш¬ ленном производстве. Академик Я. М. Жаворонков 1. Процесс получения азотной кислоты в промыш¬ ленности включает несколько стадий: (1) подготовка аммиачно-воздушной смеси; (2) окисление аммиака до оксида азота (II); (3) окисление оксида азота (II) до оксида азо¬ та (IV); (4) поглощение оксида азота (IV) водой и полу¬ чение HNO3. В контактном аппарате в присутствии катализа¬ тора протекает стадия ... . Эта реакция яв¬ ляется: (а) эндотермической; (б) экзотермической. В поглотительной башне вода поступает сверху, а газовая смесь — снизу. Стадия . . . процесса в избытке кислорода описывается уравнением хи¬ мической реакции ... . 2. При получении HNO3 в промышленности проте¬ кающая в окислительной башне реакция . . . идет: (1) с поглощением теплоты; (2) с выделением теплоты. 3. В смеси для получения оксида азота(II) на пла¬ тиновом катализаторе оптимальным является со¬ 141
отношение молей аммиака и кислорода как 1 : 2. Кислород в этой смеси находится: XI) в недостатке; (2) в избытке; (3) отвечает стехиометрическому соотношению исходных компонентов. 4. При производстве серной кислоты контактным способом используют различное серусодержащее сырье: пирит, самородную серу, серусодержащие газы, отходы цветной металлургии, сульфиды цветных металлов. При обжиге пирита в кипящем слое химический процесс выражается уравнением ... .В кон¬ тактном аппарате в присутствии катализатора при 450 oC идет процесс ... .В качестве ката¬ лизатора в настоящее время используют ... . В поглотительной башне происходит поглощение оксида Cepbi(VI) концентрированной серной кис¬ лотой и образование основного продукта —- 5. В вашем распоряжении имеется 96%-ный рас¬ твор серной кислоты плотностью 1,84 г/см3. Для получения 500 г раствора с массовой долей сер¬ ной кислоты 5 % потребуется смешать: (1) 495 см3 H2O и 5 см3 H2SO4; (2) 474 см3 H2O и 14 см3 H2SO4; (3) 474 см3 H2O и 26 см3 H2SO4; (4) 475 см3 H2O и 25 см3 H2SO4. 6. Для синтеза аммиака используют в качестве ис¬ ходного сырья азото-водородную смесь. Газы реа¬ гируют в колонне синтеза при повышенной тем¬ пературе в присутствии катализатора при высо¬ ком давлении согласно уравнению реакции ... . Условия проведения реакции в колонне синтеза: температура ... , давление ... , катализатор ... . Выход (%) основного продукта, аммиака, состав¬ ляет: (1) 10 — 20; (3) 50 — 60; (2) 30-40; (4) 70-80. 142
7. Фосфорную кислоту получают из фосфорита по реакции: Ca3(PO4)2+ ••• CaSO4J+ .... 8. Природный фосфат кальция служит исходным сырьем для получения фосфора в специальных электрических печах накаливанием его с песком и углем. Суммарное уравнение процесса: Ca3(PO4)2 + SSiO2 + 5С = ... . 9. В промышленности соляную кислоту получают синтетическим и сульфатным способами. В пер¬ вом случае хлороводород образуется в результате взаимодействия ... с ... ,во втором — по реакции ... . 10. Получение кремния в промышленности осуществ¬ ляется восстановлением диоксида кремния углем в электропечах. Продуктами реакции являются: (1) Si; (3) Si, CO2 и примесь SiC; (2) Si и CO2; (4) SiO, СО и примесь SiC. 11. Один из важнейших продуктов химической про¬ мышленности— соду — производят методом Соль- ве, основанным на взаимодействии хлорида нат¬ рия с аммиаком и диоксидом углерода. При этом получают: (1) NH4HCO3; (3) NH4Cl; (2) NaHCO3; (4) (NH4)2CO3, который отфильтровывают и нагреванием перево¬ дят в кальцинированную соду по реакции ... * 12. Техническое получение поташа — карбоната ка¬ лия— ведут различными способами: (1) из древесной золы; (2) карбонизацией калийного щелока; (3) непосредственно из калиевых солей; (4) формиатным способом. Процесс получения поташа, описываемый уравне¬ нием реакции 2К0Н CO2 == K2OO3 -J- H2O, от¬ носится к способу ... . 13. Бор находит широкое применение в современной технике. Его получают восстановлением оксида бора(III) магнийтермпческим способом: B2O3+ SMg= .... 143 .
Оксид бора(III) получают разложением: (1) боранов; (2) борной кислоты; (3) буры; (4) кальциевых солей полиборных кислот. 14. Гидроксид натрия (каустическую соду) потреб¬ ляют самые разнообразные отрасли промышлен¬ ности. Его получают различными способами: (1) электролизом раствора поваренной соли (железные катоды и графитовые аноды); (2) электролизом раствора поваренной соли (ртутный катод); (3) нагреванием раствора соды с известковым молоком; (4) ферритным способом. Способ получения NaOH, известный еще алхими¬ кам, — это его уравнение реакции 15. Суперфосфат получают обработкой предвари¬ тельно размолотых апатитовых концентратов или природных фосфоритов серной кислотой по схеме: Ca3(PO4)2 + SH2SO4= .... 16. Удобрение с более высоким, чем в суперфосфате, содержанием фосфора — двойной суперфосфат — получают обработкой фосфорита фосфорной кис¬ лотой по схеме: Ca3(PO4)2+ 4Н3РО4= .... 17. Концентрированное фосфорное удобрение — пре¬ ципитат, хорошо растворимый в органических кислотах, получают нейтрализацией фосфорной кислоты гидроксидом кальция по схеме: H3PO4+ Ca(OH)2= .... 18. Нейтрализация фосфорной кислоты аммиаком позволяет получить ценное удобрение: (1) селитру; (3) костную муку; (2) аммофос; (4) фосфоритную муку. 19. При нейтрализации 20 %-ного раствора аммиака объемом 10 л (р ~ 1 г/см3) азотной кислотой 144
образуется аммиачная селитра массой (кг) при¬ мерно: (1) 2,1; (3) 9,4; (2) 4,2; (4) 18,8. 20. Водород в промышленности получают главным образом из природного метана; способ основан на пароводяной и кислородной конверсии метана: CH4 + H2O -> СО + ЗН2; 2СН4 + 02->2С0 + 4Н2, с последующим каталитическим окислением СО водяным паром по схеме ... , § 2. Как получают металлы] Когда речь заходит о проблемах сырья, то вскоре центр тяжести переносится на обсуждение того, как обстоит дело с металлами. При этом вполне уместно ска¬ зать: позаботимся о металлах! Зигфрид Поллер 1. Получение металлов из руд — задача металлур¬ гии. В зависимости от способов получения метал¬ лов различают: (а) пирометаллургию; (в) гидрометаллургию; (б) металлотермию; (г) электрометаллургию. Рассмотрите приведенные примеры и укажите тип металлургического процесса. Способ получения металла Тип процесса (1) Получение металлов с помощью • • • электролиза (2) Восстановление металлов из их сое- • . . динений химически более активным металлом (3) Получение металлов из руд с помощью . . . реакций восстановления при высоких температурах (4) Получение металлов из растворов их . . . солей 145
2. Металлы достаточно большой чистоты получают способом водородотермии. К этому способу отно¬ сится получение металла по реакции: (1) ZnOH-C = Zn+СО; (2) TiCl4+ 2Мё = Ti+ 2МйС12; (3) MoO3 + ЗН2 = Mo + ЗН2О; (4) CuSO1 + Fe = Cu + FeSO4. 3. Рафинирование меди или никеля электролизом относится к способу получения металла: (1) металлотермией; (3) алюмотермией; (2) электрометаллургией; (4) водородотермией. 4. Наиболее важный минерал, содержащий около 7 % лития, — это сподумен Li2O-Al2O3^SiO2. По¬ следней стадией производства лития является электролиз его хлорида. Превращение сподумена в LiCl протекает через ряд стадий. Представьте в виде схемы реакции каждую из стадий. Стадия процесса Схема реакции (1) Обработка раздробленного ми¬ нерала серной кислотой • • • (2) Выщелачивание сульфата лития водой и осаждение карбоната • • • (3) Превращение карбоната в хло¬ рид • • • (4) Электролитическое разложение расплава LiCl (в смеси с KCl) • • • 5. Какой металл нельзя получить в чистом виде из его оксида восстановлением водородом: (1) вольфрам; (3) кальций; (2) железо; (4) молибден? 6. Для получения металлов из их оксидов в про¬ мышленности в качестве восстановителей исполь¬ зуют ... . 7. Для получения металлического калия нельзя ис¬ пользовать метод, который заключается: (1) в вытеснении калия из расплавленного KCl натрием; 146
(2) в электролизе расплава KCl—NaCl с полу¬ чением натрий-калиевого сплава и выделе¬ нии калия перегонкой; (3) в восстановлении KCl при нагревании в ва¬ кууме алюминием; (4) в электролизе расплава хлорида калия. 8. При электролизе расплава хлорида натрия мас¬ сой 234 г образуется металлический натрий мас- • сой (г): (1) 23; (3) 69; (2) 46; (4) 92. 9. Природными минералами являются: боксит, куп¬ рит, гипс, доломит, пирит. Магний можно полу¬ чать из ... . 10. Магний высокой степени чистоты в промышлен¬ ности получают электролитическим разложением: (1) расплава Mg(OH)2; (2) морской воды, содержащей Mg2+; (3) расплава MgCl2; (4) расплава доломита. 11. Магний — второй по содержанию металлический элемент в морской воде. Выделение его из мор¬ ской воды включает несколько процессов, каждый из которых может быть представлен соответствую¬ щей схемой реакции. Процесс Схема реакции (1) Осаждение Mg2+ в виде гидро¬ ксида негашеной известью (2) Обработка отделенного осадка смесью растворов HCl и H2SO4 (3) Отделение полученного раствора хлорида магния от примеси Ca2+, осажденной в виде сульфата (4) Упаривание раствора хлорида магния и электролиз его рас¬ плава 12. При электролизе расплава деляются: на катоде . . . хлорида кальция вы- , на аноде ... . 147
13. При электролизе раствора гидроксида калия с использованием угольных электродов на аноде получено 500 см3 газа. Какое вещество и в каком количестве выделится на катоде: (1) калий, 0,87 г; (3) водород, 500 см3; (2) калий, 1,75 г; (4) водород, 1000 см3? 14. При производстве алюминия электролизу подвер¬ гают расплав: (1) боксита (Al2O3 • H2O); (2) глинозема (Al2O3); (3) криолита (Na3AlF6); (4) Al2O3 в криолите. 15. Ниже приведены названия и состав алюминиевых руд. Каковы будут составы этих руд в виде хими¬ ческих формул? Название руды Массовая доля. % Химиче¬ ская формула Al2O2 H2O (1) Гидраргиллит 65,3 34,7 • • • (2) Диаспор 85,0 15,0 • • • 16. Подвергая электролизу 1 т Al2O3, можно полу¬ чить металлический алюминий массой (кг): (1) 265; (3) 795; (2) 530; (4) 1000. 17. Для выплавки алюминия в электропечах исполь¬ зуют криолит. Искусственный криолит можно по¬ лучить, если смесь, содержащую 1 моль Al(OH)3 и 3 моль NaOH, обработать плавиковой кисло¬ той. Уравнение этой реакции ... . 18. Наиболее распространенными минералами, содер¬ жащими цинк, являются галмей (химическая фор¬ мула , . , ) и цинковая обманка (формула ... ). Получение цинка из этих минералов опи¬ сывается уравнениями химических реакций ... с 19. Медь получают из минерала малахита по реак¬ циям ... и ... . 20. Одним из способов получения меди из руды, со¬ держащей медь в виде сульфида меди(I), являет¬ ся следующий. Руду первоначально обжигают в токе воздуха, при этом происходит реакция 148
... . Затем обожженную руду смешивают с вдвое меньшим количеством необожженной руды, н полученную смесь прокаливают без доступа воздуха. Уравнение реакции процесса ... . 21. Для получения меди используют руду, содержа¬ щую минерал халькопирит CuFeS2. Какую массу (г) металлической меди можно получить из 1 кг этого минерала, полагая, что пирометаллургиче¬ ский процесс протекает со 100 %-ным выходом: (1) 173; (3) 519; (2) 346; (4) 692? Пирометаллургический процесс получения меди можно выразить суммарной реакцией ... . 22. C помощью электролиза можно проводить очист¬ ку металлов. Какой анод надо использовать при получении электролитически чистой меди, подвер¬ гая электролизу хлорид меди(II): (1) Pt; (3) Ni; (2) С; (4) Си? 23. При полном восстановлении порошка оксида ме¬ ди (II) массой 79,5 г водородом образовалась ме¬ таллическая медь массой (г): (1) 32,75; (3) 63,5; (2) 39,75; (4) 79,5. 24. Какова массовая доля металлов в смеси после термического восстановления смеси оксида ме- ди(П) и оксида железа(Ш) массой 31,9 г, если в результате образовалось 9 г воды: (1) 22 % Cu и 78 % Fe; (2) 11 % Cu и 88 % Fe; (3) 50 % Cu и 50 % Fe; (4) 75 % Cu и 25 % Fe? 25. При электролизе раствора сульфата меди на инертных электродах выделяются: (1) Cu, SO2; (3) Си, H2; (2) Си, O2; (4) H2, O2. 26. Каков основной состав, выраженный в виде хи¬ мических формул, представленных ниже железных РУД?. 149
Руда Формула (1) Лимонит . . . (2) Гематит . . . (3) Магнетит - ... (4) Сидерит . . . 27. Из какой руды выгоднее добывать железо: (1) гематита; (3) лимонита; (2) магнетита; (4) сидерита? 28. Какая масса (кг) красного железняка, содержа^ щего оксид железа(Ш) (массовая доля 78%, остальное — посторонние примеси), потребуется для получения 1 т сплава с массовой долей же¬ леза 95 %: (1) 950; (3) 1600; (2) 1357; (4) 1740? 29. Железо из руд получают восстановлением его оксидов коксом и оксидом углерода(II) в домен¬ ных печах. При этом образуется чугун, который, помимо железа, содержит в качестве примесей 30. Химизм восстановления железа в доменном про¬ цессе из оксида железа(III) можно представить в виде четырех основных стадий, которым соот¬ ветствуют следующие уравнения реакций: Стадия процесса Уравнение реакции (1) Образование оксида железа (П, III) ... (2) Восстановление до оксида же- леза(П) ... (3) Восстановление до металличе¬ ского железа оксидом угле- рода(П) ... (4) Восстановление до металличе¬ ского железа коксом • • • 31. При восстановлении железа из руды частично могут восстанавливаться примеси, содержащиеся в руде, Закончите уравнения реакции восстанов- 160
ления следующих веществ: (1) SiO2+C (2) MnO + C —* ... ; (3) Ca3(PO4)2 + C * ... . 32. В качестве примеси обычно в исходной руде при¬ сутствует сера в виде соединений CaSO4 или Ре8г< Сера в процессе восстановления железа превра¬ щается: (1) в SO2; (3) в CS9; (2) в H2S; (4) в FeS. 33. Выходящий из домны газ называется колошни¬ ковым или доменным. Колошниковый газ имеет следующий состав в объемных долях (%): СО — 32,0; CO2—14,0; N2—54,0. Сколько кубических метров воздуха потребуется для сжигания 1 м3 этого газа: (1) 0,16; (3) 0,8; (2) 0,32; (4) 1,6? 34. В бессемеровском способе получения стали окис¬ лителями являются ... , восстановителями — 35. При получении стали в мартеновском производ¬ стве «выгорание» примесей из чугуна происходит за счет окисления кремния оксидом железа(II) по реакции ... . 36. В томасовских конвертерах при переработке вы¬ сокофосфористых чугунов фосфор выводится в шлак. C этой целью в шихту конвертера добав¬ ляют жженую известь ... . Удаление фосфора отражается уравнением реакции ... . 37. В мягкой стали (ковкое железо) массовая доля (%) углерода составляет: (1) 4-4,5; (3) от 0,3 до 1,7; (2) около 1,7; (4) до 0,3. 38. При производстве чугуна в доменной печи на каждую 1000 т руды расходуется около 180 т из¬ вестняка. Поскольку при этом образуется при¬ мерно 350 т шлака, массовая доля (%) примеси в руде составит: (I) Ю; (3) 25; (2) 18; (4) 35. 151
39. Одним из способов получения чистейших метал¬ лов является синтез карбонилов металлов с их последующим разложением. Эти процессы в слу¬ чае очистки железа выражаются в виде схемы: T T Fe + Fe + . • . . (неочи- (очи¬ щенное) щенное) 40. В порошковой металлургии порошок железа по¬ лучают разложением пентакарбонила железа. Для получения 2 кг порошкообразного железа требуется пентакарбонила железа массой (кг): (1) 7; (3) 5; (2) 3; (4) 1. 41. Метод алюмотермии, заключающийся в восста¬ новлении металлов из их оксидов при поджигании смеси этих оксидов с порошком алюминия, от¬ крыл в конце прошлого столетия известный рус¬ ский химик ... . 42. Алюмотермией получают металлический: (1) Mg; (3) Cr; (2) Си, (4) К. 43. Какие вещества необходимо взять для получения хрома алюмотермическим способом: (1) Cr, Al2O3; (3) Cr2O3, Al2O3; (2) Cr, Al; (4) Cr2O3, Al? 44. Уравнение реакции получения хрома алюмотер¬ мическим способом: ... . 45. Для получения 39 г хрома алюмотермическим способом из его оксида необходимо взять наве¬ ску алюминия массой (г): (1) 10,125; (3) 27; (2) 20,25; (4) 40,5. 46. Наиболее распространенной рудой для получения хрома служит ... , формула которого ... . 47. Массовая доля (%) хрома в феррохроме, полу¬ ченном восстановлением хромистого железняка, составляет: (1) 96; (3) 48; (2) 65; (4) 32. 152
48. Одним из промышленных способов производства металлического кальция является прокаливание оксида кальция с металлическим алюминием в глубоком вакууме. На получение 100 кг кальция таким способом теоретически должно расходо¬ ваться алюминия (кг): (1) 135; (3) 45; (2) 67,5; (4) 22,5. 49. В природе встречается минерал эритрин Co3 (AsO4) 2 -8Н2О — продукт выветривания ко¬ бальтина (кобальтового блеска CoAsS) и арсе¬ нидов кобальта и никеля. Из этой руды получают кобальт. Для производства 1 кг кобальта надо переработать ... кг этой руды (потерями в производстве можно пренебречь). 50. При восстановлении 1,82 г оксида ванадия метал¬ лическим кальцием получено 1,02 г чистого ва¬ надия. Формула оксида ванадия ... ,а урав¬ нение реакции восстановления ... . 51. Какой метод получения металлов (или их очист¬ ки) не может применяться для получения метал¬ лов очень высокой степени чистоты: (1) зонная плавка металлов; (2) переплавка металлов в вакууме; (3) разложение летучих соединений металлов; (4) электротермическое восстановление метал¬ лов? 52. Через последовательно включенные в цепь по¬ стоянного тока растворы нитрата серебра, суль¬ фата меди(II) и хлорида золота(III) пропускали ток силой 5 А в течение 20 мин. Масса (г) осев¬ ших на катодах металлов составила: (1) Ag-I, Cu-I, Au-1; (2) Ag-3,35, Cu-I, Au-2; (3) Ag-6,7, Cu-2, Au-4; (4) Ag-6,7, Cu-4, Au-12. 53. Важнейший металл современной техники — титан получают из обогащенных титановых руд, обра¬ батывая их с целью выделения диоксида титана TiO2. Выделенный оксид превращают в хлорид титана(1У) с помощью углерода и хлора по ре¬ акции ... . 153
Далее используют разработанный в 1940 году способ промышленного производства титана, ко¬ торый получил название (1) водородотермический; (2) магнийтермический; (3) электролитический; (4) алюмотермический. Процесс идет по реакции ... . 54. Основной минерал, содержащий свинец, — это . . . (свинцовый блеск), PbS. Свинец получают в две стадии: обжигом по схеме ... и взаимо¬ действием с продуктом реакции кокса и кислоро¬ да ... . 55. Оловянный камень (минерал— ... ) служит исходным материалом для получения олова: (1) восстановлением углеродом; (2) магнийтермией; (3) электролизом; (4) водородотермией. Уравнение реакции этого процесса ... . 56. Обогащенные руды вольфрама, содержащие CaWO4 или FeWO4, переводят в H2WO4, разла¬ гая последнюю до оксида вольфрама (VI). При температурах порядка IOOOoC оксид вольфра¬ ма (VI) восстанавливается водородом по реакции 57. В самородном состоянии встречаются металлы: (1) Ca; (3) Ga; (2) Mg; (4) Ag. 58. Марганец в виде силикомарганца получают по реакции: (1) MnO2+ 2С -Д Мп + 2СО; (2) MnO2+Si —> Mn+ SiO2; (3) ЗМп3О4 + 8А1 —> 9Мп + 4А12О3; электролиз (4) 2Мп5О4 + 2Н2О —> —> 2Мп + O2T + 2Н28О4. 59. Обжиг минерала киновари . . . приводит к по¬ лучению ртути по схеме ... . 60. Одним из способов извлечения золота из руды является цианидный. Суть его выражается сле- 154
дующими уравнениями химических реакций: (1) 4Аи + SKCN + O2 + 2Н2О = • • • 4-4КОН; (2) ... + Zn = K2IZn(CN)4] + 2Аи. 61. Первое руководство по металлургии опубликова¬ но ученым: (1) П. П. Аносовым; (2) И. П. Бардиным; (3) М. В. Ломоносовым; (4) Д. К. Черновым. § 3. Современные конструкционные материалы — стекло и бетон На сегодняшний день доля сили¬ катных изделий в общем объеме промышленной продукции до¬ статочно велика. К тому же многообразные возможности пе¬ реработки и улучшения сили¬ катного сырья еще далеко не исчерпаны. А, Хюттер 1. Силикатные стекла представляют собой: (а) кристаллические тела; (б) аморфные тела. Какой график соответствует изменению их объе¬ ма V от температуры T в процессе нагревания? 2. В состав обычного стекла входят: (1) Na2O, SiO2; (2) Na2O, CaO, SiO2; (3) K2O, CaO, SiO2; (4) Na2O, CaO, SiO2, B2O3, Al2O3. 3. Процесс получения обычного стекла выражается химическим уравнением ... , 155
4. При выработке стекла соду иногда заменяют бо¬ лее дешевой смесью сульфата натрия и угля. При этом реакция идет по схеме ... . Б. Для выработки столовой посуды используют стек¬ ло, содержащее в массовых долях (%): SiO2 — 75,0, CaO — 9,0, Na2O—16,0. В этом сорте стекла на 1 моль CaO приходится . . . моль Na2O и . . . моль SiO2. Химический состав этого стекла можно выразить формулой ... . 6. Для получения стеклоткани используют стекло, содержащее в массовых долях (%): Кремнезем 54 Глинозем 14 Оксид бора 10 Оксид кальция 16 Оксид магния 4,0 Оксид натрия 2,0 Расположив указанные компоненты в порядке увеличения их молярных долей, можно выразить химический состав стекла формулой ... . 7. Для получения цветного стекла в исходную шихту вводят добавки: оксид кобальта (II), оксид марган¬ ца (II), соединения железа(II), оксид хрома(III)., Добавка какого оксида определяет цвет стекла? Цвет стекла Добавка (1) Синий . . . (2) Изумрудно-зеленый . . . (3) Фиолетовый . . . (4) Зеленый . . . 8. Карбонат натрия, необходимый в стекольном производстве, в природе практически не встре¬ чается. Его получают промышленным способом из хлорида натрия. Первый промышленный спо¬ соб получения соды из хлорида натрия разрабо¬ тан Лебланом в 1789 году. Поваренную соль об¬ рабатывали сначала концентрированной серной кислотой, затем полученный продукт смешивали с известняком и углем и сплавляли в печи. Соду извлекали из охлажденного сплава выщелачива¬ нием водой. Таким образом, описанный процесс можно представить в виде трех основных стадий уравнениями ... . 9. Соду, используемую в стекольном производстве, можно получить и аммиачным способом (способ 1&6
Сольвэ). В этом случае процесс также протекает в три стадии: (1) концентрированный раствор хлорида натрия насыщают аммиаком, а затем пропускают под давлением оксид углерода (IV); (2) образовавшийся гидрокарбонат аммония вступает в обменную реакцию с хлоридом натрия; (3) полученный осадок гидрокарбоната натрия отделяют фильтрованием, а затем прокали¬ вают. Уравнения описанных реакций ... , 10. Растворы гидроксида натрия хранят не в стек¬ лянных, а в пластмассовых сосудах, поскольку стекло имеет в своем составе ... , который реагирует с NaOH по реакции ... . 11. Процесс травления стекла плавиковой кислотой можно выразить уравнением ... . 12. Стекло для изготовления оптических линз и де¬ коративного хрусталя получают заменой CaO в составе шихты обычного стекла на: (1) CoO; (3) Mo2O3; (2) B2O3; (4) PbO. 13. Относительно недавно созданы фототропные стек¬ ла, которые под действием света мутнеют или окрашиваются, а в помещении с невысокой осве¬ щенностью возвращаются в первоначальное со¬ стояние. Такое стекло содержит коллоидальную взвесь в виде AgCl или AgBr, которые чувстви¬ тельны к свету и разлагаются под его воздей¬ ствием: (1) реакция на свету ... ; (2) реакция в темноте ... . 14. Повышенной термической и химической стой¬ костью обладает силикатное стекло с добавками Na2B4O7 или H3BO3; такое стекло называется ... и имеет состав в массовых долях (%): SiOj 81 CaO 0,5 Al2O3+ Fe2O3 2 Na2O 4,5 • • • 12 167
15. Широко используемым вяжущим материалом яв¬ ляется обычный цемент (или портландцемент). В его состав входят следующие основные компо¬ ненты: (1) Ca(OH)2, SiO2, H2O; (2) CaSO4 • О, 5Н2О, CaSO4; (3) CaO, SiO2, Al2O3; (4) MgCl2, MgO. 16. Главным сырьем промышленности строительных материалов являются ... , ... , ... . Их основной состав можно выразить соответ¬ ственно формулами ... , ... , ... . 17. Для получения цемента тонко размолотую смесь известняка с песком и глиной (а также неболь¬ шим количеством оксида железа(III) в качестве катализатора) обжигают в специальной вращаю¬ щейся печи. При этом образуется спекшаяся зер¬ нистая масса, которая называется . . . —полу¬ фабрикат, размалываемый в шаровых мельницах для получения окончательного продукта. Процесс обжига можно представить в виде реакции 18. Основным компонентом глиноземистого цемента является алюминат кальция Са(А1О2)2. Процесс схватывания этого цемента обусловлен преимуще¬ ственно гидратацией метаалюмината с одновре¬ менным выделением гидроксида алюминия по уравнению реакции ... . 19. Минералогический состав портландцемента сла¬ гается главным образом из соединений ... , ... , ... и отчасти ... . Схватывание це¬ мента обусловлено реакциями ... . 20. Важнейшими свойствами цемента являются: (1) прочность; (2) нерастворимость в воде; (3) морозоустойчивость; (4) звукопоглощаемость; (5) низкая теплопроводность; (6) электрическая проводимость. Утверждение . . . является неверным. 158
21. Технология производства цемента включает три основные стадии: —> Цемент. В какой последовательности должны быть вклю¬ чены в схему приведенные ниже стадии техноло¬ гического процесса? (1) Обжиг известково-глинистой породы или смеси глины с известняком; (2) размол клинкера в шаровых мельницах в тонкий порошок; (3) приготовление сырьевой смеси. 22. Магнезиальный цемент, устойчивый к действию кислот и щелочей, изготавливают из смеси кон¬ центрированного раствора MgCU (примерно 30%-ного) и предварительно прокаленного MgO. При твердении этого цемента образуется неорга¬ нический полимер состава ... . 23. Смесь цемента с песком и щебнем называют ... ,а материал, полученный при введении в него каркаса из железных стержней,— ... . 24. Для приготовления бетона, который применяют в фортификации и при строительстве в зимнее вре¬ мя, используют: (1) глиноземный цемент; (2) магнезиальный цемент; (3) портландцемент; (4) пуццолановый цемент. 25. Бетонами называют смеси, состоящие из цемента, природного или искусственного наполнителя с ча¬ стицами различных размеров и воды. Бетон мож¬ но классифицировать: (а) по плотности; (б) по составу (виду наполнителя); (в) по способу обработки; (г) по назначению. Укажите принцип классификации (а—г) для ка* ждого из перечисленных ниже видов бетона. 159
Вид бетона Принцип классификации (1) Облицовочный, дорожный, . . . для защиты от излучения (2) C кварцевым песком, прес- . . . сованный вибробетон, литой (3) Легкий, тяжелый, очень тя- • . . желый (4) C легким наполнителем . . . (пензобетон, пенобетон), с кварцевым песком, щебе¬ ночный, со шлаком (шлако¬ бетон) 26. Железобетон — основной конструкционный мате¬ риал современного строительства — обладает сле¬ дующими свойствами: (1) высокой прочностью на сжатие и растяже¬ ние; (2) хорошей формуемостью; (3) высокими изоляционными характеристика¬ ми; (4) относительной дешевизной. Свойство . . . железобетона используют для изготовления тонкостенных куполов большого диаметра. 160
Глава IV ПРОВЕРЬ СЕБЯ НА КОМБИНИРОВАННЫХ ТЕСТАХ Какой только области механи¬ ческих искусств не нужны зна¬ ния химии? ... Если бы чело¬ вечеству пришлось избрать из числа всех наук только три и притом применительно к нашим потребностям. следовало бы предпочесть всем другим нал кам механику, естественную историю и химию. Дена Дидро (1713-1784} 1. Показанный на рисунке (*) ряд элементов назы¬ вают: (I) актинидами; HD лантанидами. Все элементы этого семейства относятся: (1) к 5-элементам; (3) к ^-элементам; (2) к р-элементам; (4) к /-элементам. В свободном состоянии они представляют собой типичные ... и проявляют в соединениях наи¬ более характерную степень окисления: (а) +1; (в) +3; (б) +2; (г) +4. По мере увеличения заряда ядра размер атомов этих элементов (а') увеличивается; (б') уменьшается; (в') остается неизменным; (г') увеличивается, а затем уменьшается. Это явление называют ... . 6 В. В. Сорокин 161
2. Массовая доля кислорода в одном оксиде неко¬ торого металла — 22,55 %, в другом оксиде — 50,48 %. Относительная атомная масса металла ... , этот металл— ... . Формула первого оксида ... ,а второго— .... 3. При взаимодействии образца кристаллической соды массой 1,287 г с избытком соляной кислоты выделилось 100,8 см3 газа (н.у.). Формула кри¬ сталлогидрата имеет вид: (1) Na2CO3-IOH2O; (3) Na2CO3-H2O; (2) Na2CO3-TH2O; (4) Na2CO3. 4. Древний таджикский просветитель, знаменитый врач, живший в конце первого и начале второго тысячелетия нашей эры, автор книги «Канон вра¬ чебной науки», давшей сводку медицинских и хи¬ мико-фармацевтических знаний того времени, про¬ тивник алхимии и астрологии. Его имя ... . 5. Какой из газов наиболее тяжелый: (1) Хе; (3) NH3; (2) O3; (4) WF6? 6. Какой из газов лучше других растворим в воде: (1) аммиак; (3) диоксид углерода; (2) сероводород; (4) азот? 7. Какое из указанных веществ является ядом по отношению к человеческому организму при упо¬ треблении даже в небольших количествах: (1) MgSO4-ZH2O; (3) Na2SO4-IOH9O; (2) HgCl2; (4) NaHCO3? 8. Для очистки водорода от примеси хлороводорода лучше всего использовать: (1) H9SO4 (конц.); (Зй CuO (тв.); (2) H^O (ж.); (4) KOH (р-р). 9. Какое из соединений целесообразно применять в качестве калийных удобрений (не принимая во внимание стоимости приведенных соединений): (1) KCl; (3) KHSO4; (2) K2SO4; (4) KNO3? 162
10. Какая масса вещества соответствует числу Аво- гадро молекул: (1) 4,4 г СО,; (3) 36 г H2O; (2) 17 г NH3'; (4) 49 г H2SO4? (11. Значения стандартных потенциалов для некото¬ рых окислительно-восстановительных пар: SS2O3VS4O3' 2Г/12 SSO4VS2Ol' Е? = 0,17 В; E2 = 0,53 В; Е| = 2,05 В. Расположите окислители из данных пар в ряд по возрастанию окислительной способности: ... < ... < ... . В каком направле¬ нии будут идти приведенные ниже реакции: (1) 2Г-J-S4Ol' ... I2-J-SS2O3*; (2) ST-J-S2O3' ... I2H-SSOl'; (3) SS2Ol' + S2Ol' . . . S4Ol' + SSOl'? 82. Смесь песка и железных опилок можно разде¬ лить: (1) фильтрованием; (3) выпариванием; (2) с помощью магнита; (4) отстаиванием. Один из компонентов этой смеси хорошо раство¬ ряется (а) в воде; (б) в растворе HCl; (в) в бензоле; (г) в тетрахлориде углерода, при этом образуется соединение, химическая фор¬ мула которого ... . 13. Оксид углерода(II) образует с никелем летучий карбонил состава ... . Его температура ки¬ пения 43oC. Для образования связи в карбониле никеля используются $р3-орбитали атома никеля. На основе этих сведений подтвердите правиль¬ ность следующих утверждений, закончив их со¬ ответствующими пояснениями: (1) молекула карбонила никеля имеет тетраэд¬ рическое строение, так как ... ; 6* 163
(2) молекулы карбонила никеля связаны между собой вандерваальсовыми силами, на что указывает ... ; (3) в жидком состоянии карбонил никеля не проводит электрического тока, поскольку • • • » (4) карбонил никеля нерастворим в воде; это объясняется тем, что ... . 14. Карбонат натрия плавится при 890oC без разло¬ жения, а карбонат серебра разлагается уже при 220oC. Это различие можно объяснить: (1) большим деформирующим действием Ag+ (как ^-элемента) по сравнению с K+ (обо¬ лочка инертного газа); (2) тем, что в периодической системе Ag нахо¬ дится в побочной, а К — в главной подгруп¬ пе I группы; (3) тем, что К значительно химически более активный металл, чем Ag; (4) тем, что радиус иона Ag+ меньше радиуса иона K+. 15. Каковы формулы водородных соединений кальция ... , теллура ... , германия ... и вис¬ мута ... ? Ионный характер имеет ... . 16. Отклонения от стехиометрического состава могут иметь оксиды: (1) водорода; (3) натрия; (2) серы (IV); (4) углерода (IV), но не имеют оксиды: (а) железа (II); (в) празеодима; (б) серы (VI); (г) калия. 17. Ученик определил массу вещества как 38,81 г. В действительности масса образца этого веще¬ ства равна 38,42 г. Какую погрешность (%) до¬ пустил ученик в определении массы: (1) 0,0104: (2) 0,104; (3) 0,400; (4) 1,04? 164
18. Очисткой воды с помощью ионнообменных смол получают: (1) дистиллированную воду; (2) декальцинированную воду; (3) воду с повышенной концентрацией OIT- ионов. 19. В последние годы выполнен анализ лунного грун¬ та, доставленного советскими лунными автомати¬ ческими станциями. Обнаружено большое сход¬ ство состава земной коры и лунной поверхности. Тем не менее содержание отдельных оксидов в базальтовых породах лунного вещества значи¬ тельно отличается от состава земных горных по¬ род как в большую, так и в меньшую сторону. Какой ряд оксидов, приведенных ниже, по своему содержанию в породах, сильно отличает лунный грунт от земного: (1) CaO, SiO9, MgO; (3) TiO2, SiO2, MgO; (2) TiO2, FeO, Na2O; (4) Na2O, SiO2, CaO? 20. В семи вакуумированных кварцевых ампулах рав¬ ной вместимости, соединенных с манометрами, нагревали навески веществ до некоторой постоян¬ ной температуры. Отметив установившееся в ам¬ пулах давление, их медленно охлаждали и затем определяли состав содержимого. Количество ве¬ ществ в шести ампулах до и после опыта не из¬ менилось. Объясните результаты шести опытов (см. таблицу) и приведите данные седьмого опыта. Номер опыта Количества веществ (моль) в ампулах до и после опыта Давление, кПа FeCO3 FeO MgCO3 MgO (1) 0,1 —. — 4254,6 (2) 0,2 — — —- 4254,6 (3) 0,1 0,1 — — 4254,6 , (4) — — 0,1 — 3,04-10, (5) — — 0,2 — 3,04 - IO1 (6) — — 0,1 од 3,04 - IO"1 (7) После опыта (7) 0,1 • • • 0,1 • • • 0,1 • • • 0,1 • • • • • • 165
21. Манометр, имеющий открытый ко¬ нец (см. рисунок), подсоединен к колбе с газом и заполнен ртутью. Разница между двумя уровнями равна 15 мм. Чему рав¬ но давление (кПа) газа в колбе, если атмосферное давление 101,3 кПа (1мм рт.ст. = 0,1333 кПа): (1) 2,0; (3) 101,3; (2) 99,3; (4) 103,3? 22. Хлорид аммония при нагревании диссоциирует на газообразные продукты по уравнению ... . В трех запаянных ампулах объемом по 1 л на¬ ходятся 0,2 моль (Я), 1 моль (Б), 2 моль (В) хлорида аммония. Ампулы нагрели до температуры, при которой давление в ампуле А стало 33,43 кПа. При этом давление в ампуле Б составило . . . кПа, а в ампуле В— ... кПа. 23. Уравнения реакций термического разложения ам¬ монийных солей запишутся следующим образом: (1) NH4ClO4 -А . . . ; (2) (NH4)2SO4 Л . . . ; (3) (NH4)2S2O8 Л . . . ; (4) NH4NO2 -^ ... . 24. Амальгаму натрия и алюминия массой 5,48 г об¬ работали избытком соляной кислоты. Нераство- ренное вещество отфильтровали и взвесили. Его масса составила 4,02 г. Состав амальгамы в мас¬ совых долях равен: (1) 16,8% Na, 9,8% Al, 73,3 % Hg; (2) 10,5% Na, 16,1 % Al, 73,3 % Hg; (3) в условии задачи имеются избыточные дан¬ ные — масса нерастворенного вещества 4,02 г, — которые не используются в реше¬ нии; (4) в условии задачи нет необходимых для ре¬ шения данных — объема выделившегося во¬ дорода и условий, при которых он измерен. 166
'25. Сравните три соли состава Me2S2Ox1 где х—три небольших целых числа, а Me-щелочной ме¬ талл. Из нижеприведенных утверждений: .(О (2) (3) (4) 16) ,17) (8) (9) в анионе присутствует связь О—О; в анионе присутствует связь S—S; в анионе присутствует связь S—О—S; соль образуется при термическом разло;:се- нии гидросульфата; соль образуется при анодном окислении гидросульфата; соль образуется при взаимодействии водно¬ го раствора сульфита с серой; водный раствор соли растворяет бромид серебра; нейтрализация водного раствора соли гидр¬ оксидом MeOH приводит к сульфату Me2SO4; соль в водном растворе окисляет Mn(II) до перманганата, выберите те, которые относятся к данной соли. В формулах солей добавьте индекс к атому кис¬ лорода. Формула соли Me2S2O,,, Me2S2O,,, Me2S2O.,, Утверждение Утверждениям (4)—(9) соответствуют уравнения реакций ... . 167
Глава V ПОПРОБУЙ САМОСТОЯТЕЛЬНО СОСТАВИТЬ ТЕСТ ПО ХИМИИ. КАК ЭТО СДЕЛАТЬ! Test-HCnbiTaHHe1 проба, про¬ верка, опробование... Большой англо-русский словарь Уже во введении мы коротко останавливались на том, что же такое тесты. Это стандартизованные зада¬ ния, по результатам выполнения которых можно судить о некоторых характеристиках испытуемого, а также о его знаниях, умениях и определенных навы¬ ках. Стандартизованные тесты, которые конструи¬ руются на определенном учебном материале (химии, например), принято называть тестами достижения; они предназначены для оценки уровня овладения учебными знаниями и навыками; они позволяют из¬ мерить эти знания, умения и навыки. Как правило, при составлении письменных тестов используют две формы введения ответа учащегося: самостоятельное составление (конструирование) от¬ вета и выборочный метод ответа. Самостоятельное составление учащимся ответа может вести в ряде случаев к необъективности оцен¬ ки: чем больше свободы в написании ответа, тем больше вариаций в оценке преподавателя. Поэтому следует планировать ответ как можно более одно¬ значно, коротко и четко. Выборочный метод ответа можно использовать при составлении теста в двух случаях: 1) когда для выбора даны такие и только такие си¬ туации, которые имеют место в изучаемой области и должны быть усвоены учащимися, причем важным является и то обстоятельство, чтобы учащийся знал число основных видов предлагаемых для выборки ситуаций; 168
2) когда ни одна из ситуаций, данных для выбора, не составляет предмета усвоения (например, числа или буквенные обозначения, характеризующие лишь данные, конкретные условия задачи, числовые условия задачи и т. п.). Оба указанных случая являются, как это видно, прямо противоположными. Можно использовать комбинированные тесты, ко¬ торые включают в себя и свободное конструирование ответа, и выборку его из предлагаемых альтернатив¬ ных. Типы заданий по содержанию могут быть различ¬ ными: предметные (проверяющие знания по данному предмету); логические (с полным составом условий, с неполным составом условий, с полным составом условий плюс избыточное, с неполным составом усло¬ вий плюс избыточное); психологические, которые со¬ здаются разными соотношениями наглядных и поня¬ тийных признаков, представленных в условиях задачи и в соответствующих ее чертежах и рисунках (на соотнесение). Задания могут быть как прямые, так и обратные. Сам по себе контроль с помощью тестов должен удовлетворять требованиям двух видов валидности (валидность — понятие, которое указывает, что тест измеряет и насколько хорошо он это делает): содержательной (т. е. знаниям по данному пред¬ мету) ; функциональной (т. е. видам познавательной дея¬ тельности: расстановке коэффициентов в уравнениях, проведению стандартных расчетных операций, при¬ менению общих закономерностей к конкретным явле¬ ниям). Следовательно, и тест должен соответствовать как предмету обучения, так и задачам обучения. Попытаемся теперь все вышесказанное проиллю¬ стрировать на простых примерах. Пример 1. Известно, что литий существенно отли¬ чается по своим свойствам от остальных щелочных металлов. Так, малорастворимы в воде LiF, Li2COa, Li3PO4, гидроксид лития растворим значительно меньше других гидроксидов щелочных металлов (12 г LiOH на IOO г H2O при 20 oC). 169
Тест можно сформулировать так: Какой из гидроксидов щелочных металлов обладает наименьшей растворимостью в воде: (1) LiOH; (3) КОН; (2) NaOH; (4) RbOH? В качестве выборочных ответов здесь приведен перечень известных учащемуся гидроксидов. Но лучше построить предложение в повествова¬ тельной форме, а не в вопросительной. Наименее растворимым в воде гидроксидом щелочного металла является: (1) LiOH; (3) КОН; (2) NaOH; (4) RbOH. Пример 2. В лабораторных условиях кремний по¬ лучают восстановлением кварцевого песка магнием: SiO2 + Mg Si + MgO. Если взять одинаковые навески SiO2 и Mg (на¬ пример, массой по 3 г каждую), то в результате ре¬ акции будут образовываться два продукта: Si и MgO, а в смеси после окончания реакции останется еще ис¬ ходный реагент, который был в избытке. Таким об¬ разом, мы имеем по меньшей мере три комбинации для ответа: Si и MgO; Si, MgO и Mg; Si, MgO и SiO2. Кроме того, надо иметь в виду, что в зависи¬ мости от того, уравнял ли учащийся схему реакции и получил уравнение реакции SiO2)+ = Si + + 2MgO или не получил, численные ответы могут быть различные. Правильное решение: Afr(SiO2) = 60; Ar(IAg) = — 24; Xr(Si)= 28; Mr(MgO) = 40; тогда навеске 3 г SiO2 .соответствует количество вещества 0,05 моль, а навеске 3 г Mg-0,125 моль; для полного взаимо¬ действия 0,05 моль SiO2 требуется 2-0,05 моль Mg, т. е. 0,1 моль Mg. Следовательно, Mg в избытке в количестве: 0,125 — 0,1 =0,025 моль. В результате реакции в смеси будут находиться: Si: 0,05 моль или 0,05-28 г =1,4 г; MgO: 0,05-2 моль или 0,1 -40 г = 4,0 г; Mg: 0,025 моль или 0,025 • 24 г = 0,6 г. 170
Ошибочные варианты решения: А. Схема реакции не уравнена; тогда в смеси буч дут находиться: Si: 0,05 моль, т. е. 1,4 г; MgO: 0,05 моль, т. е. 2,0 г; Mg: 0,125 — 0,05 = 0,075 (моль), т. е. 4,5 г. Б. Схема реакций уравнена, но не учтен избыток Mg (расчет по SiO2); тогда в смеси будут: Si: 0,05 моль, т. е. 1,4 г; MgO: 0,05 моль, т. е. 2 г. В. Схема реакций уравнена, но не учтен избыток Mg (расчет по Mg); тогда в смеси будут находиться: Si: 0,125 моль, т. е. 3,5 г; MgO: 0,125 моль, т. е. 5 г. Возможны и другие варианты неправильных ре¬ шений, менее типичных, но тем не менее возможных. Формулируем вопрос теста. Порошки SiO2 и Mg массой по 3 г каждый взаимодействуют при нагревании по схеме: SiO2 + Mg -* Si + MgO; после реакции смесь содержит (г): (1) Si-IAMgO-Z1O; (2) Si-S1S1MgO-S1O; (3) Si- 1,4, MgO - 4,0, Mg - 0,6; (4) Si — 1,4, MgO - 2,0, Mg - 4,5. Можно задать в качестве выборочных ответов только символы элементов и соединений, но в этом случае альтернативными будут только три ответа: (1) Si1 Mg; (2) Si1 SiO21 MgO; (3) Si1 Mg1 MgO. Четвертый альтернативный ответ (разумный, не абсурдный) придумать не представляется возможным. Можно на основе рассмотренной задачи сформу¬ лировать комбинированный тест, включающий кон¬ струируемый и выборочный ответы, например: Взаимодействие смеси порошков SiO2 и Mg массой по 3 п каждого при нагревании в соответствии с уравнением реак, ЦИН ... приводит к образованию смеси продуктов, состоящей из: и далее следует привести либо численные ответы, 171
либо ответы в виде символов и формул элементов и соединений. * * * Теперь, прочтя это краткое объяснение к состав- лению тестов и поработав с книгой, каждый из вас может самостоятельно составить письменное кон¬ трольное задание в виде тестов. Попробуйте это сделать, и вы убедитесь, насколь¬ ко хорошо овладели тем материалом, по которому готовили тест. Не жалейте на это времени! ОТВЕТЫ И ПОЯСНЕНИЯ К ЗАДАНИЯМ Глава Ir § 1 1. Экабора (скандий); экаалюминия (галлий); эка- силиция (германий). 2. Бериллий. Атомная масса бериллия была опреде¬ лена как 13,8, вследствие чего он помещался Fj таблицу элементов между углеродом и азотом. Д. И. Менделеев, будучи уверен в правильности открытой им закономерности, поместил бериллий во вторую группу периодической системы, испра¬ вив его атомную массу на 9. 3. Галлий (Ga); французский химик Лекок де Буа- бодран. Плотность галлия была определена его первооткрывателем неверно — 4,7 г/см3. Д. И. Мен¬ делеев писал, что плотность галлия («экаалюми¬ ния», предсказанного им пятью годами ранее) должна быть больше, примерно 5,9—-6,0 г/см3, что впоследствии блестяще подтвердилось. 4. Инертные газы, лантаноиды, актиноиды. 5. (1). Изотопы — атомы с одинаковым числом про¬ тонов и разным числом нейтронов. 6. (I)-Si; (2)—Cr; (3) — Yb. 7. (4). 8. (1). Под относительной массой элемента пони¬ мают отношение массы атома к '/12 массы изо¬ топа углерода 12C. 172
Глава I. $ 1 9. (1). Электроотрицательность — способность ато¬ ма данного элемента по сравнению с другими элементами к оттягиванию на себя электронной плотности. 10. (1). Из атомов приведенных элементов атом нат¬ рия имеет наименьшее значение энергии иониза¬ ции (т. е. энергии отрыва первого электрона). 11. (1). 12. (4). Индий назван по синей (цвета индиго) линии спектра; кремний, или силиций, — от латинского Silex (кремень); радий — от латинского radius (луч); рутений — от позднелатинского Ruthenia, что значит Россия; элемент открыт в нашей стра¬ не в 1844 г. профессором Казанского университе¬ та К. Клаусом. 13. (3). Элемент 95 назван в честь Америки. 14. Германия (элемент); Германии (страна). 15. (I). 16. (3). 17. (3). Все четыре «/-элемента (Cr, Y, W и Hg) от¬ носятся к переходным. 18. (3). 19. (4). 20. (2). 21. (I). 22. 2^Es + гНе —> WiMd. Гленн Теодор Сиборг (р. 1912). Американский физик и радио¬ химик, член Национальной АН США (с 1948). Основные науч¬ ные труды посвящены синтезу и выделению трансурановых эле¬ ментов. Выдвинул теорию акти¬ нидов, разработал тончайшие методы изучения свойств счи¬ танных атомов радиоактивных актинидов. Открыл явление «оско¬ лочной» бомбардировки ядер, развил теорию предсказания свойств еще не открытых изо¬ топов. Президент Американ¬ ского химического общества (1976). Иностранный член АН СССР (с 1971). 173
Глава L $ 1 Лауреат Нобелевской премии (1951) за открытие в области химии трансурановых элементов (совместно с Э. М. Мак¬ милланом). 23. Курчатовием; 2GiPuH-IoNe —► ioiKu + Курчатов Игорь Васильевич (1903—1960). Советский физик, академик (с 1943). Научные тру¬ ды в области физики диэлектри¬ ков и полупроводников, физики атомного ядра. Открытие явления ядерной изомерии у искусствен¬ ного радиоактивного изотопа бром-80. Исследовал ядерные реакции, вызываемые быстрыми п медленными нейтронами. Под его руководством введен в действие самый мощный в Европе для того времени циклотрон (1939), пу¬ щен первый советский атомный реактор (1946). Принимал уча¬ стие в создании атомной (1949) и водородной (1953) бомб, пер¬ вой в мире промышленной атомной электростанции (1954). Лауреат Ленинской премии (1957) и Государственных пре¬ мий СССР (1942, 1949, 1951, 1954). Трижды Герой Социали¬ стического труда. Его имя носит Институт атомной энергии, в его честь назван элемент курчатовий. 24. (1). Реальная масса для каждого индивидуально¬ го атома является постоянной вне зависимости от того, какую условную единицу используют для ее измерения. Моль любого вещества содержит оди¬ наковое число частиц — 6,02-IO23. Поэтому одно¬ му молю соответствует масса, всегда неизменная для данного вещества. 25. (4). В подгруппе по мере увеличения порядково¬ го номера элемента размер атома (и его радиус соответственно) растет. 26. XO- Элементы У1А-группы (О, S, Se Те) распо¬ ложены в порядке возрастания порядкового но¬ мера; размер атомов элементов также увеличи¬ вается. 27. (2). В подгруппе с увеличением порядкового но¬ мера элемента металлические свойства возра¬ стают. 174
Глава I, $ 1 28. (1). В подгруппе с увеличением порядкового но¬ мера элемента неметаллические свойства умень¬ шаются. 29. (3). Элементы P и As расположены в одной под¬ группе. 30. (2). Элемент Ra расположен в одной подгруппе с Ba. 31. (3). Лантан расположен в III группе периодиче¬ ской системы элементов; электронная формула атома [Хе] Sd1Gs2; наиболее типичная степень окисления +3. Это же характерно и для лантанои¬ дов. 32. (2). Фотоэффект — явление, связанное с освобо¬ ждением электронов твердого тела (или жидко¬ стей) под действием электромагнитного излуче¬ ния, в частности испускание электронов под дей¬ ствием света. Наименьшими значениями энергии ионизации (количество энергии, необходимое для отрыва электрона от невозбужденного атома) об¬ ладают 5-элементы первой группы, т. е. щелочные металлы. 33. (3). 34. (2). LiOH существенно уступает по растворимо¬ сти и силе гидроксидам остальных 5-элементов IA группы; основные свойства гидроксидов в под¬ группе по мере увеличения атомной массы эле¬ мента возрастают, в водных растворах NaOH, КОН, RbOH и CsOH ионизированы практически нацело и являются самыми сильными основания¬ ми— щелочами. 35. ОеБег (например, по аналогии с COa). 36. (3). Д. Пристли открыл кислород в 1774 г. Сле¬ дует заметить, что шведский химик К. Шееле не¬ зависимо от Пристли открыл кислород несколько раньше, но опубликовал свои результаты об «огненном воздухе» только в 1777 г. 37. (3). 38. (1). Возрастание температуры кипения (и плав¬ ления) простых веществ в ряду F—Cl—Br—I объясняется тем, что в твердом состоянии гало¬ гены образуют молекулярную кристаллическую решетку (а не атомную) и легкие галогены зна- 176
Глава L § 1 чигельно труднее перевести в жидкое и твердое состояние, чем тяжелые. Это, в свою очередь, свя¬ зано с тем, что размеры молекул легких галоге¬ нов гораздо меньше, и следовательно, при их сжатии силы отталкивания будут больше. При переходе от тяжелых к легким галогенам силы межмолекулярного отталкивания возрастают, что связано с различием электронных структур ато¬ мов галогенов. Отметим также, что энергия вандерваальсова от¬ талкивания быстро уменьшается при возрастании межатомного расстояния и при больших значе¬ ниях этого расстояния становится очень малой величиной. 39. (3). Элементы F и Cl занимают положение в на¬ чале VIIA группы периодической системы. 40. (4). Электронная структура атома [NeJSs2Sp5. 41. (1). Электронная структура атома [Не]2522р1; наиболее характерны соединения, в которых его степень окисления равна +3; образует слабую борную кислоту H3BO3. 42. NaCl, MgCl2, AICl3, Na2S, MgS, Al2S3. 43. (4). Электронная структура атома [Аг]451. 44. Генри Кавендиш, английский химик и физик. В чистом виде водород получил в 1766 г. дей¬ ствием серной кислоты на цинк. 45. (2). АГ(Э) = 0,875-4Аг(Н)/0,125 = 28, т. е. неиз¬ вестный элемент — кремний. 46. (2). GeO2 и GeH4. 47. (3). Из приведенных неметаллов наибольшая ре¬ акционная способность у хлора, а из металлов — у натрия. 48. (2). Характер оксидов элементов третьего перио¬ да по мере увеличения порядкового номера эле¬ мента изменяется от основного к кислотному; в приводимом ряду — обратная тенденция. 49. (1) N2O5 HNO3 Азотная кислота (2) P2O5 H3PO4 Фосфорная кислота (3) As2O5 H3AsO4 Мышьяковая кислота (4) Sb2O5 H3SbO4 Сурьмяная кислота 176
Глава I. §§ 1> 2 50. (1) CaH2 CaO Ca(OH)2 (2) H2S SO3, H2SO4 (3) LiH Li2O LiOH (4) CH4 CO2 H2CO3 51. С, Ge и Si (для обоих случаев). 52. (1) ZnO Zn(OH)2 Амфотерный (2) Cu2O CuOH Основный (3) P2O5 H3PO4 Кислотный (4) SnO2 SnO2 • H2O Амфотерный 53. (1) SrO (4) CrO3 (2) PbO2 (5) SO3 (3) Mn2O7 (6) Cl2O7 54. H2Se, SeO3, H2SeO4; (1)—сильная кислота. 55. (2). Водородное соединение: Н2Э; ЛГ(Э) = = 97,53-2ДГ (H)/2,47 = 78,97, т. е. неизвестный элемент — селен. 56. (1) ЗСа + 2Р = Ca3P2 (2) Rb2O + SeO3 = Rb2SeO4 (3) Be(OH)2 + 2СэОН = Cs2BeO2 + 2Н2О (4) Sr(OH)2 + CrO3 = SrCrO4 + H2O (5) H2Se+ Mg = MgSe + H2 57. (1). Молярная доля в земной коре, %: Al Ti Mo W 6,6 0,25 6-IO-5 I-IO-5 58. (2). Водород — самый распространенный элемент космоса, составляет более 70 % массы Солнца и звезд, основная часть газов межзвездной среды и туманностей. 59. Аргоне. 60. 1969. Глава I, § 2 1. Протон (р), электрон (ё) и нейтрон (п). 2. Атомный номер элемента; бС. 3. Массовое число; 14C. 177
Глава If § 2 4. (1) 6р 7п 6ё (2) 25р ЗОп 25ё (3) 42р 55п 42ё б. (4). 6. (1). 7. (4). Ilp и 10ё. ' 8. (1). Углерод, кислород и фосфор. 9. (4). 10. (3). Элемент ^Al имеет 3 валентных электрона, расположен в III группе периодической системы. 11. (3). Ион О2- имеет полностью заполненный внеш¬ ний электронный уровень, на нем 8ё. 12. (1). Ион Те2- имеет электронную конфигурацию ксенона. 13. (4). 14. (2). 5-Орбиталь любого уровня может иметь мак¬ симально 2 электрона. 15. (3). р-Подуровень может иметь максимально 6 электронов. 16. (3). (/-Подуровень может иметь максимально 10 электронов. 17. (1). Такую электронную конфигурацию имеет атом калия, находящийся в основном, невозбу¬ жденном состоянии. 18. (3>. 19. (3). У всех трех частиц число электронов — 10ё. 20. (2), 6ё на 3(/-орбиталях: !|| ♦ 111 f ]Т|; 2ё— спа¬ ренных и 4ё—неспаренных. 21. (3). 22. 1522з22р6352Зр63(/104524р64(/104/145525р65(/10б5|. 23. (2). 24. (3), (6)—основное; (1), (5) — возбужденное; (2), (4)—запрещенное, 25. (3). 178
Глава I, § I 26. (I) (") (1) Ион Основное (2) Нейтральный атом Возбужденное (3) Нейтральный атом Основное (4) Ион Основное 27. (1). Электронная конфигурация иона Ca2+ та же, что у аргона. 28. (2); в случае (I) нарушено правило Хунда. 29. Na+< F-< О2-< Ne. 30. (1) Бор, В; (3) Фтор, F; (2) Углерод, С; (4) Натрий, Na. 31. (2). Частицы Cl", K+, Ca2+ имеют электронную конфигурацию [Аг]; по мере увеличения заряда ядра размер ионов уменьшается; из четырех ука¬ занных частиц Mg2+ имеет минимальный размер. Таким образом, ионный радиус возрастает в по¬ следовательности: Mg2t < Ca2'< к* < СГ. 32. (4). 33. (1) Sd3 (4) Ss2Ps (2) Ss2Ps (5) Ss2Ps (3) Sdia (6) 6$24/145</10 34. (4). 35. Ca2t. 36. (3). 37. Уменьшается. 38. (2). 39. (1) [Аг]ЗйР MnO (2) [ArJSd3 MnO2 (3) [Аг] Mn2O7 40. (2) Энергия ионизации — см. гл. I, § 1, зада- чу 10. 41. (4). 42. (2). 43. (4). Энергия ионизации у магния больше, чем у натрия, поскольку она дополнительно идет на распаривание 25-электронов. Это поглощение энергии согласуется с известным правилом Хун- да. У алюминия энергия ионизации меньше, чем У магния, так как удаленный р-электрон экрани¬ рован от ядра 5-элсктронной парой. 179
Глава I, § 2 44. (1) кальций (К —0,5 эВ; Ca 1,93 эВ); (2) хлор (S - 2,07 эВ; Cl - 3,6 эВ); (3) водород (Н - 0,75 эВ; Li - 0,59 эВ). Вывод относительно сродства к электрону можно делать, проанализировав строение атомов пар элементов, либо на основании положения элемен¬ тов в периодической системе, сравнивая атомные радиусы. 45. H < S < Cl < О < F. 46. (1). 47. (2). 48. (4). 49. (3). 50. (4). 51. (2). Электронное строение обеих частиц (Li+ и H-): Is2. Ядро водорода имеет заряд 4-1, а ли¬ тия 4-3; следовательно, более сильное притяже¬ ние будут испытывать электроны иона лития. По¬ этому размер иона лития будет меньше, чем иона водорода. Действительно, ионный радиус водоро¬ да 0,136 нм, лития — 0,068 нм. 52. (3). 53. (4). Положительно заряженные ядра атома ге¬ лия (2Не). 54. (4). 55. (3). 56. (2). 57. (1). 58. 79; 118; 79. 59. (2). 60. CCl4, CH4, CO2, BeH2, BCl31 CS2 и др. 61. (4). 62. (2). 63. H2O, H2S. 64. CsH. Объясняется большей разностью электроот¬ рицательностей атомов цезия и водорода. 65. (3). 66. (2)'> H-N: +H-Cl —> H-N-H СГ 180
Глава I, § 2 67. (1). 68. Ковалентный характер связи усиливается LiF, BeF21 BF3, CF4, NF3, OF2, F2 ■ — > Ионный характер связи уменьшается 69. (3). 70. (1). 71. (4). 72. sp. Молекула CS2 линейная, неполярная из-за симметричного строения. 73. BeH2; (1); (а). В молекуле гидрида бериллия валентный угол 180°. 74. (2); (б). В тригональной структуре молекулы BF3 валентный угол 120°, она неполярна из-за симметричного строения. 75. (2). 76. (3). Период полураспада — это время, за которое распадется половина первоначального количества вещества. 77. (3). 78. (1). Построение второй эле¬ ментарной ячейки из ато¬ мов элемента В позволяет сразу же определить фор¬ мулу кристаллического вещества — АВ. 79. (1) Молекулярная (4) Атомная (2) Ионная (5) Ионная (3) Молекулярная (6) Молекулярная 80. (4). 81. (1). Диффузия газов характеризуется скоростью движения молекул. Из молекулярно-кинетической теории известно, что скорость движения молекул может определяться среднеквадратичной ско¬ ростью Vt которая представляет собой квадрат¬ ный корень из средних значений квадратов ско¬ ростей отдельных молекул: V = л/SRT/Mr. 181
Глава Ir § 2 Здесь R — универсальная газовая постоянная; T — абсолют¬ ная температура газа; Mr — относительная молекулярная масса газа. При нормальных условиях выражение для сред¬ неквадратичной скорости (в м/с) принимает вид: V = 2610/д/Мг. Отсюда следует: чем тяжелее мо¬ лекулы, тем медленнее они движутся при одина¬ ковых температурах. Для иллюстрации приведем данные: Газ Mr Vf м/с (км/ч) Водород, H2 2 1840(6600) Азот, N2 28 493(1700) Кислород, O2 32 460 (1625) Бромоводород, HBr 81 290(1045) 82. (3). 83. (1). При диффузии через пористую мембрану не¬ обходимо учитывать не только молекулярную массу газообразных веществ, но и относительные размеры их молекул. Очевидно, что из приведен¬ ных веществ наименьшие размеры имеет молеку¬ ла аммиака, поэтому она и будет быстрее диф¬ фундировать через пористую перегородку. 84. (3). Прямо пропорциональная зависимость V от T очевидна из уравнения PVfT = Const или PV = = пРТ. 85. (4). 86. (4). На основании закона Авогадро. 87. (1). Бром при обычных условиях жидкость. 88. 4,03-IO23. Расчет: 5-6,02-IO23-3/22,4. 89. (3). Расчет: 12,0-4 = 48,0 (г). 90. (2). НгЭ, HCl и Нг при обычных условиях — газы, НгО — жидкость. 91. (3) Температуры плавления: SCh—16,8 0C; Ь— 113,60C; NaCl-SOloC. 92. (1)—б; (2)-в; (3)— г; (4)—а. 93. (4). При удалении из системы кислорода давле¬ ние в сосуде составит 50,6 кПа. 94. (2). Значения температур кипения молекулярных соединений определяются силами межмолекуляр¬ ного притяжения и зависят от таких факторов, как полярность, наличие водородных связей и др» 182
Глава I* $ 2 Так, HF из-за наличия водородных связей имеет температуру кипения более высокую, чем неон и оксид углерода(II). Последний, обладая наи¬ большей относительной молекулярной массой и определенной полярностью, кипит при относи¬ тельно более низкой температуре. Наиболее низ¬ кую температуру кипения имеет неон: у него не¬ полярная одноатомная молекула. Ионное соеди¬ нение BaCl2 имеет высокую температуру кипения вследствие прочности связи между ионами. Дей¬ ствительно, температуры кипения обсуждаемых веществ имеют следующие значения: Ne — 27 К; СО —83 К; HF-293 К и BaCl2-1813 К. 95. (3). Самая слабая связь О—Н—Cl, поскольку атом хлора имеет относительно большой размер и является плохим донором электронной пары. Водородная связь О—H-N прочнее водородной связи N—Н—О, так как О—H имеет большую по¬ лярность, чем N—Н. Таким образом: О—Н---С1С <И—H-CXO-H-N. 96. (3). Кристаллическая структура MgO относится к координацион¬ ному типу решеток кристаллов Структурный TnnNaCl (гранецентриро¬ ванный куб). •Яа QCl состава АВ. Наиболее часто встречаются октаэдро¬ октаэдрическая координация (структурный тип NaCl, координационное число иона натрия рав¬ но 6) и кубо-кубическая координация (струк¬ турный тип CsCl, координационное число иона це¬ зия равно 8). Поскольку координационное число иона магния в оксиде маг¬ ния равно 6, оксид магния имеет Структурный тип CsCl (объемно цен¬ трированный куб). • CS OCl кристаллическую решетку типа NaCl (гранецен¬ трированный куб). 183
Глава I, § 2 Рутил TiO2 относится к коорди¬ национным кристаллам состава AB2, у него октаэдро-треуголь¬ ная координация. Рутил TiO2. Примером координационной решетки трехэлемент- 97. (2). Степень окисления углерода в CO2 равна +4, т. е. все четыре валентных электрона цент¬ рального атома используются на образование связей. Две о-связующие электронные пары соответ¬ ствуют координационному числу центрального атома 2; молекула линейна. На основании представлений метода валентных связей в образовании двух о-связей принимают участие одна s- и одна р-орбитали (яр-гибриди¬ зация). Неиспользованные 2 электрона атома углерода и по одному от двух атомов кислорода участвуют в образовании л-связей. Таким образом, строение молекулы CO2 можно представить следующим образом: о"с"о. л л 98. Диоксид углерода; диоксид кремния; SiO2; CO2. 184
Глава Ir §§ 2, 3 <- Молекулярния решетка твердо¬ го CO2 Атомная решетка SiO2 -> 99. (1) — б; (2)-а; (3)-в; (4) - г. 100. C2H4 N2H4 H2O2 H2F2 (0 + + + (2) + (3) + + (4) + + + (5) + + + (6) + Глава Ir § 3 1. (1) Na3PO4 (3) SO2 (2) NaOH (4) H2SO4 2. (1) CaCO3 (3) Mg(OH)Cl (2) KHSO4 (4) K2NaPO4 3. (4). Оксидам SO3, СОг, Р2О5 соответствуют кис- лоты; HzSOi, H2CO3, H3PO4. 4. SiO2, P2O3, MgO, ZnO, CaO. Из приведенных оксидов два (MgO и CaO) взаимодействуют с растворителем — водой. 5. (S)-SO3H-H2O = H2SO4. 6. CrO. Оксид хрома (II); ему соответствует основа¬ ние Cr(OH)2. 7- (2). 8. CuO, Na2O и MnO. 9. (1) Cl2O7, P2O5, Mn2O7 (2) CaO, Na2O, CrO, NiO (3) Cr2O3, Al2O3, ZnO 10. HBr (4) CH3COOH (1) HClO (3) H2S (6) H2SO3 (5) HNO2 (8) HClO4 (2) H4P2O7 (7) 185
Глава Ir § 3 11. Al(OH)3 (7) Ca(OH)2 (2) Cu(OH)2 (6) Ba(OH)2 (3) Fe(OH)3 (5) Zn(OH)2 (8) NaOH (1) RbOH (4) 12. (4). 13. (2). 14. (4). 15. (3). KOH + SO3 = KHSO4; 2К0Н + SO3 = K2SO4 + H2O. 16. (1) Гидросульфат натрия Кислая (2) Карбонат гидроксомеди(П) Основная (3) Селенат бария Средняя (4) Нитрат гидроксожелеза(П) Основная (5) Карбонат лития Средняя 17.(3). и (О) = 2ЛГ (О)/Мг (SO ) = 2« 16/64 = 0,5 или 50%. 18. (2). Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2J. 19. (3). LiH + H2O = LiOH + H2T. 20. (2). Zn + 2ЫаОН + 2Н2О = Na2 [Zn (OH)4J + H2?. 21. (4). 22. (2). Cu + 4НЫО3 (конц.) = Cu (NO3)2 + 2ИО2Г + + 2Н2О. 23. (3). Оба кислотные оксиды. 24. Fe3O4 (FeO • Fe2O3); Fe3O4 + 8НС1 = 2РеС13 + + FeCl2 + 4Н2О. 25. (4). 2А1 4- 6К0Н + 6Н,0 = 2К3 [Al (OH)6J + ЗН2|. 26. (1) CO2 (4) N2O5 (2) SO3 (5) SeO3 (3) P2O5 (6) As2O3 27. (4). Zn 4-H2SO4 = ZnSO4+ H2J; 6,02 • IO22 атомов соответствуют 0,1 моль цинка, выделяется 0,1 моль водорода, т. е. 0,2 г. 28. (2). 29. (2). 2Al 4- GNaOH 4- 6Н2О = 2Иа3[А1 (OH)6J 4- ЗН2|. 30. (1) NaH2PO4 Кислая (2) NH4HSO4 Кислая (3) Fe2(SO4)3 Средняя (4) Ca (HCO3)2 Кислая 186
Глава I, $ 3 (5) Fe(OH)2Cl Основная (6) Na2SiO3 Средняя (7) (CuOH)2 CO3 Основная 31. (2). 32. (4). 33. (3). (CuOH)2 CO3 2СиО + H2O + CO2T; CuO+ H2 Cu+ H2O. 34. (4). Fe2O3+ ЗН2 2Ре + ЗН2О. 35. (4). AlCl3 + SNaOH = Al (OH)3] + SNaCl; 2А1 (OH)3 + SH2SO4 = Al2 (SO4)3 + 6Н2О; Al (OH)3 + ЗКОН = K3 [Al (OH)6]. 36. (4). 37. (2). Mg (OH)2 + H2SO4 = MgSO4 + 2Н2О. 38. (4). 39. AlCl3 + SNaOH = Al (OH)3] + SNaC!; AlCl3. Гидроксид алюминия можно получить также, если в качестве реактива использовать растворы гидр¬ оксида аммония или карбоната натрия; при этом не обязательно требование избытка соли алю¬ миния: AlCl3 + SNH4OH = Al (OH)3] + SNH4Cl, 2 AlCl3 + SNa2CO3 + ЗН2О = 2А1 (OH)3] + GNaCl + + ЗСО2] (реакция идет за счет гидролиза карбонат-иона: СОГ + Н2О HCO3+ ОН' и наличия щелочной среды в растворе). 40. (3). AlCl3+ SNaOH = Al (OH)3] + SNaCl. (недостаток) 41. (4). Ca (OH)2 + CO2 = CaCO3] + H2O. 42. (2). Левый стаканчик станет тяжелее в резуль¬ тате поглощения диоксида углерода по реакции: 2ИаОН + CO2 = Na2CO3 + H2O. 43. Растворился (в обеих пробирках). Zn (OH)2 + 2НИО3 = Zn (NO3)2 + 2Н2О; Zn (OH)2 + 2ИаОН = Na2ZnO2 + 2Н2О. 187
Глава Ir § 3 KOH , T H2, г 41. CuSO4 » Cu(OH)2 —* CuO Си. электролиз 45. (1) 2Ре5О4 + 2Н2О > 2Ре + 0,Ц- + 2Н25О4, (2) ЗРе + 2О2 Fe3O4, (3) SFe3O4H-SSHNO3 (разб.) = 9Ре (NO3)3 + + NOfH-UH2O. 43. BaO1 Li2O, SO3, CaO, P2O3 и Na2O. BaO + H2O = Ba (OH)2; CaO + H2O = Ca (ОН).,; Li2O + H2O = 2СЮН; P2O3 + ЗН,0 = 2Н3РО4; SO3 + H2O = H2SO4; Na2O + H2O = 2ИаОН. 47 . (1) Ca + 2Н2О = Ca (OH)2 + H2I; (2) Ca + 2НС1 = CaCl2 + H2T; (3) Ca + H2O + CO2 = CaCO3 + H2T; (4) 2Са + O2 2СаО. 48 .(1) 2А1 + ЗС12 = 2А1С13; 2А1 + 6НС1 = 2 Al Cl3 + зн2Т; (2) 4А1 + ЗО2 = 2А12О3; (3) 2А1 + 6Н2О = 2А1 (OH)3 + ЗН2|; (4) 2А1 + SH2SO4 = Al2(SO4)3 + ЗН2|. 4\ (I) CuO + 2НС1 = CuCl2 + H2O; (2) CuO+ H2SO4 = CuSO4+ H2O; (3) CuO + 2НИО3 = Cu (NO3)2 + H2O; (4) CuO+ H2 Cu+ H2O. 50. (1) NaOH + Al (OH)3 = NaAlO2 + 2Н,0; (2) 2ЫаОН + H2SO4 = Na2SO4 + 2Н2О; (3) 2ИаОН + CO2 = Na2CO3 + H2O; (4) NaOH +H3PO4 = NaH2PO4+ H2O. (недостаток) 51. (1) Zn (OH)2 + H2SO4 = ZnSO4 + 2Н2О; (2) Zn (OH)2 + 2НИО3 = Zn (NO3)2 + 2Н2О; (3) Zn(OH)2 ZnO+ H2O; (4) Zn (OH)2 + 2К0Н = K2ZnO2 + 2Н2О. 188
Глава I, § 3 52. (1) SFeH-SCl2 SFeCl3; (5) HFe + SO2 = SFe2O3 (медленное окисление); (3) Fe2O3 +SH2SO4 = Fe2(SO4)3 +ЗН2О; (4) Fe2O3 + 6НС1 = SFeCl3 + ЗН2О; (5) FeCl3H-SNaOH = Fe(OH)3I-I-SNaCl; (6) SFe (OH)3 + SH2SO4 = Fe2 (SO4)3 + 6Н2О; (7) SFe(OH)3 Fe2O3H-SH2O. 53. (1) Cr H- SHCl = CrCl2 H- H2T; (2) HCrH-SO2 = SCr2O3; (3) CrCl2-I-SNaOH = Cr(OH)2IH-SNaCl; (4) Cr2O3 + 6НС1 = SCrCl3 + ЗН2О; (5) CrCl3 H-SNaOH = Cr (0Н)3| H-ЗИаС1; (6) HCr(OH)2H-SH2O-FO2 = HCr(OH)3; (7) Cr (OH)3 H- NaOH = NaCrO2 + SH2O; (8) Cr (OH)3 + ЗНС1 = CrCl3 + ЗН2О; (9) SNaCrO2 + SNaOH + SH2O2 = = SNa2CrO4 H- HH2O; (10) SCrCl3 + SNaCl + SH2O2 + H2O = = Na2Cr2O7 Н-8НС1; (11) SNa2CrO4H-SHCl (разб.) = Na2Cr2O7 H- H- SNaCl + H2O. 54. (1) HPH-SO2 = SP2O5; (S) P2O5H-SH2O = SH3PO4; (3) SH3PO4 + ЗСа (OH)2 = Ca3 (PO4)2I + 6Н?0; (H) Ca3(Po4)2H-SCH-SSiO2 = SP-I-SCOt + + SCaSiO3. 55. (1) Cu —* CuO —► Cu(OH)2 —■> CuSO4; (2) S —► SO2 —> H2SO3 —> Na2SO3; (3) Ca —► CaO —* Ca(OH)2 —* CaCO3; (H) C —■> CO2 —* H2CO3 —■* CaCO3. Приведем уравнения всех химических реакций: (1) SCu + O2 = SCuO; CuO + SHCl = CuCl2 + H2O; CuCl2 + SNaOH = Cu (0Н)2| + SNaCl; Cu (OH)2 + H2SO4 = CuSO4 + SH2O. 189
Глава I, §§ 3, 4 (2) S + O2 = SO2; SO2H-H2O = H2SO3; H2SO3 + 2№0Н = Na2SO3 + 2Н2О. (3) 2Са-J-О2 = 2СаО; CaO + H2O = Ca (OH)2; Ca (OH)2 + H2CO3 = CaCO3 + 2Н2О. (4) CH-O2 = CO2; CO2 + H2O = H2CO3; H2CO3 H- Ca (OH)2 = CaCO3I + 2Н,0. 56. Например, из серы и кальция: S *■ SO2 ► H2SO3 1 СяЧС> Ca —* CaO —>Са(0Н)2/ 3" 57. Исходя из Na и Р: или из Mg и С: Mg —► MgO ) .. пг. C со/ J - - MsCO3. T 58. (1). CuCO3 —> CuO + CO2T . основной кислотный оксид оксид 59. (1) Na2O + H2O = 2ИаОН; (2) CO2 Н-2К0Н =K2CO3 + H2O; (3) FeCl3 H-ЗИаОН = Fe(OH)3J. H-SNaCI; (4) 2А1 + 6Н2О = 2А1 (OH)3 + ЗН2|. 60. (3). Все остальные реакции протекают. Глава I, § 4 1.(1) —а; (2) — в; (3) - а; (4) - а; (5) - б; (6) - а. 2. (1) H2SO4 HtH-HSOJ; HSOJ HtH-SO24 ; (2) Ca(OH)2 ч=ь CaOH+H-OH'; CaOHt ч=* Ca2tH-OH'; 190
Глава If (3) (4) § 4 NaHCO3 Na++HCO3; Hco3' +=* н++ coh MgOHCl MgOH' + СГ; MgOH+ ч=* Mg2++ ОН'. 3. Повышается; понижается. Ниже приведены кривые рас¬ творимости некоторых со¬ лей. У ряда веществ раствори¬ мость с ростом температуры уменьшается. Так, у гидрок¬ сида кальция Ca(OH)2 она составляет при 20 0C 1,6 г на IOOO г H2O, при 60 oC — 1,14, а при IOO0C всего 0,72. Температура/С 4. (1). Масса раствора: 1000 + 219= 1219 (г); M (CaCl2) = Ill г/моль. т (CaCl2) =Ill г. © (CaCl2) = (от(СаС12)/от (р-ра)) • 100 = (111/1219) X X 100 = 9,1%. 5. (3). 6. (1) NaOH ч=ь Na++ ОН'; (2) Fe(NO3)3 =<=* Fe3++ SNO3'; (3) HNO3 H++ NO3'; (4) Ba(OH)2 =<=* Ba2++ 2ОН'. 7. (3). В растворе массой 100 г содержится NaOH массой 30 г » „ „ 200 г п NaOH „ х г х = 60 г. NaOH массой 6 г содержится в растворе массой 100 г NaOH „ 60 г „ „ х г х = 1000 г; к исходному раствору необходимо до¬ бавить: 1000 — 200 = 800 (г) воды. 8. (2). ПР (AgCl) =1,8- IO"10; ПР (AgBr) = 5,3 • IO-l3I ПР (AgI) = 8,3 - IO-17. 191
Глава L § 4 9. (3). Mg(NO3)2 = Mg2+ + 2NOJ . 0,15 моль 0,15 моль 0,30 моль Из 0,15 моль Mg(NO3)2 образуется 0,15 моль Mg2+ и 0,30 моль NO3; суммарно 0,45 моль ионов. 10. (4). 3 моль ионов, 4 моль ионов, 5 моль ионов. 11. (3). В результате гидролиза: Al3++ HOH Al (OH)2+ + H+. 12. (2). 13. (4). 14. (4) . При добавлении поваренной соли к во¬ де образуется рас¬ твор, температура ки¬ пения которого выше температуры кипения чистого растворителя (воды). Повышение температуры кипения раствора — одно из коллигативных (коллектив¬ ных) свойств растворов. Оно происходит в резуль¬ тате понижения давления пара чистого раствори¬ теля. Это ясно видно из рисунка, иллюстрирую¬ щего влияние растворенного вещества на положе¬ ние кривой равновесия жидкость — пар для рас¬ творителя. Если Pa — атмосферное давление, ГКИп — темпера¬ тура кипения воды (точка /), то при прибавлении растворенного вещества (поваренной соли) да¬ вление пара уменьшится от Pa до Pa = AaPa (про¬ порционально добавленному количеству поварен¬ ной соли). Это новое давление меньше атмо¬ сферного, и поэтому раствор при Гкнп уже не ки¬ пит. Чтобы заставить раствор снова закипеть, надо повысить его температуру до значения Гкип (переходя таким образом из точки 2 в точ¬ ку 3), где давление пара снова становится рав¬ ным атмосферному. 15. 0,02. Af (CuSOrSH2O) = 249,7 г/моль; в получен¬ ном растворе содержится 5/249,7 = 0,02 моль. 192
Глава I, § 4 16. (2). 17. (3). 18. (1). В 1 л раствора содержится 40-0,6 = 24 г NaOH В 0,5 л „ 12 г NaOH 19. (1). В 1 л раствора содержится 0,2 моль KOH В 0,250 л „ „ х моль KOH х — 0,2 • 250/1 =0,05 моль. 20. (3). 21. ®(НаС1) = 2,2%; Co(Na2S) = 1,06%. Пусть сме¬ шаны по 100 г 5%-ных растворов Na2S и CuCl2: 5 г 5 г CuCl2 + Na2S = CuSI + 2ЫаС1 134,5 г/моль 78 г/моль 95,5 г/мрль 58,5 г/моль V(CuCl2) = 5/134,5 = 0,037 моль; V(Na2S)=^ = 5/78 = 0,064 моль. Прореагировало полностью 0,037 моль CuCl2, об¬ разовалось 0,037 моль (3,5 г) осадка CuS и 2-0,037 моль (4,33 г) NaCl; в растворе осталось непрореагировавшего Na2S: 0,064 — 0,037 = = 0,027 моль (2,1 г). Масса раствора: 100 + + 100-3,5= 196,5 (г). Таким образом, массовая доля NaCl равна: 4,33• 100/196,5 = 2,2 %, а массовая доля Na2S: 2,1-100/196,5 = 1,06%. 22. (4). Растворимость 50 г вещества в 100 г воды на основании графика отвечает температуре 70oC. 23. (2). 24. (2). 25. (4). 26. (4). H2SO4+ BaCl2 = BaSO4I+ 2НС1. 27. (3). (O(Na2CO3) = 218- 100/(1000 + 218) = 17,8%. 28. (2). 500-200 = 300 (г). 29. (3). Af(CoCl2) = ISO г/моль; M (CoCl2 • 6Н2О) = 238 г/моль, т. е. 476 г CoCl2 • 6Н2О составляют 2 моль, в растворе будет находиться 2 моль CoCl2 (2-130 г). 7 В. В. Сорокин IftB
Глава If § 4 В растворе массой 100 г содержится 13,15 г CoCb „ „ х г „ 260 г CoCI2 х = 260-100/13,15 = 1976 (г), следовательно, мас¬ са воды, необходимая для растворения кри¬ сталлогидрата, равна: 1976 — 476 (масса кристал¬ логидрата) = 1500 (г). 30. (2). 50 г HNO3 содержит раствор массой 100 г XrHNO3 „ „ „ 250-1,3 г х = 50-250* 1,3/100= 162,5 г. о (HNO3) = 162,5 • 100/( 1 000 + 325) = 12,2%. 31. (2). 32. (4). Mr (FeSO4) = 152; Mr (FeSO4 • 7Н2О) = 278. FeSO4 массой 5 г должен содержаться в 100 г раствора FeSO4 „ х г „ „ 10 000 г „ х = 5- 10 000/100 = 500 г сульфата железа. В 278 г кристаллогидрата содержится 152 г FeSO4 Bxr и „ 500 г FeSO4 х = 278.500/152 = 914 г FeSO4-TH2O. 33. (2). Afr(MnSO4)=ISl; Ar (Mn) = 55; х —число молей H2O в моле кристаллогидрата. 24,66% соответствует 55 г 100% п (151+ 18-х) г х = 4; формула — MnSO4 • 4Н2О. 34. (4). Mr (LiCl) = 42,4; Tlr(Li) = 6,9; х —число молей H2O в моле кристаллогидрата. 7,19% соответствует 6,9 г 100% „ (42,4 + 18* х) г х = 3; формула — LiCl • ЗН2О. 35« 0 )• Na2CO3 —> Na2CO3 • IOHgO Qx = +25 - (-67) = +92 (кДж). 194
Глава I, $ 4 36. —19,1 (поглощение теплоты). Qx =—95,1 + 76,0 =—19,1 (кДж). CaCU- +76,0кДм +95,1 кДж _ _ CslCIz • Pacmbop 37. —77,61 (поглощение теплоты). Qx = - (+66,11 + 11,5) = -77,61 (кДж). CuSO4*-— CuSO4- SHgO Ш.пхДж''+, . ^пдкДж. Pacmoop 38. (1). NagSO4 *~',е “Дм NaxSO4-IOHgO ^-^8,7кДж Pacmoop Qx=- (-81,6) - 78,7 = +2,9"(кДж). 39. (3). Na3PO4 ч=ь SNa+ + PO4'. 40. (4). FeCl3 = Fe3+ + ЗСГ 0,1 моль 0,1 моль 0,3 моль 0,1 + 0,3 = 0,4 (моль ионов). 41. (1). 42. Ca (HCO3)2 CaCO3 + H2O + CO2J, Ca (HCO3)2+ Na2CO3 —> CaCO3J + 2НаНСО3, Ca (HCO3)2+ Ca (OH)2 —* 2СаСО3| + 2Н2О. 43. (2). 44. MgSO4+Na2CO3 —* MgCO3J + Na2SO4. 45. (4). 4,0 г NaOH содержатся в 2 л раствора х г NaOH „ в 1 л „ х = 2 г. 40 г NaOH соответствует 1 моль 2 г NaOH „ х моль х = 0,05 моль/л. 7* 195
Глава I, $ 4 46. (2). 47. (2). 48. (1). 0,15 моль содержатся в 1 л раствора х „в 0,050 л „ х = 0,0075 моль NaOH; M (NaOH) = 40 г/моль, масса навески равна 0,0075-40 = 0,30 (г). 49. (4). 50. (1). 51. (3). 52. (4). 53. (3). Al2(SO4)3 = 2А13+ + SSO24' 0,1 моль 0,2 моль 0,3 моль Молярная концентрация SO^" равна 0,3 моль/л. 54. (4). HCl+ NaOH = NaCl+ H2O. В 1 л раствора содержится 2 моль NaOH п 0,050 л „ „ х моль NaOH х = 0,1 моль. В 0,025 л раствора содержится 0,1 моль HCl „1л „ „ х моль HCl X = 4 моль, т. е. концентрация раствора HCl рав¬ на 4 моль/л. 55. (3). Гидролиз: Na2CO3+ H2O NaHCO3+ NaOH, СОГ + НОН HCO3'+ ОН'. 56. (3). HCl '«= H+ + СГ, т. е. [Н+] = 1 • IO'2 моль/л. 57. (2). pH =-Ig [H+] =-Ig IO'2 = 2. 58. (4). pH = 14 — Ig [Н+] = 14 — 2 = 12. 59. (4). 60. (4). 61. (4). Растворы, обладающие способностью сохра¬ нять практически постоянным pH, получили на¬ звание буферных. Они, как правило, состоят из смеси растворов слабой кислоты и соли, образо¬ ванной этой кислотой и сильным основанием, или 196
Глава I, § 4 из раствора слабого основания и соли этого осно¬ вания и сильной кислоты. 62. (4). 63. (4). 64. (3). Карбонатная буферная смесь. 65. (3). Дигидрофосфат натрия. При растворении в воде указанных в задании солей реакция среды изменяется вследствие гидролиза: (1) Na2SO3 + H2O =P =* NaHSO3 + NaOH; SOl' + HOH =р =J= HSO3' + ОН'; (2) Na2HPO4+ H2O =р =J= NaH2PO4+NaOH; HPOl' + HOH =р =J= H2PO4' + ОН'; (3) NaH2PO4 + H2O =P =* H3PO4 + NaOH; H2PO4' + HOH =P= * H3PO4 + ОН'; (4) Na3PO4 + H2O =P =J= Na2HPO4 + NaOH; PO4' + H2O =P * HPO24' + ОН'. Казалось бы, во всех случаях при гидролизе этих солей среда должна быть щелочная. Однако в растворе дигидрофосфата натрия происходит дис¬ социация дигидрофосфат-иона: H2PO4' *=* Ht-I-HPO24', которая преобладает над процессом гидролиза. Это и приводит к кислой реакции среды в рас¬ творе дигидрофосфата натрия. 66. (1). Гидрофосфат натрия. (1) НРОГ + Н2О H2PO4-I-OH'; (2) Al3t+ H2O =P=*= (AlOH)2++ Ht; (3) H2PO4'+ H2O ч=* H3PO4+ ОН'; H2PO4' ч=ь Ht+ HPO24'; (4) Fe3t+ H2O =P=J= (FeOH)2++ Ht. Щелочной раствор будет получаться только при растворении гидрофосфата натрия в воде. При растворении остальных солей среда будет кислой. Причину подкисления раствора при растворении дигидрофосфата натрия в воде см. в предыдущем ответе. 197
Глава Ir § 4 67. (1) Щелочная (2) Кислая (3) Кислая (4) Нейтральная СОГ + НОН ч=ь ч=* HCO3' +ОН" Fe3++ HOH ч=* ч=ь (FeOH)2++ Н* Cu2++ HOH ч=* (CuOH)++ H+ NHl + CH3COO' + HOH ч=* NH4OH + CH3COOH 68. (2). NH4 + HOH ч=ь NH4OH+ H+. 69. (2). H2CO3 ч=ь H++ HCO3; константа диссоциа¬ ции угольной кислоты уже по первой ступени имеет наименьшее значение по сравнению с дру¬ гими кислотами. Надо иметь в виду, что для водных растворов угольной кислоты обычно приводят значение кон¬ станты диссоциации по первой ступени Kii= = [Н+] [HCO3']/[H2CO3] = 4,2-IO"7, но при этом не учитывают, что не весь CO21 растворенный, но не диссоциированный, находится в растворе в виде H2CO3 (CO2-Bq). Если учесть реальную кон¬ центрацию H2CO31 то Ki = 2-IO-4, что, вообще говоря, больше соответствует структуре кислоты (HO)2CO: H-Ox >С=0 н-о/ 70. (1). Равновесие реакции гидролиза Fe3++ HOH 4=5= FeOH2++ H+ сдвигается влево при увеличении в системе кон¬ центрации ионов H+, т. е. добавлении HCl. 71. (3). pH = — lgIH+], т. е. численное значение pH уменьшается при увеличении концентрации H+. 72. (2). 73. (3). Способность буферного раствора (см. ,выше ответ к заданию № 61) поддерживать практиче¬ ски постоянным значение pH основана на том, что один компонент раствора связывает ионы во¬ 198
Глава L § Л дорода, а другой —ионы гидроксида. К буферным растворам относят, например: CH3COOH и CH3COONa — ацетатный буфер; NH4OH и NHiCl — аммонийный буфер; H2CO3 и NaHCO3, NaHCO3 и Na2CO3 — карбонатные буферы; NaH2PO4 и Na2HPO4 — фосфатный буфер; pH буферного раствора можно рассчитать по фор¬ мулам: PH = PK-Ig-^; PH = PK-Ig-^-, где силовой показатель кислоты (или соответ¬ ственно основания) р/<=—IgZC, а К — констан¬ та диссоциации кислоты или основания. Расчеты показывают, что pH приведенных буфер¬ ных смесей (при молярном соотношении смеси 1 : 1) равны: Ацетатная 4,7 Аммонийная 9,3 Карбонатная 6,4 Фосфатная 6,8 Из этих данных видно, что наиболее пригодна для поддержания в водном растворе pH = 9 аммонийч ная буферная смесь (в условии задачи под № 3). Если к аммонийному буферному раствору доба¬ вить кислоты, ионы водорода взаимодействуют со слабым основанием (NH4OH)j NH4OH+ Н* NHC-T H2O с образованием малодиссоциированных молекул воды. Расход ионов 0Н~ компенсируется диссо¬ циацией NH4OH, и pH раствора практически не изменяется. При добавлении щелочи к этому бу¬ ферному раствору происходит связывание ионов ОН" с ионами NHj, которые имеются в раство¬ ре в большом количестве за счет диссоциации соли аммония: NHJ+ ОН" ч=ь NH4OH(NH3-H2O). Таким образом, концентрация ионов 0Н~ в рас¬ творе не увеличивается и pH остается неизмен¬ ным (естественно, в определенных пределах, ко¬ торые называются буферной емкостью раствора). Аналогично протекают процессы при добавлении 199
Глава L § 4 небольших количеств кислоты или щелочи к дру¬ гим буферным растворам. К правильному ответу можно придти и без ко¬ личественного расчета pH буферного раствора. Качественный анализ приведенных в условии пар веществ показывает, что лишь в случае аммоний¬ ной пары может быть щелочная среда. Все остальные пары дают слабокислые среды. Механизм действия фосфатного буферного рас¬ твора такой же, как и других. В этом случае ди¬ гидрофосфат-ион действует как слабая кислота, связывающая ионы ОН”: H2POiH-OH' HPO24' +H2O, а гидрофосфат-ион — как слабое основание, свя¬ зывающее ионы H+: HPO4'+ H+ =*=* H2PO4'. Поскольку дигидрофосфаты образуют ионы H2POi, диссоциирующие по схеме: H2POi H+ + НРО4’, а гидрофосфат-ионы НРО4’, диссоциирующие в очень маленькой степени: НРО4" z^zfc H+ + РО4’, то дигидрофосфаты можно рассматривать как сла¬ бую кислоту, а гидрофосфаты — как ее соль. 74. (4). PO34' + HOH =?=* HPOl' + ОН', т. е. среда щелочная. 75. (3). CrCl3 + SNaOH = Cr (OH)3J + SNaCl. 76. (1). NH3+ HOH ч=* NH4 +ОН . 77. (1). Na2CO3 2На+ + СО3‘; СОГ + НОН ч=ь HCOJ+ ОН'; слабощелочная среда, значение pH среды стано вится больше 7. 78. Ca(OH)2+ CO2 = = CaCO3J + H2O; CaCO3 + CO2 + H2O = = Ca(HCO3)2. 200
Глава I, 5 4 При пропускании CO2 через раствор электриче¬ ская проводимость достаточно быстро будет па¬ дать, так как образуется нерастворимый CaCO3,, затем постепенно повышается в результате обра¬ зования кислой соли, которая диссоциирует: Ca(HCO3)2 *=* Ca2++ 2НСО3. 79. FeOH2+ + HOH Fe(OH)2 + H+; FeOH2+, в свою очередь, продукт гидролиза любой растворимой соли Fe3+. 80. Al2(SO4)3 + SNa2CO3 + ЗН2О = = 2А1(ОН)4 + ЗСО2Т + SNa2SO4. 81. Zn(TB1) —► Zn2+ 4-2ё; 2МпО2(тв.) 4- SNHJ + 2ё —> —* 2Мп3+ + 4Н2О + SNH3. 82. Pb(TB1)H-SOi" —* PbSO4 (тв.)+ 2ё; PbO2 (тв.) + 4Н+ + SO24" + 2ё —* —> PbSO4 (тв.) 4-2Н2О. 83. 49 и 24,5. При электролизе разлагается только вода, т. е. количество сульфата калия в растворе не изменяется. Масса воды в растворе: а) до электролиза т(Н20)= 150 г; б) после электролиза /п(Н20) = = т(р-ра)- /Ti(K2SO4)= (20/0,15)-20 = = 113,3 (г). Масса воды, разложившейся при электролизе: т (H2O) = 150 - 113,3 = 36,7 (г), т. е. V (H2O) = 2,04 моль. Так как 2Н2О = 2Н2 + O2, то V (H2) = 2,04 моль и V (O2) = = 1,02 моль, отсюда: V (H2) = V (Н,) • /?7’/Р=2,04 • 8,314 • 293,15/101325 = = 0,049 (м3) = 49 л, V (O2) = V (Н2)/2 = 0,049/2 = 0,0245 м3 = 24,5 л. 84. (1). Fe0-2ё = Fe2+, Cu2+ + 2ё = Cu0. 201
Глава I, § 4 85. Zn0-FFe2+ = = Zn2+ + Fe0 Zn0-FPb2+ = = Zn2+-FPb0 Zn0-FCu2+ = = Zn2+-FCu0 Pb0-FCu2+ = = Pb2+ -F Cu0 86. Ni2+-F 2ё = Ni0 и Ni0-Se = Ni2+. Кроме того, на РЬкатоде возможно выделение водорода за счет процесса: 2Н2О -F 2ё — H2 f -F -F 2ОН-. Анодное растворение металла исполь¬ зуют для получения чистого никеля (электролити¬ ческое рафинирование). 87. Медь; кислород. Суммарное уравнение процесса электролиза: электролиз SCu(NO3)2-FSH2O —>- SCu-FO2I-HHNO3- На катоде: Cu2+ -F 5ё = Cu0. На аноде: SH2O — 4ё = O2I-F 4Н+. 88. (1). Ag+-Fe = Ag0. 89. (1). электролиз SNaCl-FSH2O -—>- Н2| -F С12|-F SNaOH. На катоде: SH2O + 2ё = Н2| -F SOH". 90. BaCl2-FNa2SO4=BaSO4I-F -FSNaCl; далее избыток электролита Na2SO4: Na2SO4 ч=* SNa+ -F SO4'. V(NajiSO4)lCMj 91. Сванте Аррениусу. Сванте Август Аррениус (1859—1927). Шведский физико- химик, член Шведской Королевской академии наук (с 1901). Один из основоположников физической химии. Основные научные труды посвящены учению о растворах и кинетике химических реакций: выступил с обоснованной теорией элеК’ 202
Глава Ir § 5 тролитической диссоциации, впер* вые объяснил сущность тем* пературной зависимости скоро¬ сти реакций, ввел понятие энер¬ гии активации. Член многих академий наук и научных обществ. Иностранный чл.-корр. Петербургской акаде¬ мии наук (с 1903). Почетный член АН СССР (с 1926). Лауреат Нобелевской премии, присужденной за чрезвычайные заслуги в развитии химии и со¬ здание теории электролитической диссоциации. Глава I, $ 5 1.( 1) CuO 4-H2 = Cu+ H2O (2) 2Си + О2 = 2СиО (3) Cu + O2 = CuO2 (такое соединение не образуется и не существует) (4) Cu+ H2SO4 =5^ (реакция не идет) (5) CuO + H2SO4 = H2O + CuSO4 2. (1). 3. (2). (3), (4), (9); (1), (5), (6), (7), (8), (10). 4. (2). 5. Fe + CuCl2 —> FeCl2 + Сп|; (3). голубой зеленоватый раствор раствор 6. (4), При смешении раствора кислоты с раство¬ ром основания протекает реакция нейтрализации; нейтрализация в экспериментальных условиях до¬ стигается при наличии стехиометрически эквива¬ лентных количеств кислоты и основания. 7. (1)-б; (2)-г; (3)-а; (4)-в. 8. (2). 203
Глава Ir § 5 11. (2). Fe 4-ZHCl = FeCl2 4-Н2|. 12. (4). CaO 4-H2O = Ca(OH)2. 13. (3). 14. (3). 15. (3). 16. (1) ZFe(OH)3 = Fe2O3 4-ЗН2О; (2) 4Ре + ЗО2 = ZFe2O3; (3) Fe 4- H2SO4 = FeSO4 4- H2T; (4) FeCl3 4- SNaOH = Fe(OH)314- SNaCI. 17. (4). (I) MnSO4 4-Na2S —> MnSI 4-Na2SO4; (2) AgNO3 4-NaCl —> AgClI 4-NaNO3; (3) CuCl2 4-ZNaOH —* Cu(OH)214-ZNaCI; (4) Fe 4-ZHCl —* FeCl2 4-H2SfJ 18. (3). 19. (1). А°4-пё — А" . 20. CaCO3; Ca(OH)2 4- CO2 = CaCO314- H2O. 21. (4). В схеме (б) H2O2 — восстановитель в кислой среде, в схеме (г) — в щелочной. 22. (2). 23. C 4-O2 = CO2; СО24-С = 2СО. 24. CaH2 4- ZH2O = Ca(OH)2 4- ZH2I. 25. 2КМпО4 4-SK2SO3 4-SH2SO4 = = ZMnSO4 4- SK2SO4 4- ЗН2О. 26. (1). 2Н+4-гё —> H2. 27. (2). 28. As и S. 29. K2Cr2O7 4-14НС1 = ZCrCl3 4- ЗС12Т 4- ZKCl 4- 7Н2О; 2KMnO4 4- SH2S 4- SH2SO4 = = K2SO4 4- ZMnSO4 4-55 4- 8Н2О. 30. (3). ZKMnO4 4- 16НС1 = = 2МпС12 4- ZKCl 4- SH2O 4- 5С12|. 31. (4). IOFeSO4 4-ZKMnO4 4-SH2SO4 = = SFe2(SO4)3 4- ZMnSO4 4- SH2O 4- K2SO4. 32. (2). 204
Глава I, $ S 33. (3). 34. (1), (4), (5), (6), (7), (8); (2), (3). 35. (2). 36. +75 (теплота выделилась). 37. (4). При сгорании 12 г угля выделилось 402,24 кДж теплоты „ „ X Г „ „ . 167600 кДж , х = 12 • 167 600/402,24 = 5000 г. 38. (2). 150 — 50—100 (кДж) (теплота выделилась). 39. (2). 40. (3). 41. (4). 42. (4). Самый медленный процесс является скорость- определяющим. 43. V = k [А2]. Уравнение реакции 2А + ЗБ = ЗВ 4-’ + 2Г отражает лишь суммарный процесс, а ско* рость реакции, как это видно из эксперименталь¬ ных данных, зависит от концентрации вещества А во второй степени. Так: V = /г [А]2 = 0,12 = 0,01 (эксперимент I); и = & [А]2 = 0,22 = 0,04 (эксперимент II); V = k [А]2 = 0,22 = 0,04 (эксперимент III). 44. (4). Уравнение скорости процесса на основании условия задачи запишется: U0 = ^[A2] [B2]; при увеличении концентрации каждого реагента в 2 раза скорость реакции возрастет в 4 раза: Vi = = k [2А2] [2В2] = 46 [A2] [B2] = 4и0. 45. (2). Количество выделяющегося водорода про¬ порционально суммарной поверхности кубиков. Так как общая поверхность цинка увеличивается примерно в 10 раз, то и объем выделяющегося водорода возрастает в единицу времени примерно в 10 раз. Расчет: пусть s — исходная поверхность кубика, а—длина его ребра, s'— поверхность нового ку¬ бика, полученного измельчением. Тогда $ = 6а2; $' = 6а/102 = 0,06а2 (длина нового ребра равна а/Ю); 2 s'= 1000 • 0,06 • а2 = 60а2; отсюда У Sf^s = 60а2/6а2 = 10. 205
Глава I, § 5 46. (1). 47. (3). '48. (1). 49. (3). МпОг катализирует разложение пероксида водорода по суммарной реакции: MnO2 . 2Н2О2 >• 2Н2О + О2.| 50. (3). Скорости всех одностадийных реакций, или элементарных стадий, увеличиваются при повы¬ шении температуры. Выражение для константы скорости k бимолекулярной реакции (уравнение Ар¬ рениуса) записывается так: k — Zехр[Еа/(/?Г)], где Z— постоянная; Ea— энергия активации; R — универсальная газовая постоянная; T — абсолют¬ ная температура. ,Таким образом, рост скорости реакции с темпе¬ ратурой происходит экспоненциально [т. е. согла¬ суется с графической зависимостью, показанной в ответе (3)]. Такую же зависимость можно по¬ лучить, если использовать эмпирическое правило •Вант-Гоффа, который в конце XIX века нашел, что скорость реакции увеличивается примерно в 2—4 раза при возрастании температуры на каж¬ дые 10 градусов. 51. 8 А 1/Т 52. (2). 53. (3). 2х = 8, х = 3; 2У = 2, г/=1; 22 = 4, г = 2. 54. (1). Эндотермическая реакция. 55. (1) Влево (4) Вправо (2) Влево (5) Влево (3) Вправо 56. (3). 57. (2). 58. H,+ 1, ** 2Н1; Лр-даи-: (2). 206
Глава L § 5 59. (1) SO4* + Ba2'= BaSO4J; (2) Al3++ ЗОН" = Al(OH)3J; (3) NH4 + ОН* = NH4OH = NH3J+ H2O; (4) Al(OH)3 + ОН" = [Al(OH)4]". 60. (1) H2S; (3) SFe3O4; (2) 42п(ЫО3)2; (4) SiH4. 61. (4). 62. (1) 2СгО4* + 2Н+ = Cr2O2* + H2O; (2) GFe2+ + Cr2O2* + 14Н+ = 6Ре3+ + 2Сг3++7Н2О; (3) Cr2O2* + 4СГ + 6Н+ = 2СгО2С12 + ЗН2О. 63. (3). На основании стандартных окислительных потенциалов: Cu2++ 2ё = Cu0, Ao =+0,34В; Fe3t+ ё = Fe2*, E0 = +0,77В, можно сделать вывод, что самопроизвольно идет процесс: Fe3+ + Cu0 = Fe2+ + Cu2+. 64. CO3* + 2Н+ = H2CO3 = H2O + CO2Tj CO^ + H+ = HCO3. 65. (1) CH4 + 2О2 = CO2 + 2Н2О; (2) 2Н25 + ЗО2 = 28О2 + 2Н2О; (3) 2РН3 + 4О2 = P2O3 + ЗН2О. 66. 53,5 г T 2Ре(ОН)3 —> Fe2O3 + ЗН2О 107 г/моль 160 г/моль V(Fe(OH)3) = SSlSZlO?= т,г = 0,5 (моль). В резуль- _ тате реакции образуется 0,25 моль Fe2O3, что 207
Глава Iv § $ На графике зависимости массы навески от вре¬ мени прокаливания откладываем полученные зна¬ чения исходной массы (53,5 г) и массы вещества (40 г), оставшейся после прокаливания гидрокси¬ да железа(III). Поскольку убыль массы происхо¬ дит постепенно при прокаливании гидроксида же¬ леза (III), то соединяем начальное и конечное значения плавной кривой. 67. (2). При переходе O2—^O3 не происходит изме¬ нения степени окисления элемента. 68. (2). ^/-Элементы с нечетным числом валентных электронов образуют двухъядерные комплексы кластерного типа со связью металл — металл. Так, марганец образует с оксидом углерода(II) карбонил Mn2(CO)I0 без мостиковых групп со связью Mn—Mn: ососсо со Никель, хром и железо, имея четное число ва¬ лентных электронов, образуют одноядерные кар¬ бонилы; при этом состав карбонилов отвечает числу свободных орбиталей атомов металлов: 6 со (Xd' Itiltiltiri | □ IlllCr(CO)e 4 СО NiUto IfiIfiHWH □ Illl 5СО Fe0, d8 |Н||1||||Н| ~| Q Illl Ге(СО)5 37 4р 69. O3 (г.)+О (г.)=2О2 (г.). Таким образом, рас¬ сматриваемый случай является простейшим при¬ мером гомогенного катализа, где монооксид азо¬ та играет роль катализатора реакции разложения 208
Глава I, $ 5; глава II, 4 1 озона, поскольку он повышает скорость полной реакции, но сам при этом не подвергается хими¬ ческому превращению. Оксид азота(II) лишь рас¬ ходуется в одной стадии реакции (Оз (г.)-J- -J-NO (г.) =NO2 (г.)-J-O2 (г.)) и вновь образует¬ ся на следующей стадии (NO2 (г.) + О (г.) = = NO (г.)4-O2 (г.)). 70. (2). Изменение массы образца КСЮз составляет примерно 24—25 г (см. график). ~400°С (1) 4КСЮ3 > SKCIo4-J-KCI. Изменения массы нет. 0,5 моль MnO2 0,5 моль (2) 2КС1О3 »■ 2КС1 +ЗО2|. 122,5 г/моль 74,5 г/моль V (KClO3) = 61,25/122,5 = 0,5 (моль), V(KCI) = V(KCiO3) = O1S моль. Изменение массы: 61,25 — 0,5-74,5 = 24 (г.). Усло¬ вию графика удовлетворяет ответ (2). Глава II, § 1 1. (1) Газ (2) Газ (3) Жидкость (4) Кристаллы Светло-зеленый Желто-зеленый Красно-бурый Темно-фиолетовый 2. (2). Галогены в твердом состоя- нии имеют кристаллическую решет- ку молекулярного типа (на рисун- I! Л-Л ке изображена решетка Br2). J4* 3. П31 2 3 4 5 6 * * 9пр5. I Oj-J -J- QjL 4. MnO2 + 4НС1 = MnCl2 + 2Н2О + пиролюзит -+-Ci2T. 5. (4). 6. Желто-зеленого; 3,21; —34,6. 7- (1). 8- 0). 9. (1). Среди галогенов окислительные свойства наиболее ярко выражены у фтора. В его атмосфе- 209
Глава II, § 1 ре горят даже такие стойкие вещества, как вода и стекло. 10. (4). П. (2). Высокая химическая активность фтора объяс¬ няется, с одной стороны, тем, что его молекула имеет низкую энергию диссоциации (всего 151 кДж/моль); для сравнения — у хлора, напри¬ мер, энергия диссоциации равна 242,5 кДж/моль, а у кислорода — 498,4 кДж/моль, в то время как химическая связь в большинстве соединений фто¬ ра — прочная. C другой стороны, энергия актива¬ ции реакций с участием фтора — относительно низкая. Электроотрицательность элементов не может служить критерием химической (окислительной, в частности) активности простых веществ. Ска¬ жем, азот — один из наиболее электроотрицатель¬ ных элементов, но молекулярный азот, как это хорошо известно, весьма инертен. 12. (4). SiO2+ 2Р2 =SiF4+ O2. 13. (4). Xe+ 2Р2 = XeF4. 14. 2Н2О + 2Р2 = 4НР + O2. Это основной процесс. Однако при взаимодействии фтора с водой обра¬ зуется атомарный кислород, благодаря которому идет побочный процесс: H9O+ F2 —+ 2НР + 0; 0 + 0 —> O2; О + O2 = O3; H2O + О —> H2O2; F2 + О —> F2O, так что образуются два простых вещества, но кис¬ лорода гораздо больше. 15. ClF3, трифторид хлора; С12 + ЗР2 = 2С1Р3. 16. (3). 17. (4). 2НС1 + F2 = 2№ + Cl2. 18. (3). 2С12 + 2Са(ОН)2 = Ca(ClO)2 + CaCl2 + 2Н2О. 19. (1). Рассчитаем: (1) Na+ 0,5С12 = NaCl. 23 г/моль (2) Sb +2,SCl2=SbCl5. 122 г/моль В случае (1) сгорает 5/23 = 0,22 (моль)’ натрия и выделится 0,22<Э теплоты, а в случае (2)’ — все¬ 210
Глава II, § 1 го 5/122 = 0,04 моль сурьмы и 0,04(2 теплоты (примерно в 5,5 раз меньше). 20. Примерно 32 кПа. Используя уравнение Менде¬ леева— Клапейрона PV = (т/М)РТ, находим начальное давление хлора при O0C: Р = 0,01Х X8,31-273/(71-0,01) = 32 (кПа). 21. Примерно 64 кПа. Расчет аналогичен приведен¬ ному в задании № 20. 22. (3). 23. (1). 1 МОЛЬ 2 МОЛЬ X моль 2Иа +JCl2 = SNaCL V(NaCi)=I -2/2=1 (моль). 24. (1). 25. (1). 20 г 20 г NaCl +AgNO3= AgCi; +NaNO3. 58,5 г/моль 170 г/моль 143,5 г/моль V (NaCl) = 20/58,5 = 0,34 (моль); V (AgNO3) = 20/170 = 0,117 (моль); т (AgCl) = = 143,5 • 0,117= 16,8 (г). 26. (1). 27. SiCl4 + ЗНОН = H2SiO3 + 4НС1. 28. (2). Уменьшение теплового эффекта связано со снижением прочности образующихся соединений галогенов с водородом при переходе от фтора к иоду. 29. Концентрированной соляной кислоты; MnO2, KMnO4, К2СГ2О7 (окислители). 30. Если в качестве окислителя взять KMnO4, то схе¬ му прибора можно изобразить следующим обра¬ зом: 1 — круглодонная колба; 2 — резиновая пробка; 3 — капельная воронка; 4 — газоотводная трубка; 5 — трубка с активированным углем; 6 — склянка (для собирания хлора). 211
Глава Ilf § 1 31. (4). 32. (2). KClO3 + 6НС1 = ЗС12| + KCl + ЗН2О. 33. (2) NaCl (TbJH-H2SO4 (конц.) = NaHSO4+ HClf. 34. (1). Натронная известь — это смесь гашеной из¬ вести Ca(OH)2 с NaOH. Хлороводород будет взаимодействовать с натронной известью. 35. (2). 36. (2). 37. (2). 38. (1). 39. (1). 40. (4). + 1 -1 -1 О 41. (3). NaClO + 2НС1 = NaCl + Cl2 + H2O. 42. 75; 25. Н2 + С12 = 2НС1; 30 объемных частей HCl получаются при взаимодействии 15 объемных частей Cl2. Таким образом, в исходной газовой смеси объемные доли хлора: 60+ 15 = 75%; во¬ дорода: 10+ 15 = 25(%). 43. (1) CaF2(TB1) + H2SO4 (конц.) —► —* 2НЕ (г.) + CaSO4; (2) 2ИаС1 (тв.)+ H2SO4 (конц.) —> —► 2НС1 (г.)+ Na2SO4; (3) 2ИаВг (тв.) + 2Н,5О4(конц.) —► Br2 (г.) + SO2 (г.) + Na2SO4 + 2Н2О; (4) 8На1(тв.) +SH2SO4 (конц.) + 4№28О4 + H2S (г.) + 412 + 4Н2О. HBr и HI нельзя получить реакциями их солей с H2SO4, поскольку они подвергаются окислению в присутствии серной кислоты при повышенной тем¬ пературе, необходимой для инициирования реак¬ ций (3) и (4). 44. Zn + 2НС1 = ZnCl2 + Н2|. В приведенном урав¬ нении реакции соляная кислота проявляет окис¬ лительные свойства в результате восстановления ионов водорода (2Н+ + 2ё —> H2). 212
Глава II. $ 1 45. (4). 13 г 11,2 л Zn + 2НС1 = ZnCl2 + Н2|. 65 г/моль V (Zn) = 13/65 = 0,2 (моль), V (HCl) = 11,2/22,4 = 0,5 моль. Цинк — в недостатке, поэтому выделилось 0,2 моль H2, т. е. 4,48 л. 46. HClO. Объясняется наименьшей устойчивостью аниона и, кроме того, решающее значение имеет атомарный кислород, выделяющийся при распаде хлорноватистой кислоты на свету. 47. ЗС12 + 6КОН = 5КС1 + KClO3 + ЗН2О; нагрева. НИИ. 48. 0,672. 2,45 г 2КСЮ3 =2КС1 + ЗО2|. 122,5 г/моль V (KCio3) = 2,45/122,5 = 0,02 (моль); V (O2) = 0,03 (моль); V (O2) = 0,03 • 22,4 = 0,672 (л). 49. (1) 4НС1 + MnO2 MnCl2+ Cl2T 4-2Н2О; (2) Cl2H-H2 2НС1; (3) ЗС12-|-6КОН KClO3 + 5КС1 + ЗН2О; горячий (4) KClO3 + 6НС1 = ЗС12| + KCl + ЗН2О. 50. (3). 2КС1О3 2КС1 + ЗО2|. 122,5 г/моль 74,5 г/моль По уравнению реакции при термическом разло¬ жении 1 моль бертолетовой соли масса остатка становится меньше исходной массы почти в пол¬ тора раза (122,5/74,5 = 1,64). Газообразный кис¬ лород улетает. Таким образом, если на графике отложить исходную массу бертолетовой соли пц и массу оставшегося после разложения остатка ^2, то при нагревании в течение некоторого вре¬ мени (Дт) будет происходить разложение, сопро- 213
Глава II1 §§ 1, 2 51. вождающееся уменьшением мас¬ сы. После полного разложе¬ ния бертолетовой соли масса остатка не будет изменяться, так как образовавшийся в результа¬ те реакции хлорид калия при нагревании не разлагается. (2) . Радикал СП вступает в дальнейшее взаимо¬ действие. 52. V = ki [НВг] [O2]. Суммарная скорость процесса лимитируется наиболее медленной стадией. 53. (2). Дифторид кислорода OF2 сильный окисли¬ тель, его получают при быстром пропускании фтора через разбавленный раствор щелочи: 2Р2 + 2ЫаОН (р-р) = OF2.+2ЫаБ + H2O. 56. (2). Иод является более слабым окислителем, чем бром. 57. (4). 58. (3). 59. (1) ^ = [12(р-р)] (2) ^2 = ^4 (3) Кз= [ГИЬ] (б). 60. I2+ IOHNO3 (конц.) = 2Н1О3 + IONO2I + 4Н2О. Глава II, § 2 1. п$2пр\ 2. (2); (1). 214
Глава II, § 2 з. 1I О 1?2?р4; 168О Is2IsY. +1 —1 4. (4). O2 F2. 5. (2). /и = 50 • 1 • 32/22,4 = 71,4 (г). 6. (2). р (O2) = 98,66-210/(210+ 780+ 10) = = 20,72 (кПа). 7. (4). 8. (1). р (O2) = 800-2/(2 + 3) = 320 (кПа). 9. (2). Навески по 10 г каждая. 0,05 моль у 0,025 моль SHgO — 2Н8+ О2Г 216,6 г/моль 0,08 моль MnOo T ОД2 моль 2КС1О3 2КС1+ ЗО2 122,5 г/моль 0,06 моль 0,03 моль SKMnO4 —> K2MnO4+ MnO2+ O2T . 158 г/моль 0,1 моль 0,05 моль SKNO3 —> 2КМО2+ O2T . 101 г/моль 10. (2). На воздухе (или в кислороде при атмосфер¬ ном давлении) щелочные металлы горят. Литий при этом образует только оксид Li2O (со следа¬ ми Li2O2), натрий — обычно образует пероксид Na2O2, но при нагревании под повышенным давле¬ нием кислорода он может поглощать кислород еще больше и образовывать надпероксид NaO2. Что касается калия, рубидия и цезия, то они об¬ разуют надпероксиды типа KO2. Оксид натрия Na2O получают обычно восстанов¬ лением Na2O2 металлическим натрием (т. е. кос¬ венным путем): Na2O2 + 2Иа = 2№2О. 11. (4). 4 12. (2); 30а = 203. 13. 2К1 + O3 + H2O = I2 + 2КОН + О2|. 215
Глава Ilf § 2 14. Уравнение реакции разложения перманганата калия: 2КМпО4 Л. K2MnO4 + MnO2 + О2|. Масса навески уменьшится на массу выделивше¬ гося при разложении кислорода, а именно: 2« 158 г KMnO4 выделяют 16 г кислорода 30 г KMnO4 » х г » х = 30- 16/(2- 158) = 1,5 (г) O2. Строим график, отра¬ жающий изменение мас¬ сы навески в зависимо¬ сти от времени прокали¬ вания. 15. (1). Вещества, молеку¬ лы которых содержат неспаренные электроны, обладают собственным магнитным полем и яв¬ ляются парамагнитны¬ ми. Такие вещества втягиваются в магнитное поле. 16. 6000. Для плавления 1 г H2O при OoC требуется 333,5 Дж теплоты » » 18 г H2O » OoC » Q Дж * (1 моль льда) <7 = 6000 Дж/моль. 17. (2). 18. (4). 19. (4). FeS + 2НС1 =FeCl2H-H2St. 88 г/моль 36,5 г/моль V(FeS)= 11/88 = 0,125 (моль); по уравнению реак¬ ции V(HCl) = 0,25 (моль). Тогда т(НС1) = 0,25 X X 36,5 = 9,12 (г); m (р-ра) = m (НС1)/ш (HCl) = = 9,12/0,2 = 45,6 (г). 20. (2). HgO Л 2Нд + О2|. 21. (2). 22. Понижает. 216
Глава II, $ 2 23. (2); Оксид (б), д Оксид д Na2O —0,81 P2O5 —0,13 MgO —0,35 SO3 -0,06 Al9O3 -0,31 Cl2O7 -0,01 SiO2 -0,23 24. (4). 25. (3). 26. (2). 27. (2). 28. (1). 29. (3). 30. Повышение; понижение. 28О2 + О2 31. 32. 33. 34. =₽=* 28О3 + Р. (3) . (3) . рь2+ + H2S=Pbs; + 2н+. (2) . +296,9+ 101,3 = 398,2 (кДж). -0,38. S (м.) + O2-* SO2 + 296,83 кДж, 5(р.) + О2 —* SO2+ 297,21 кДж. SJ (м.) <-—-—► Stp) Q1=+296,83*Дм \ /(12^297,21кДк< SOa Qx = +296,83 - 297,21 = -0,38 (кДж). 35. (2). 36. (1). 37. (2). 38. Сульфид меди (I). 39. Медь, концентрированную серную кислоту T (Си + 2Н25О4 = CuSO4 + SO2I + 2Н2О); сульфита с кислотой (2Н+ + SOl' = SO2T + H2O). 40. (2). 41. (2). Al(H2S) = 34 г/моль; т (H2S) = 2,3 • 34/22,4 « «3,5 (г); со(H2S) = 3,5-100/1003,5 = 0,34 (%). 42. 2РеС13 + Н25 —* 2РеС12 + 2НС1 + S; Fe3++ ё —> Fe2+; H2S-2ё —> 5 + 2Н+. 217
Глава Ilr § 2 43. 35 + GNaOH = 2Иа25 + Na2SO3 + ЗН2О. 44. (3). 45. (4). 46. (2). Уравнение реакции: 245 г 2Н25О4 + Zn = ZnSO4 + SO2T + 2Н2О 98 г/моль 64 г/моль V(H2SO4) = 245/98 = 2,5 (моль). По уравнению реакции V(SO2) = I^S моль; отсюда т (SO2) = = 64- 1,25 = 80 (г). 47. (1) ZnH-H2SO4 = ZnSO4H-H2T (2) Na2CO3 + H2SO4 = Na2SO4 + CO2 + H2O (3) SNa2SO3 + 2КМпО4 + SH2SO4 = = SNa2SO4 H- 2Мп5О4 + K2SO4 + ЗН2О 48. 1 — штатив; 2 — газовая горелка (спир¬ товка); 3 — расплавленная сера; 4 — пробирка с пробкой; 5 — трубка для подачи H2; 6 — трубка для отвода H2S; 7 — стакан с водой для поглощения сероводо¬ рода; 8 — деревянный брусок. 49. (2). 50. (4). х моль (18х) г H2S H-I1SO2= H2O H- (64х) г SO2 . (64х) г (82х) г SO2 H-H2O = H2SO3. т (р-ра) = (82х + 49,2) г; <о (H2SO3) = = т (H2SO3Vm (р-ра); 0,0164 = 82х/(82х + 49,2), отсюда х = 0,01, т. е. V(H2S) = OtOl моль, что со¬ ставляет 0,22 л. Так как при н. у. объем смеси был 1,5 л, то объем кислорода равен 1,28 л. 51. (3). H2SH- !,SO2 = H2OH-SO2. <?реакцни = +297 + 286 - 21 = + 562 (кДж). 218
Глава II, § 2 52. (4); Pb2+ + 2ЬЮ3' + 2ИН4+ + S2' = = PbS (ТВ.) + 2ЫН; + 2МОз. 53. SCuS + SHNO3 = SCu(NO3)2 + SS + 2И0 + 4 H2O. 54. (2). 2Аи + SS =Au2S3. 2 моль 3 моль 1 моль V(Au)=I1GTZigz = O1Ol (моль); V(S) = 0,64/32 = = 0,02 (моль). В реакцию вступят 0,01 моль Au и 0,015 моль S (по уравнению реакции). Значит, сера в избытке. 55. (1) 2КМпО4 + SH2SO3 = = 2Мп5О4 + K2SO4 + ЗН2О + 2Н25О4; (2) K2CroO7 + SH2SO3 + H2SO4 = = Cr2(SO4)3 + 4Н2О + K2SO4; (3) Hg2 (NO3)2+ H2SO3+ H2O = = 2Нд| + 2ННО3 +H2SO4. 56. (1). Fe +S = FeS (а) 0,1 моль 0,1 моль FeS +2НС1 = FeCl2+ H2Sf , (б) 0,1 моль 0,1 моль Fe +2НС1 = FeCl2+ H2T , (в) Pb(NO3)2+ H2S= PbSj +2НИО3. (г) 239 г/моль V(H2S) = V (PbS) = 23,9/239 = 0,1 (моль) (уравне¬ ния б, г). V (газов) = 4,48/22,4 = 0,2 (моль). Значит, в сме¬ си выделившихся газов V(H2) = O,! моль (уравне¬ ние в). Так как после реакции с соляной кислотой смесь полностью в ней растворилась, то вся сера всту¬ пила в реакцию (а), т. е. железо находится в из¬ бытке в количестве 0,1 моль (уравнение в).. От¬ сюда следует, что в исходной смеси было 0,2 моль железа (11,2 г) и 0,1 моль серы (3,2 г). 57. (4). CdS — осадок желтого цвета. 58. (1) . 59. H2S + 4Вг2 + 4Н2О = H2SO4 + 8НВг. 219
Глава Ilr § 2 60. (3). Гидролиз: Na2S-I-HOH NaHS+ NaOH. (среда 61. 62. щелочная) (2) . 2МлО4‘+55ОГ+6Н+ —* 2Мп2Ч55ОГ+ЗН2О. (4) . S8 — циклические молекулы, имеющие форму короны: 63. (3). SF4 + ЗН2О = H2SO3 + 4НР. 64. (2). SO2 + Cl2 —> SO2Cl2. 66. (1). 66. (2). 67. Ослабевают. 68. Л<ип /С 100 -100 XHaO I \ I \ i HaTe \ ^x HaSe H2S 1 । । 1 1 1 50 ЮО 150 Г идрид H2O H2S H2Se H2Te Ткип. 0C IOO —60,3 —41,4 -2 о Молярная масса 69. Na2SeO4 (селенат натрия); NaCl (хлорид натрия). Na2SeO3 + Cl2 + 2ИаОН = Na2SeOH^NaCl+ H2O. 70. (1). 71. (1) Se+ H2 = H2Se; (2) H2Se + Ca = CaSe + H2; (3) 2Н25е + ЗО2 = 25еО2 + 2Н2О; (4) H2Se + NaOH = NaHSe + H2O. T 72. Na2S2O3; Na2SO3+S —► Na2S2O3. 73. AgCl + 2 N H2S2O3 = Na3IAg(S2O3)2] + NaCl. 220
Глава II. §§ 2, 3 74. (3). FeS + 2НС1 = FeCl2 + H2Sf, Fe + 2НС1 = FeCl2 + Н2$. W(Fe) = 5 -0,05 = 0,25 (г), от (FeS) = 4,75 г. У (H2S) = 4,75- 22,4/88= 1,21 (л), У (H2) = 0,25 -22,4/56 = 0,1 (л). 75. (4). 76. (2). 77. (2). 78. (3). 79. CaSeO3; K2TeO3. 80. (3). 81. (3). 0,5 моль 0,5 моль 2Ме8 +ЗО2 = 2МеО+ 28О2 , 0,5 моль 0,5 моль SO2 +2Н2О+ I2 = H2SO4 4-2Н1. 254 г/моль V (I2) = 127/254 = 0,5 (моль). Из 48,5 г MeS образуются 0,5 моль SO2 Из (2А 4- 64) г MeS » 2 моль SO2 Отсюда А = 65, что соответствует металлу цинку. Глава Ilf § 3 1. HS2P3. 2. (1) Bi; (2) As; (3) N; (4) Sb; (5) Р. 3. (2). 6. (2). Строение молекулы P4: р 7- (4). 8- (2). 221
Глава Ilr § 3 9. Ca3P2+ 6Н2О = SCa(OH)2+ 2РН3|. 10. (2). N2 + ЗН2 2КН3|. По условию 15 л 15 л При 100%-ном выходе NH3 5 л 15 л При 50%-ном выходе NH3 2,5 л 7,5 л X л 10 л 5 л После взаимодействия осталось: У(№>)=15 —2,5=12,5 (л), V(H2)= 15-7,5=7,5 (л), V(NH3) = S л. 11. 2ИН4С1 + Ca(OH)2 = 2НН3| + CaCl2 + 2Н2О. 12. (2). 13. (3). 14. О2 + Лу —► -О- + -О-; -О • + N2 —► NO +-N •; -N-H-O2 —> NOH--O- ит. д. Энергия активации реакции синтеза NO высокая; образование протекает по цепной реакции. 15. (1). 16. (4). Форму молекулы NH3 можно представить как 17. (3). 18. (4). 19. (4). 2АёНО3 —■> 2Ае + 2NO2t + 02|. 20. (1). 21. (4). 22. (4). 2Са(ОН)2Н-4ИО2= Ca(NO2)2 +Ca(NO3)2+2Н2О. 23. N2; HNH3 + ЗО2 X 2И2 + 6Н2О. катализатор 24. NO; 4ИН3 + 5О2 S- 4ИО + 6Н2О. 25. (3). Степень окисления азота в NaNO2 равна +3. 26. I21 NO; 2НаИО2 + 2К1 +SH2SO4 = (окислитель) = I2 + SNO + Na2SO4 + K2SO4. 222
Глава II, § 3 27. Mn2+, NO3'; SNaNO2 + 2КМпО4+SH2SO4 = (восстановитель) = 2МпБО4 + 2ИаНО3 + K2SO4 + ЗН2О. 28. (3). 29. (2), (3), и (4); Ba(OH)2 (проявляет кислотные свойства); C и HCl (окислительные). 30. (3). 31. (1). Cu 4-4ННО3 = Cu(NO3)2+ 2НО2 + 2Н2О. (конц.) 32. (4). 4Мя+ IOHNO3 =4Мд(НО3)2+НН4НО3+ЗН2О. (оч. разб.) NH4NO3 образуется как результат взаимодействия! NH3 + HNO3 = NH4NO3. 33. (1). В соответствии с принципом JIe Шателье рав« новесие смещается вправо при охлаждении систе-' мы, поэтому жидкий оксид азота (IV) состоит в основном из N2O4. 34. ЗР + SHNO3 + 2Н2О = ЗН3РО4 + SNO. 33. HNO3, HCl; Au + HNO3 + ЗНС1 = = AuCl3+ NOf + 2Н2О. 36. V = A(P(NO))2P(Cl2). 37. (4). Следует иметь в виду, что химическое урав- нение характеризует лишь химический процесс и материальный баланс, поэтому по уравнению реак¬ ции нельзя судить о ее механизме и скорости. 38. (2). Примерно через 6—6,5 мин.; решение задачи можно выполнить графически, построив зависи¬ мость концентрации N2O3 от времени по приво¬ димым экспериментальным данным. 39. (2). SH2SO4 + 2Р = 2Н3РО4 + 2Н2О + SSO2T. 40. 2КНО3 + ЗС + S = N2I + ЗСО21 + K2S + Q. 41. (1). PV = VRT-, V = 233 • 0,026/(8,31 • 300) = 2,43 • IO-3 (моль). 42. V = A1 [. NO3]. Это связано с тем, что лимитирую¬ щей общий процесс стадией является наиболее медленная. Выражение для скорости процесса можно записать и так: V = A(N2Os), поскольку уравнение (а) отражает равновесие между N2O3 и -NO3. 223
Глава II, § 3 43. NF3 + ЗН2О = HNO2 + ЗНР; NCI3 + ЗН2О = NH3 + ЗН0С1. 44. (1); 45. (2); Ca3(PO4)2 + SH2SO4 = 2Н3РО4 + ЗСа SO4L 46. (2). 3,1 кг Ca3(PO4)2 +5С + SSiO2 = SCaSiO3 + 2Р +SCOf 310 г/моль 31 г/моль V (Ca3(PO4)2) = 3100/310 =10 (моль); V (P) = 20 моль (по реакции). т (P) = 31 -20 = 620 (г.). 47. (3). Л4Г(Р) = 31; Mr (Na2HPO4) = 142; Afr(H2O)=IS; Mr (Na2HPO4 • пН2О) = 142 + 18п; (142+18п)-0,1156 = 31; п = 7. 48. (2). В нитрате аммония NH4NO3 имеются атомы азота в различных степенях окисления: —3 и +5. Анион этой соли проявляет резко выраженные окислительные свойства, а катион — восстанови¬ тельные. Поэтому при нагревании протекает окис¬ лительно-восстановительная реакция, в ходе ко¬ торой ион аммония окисляется, а нитрат-ион — восстанавливается. Такие окислительно-восстано¬ вительные реакции называются реакциями внут¬ римолекулярного окисления-восстановления. При нагревании распад этой соли протекает не¬ обратимо с образованием продукта, содержащего азот в промежуточной степени окисления: -3+5 +1 NH4NO3 = N2O+ 2Н2О. Остальные соли, приведенные в задании, содер¬ жат азот, имеющий какое-либо одно значение сте¬ пени окисления. 224
Глава II, $ 3 49. (3). Масса H3PO4 в исходном растворе: m (H3PO4) =250-0,098 = 24,5 (г). Массу фосфорной кислоты, образовавшейся по реакции ЗН2О + P2O5 = 2Н3РО4, находим из про¬ порции: Из 142 г P2O3 образуется 196 г H3PO4 Из 14,2 г P2O5 » х г H3PO4 X = 19,6 г H3PO4. Масса конечного раствора составляет: 250 + + 14,2 = 264,2 (г). Общая масса фосфорной кис¬ лоты в растворе: 24,54- 19,6 = 44,1 (г). Массовая доля H3PO4 в получившемся растворе: <о (H3PO4) = 44,1 • 100/264,2 = 16,7 (%) • 50. (1) Ca3(PO4)2 (2) Ca(H2PO4)2 4-SCaSO4 (3) Ca(H2PO4)2 (4) CaHPO4 • 2Н2О Ca(H2PO4)2 — двойной суперфосфат. 51. Ca5(PO4)3F. В общем виде состав апатита можно выразить как: Caa : P6: Oc: F^. Тогда 40а: 31&: 16с : 1 Qd= 39,7 : 18,4 : 38,1 : 3,8, отсюда а : b : с : d= = 0,99 : 0,59 : 2,38 : 0,20. Заменив отношение дроб¬ ных чисел, отношением целых чисел, получаем: а:Ь : с'. б/ = 5: 3:12:1. Следовательно, формула апатита: Ca5P3O12F или Ca5(PO4)3F. 52. (1). (NH4)2SO4 + 2\аОН = 2ЫН3| + 2Н2О + Na2SO4. 132 г/моль V(NH3) = 2у(НН4)25О( = 3,96/132 = 0,03 (моль). V(H3PO4) = S1SSZOS = O1Oe моль. V(NH3): V(H3PO4) = 0,03:0,06 = 1:2. Расчет показывает, что фосфорная кислота со¬ держится в большом избытке, и реакция проте¬ кает по уравнению: NH3 4- H3PO4 = NH4H2PO4. 53. 6Р 4- 5КСЮ3 = 5КС1 4- ЗР2О5. Смесь красного фосфора и бертолетовой соли образуется, когда мы зажигаем спичку, в результате трения голов- 8 В. В. Сорокин 22В
Глава II, § 3 ки спички о боковую поверхность коробка. Крас¬ ный фосфор в боковой поверхности коробка уже заранее находится в тонко измельченном состоя¬ нии. Бертолетову же соль нужно привести в это состояние искусственно. Эту роль выполняет бо¬ лее твердое, чем бертолетова соль, стекло. Кроме того, назначение частиц стекла заключается в том, что на их поверхности происходит обрыв ре¬ акционных цепей, порожденных трением спички о коробок, и сгорание фосфора не распростра¬ няется за пределы оставленной спичкой на ко¬ робке черты. Головка спички содержит в себе также горючее вещество серу. Таким образом, процесс воспла¬ менения спички состоит из трех последовательно сменяющихся во времени реакций: 1) вспышка фосфорно-бертолетовой смеси, обра¬ зующейся при чирканьи спички; 2) воспламенение от нее смеси, содержащейся в спичечной головке; 3) загорание соломки спички. 54. (4); CO2 + 2МН3 = CO(NH2)2 + H2O. 55. (NH4)2Cr2O7 N2I + Cr2O3 + 4Н2О]\ 56. (1). P (г.) + 1 ,SCl2 (г.) = PCl3 (г.) + 280 кДж; P (г.) + 2,SCl2 (г.) = PCl5 (г.)+ 367 кДж; PCl3 (г.) + Cl2 (г.) = PCl5 (г.) + Q кДж. Q = 367 -280 = 87 (кДж). 57. (1). 58. (3); (1). О +5 59. (4). SAs + SHNO3+ 2Н2О = SH3AsO4+ SNO. О +3 60. (1) Bi + 4НИО3 = Bi(NO3)3 + NO + 2Н2О. 61. (4). 2НаНО3 = 2НаИО2+ 02|. ~ 1,2 моль 0,6 моль 2РЬ(ИО3)2 = 2РЬО + 4 NO2T + O2J . ~0,3 моль 0,6 моль 0,15 моль 0,75 моль 226
Глава II, $ 3 SAgNO3 = Ag + SNO2I + O2 . 0,6 моль 0,6 моль 0,3 моль 0,9 моль NH4NO3= N2Of + 2Н2О. 1,25 моль 1,25 моль 62. NH4Cl, NaNO2; NH4Cl + NaNO2 i NH4NO2 + NaCl; (насыш.) (насыщ.) NH4NO2 И2 + 2Н2О. 63. (4). PCl3 + 4Н2О = H3PO4H-SHCl. 64. (3). 4НИО3 = SH2O + 4ИО2| + O2T. 65. HNO3 + ЗНС1 = NOClf + Clst + 2Н,0. 66. (4). N2O3 + SNaOH = SNaNO2 + H2O. 67. (3). Al(P2O5) = 142 г/моль, т. е. V(P2O3) = I моль P2O5 + ЗН,0 = SH3PO4. 98 г/моль Первоначальная масса ортофосфорной кислоты; 500-10/100 = 50 (г). Масса ортофосфорной кис¬ лоты после растворения 1 моль P2O3: 50 + 2-98 = = 246 (г). Масса раствора H3PO4: 500+142 = 642 (г). Массовая доля H3PO4 в полученном растворе: 246-100/642 = 38,3 (%). 68. (1) Н2 + ЗН2 SNH3; (2) 4ИН3 + 5О2 катализат°Р 4ИО + 6Н2О; (3) SNO+ O2 = SNO2; (4) 4NO2 + 2H2O + д2 = 4HNO3; (5) NH3 + HNO3 = NH4NO3. 69. (I) SP + SMg Mg3P2; (2) Mg3P2 + 6Н2О = SMg(OH)2 + 2РН3|; (3) SPH3 + 4О2 = P2O5 + ЗН.2О; (4) P2O5+ ЗН2О = SH3PO4; (5) SCa(OH)2 + SH3PO4 = Ca3(PO4)2! + 6112O; (6) Ca3(PO4)2 + SH2SO1 = Ca(H2PO4)2 + SCa SO4!. 8’ 227
Глава Ilr §§ 3, 4 70. (1) х\, + О2 = 2ЫО; 2МО + О2 = 2МО2; 2 NO2 + H2O = HNO3 + HNO2; 2HNO3 + Ca(OH)2 = Ca(NO3)2 + 2Н2О; (2) питание и рост растений; (3) разложение растительных и животных остат¬ ков; (4) питание и рост растений; (5) окисление аммиака при участии бактерий: 4NH3 + 5О2 = 4N0 + 6Н2О; окисление аммиака в промышленности — по¬ лучение HNO3 и ее солей: NO —> NO2 —> HNO3 —> NH4NO,: (6) а) производство аммиака; б) деятельность азотобактерий: 2^ + 6Н2О + ЗС = 4NH3 + ЗСО2; в) деятельность клубеньковых бактерий; (7) горение растительных веществ; (8) взрывы; деятельность бактерий; денитрифи¬ кация; (9) деятельность бактерий, окисление аммиака до свободного азота. Глава Ilr § 4 1. пз2пр2. 2. (2). 3. (1) (2) (3) 4. (4). Координационная Spi Слоистая sp2 Линейная sp 5. (3). 6. (3); 7. (3); 8. (2). 9. (2). (в). (в). Из уравнения (а) вычесть уравнение (б), далее имеем: С(алмаз) + O2- O2 = = CO2 — CO2 + С(графит) + 395,5 — 393,4; С(алмаз) = С(графит) + 2,1 кДж/моль. 228
Глава II, § 4 10. (3). SiH4 + 2О2 = SiO2 + 2Н2О. ^реакции = +908 + 2 • 241,8 - (-35 + 2 • 0) = — 1426,6 кДж/моль. 11. (3). Al4C3 + 12Н2О = 4А1(ОН)3 + ЗСН4|. 12. 1^N + оп —> 6С + 1Н. 13. (2). Интенсивность распада изотопа 14C умень¬ шится в 2 раза за 5600 лет, в 4 раза за 11 200 лет, в 8 раз за 16 800 лет и в 10 раз за 18 200 лет: 16 800+ 5600-V4. 14. (2). Л = 1п2/ту2; t = (т./2/1п 2) In (NJN) = = (5730/0,693) 1п(13,6/12,0)= 1035 лет; дерево было срублено в 1983— 1035 = 948 году. 15. (3). / = (Т1/2/1п 2) In (MwW). Для N0ZN- 13,6/12,0 имеем 1035 лет » NJN = 13,6/12,2 » 898 лет » NJN = 13,6/11,8 » 1174 года Таким образом, дерево (см. задание № 14) было срублено: 1035(+139/— 137) лет тому назад. 16. (2). 0,5 моль 0,2 моль 0.4 моль 0,2 моль 2Мё +5Ю2=2МёО+ Si . V(Mg) = 12/24 = 0,5 (моль), V(SiO2) = 12/60 = 0,2 (моль). 0,1 моль 0,05 моль 0,05 моль 2Ме + Si = Mg2Si. (избыток) Таким образом: V(Si) = 0,2 — 0,05 = 0,15 (моль); V(MgO) = O^ моль; V(Mg2Si) = OlOS моль. 17. (1). В равновесии: CO2+ H2O H2CO3 H++ HCO3", pH меньше 7. 18. (4). 19. SiH4 + 2О2 = SiO2 + 2Н2О. песок вода 20. (2). CaCO3 + H2SO4 = CaSO4; + CO2 + H2O. Од¬ нако CaSO4, будучи малорастворимым, оседает на поверхности кусочков мрамора, с которым кис¬ лота перестает взаимодействовать. 229
Глава Ilr § 4 21. (1). 22. (2). На основании принципа Ле Шателье. Анри Луи Ле Шателье (1850—1936). Французский физико-химик и металловед, член Парижской академии наук (с 1907). Профессор Па¬ рижской высшей горной шко¬ лы (1877—1919), Коллеж де Франс (1898—1907) и Париж¬ ского университета (1907— 1925). Основные труды по¬ священы определению тепло¬ емкостей газов при высоких температурах. В 1884 г. сформулировал общий закон смещения химического равно¬ весия в зависимости от внеш¬ них факторов. В 1897 г. скон¬ струировал металлографиче¬ ский микроскоп. Почетный член АН СССР (с 1927). 23. (1). 24. SiO2; CaC2; SSiO2 + 2СаС2 = SSi + 2СаО + 4СО,|. 25. <о(СО) = 38,89, (D(CO2) = 61,11;<р(С0) = 50, ф(СО2) = = 50. Пусть х — число молей СО, а у — число молей CO2 в 100 г смеси; тогда 28х + 44г/= 100. Л =Ti х= 1,389; у= 1,389. ©(СО) = b389^208'100 = 38,89 (%); (D(CO2) = Ь38910404 •100 = 61,11 (%). Так как число молей газов одинаково, то и их объемные доли тоже равны: <р(СО) = ф (CO2) = = 50%. 26. (4). 27. CaCO3 = CaO + СО2|; CaOH-H2O = Ca(OH)2. 28. CaCO3; Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3I + H2O. 29. SiO2 + 2ИаОН = Na2SiO3 + H2O; Na2SiO3 + H2O + CO2 = Na2CO3 + H2SiO3P 230
Глава II, § 4 30. (4). с + O2 = CO2 + 393,5 кДж (а); CH-1Z2O2 = CO+110,5 кДж (б). Далее, умножив уравнение (б) на два и отняв уравнение (а), получим: C + CO2 = 2С0 + 2-110,5 — 393,5; C + CO2 = 2С0 - 172,5 кДж. 31. CaCO3 + CO2 + H2O у» Ca(HCO3)2; влево. 32. (1). SiCl4 + 4Н0Н H4SiO4+ 4НС1. 33. (2). 2ЫаНСО3 + H2SO4 (конц.) = = Na2SO4 + 2Н2О + 2СО2|. 34. (3). Это в конечном итоге приводит к образова* нию больших белковых молекул, а жизнь есть' способ существования белковых тел. 35. (3). 36. (2). 37. (4). 2С2Н6 +7О2 = 4СО2 + 6Н2О. 38. (2). 39. (4), 40. (4). 41. COCl2. V(C) = 12,1/12,0= 1,01 (моль); V(O)= 16,2/16,0 = 1,01 (моль); V(Cl) = 71,7/35,5 = 2,02 (моль); V(C): V(O): V(Cl) =1:1:2, т. е. COCl2. 42. CO2; Cl2; COCl2; COCl2 + 2Н2О Н,СО3 + 2НС1. 43. (3). 44. H2O; CaO + H2O = Ca(OH)2. 45. Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3; + H2O; CaCO3 + CO2 + H2O = Ca(HCO3)2; CaCO3. 46. K2CO3 + CO2 + H2O 2КНСО3; 2КНСО3 K2CO3 + CO2T + H2O. 231
Глава Ilr § 4 47. (!) а — 2х 2СОС12 тг* С + СО2 + 2С12. Запишем выражение для константы равновесия: ЛР = [СО2][С12]2/[СОС12]2. Так как парциальное давление прямо пропорцио¬ нально концентрации, то в выражение для кон¬ станты равновесия можно подставить вместо зна¬ чений концентраций парциальные давления газов. По уравнению реакции находим парциальные давления газообразных веществ, находящихся в равновесии: р (Cl2) = 2%; р (COCl2) = а — 2х; P(CO2) = X (по условию). Отсюда: Kp = X (2х)2/(а — 2х)2 = 4х3/(а — 2х)2. 48. Si + 2С12 = SiCl4; SiCl4 + 2Н, =Si + 4НС1. 49. CaF2+ Na2CO3+ SiO2 = 2\тар + CaSiOj + CO2. 50. (2) ЗМёО • 25Ю2 • 2Н2О (3) Na2O-Al2O3-GSiO, (4) 27пО • SiO2 (5) CaO • Al2O3 • 25Ю2 51. Гидрид Ткип, oC CH4 —161,5 °' SiH4 -111,9 GeH4 —90 -ЮО- SnbL -52 52. Be2C; BaC2; 100 150 M Be2C + 4Н2О = 2Ве(ОН)2 + СН4|; BaC2 + 2Н2О = Ba(OH)2 + С2Н2|. 53. 178,4; 238,3. В алмазе атом углерода находится в состоянии $р3-гибридизации и, следовательно, имеет четыре о-связи. В графите атом углерода — в $р2-гибридизации и, следовательно, имеет три о- и одну л-делокали- зованную связь. Отсюда энергия связи между 232
Глава II, §§ 4, 5 атомами углерода в алмазе: 713/4 = = 178,2 кДж/моль, а усредненная энергия связи атомов углерода в графите: 715/3 = = 238,3 кДж/моль. О +1 +4 О 54. (2). Si+ SNaOH+ H2O = Na2SiO3 + 2Н2|. (окислитель) 55. Mg; SiO2 + SMg = Si + 2А^О; углеродом; SiO2 + 2С = Si + 2С0. 56. (3). 57. (3). 58. (1) Si+ O2 = SiO2; (2) SiO2+ 2№0Н = Na2SiO3+ H2O; (3) Na2SiO3 + H2SO4 = H2SiOuj + Na2SO4; (4) H2SiO3 -L SiO2+ H2O. 59. (1) C+ O2 = CO2; (2) Ca(OH)2 + CO2 = Ca CO3; + H2O; (3) CaCO3 -L CaO+ CO2; (4) CaO + SC-L CaC2 + СО. 60. (1) Фотосинтез; (2) пищеварение животных и человека; (3) дыхание, брожение, гниение, горение; (4) гниение, горение; (5), (6) разложение без доступа воздуха остат¬ ков древних животных и растений; (7) обмен CO2 между атмосферой и океаниче¬ ским резервуаром; (8) разложение известняка. Глава II, § 5 1. (3). Содержание алюминия в земной коре состав¬ ляет 8,8 % по массе. 2. (3). 3. К, Ca, Li, Mg (плотность меньше 5 г/см3); Cd, Со, Mn, Au, Zn, Cu (плотность больше 5 г/см3). 233
Глава IL § 5 4. (1) осмий (плотность 22,5 г/см3) и литий (плот¬ ность 0,53 г/см3; почти вдвое легче воды); (2) вольфрам (Г = 3410 0C) и цезий (Тпл~ = 28,5°С), если не считать ртути (Тпл = = -38,9 0C); (3) хром (им можно резать стекло) и цезий (легко режется ножом). 5. Кальция. Этот вывод сделан на основании ана¬ лиза положения указанных элементов в перио¬ дической системе Д. И. Менделеева и электрон¬ ных структур их атомов. Действительно, значения энергий ионизации (эВ) у атомов элементов: К —4,3, Rb-4,17, Ca-6,1, Sr-5,6. 6. LiH + H2O = LiOH + Н2|. 7. (1). Кристаллическая структура указанных ще¬ лочных металлов — объемно центрированный куб. 8. (4). 1,49 г А взаимодействуют с 6,44 г В 58,71гА » с 2- Ar (В) Отсюда Ar (В) = 126,87. Формула соединения NiI2. 9. (4); (4). Температура плавления вольфрама 33800C. 10. (4). 3,42 г 0,448 л 2Ме + 2Н2О = 2МеОН + H2 . V(H2) = 0,448/22,4 = 0,02 (моль); V(Me) = 0,04 моль (по реакции). Af(Me) = 3,42/0,04 = 85,5 (г/моль). Металл — рубидий. 11. Na2O2, пероксид ^Na + O2 = Na2O2); T Fe3O4 (ЗРе 4-2О2 = Fe3O4). 234
Глава IL § 5 12. Co(LiH) = 19,7. LiH +H2O = LiOHH-H2I (I), 8 г/моль (0,850—а) г CaH2 + 2Н2О = Ca(OH)2 + 2Н2| (2). 42 г/моль Объем (л) водорода, выделившегося по реакции (1): а-22,4/8. Объем (л) водорода, выделивше¬ гося по реакции (2): 2(0,850— а) -22,4/42. Далее решаем алгебраическое уравнение с вве¬ денными неизвестными: 22,4а . 44,8 (0,850 — а) . о п ,йо —g 1 42 = 1,2, отсюда а = 0,168, 0,850-а = 0,682. W(LiH) = Ojes • 100/0,850 = 19,7(%). 13. Cu2O. Масса кислорода в оксиде: 11,66—10,36 = = 1,3 (г); CuxOy; х:у = 10,36/63,5 : 1,3/16 = = 0,16:0,08 = 2:1; формула оксида Cu2O. 14. (1). 17. Галогенами; 2К + Br2 = 21\Вг. 18. (3). Уменьшение температур плавления галоген нидов щелочных металлов от фторидов к иоди¬ дам связано с уменьшением прочности этих со¬ единений, которая зависит, в частности, от рас¬ стояния между ионами в кристаллической решет¬ ке: чем оно больше, тем прочность меньше. По¬ этому закономерное увеличение радиуса иона щелочного металла при переходе от Lib к Cs+, а также увеличение радиуса иона галогена при переходе от F*" к I” приводит к закономерному увеличению суммы радиусов катиона и аниона 236
Глава II, § 5 (г+ + г-, нм), которое представлено ниже в таб- лице: Li+ Na+ K+ Rb+ Cs+ F" 0,201 0,231 0,266 0,282 0,298 СГ 0,249 0,279 0,314 0,330 0,346 Br' 0,264 0,294 0,329 0,345 0,361 I* 0,288 0,318 0,353 0,369 0,385 19. BiF3 и BiF5 20. (2). 0,6 г углерода соответствуют 5 г соли и 2г металла, тогда 12 г углерода соответствуют: 12-5/0,6 = 100 г соли А и 12-2/0,6 = 40 г метал¬ ла Б. В соли содержится кислород, его масса: 100 — -(12-{- 40) = 48 г; металл — Ca, соль — СаСОз. 21. (1). 22. (4). 23. (2). 0,142 моль 0,104 моль Fe + 2НС1 =FeCl2+ H2. /п(НС1) = 60 • 0,1 = 6 г (0,164 моль), V(Fe) = 8/56= = 0,142 (моль). Для полного растворения железа в соляной кис¬ лоте требуется не меньше 0,142-2 = 0,248 моль HCl, т. е. имеющееся количество HCl — в недо¬ статке. Тогда, даже если образовавшийся ион Fe2+ будет окисляться частично кислородом воз¬ духа в Fe3+, избыток железных опилок будет его восстанавливать: Fe3++ Fe—>2Ре2+; в то же время будет идти гидролиз: Fe^++ HOH Fe(OH)+ + H+, и отсутствие избытка HCl не сможет его подавлять и сдвигать равновесие гидро¬ лиза влево. Таким образом, продукт — Fe(OH)Cl. 24. Cu + 2РеС13 = 2РеС12 + CuCl2. 25. (2). т г 0,25 г Fe + 2НС1 = FeCl2 + H2T. 56 г 73 г 2 г т(НС1)= 182,5-0,1 = 18,25 (г.). По массе выде¬ лившегося водорода находим массу прореагиро 236
Глава II, § S вавшего железа (по реакции): т(Fe) = 56-0,25/2 = 7 (г). Тогда масса продукта окисления железа равна 16-7 = 9 (г.). На растворение железа пошло соляной кислоты: 73-0,25/2 = 9,125 (г) (по реакции). Оксидами могут быть: FeO, Fe2Os и Fe3O4. В об¬ щем случае — FeaOb: FeaOo + 26НС1 = аРеС12ь/а + 6Н2О. На 9 г оксида пошло 18,25 —9,125 = 9,125 (г) HCl. Тогда: 9/(56а + 166) = 9,125/(26 • 36,5); 56а + 166 = 726; 56а = 566, т. е. а = 6 и оксид FeO. 26. (2). 27. (Me)-Pb; (A)-PbO; (B)-Pb3O4; (C)-PbO2. Схемы реакций: Pb-FO2 —* PbO; PbO-FO2 —► -O2 —* Pb3O4; PbO2 > Pb3O4; PbO-FPbO2 —> —> Pb3O4. 28. (2). 2А1-F Ca(OH)2-F 2Н2О = Ca(AlO2)2-F ЗН2. 29. (1). C цинком водорода выделяется примерно в 2,5 раза меньше. Mg -F 2НС1 = MgCl2 -F H2F, Zn-F 2НС1 = ZnCl2-F H2*; Ar(Mg) = 24; Ar (Zn) = 65; 65/24 ~ 2,5 раза. 30. (1). Газ, выделяющийся при взаимодействии про¬ дукта растворения металла в азотной кислоте с избытком щелочи — аммиак. Значит, в качестве одного из продуктов растворения металла в кис¬ лоте может быть нитрат аммония. Тогда уравне¬ ния реакций в общем виде можно записать так: 8Ме -F IOnHNO3 = SMe(NO3)n + /INH4NO3-FSnH2O; nNH4NO3 -F nNaOH = пИН3 + пН2О + nNaNOa. Отсюда схема: 13 г 1,12 л 8Ме —> nNHa. 8 А г 22,4 л 237
Глава II, § 5 13 г Me соответствуют 1,12 л NH3 8 Л г Me « 22,4п л NH3 A = 13 • 22,4п/(8 • 1,12) = 32,5п. Если H= 1, Ar = 32,5 — такого металла нет, « п = 2, Ar = 65 — цинк, « п = 3, Ar = 97,5 — такого металла нет. Металл: цинк. Уравнение реакции: 42п + IOHNO3 = 47п(КО3)2 + NH4NO3 + ЗН2О. 31. (3). 2Cu 4- O2 —> 2СиО. 32. (4). 33. (2). 34. (4). Титан впервые получен русским ученым Д. К. Кирилловым в 1875 г., результаты его ис¬ следований опубликованы в брошюре «Исследо¬ вания над титаном». 35. Ртуть, легкоплавкость (температура плавления -39 0C). 36. Вольфрама; меди; алюминия. 37. (3); KO2. MeX + CO2—>■ O2 + Me2CO3, где X — кислород или углерод, но при взаимодействии карбидов с CO2 не образуется кислород. В со¬ единении металла с кислородом на 16 г кисло¬ рода приходится 55 % Me, т. е. 16-55/45= 19,6 г металла, но такого щелочного металла нет; тогда 2-19,6 = 39,2 г (это калий); 3-19,6 = 58,8 г (та¬ кого нет). Таким образом, металл — К, а соеди¬ нение — KO2. 38. (3). 39. (3). Карат — дольная единица массы, применяе¬ мая в ювелирном деле; это мера содержания зо¬ лота в сплавах, равная V24 массы сплава. Чистое золото соответствует 24 карат, Таким образом: O(Au)= 18- 100/24 = 75(%). 40. (4). SO2+ H2O H2SO3 H++ HSO3'. 41. (1). 42. (1). 43. (3); 2Си + О2 = 2СиО. 44. (3). 2Ыа + 2Н,0 = 2ИаОН + H2K 45. (3). 46. (1). 238
Глава Ilr § 5 47. AI0-Зё —► Al3+ (например, 2А1 + 6НС1 —* —* 2А1С13 + ЗН,|). . 48. (4). E = 4-0,80 -(-0,74)= 1,54 (В). 49. (3), раствор медного купороса; CuSO4 -р Fe = = FeSO4 4- Си. 50. 42,75; 57,25. 2КЬ 4- 2Н2О = 2ЯЬОН 4- Н2|; 85,5 г/моль (10 — х) г b л Zn 4- 2КЬ0Н 4- 2Н2О = ЕЬ2[2п(ОН)4] 4- Н2|. 65 г/моль В принципе, могут быть два случая. 1-й случай: весь Zn растворился. Пусть в смеси х г Rb; (10 — х) г Zn. При 2-85,5 г Rb выделяется 22,4 л H2 « х г Rb « а л H2 а =22,4-х/171 (л). По второй реакции объем выделившегося водо¬ рода составляет: b =22,4 (10 —х) /65. а 4- b = 1,12; -171 ■ 4 65 = 1,12, отсюда х= 10,9 г, но этого быть не может, так как масса всей смеси 10 г. 2-й случай: по второму уравнению реакции цинк прореагировал не полностью. Тогда расчет сле¬ дует вести по RbOH, и объем H2 составляет: д = 22,4х/171; 2 • 22,4х/171 = 1,12, отсюда: х = 4,275 (42,75 %) Rb; (10 — х) = = 5,725(57,25 %)Zn. 51. Ni2+4-2ё = Ni (выделяется металлический никель); Ni0-2ё = Ni2+ (анодное растворение металла). 52. (2). „ электролиз ISJ г CuCl2 >- Cu 4" Cl2T. 63,5 г/моль V(Cu) = 12,7/63,5 = 0,2 моль. По реакции хлора выделилось 0,2 моль, т. е. 4,48 л (при н. у.). 239
Глава II, § 5 53. (3). Кислород — окислитель, CO2 + H2O ч=^ H2CO3 ч=± H++ НСОз. 54. (1). Кроме металлической формы олова, P-Sn (белое олово), известна другая модификация, Oc-Sn (серое олово), имеющая алмазоподобную структуру и обладающая полупроводниковыми свойствами. Эта кристаллическая модификация устойчива при температурах ниже 13,2 oC. Серое олово, в отличие от белого, твердое и хрупкое. При низкой температуре белое олово находится в метастабильном состоянии; наличие «затравки»— кристаллика серого олова — способствует перехо¬ ду P-Sn —► O-Sn, и тогда металл превращается в серый порошок. Этому же способствует и низкая температура. Скорость перехода сильно повышается с пониже¬ нием температуры, достигая максимума при —33 oC. Превращение гораздо легче наступает при сопри¬ косновении обычного олова с уже превращенным. Поэтому возможно «заражение» оловянных пред¬ метов друг от друга и распространение таким об¬ разом «болезни», очень метко названной «оловян¬ ной чумой». C оловянной чумой приходится осо¬ бенно считаться при хранении запасов олова. Существует еще и третья модификация олова, Y-Sn, устойчива при температурах выше 161 oC. 55. (2); (1). 56. (3). 57. (2). 58. (1). 59. (2). 60. (2). Прильем к порошкам в пробирках соляную кислоту. Серебро не прореагирует. При растворе¬ нии железа будет выделяться газ: Ре-|-2НС1 = = FeCl2H-H2. Оксид железа (III) и оксид ме¬ ди (II) растворятся без выделения газа, образуя: Fe2O3 + 6НС1 = 2РеС13 + ЗН2О (желто-коричневый раствор); CuO + 2НС1 = CuCl2-FH2O (сине-голубой раствор). 240
Глава Ilr § 5 H2O 61. Алюминия: иода; 2А1 + 312 ► 2АП3. 62. (4). Fe 4- CuCl2 = FeCl2 + Си. 63. (4). 13,7 г 2,24 л Me + 2Н2О = Me(OH)2 + H2. M г/моль 22,4 л/моль M (Me) = 13,7 • 22,4/2,24 = 137 г/моль, что соот¬ ветствует Ba. 64. (3). 0,1 моль 0,2 моль Си + 4НМО3 = Cu(NO3)2 + 2ИО2| + 2Н2О. 63,5 г/моль V (Си) = V2V (NO2) = 4,48/(2 • 22,4) = 0,1 (моль), т (Си) = 0,1- 63,5 = 6,35 (г). 0,1 моль 0,1 моль Fe + 2НС1 = FeCl2 + H2. 56 г/моль V (Fe) = V (H2) = 2,24/22,4 = 0,1 (моль), Zn(Fe) = O,! • 56 = 5,6 (г); Zn (Си и Fe) = 5,6 + + 6,35= 11,95 (г). 65. (2). 66. (1)-г; (2)-а; (3) - в; (4) - б. 67. (3). 68. (1). Чем выше кислотность электролита (т. е. меньше pH), а также чем больше содержание в нем окислителей, тем быстрее протекает корро¬ зия; она значительно возрастает с увеличением температуры. 69. Электрозащита; протекторная защита; покрытие поверхности металлами, покрытие поверхности лаками и красками. 70. (4). 71. (2). 72. (I)-Mn; (2)-Сг, V; (S)-Cr1Ni. 73. 94 % Al, 4 % Си, 0,5 % Мп, 0,5 % Mg, 0,5 % Fe, 0,5 Si. 74. (1) SHgCl2 + 2А1 = 2AlCl3 + SHg (2) XHg+ Al= AlHgx амальгама алюминия (3) 4А1Нёх + ЗО2 = 2А12О3 + 4хНё 241
Глава Ilr § 5; глава IIL § 1 75. (2). 2СгС13 + Zn = ZnCl2 + 2СгС12; ZnCI2 + 4ЦаОН = Na2IZn(OH)4] + 2ЫаС1; CrCl2 + 2Ка0Н = Cr(OH)2; + 2НаС1. 76. (1) Латунь (3) Бронза (2) Мельхиор (4) Монетный сплав 77. «Царской водке»; ЗР1 + 4НМО3 + 18НС1 = = SH2IPtCl6] + 4Ы0| + 8Н2О. 78. (2). 79. (4). 80. IA AA Ш8 IVB VB VIB H Vllt 18 OB IIlA IVA VA VIA VNA Глава Illr § 1 Al Ga Sb In Bi Tl Ge Sn “вУ Pb 1. (2); (б); (4); 4Г4О2 + 2Н2О + O2 ч=* 4НЫО3 + Q. 2. 2МО + O2 «=* 21\О2 + Q; (2). 3. (2). Уравнение реакции каталитического окисле¬ ния аммиака: катализатор 4ЦН3 + 5О2 -> 4ЫО + 6Н2О. Соотношение молей по уравнению реакции 4:5 или 1 : 1,25. Таким образом, кислород по условию задачи имеется в избытке. 4. 4Ре82 + 1IO2 = 2Ре2О3 + SSO2; 28О2 + О2 = 28О3; V2O5; олеума. 5. (2). Для решения используем формулу: O(H2SO4)= = т (H2SO4)Zm (р-ра); тогда т (H2SO4) = 500 • 0,05= = 25 (г). Пересчитываем на 96 %-ный раствор, 242
Глава HL §§ 1» J используя ту же формулу: т (р-ра) = 25/0,96 = = 26,04 (г), т. е. примерно 26 г. Значит, для при¬ готовления 5 %-ного раствора кислоты необхо¬ димо 26 г 96 %-ной серной кислоты и 500 — 26 = = 474 (г) воды. Зная плотность воды р (H2O) = = 1 г/см3 и кислоты P(H2SO4) = 1,84 г/см3, нахо¬ дим объемы: У(Н2О) = 474 см3 и V(H2SOi) = = 26/1,84= 14,15 см3, т. е. примерно 14 см3. 6. N2 + ЗН2 5=^ 2ИН3 + Q; 450 - 500 0C; 15 • IO3 кПа; Fe (с добавкой Al2O3); (1). 7. Ca3(PO4)2 + SH2SO4 = SCaSO4I + 2Н3РО4. 8. Ca3(PO4)2 + SSiO2 + 5С = SCaSiO3 + 5СО + 2Р. 9. H2, Cl2 (H2 + Cl2 = 2НС1); 2ЫаС1 (тв.) + H2SO4 (конц.) —Na2SO4 + 2НС1|. 10. (3). SiO2H-C = Si-I-CO2; примеси карбида SiC. 11. (2). 2ИаНСО3 Na2CO3H-CO2H-H2O. 12. (2). 13. B2O3 Н-ЗМе = 2В H-SMgO; (2). 2Н3ВО3 = B2O3+ + ЗН2О. 14. (3); Na2CO3 + Ca(OH)2 = CaCO3I + SNaOH. 15. Ca3(PO4)2 + 2Н25О4 = 2Са8О4| + Ca(H2PO4)2. 16. CaJ (PO4)2 + 4Н3РО4 = SCa(H2PO4)2. 17. H3PO4 H-Ca(OH)2 = CaHPO4 • 2Н2О. 18. (2). 19. (3). 20. CO-I-H2O — CO2H-H2. Глава III, § 2 1. (1)-г; (2) —б; (3) —а; (4) - в. 2. (3). 3. (2). 4. (1) Li2O • Al2O3 • 45Ю2 + H2SO4 —> Li2SO4 + + Al2O3 ^SiO2 +H2O (2) Li2SO4H-Na2CO3 —> Li2CO3IH-Na2SO4 (3) Li2CO3 Н-2НС1 —► 2LiCl + CO2T + H2O (4) 2ОС1 20 + Cl2T 243
Глава III, § 2 5. (3). 6. Al, С, СО, H2. 7. (3). Согласно ряду напряжений алюминий нахо¬ дится значительно правее калия, а следовательно, не может восстанавливать его из расплава соли. 8. (4). 234 г электролиз 2ЫаС1 >• 2Иа + С12|. 58,5 г/моль 23 г/моль V(Na) = V (NaCi) = 234/58,5 = 4 (моль), Wi(Na) = = 23 • 4 = 92 (г). 9. Доломита MgCO3-CaCOa. Из перечисленных ми¬ нералов: боксита — Al2O3-H2O, куприта—Cu2O, гипса — Са5О4-2Н2О, доломита — MgCO3-CaCO3 и пирита — FeS3, магний содержится только в доло¬ мите. Прокаленный доломит (MgCO3 • CaCO3 —► •—► MgO • CaO + 2СО2|) металлотермическим способом восстанавливают в электропечах в ва¬ кууме при 1200—1300 0C ферросилицием (либо алюмосилицием) по схеме: 2(МеО • CaO) +Si = Ca2SiO4 + 2Mg. электролиз ю. (3). Mgci2 > Mg+ Ci2;. 11. (1) Mg2t+ CaO+ H2O —> Mg(OH)2I + Ca2+ (2) Mg(OH)2 + 2НС1 — MgCl2 + 2Н2О (3) Са!+ +H2SO4 —> CaSO4J+ 2Н+ электролиз (4) MgCl2 2 >■ Mg + Cl2 12. Ca; Cl2. 13. (4). Электролиз раствора гидроксида калия сво¬ дится к электролизу воды: 2 2Н2О + 2ё = H2T -L- 201+ 1 40Н4<? = O2J + 2Н2О электролиз . _ . 2н2о > 2н2; + о2; 244
Глава Illr § 2 На катоде выделяется водорода в 2 раза больше, чем на аноде, т. е. 500-2 = 1000 см3. 14. (4). Температура плавления Al2O3 равна 2072 oC, использование криолита позволяет проводить электролиз при температурах менее IOOOoC. 15. (1) Al(OH)3; (2) HAlO2. 16. (2). 1 т электролиз 2 Al2O3 ! >- 4А1 +ЗО2|. 102 г/моль 27 г/моль V (Al2O3) = IO6/102 = 9807 (моль); т (Al) = = 2 • 9807 • 27 « 530 • IO3 (г) = 530 кг. 17. Al(OH)3 + SNaOH + CHF = Na3AIF6 + CH2O. 18. ZnCO3; ZnS; T ZnCO3 —> ZnO + СО2|, 7’ ZnO +C —> Zn+ COf; 2гп5 + ЗО2 --> 22пО + 250+, ZnO+ C -A Zn+ COt- 19. Cu2(OH)2CO3 —> 2СиО + H2O + CO2I; CuO + H2-A Cu + H2O. 20. Cu2S + 2О2 = 2СиО + SO+; 2СиО + Cu2S = 4Си + SO+. 21. (2); 2СиРе52 + 5О2 + 25Ю2 = 2Си + 2Ре5Ю3+• шлак + 450+. JW(CuFeS2) = 183,5 г/моль; Al(Cu) = 63,5 г/моль. Из 183,5 г CuFeS2 получаются 63,5 г Cu « IOOO г CuFeS2 « х г Cu X = IOOO • 63,5/183,5 « 346 (г) Си. 22. (4). Анод: Cu0 — 2ё--=Си+ катод: Cu2++ 2«? = Cu0. 245
Глава Illr § 2 23. (3). 79 rS г г г CuO +H2= Cu +H2O. 79,5 г/моль 63,5 г/моль По уравнению реакции видно, что из 79,5 г CuO образуются 63,5 г Си. 24. (1). X МОЛЬ X МОЛЬ X моль CuO +H2= Си + H2O. 79,5 г/моль у моль 2у моль Зу моль Fe2O3 + ЗН2 = 2Ре + ЗН2О. 160 г/моль V (H2O) = 9/18 = 0,5 (моль). Составим систему уравнений: ( х + Зу = 0,5 ( 79,5%+ 160//= E 1,9, решая которую, получим: у = 0,1 (моль); х = = 0,5 — 3-0,1 = 0,2 (моль). Таким образом, имеем: 0,1 моль Cu и 2-0,2 моль = 0,4 моль Fe (см. уравнения реакций). Отсюда m (Cu) = 0,1 • 63,5 = 6,35 (г), а Zn(Fe) = = 0,4 • 56 = 22,4 (г), т. е. со (Cu) = 6,35 • 100/28,75 « 22 (%) и со (Fe) = = 22,4 • 100/28,75 ~ 78 %. 25. (2). 2СиЗО4 + 2Н2О 1 >■ 2Си+О2Ц-2Н28О4. 26г (1) Fe2O3-H2O (3) Fe3O4 (2) Fe2O3 (4) FeCO3 27. (2). Fe3O4: O(Fe)=I 68/232 = 0,724; Fe2O3: (о (Fe) = 112/160 = 0,70; Fe2O3-H2O: O(Fe)= 112/178 = 0,63; FeCO3: со (Fe) = 56/116 = 0,49. Таким образом, выгоднее добывать железо из магнитного железняка. 246
Глава III, § 2 28. (4). Для получения 1000 кг сплава железа тре¬ буется: 1000-95/100 = 950 (кг) чистого железа. M(Fe2O3) = 160 г/моль; Al(Fe) = SG г/моль. Из 160 кг Fe2O3 получаются 2 • 56 кг Fe Из х кг Fe2O3 « 950 кг Fe х = 1357 кг Fe2O3; массовая доля Fe2O3 в руде 78%, следовательно, масса руды равна 1357/0,78 « 1740 кг. 29. С, Si, S, P, Мп. 30. (1) SFe2O3 + СО = 2Ре3О4 + CO2 (2) Fe3O4 + СО = SFeO + CO2 (3) FeOH-CO = FeH-CO2 (4) FeOH-C = FeH-CO 31.(1) SiO2 + 2С = Si + 2СО; (2) MiiOH-C = MnH-CO; (3) Ca3(PO4)2 + 5С = 2Р + ЗСаО + 5С0. 32. (4). FeS хорошо растворяется в жидком чугуне. 33. (3). 34. O2, FeO (окислители); С, P, Mn, Si (восстано¬ вители). 35. Si + 2РеО = SiO2 + 2Ре. 36. CaO; ЗСаО + P2O5 = Ca3(PO4)2. 37. (4). Обычно 0,1—0,2 %. 38. (3). CaCO3 = CaO + С02|. IOO г/моль 56 г/моль Из IOO г CaCO3 образуются 56 г CaO Из 180 т CaCO3 « т т CaO tn(CaO) = 56 • 180/100= IOO (т); т (примеси) = = 350—100 = 250 (.); со (примеси) = 250-100/1000 = = 25 %. 39. Fe + 5СО Fe(CO)5 (неочищенное) —* Fe + 5СО. (очищенное) 247
Глава Illr § 2 40. (1). M (Fe(CO)5) — 196 г/моль; уравнение реакции см. № 39. Для получения 56 кг Fe (чистого) требуется 196 кг Fe(CO)5 « « 2 кг Fe « « т кг Fe(CO)5 т = 196 • 2/56 = 7 (кг). 41. Н. Н. Бекетов. 1865 г., заложил основы алюмо¬ термии. 42. (3). 43. (4). 44. 2А1 4- CroO3 -Д 2Сг +Al2O3. 45. (2). 46. Хромистый железняк; Fe(CrO2)2 (или FeO-Cr2O3). 47. (2). В феррохроме соотношение Fe : Cr = 1 : 2, т. е. В (2 • 52 + 56) г феррохрома содержатся 2 • 52 г Cr В IOO г « « т г Cr т (Cr) = 2.52 • 100/(2 • 52 + 56) = 65 (г), т. е. со(Cr) = 65 %. 48. (3). ЗСаО + 2А1 = ЗСа +Al2O3. 27 г/моль 40 г/моль Для получения 3 • 40 кг Ca требуются 2 • 27 кг Al « « IOO кг Ca « т кг Al т (Al) = 2 • 27 • 100/(3 • 40) = 45 (кг). 49. 3,38. Co3(AsO4)2 • 8Н2О —► ЗСо 599 г/моль 50 г/моль Для получения 177 кг Со надо 599 кг руды « « 1 кг Со « т кг « т= 1- 599/177 = 3,38 (кг). 50. V2O5; V2O5 +5Са =2У +5СаО. Масса т (O2) = 1,82 — 1,02 = 0,8 (г); OkchaVxOiz; Ar(V) = Sl, Ar(O)= 16; 51 х : 16 г/= 1,02:0,8; х: у = 0,02 : 0,05 = 2:5, значит V2O5. 51. (4). 52. (3). Сила тока в 1 А соответствует прохождению 1 Кл/с; за все время через растворы прошло 248
Глава Illr § 2 50-60-20 = 6000 (Кл). Таким образом, выде¬ лится: т (Ag) = 107,9 • 6000/(1 • 96500) « 6,7 (г); т (Cu) = 63,5 • 6000/(2 • 96 500) « 2 (г); т (Au) = 197,0 • 6000/(3 • 96 500) « 4 (г). 53. TiO2 + 2С + 2С12 = TiCl4 + 2СО; (2); TiCl4 + Mg = 2МеС12 + Ti. 54. Галенит; 2РЬ5 + ЗО2 = 2РЬО + 25О2; PbO + СО = Pb + СО2(2С + O2 2СО). 55. Касситерит; (1); SnO2 + 2С = Sn + 2СО. 56. WO3+ ЗН2 W + ЗН2О. 57. (4). 58. (2). 59. HgS; HgS + O2 —>■ Hg + SO2. 60. (1) 4Аи + SKCN + O2 + 2Н,0 = 4К[Аи(СИ)2] + + 4КОН; (2) 2К[Аи(СМ)21 + Zn = K2IZn(CN)4] + 2Аи. 61. (3). М. В. Ломоносов (1711—1765). Великий русский ученый. Труд¬ но даже перечислить те области науки и искусства, в которых М. В. Ломоносов оставил след. А. С. Пушкин написал о нем: «Историк, ритор, химик, мине¬ ралог, художник и стихотво¬ рец, он все испытал и все про¬ ник». Работы М. В. Ломоносова в области геологии, физики, хи¬ мии нашли свое логическое за¬ вершение в его занятиях вопро¬ сами металлургии, роль и значе¬ ние которой в жизни и развитии страны он оценивал так высоко. Поэтому и неудивительно, что Ломоносов пишет по этому вопросу ряд статей, а неза¬ долго до смерти создает большую книгу «Первые начала металлургии рудных дел». Эта книга не только обобщила опыт практиков и теоретические исследования по вопросам металлургии, но и дала возможность поставить производство на научную основу. 249
Глава III, § 3 1. (б); (2). 2. (2). 3. Na2CO3 + CaCO3 + GSiO2 = 2С02| + + Na2O • CaO • GSiO2. 4. Na2SO4 + C + CaCO3 + GSiO2 = Na2O • CaO • GSiO2 + + COt +SO2T + со+ 5.1,6; 7,8; !,GNa2O-T1SSiO2-CaO. Оксид Массовая Молярная Число Число доля. % масса, г/моль молей молей на 1 моль CaO SiO2 75 60 1,25 7,8 CaO' 9 56 0,16 1,0 Na2O 16 62 0,26 1,6 O1SNa2O • -MgO • 1,4 (B2O3 • Al2O3) • 2,8СаО • OSiO2. Оксид Массовая доля, % Число молей Число молей на 1 моль MgO SiO2 54,0 54/60 = 0,9 9,0 Al2O3 14,0 14/102 = 0,14 1,4 B2O3 10,0 10/70 = 0,14 1,4 CaO 16,0 16/56 = 0,28 2,8 MgO 4,0 4/40 = 0,1 1,0 Na2O 2,0 2/62 = 0,03 0,3 7. (1) Оксид KoOaibTa(II) (2) Оксид хрома(Ш) (3) Оксид марганца(П) (4) Соединения железа(П) 8. (1) 2МаС1 + H2SO4 = Na2SO4 + 2НС1|; (2) Na2SO4+ 2С = Na2S+ 2СО2; (3) Na2S+ CaCO3 = Na2CO3+ CaS. 9. (1) NH3+ CO2+ H2O —* NH4HCO3; (2) NH4HCO3+ NaCl —* NaHCO3 + NH4Cl; (3) 2ИаНСО3 Na2CO3 + С02| + H2O. 10. SiO2; 2ИаОН + SiO2 = Na2SiO3 + H2O. 11. Na2O • CaO • GSiO2 + 28НР = 2Иар + CaF2 + + GSiF4+ MH2O. 12. (4). 13. (1) AgCl = Ag+ Cl; (2) Ag+ Cl = AgCl. 250
Глава Illr § 3, глава IV 14. Пирекс; B9O3. 15. (3). 16. Песок; глина; известняк; SiO2; Al2O3 • 25Ю2 • 2Н2О; CaCO3. 17. Клинкер; . Fe2O3 4СаСО3 + SiO2 + Al9O3 > CaSiOi + + ЗСаб • Al2O3 + 4С0.,|. 18. 2Са(А1О2)2 + IOH2O = Ca2Al2O5 • 7Н2О + 2А!(ОН)3. 19. Ca3SiO5; Ca2SiO4; Ca3(AlO3)2; Ca(FeO2)2; Ca3SiO5 + ЗН2О = Ca2SiO4 • 2Н,0 + Ca(OH)2; Ca2SiO4 + 2Н2О = Ca2SiO4 • 2Н2О; Ca3(AlO3)2 + 6Н2О = Ca3(AlO3)2 • 6Н2О; Ca(FeO2)2 + ац = Ca(FeO2)2 • ац. 20. (6). 21. (3) -> (1) (2). 22. HOMgO)-Mg-О—KlMgCl. 23. Бетоном; железобетоном. 24. (3). 25. (1)-г; (2)-в; (3) - а; (4) - б. 26. (1). Глава IV 1. (И); (4); металлы; (в); (6х); лантаноидное сжатие. 2. 54,95; марганец; MnO; Mn2O7. Первый оксид: ~ о 0,7745 . 0,2255 54,95 Me2Or; 2 : х = -т-тггт • —— = л 2 х Ar (Me) 16 Аг (Me) Второй оксид: >д ~ о . 0,4952 0,5048 15,695 Me2Ow; 2 . у = ч : —T7— = ■л-/-йгт 2 у д Ar (Me) 16 Ar (Me) (1) . (2) . При делении выражения (1) на (2) получаем: х 54,95 о - х 7 у ~ 15,695 — При подстановке х — 2 в уравнение (1) имеем: Д.(Ме) = 54,95; металл—Мп; состав первого оксида: MnO; второго: Mn2O7. 251
Глава IV 3. (1). V (Na2CO3-XH2OJ = V (CO2)+ 0,1008/22,4 = = 0,0045 (моль). Af (Na2CO3 • хН2О) = 1,287/0,0045 = 286 (г/моль). Mr (Na2CO3 -хН2О) = 286; 286= 106+ 18х, X= 10. 4 Абу Али Ибн-Сйна X Авиценна). Авиценна (Ибн-Сина) (ок. 980—1037). Ученый, философ, врач. Родился в местечке Афшане (близ Бухары). Жил в Средней Азии и Иране. Трактаты Ибн-Снны были необычайно популярны на Востоке и Западе. Итог взгля¬ дов и опыта греческих, рим¬ ских, индийских и средне¬ азиатских врачей представлен им в «Каноне врачебной нау¬ ки» — энциклопедии теорети¬ ческой и клинической меди¬ цины того времени. Ибн-Сина написал более двухсот сочинений. Среди фи¬ лософских трудов мыслителя центральное место занимает энциклопедическая «Книга исцеления», в которой разбира¬ ется широкий круг вопросов логики, физики, метафизики и математики. 5. (4). Вывод сделан на основе сравнения относи¬ тельных молекулярных масс газов. 6. (1). 7. (2). 8- (4). 9- (1). В KCl: со (К) = 39/74,5 = 0,524; В K2SO4: со (К) = 78/174 = 0,448; В KHSO4: <о(К) = 39/136 = 0,199; В KNO3: со (К) = 39/101 =0,386. Из приведенных расчетов видно, что наибольшая массовая доля калия в хлориде калия. 10. (2). 11. S4Ot < I2 < S2Ot; (1) — влево; (2) — вправо; (3) — вправо. 12. (2); (б); FeCl2. 262
Глава IV 13. Ni(CO)4; (1) ...к такой структуре приводит использова¬ ние для образования связи четырех .^-орбита- лей; (2) ...низкая температура кипения; (3) ... связи, образующиеся с участием четырех $р3-орбиталей, имеют четкую пространственную ориентацию и ковалентный характер; (4) ... его симметричные тетраэдрические моле¬ кулы неполярны. Н. (1). Большее поляризующее действие приводит к увеличению ковалентности связи Э—О и умень¬ шению ионности связи Э—О, что и обусловливает уменьшение термической устойчивости карбона¬ тов в процессе: э-ох ;с=о Э-СИ О + С02|. 15. CaH2; H2Te; GeH4; BiH3; СаНг. Ввиду наибольшей разницы значений элек¬ троотрицательностей у водорода и кальция. 16. (3); (б). 17. (4). 18. (2). Катионообменная смола задерживает из рас¬ твора ионы кальция, и тем самым вода декаль¬ цинируется. Этим способом как раз и устраняют жесткость воды. 19. (2) Земная кора (литосфера) включает твердую поверхность Земли глубинок! примерно 20 км. Она представляет собой в основном силикатную мат¬ рицу, в отдельных местах которой находятся об¬ ласти повышенной концентрации других веществ. Ниже приведены некоторые сравнительные дан¬ ные о содержании различных оксидов в лунном грунте и наиболее распространенных земных гор¬ ных породах, 253
Глава IV Оксид Массовая доля оксида, % Расхожде¬ ние в составах (помечено ♦) в лунном грунте в земной коре S Юг 41-46 44-53 TiO2 2—12 0,9-3,2 ♦ Al2O3 7—14 13-19 FeO 18-22 7—14 * CaO 8-12 8-12 MgO 7—16 4-10 Na2O 0,2-0,5 1,8-3,8 * MnO 0,21—0,29 0,09-0,3 20. 3,04-IO-1; следы; 0,2; 0,2; следы. В первых трех пробирках установилось одно и то же давление, следовательно, это равновесное давление, т. е. оно не зависит от количества соли и от добавления к ней соответствующего оксида: FeCO3 (тв.) ч=* FeO (тв.) + CO2 (г.); 7<р== р (CO2) = 4254,6 кПа. То же относится к трем другим пробиркам: MgCO3 (тв.) ч=* MgO (тв.) + CO2 (г); Kp = P (CO2) = 3,04 • IO-1 кПа. Равновесное давление в системе FeCO3—FeO—■ —СОг примерно в IO4 раз больше, чем в системе MgCOs—MgO—CO2. Следовательно, когда все эти вещества находятся в контакте, реакция раз¬ ложения карбоната железа смещается вправо. Диоксид углерода связывается оксидом магния практически полностью. Таким образом, давление в опыте № 7 при тем¬ пературе T будет 3,04-IO-1 кПа. Примерный со¬ став твердой фазы в опыте № 7: 0,2 моль MgCOa и 0,2 моль FeO (со следами MgO и FcCO3). 21. (4). 22. NH4Cl (тв.) =T=* NH3 (г.) + HCl (г.); по 33, 43. Так как хлорид аммония — твердое вещество, то Kp = [NH3] [НС1], отсюда [NH3] = = [нс1] = 7/(р. 254
Глава IV Поскольку все ампулы нагреты до одинаковой температуры, то давление в них не будет зави¬ сеть от количества твердого вещества, т. е. от числа молей хлорида аммония, поэтому оно во всех ампулах будет одинаково, т. е. 33,43 кПа. Г 23. (1) 4ЬШ4С1О4 —> 4НС1-г 6Н2О + 2М2 + 5О2; (2) (NH4)2SO4 SNH3H-H2SO4; (3) S(NH4)2S2O3 48О2 + SN2 + 8Н2О; (4) NH4NO2 N2-FSH2O. 24. (4). Если бы в условии задачи был задан объем выделившегося водорода, например 1,12 л при н. у., то решение имело бы вид (ртуть с соляной кислотой не взаимодействует): SNa + SHCl = SNaCl + Н2| (а), SAl + 6НС1 = SAlCl3 + ЗН2| (б). Масса натрия и алюминия составляет 5,48 — — 4,02= 1,46 (г). Пусть амальгама содержит х г натрия, тогда алюминия будет (1,46 — х) г. Объ¬ ем (л) выделившегося по реакции (а) водородаз 22,4х/_(2-23), по реакции (б): 3-22,4(1,46 — х)/54. 22,4х . 3-22,4 (1,46-х) 19 46 + 54 ~ Делим на 22,4 и получаем: А. _|_ = 0 05, отсюда х = 0,92 г (Na), (1,46 — х) = 0,54 г (Al). о (Na) = 16,8 %, O(Al)= =9,8 % и остальное — ртуть (73,3 %) • Итак, если в условие добавить объем выделившее гося водорода (1,12 л), то правилен ответ (1). 25. Me2S2O3 (2) (6) (7) Me2S2O7 (3) (4) (8) Me2S2O8 (1) (5) (9) 265
Глава IV (4) 2МеН5О4 H2O + Me2S2O7; (5) 2МеН5О4 > H2+ Me2S2O8; (6) Me2SO3+S = Me2S2O3; (7) AgBr + 2Ме282О3 = Ме3[Ад(82О3)2] + MeBrj (8) Me2S2O7 + 2МеОН = 2Ме28О4 + H2O; (9) 2Мп5О4 + SMe9S9O8 + 8Н2О = 2МеМпО4 + + 4Ме28О4 + SH2SO4. НАУЧНО-ПОПУЛЯРНОЕ ИЗДАНИЕ Владимир Валентинович Сорокин Эдуард Григорьевич Злотников КАК ТЫ ЗНАЕШЬ ХИМИЮ! Редактор Л. Ф. ТРАВИНА Техн, редактор Д. Д. НЕКРАСОВА Обложка художника Б. Н. ОСЕНЧАКОВА Корректор Л. С. ЛАЗОРЕНКО ИБ № 2149 Сдано в набор 20.04.87. Подписано в печать 09.09.97. М-24243. Формат бумаги 84X1087*2- Бумага тип. №1. Литературная гарнитура. Высокая печать. Усл. печ. л. 13,44. Усл. кр.-отт. 13,97. Уч.-изд. л. 10.74. Тираж 120 000 экз. Зач. 651. Цена 40 коп. Изд. № 3028. Ордена «Знак Почета» издательство «Химия», Ленинградское отда¬ ление 191186, г. Ленинград, Д-186. Незский пр., 28. Ленинградская типография № 2 головное предприятие ордена Тру¬ дового Красного Знамени Ленинградского объединения «Техниче¬ ская книга» им. Евгении Соколовой Союзполиграфпрома при Государ¬ ственном комитете СССР по делам издательств, полиграфии и книж¬ ной торговли. 198052, г. Ленинград, Л-52, Измайловский проспект, 29.
ЧТО ЕЩЕ ПРОЧИТАТЬ? Петрянов И. В., Трифонов Д. Н. Великий закон. M.: Педа¬ гогика, 1984. Библиотечка детской энциклопедии. Кричевский И. P., Петрянов И. В. Термодинамика для многих. M.: Педагогика, 1975. Библиотечка детской энциклопедии. Фиал ков Ю. Я. Необычные свойства обычных растворов. M.: Педагогика, 1978. Библиотечка детской энциклопедии. Семенов И. H., Богданов Р. В. Энергия и химический процесс. Л.: Химин, 1973. Овчинников К. В., Семенов И. H., Богданов Р. В. От атома к молекуле. Л.: Химия, 1973. Богданов Р. В. От молекулы к кристаллу. Л.: Химия, 1972. Крестов Г. А., Кобенин В. А. От кристалла к раствору. Л.: Химия, 1974. Крестов Г. А., Березин Б. Д. Основные понятия современ¬ ной химии. Л.: Химия, 1986. Николаев Л. А., Фадеев Г. Н. Молекула, скорость, реакция: Пособие для учащихся. M.: Просвещение, 1975. Николаев А. Л. Первые в рядах элементов = Элементы I груп¬ пы периодической системы Д. И. Менделеева: Книга для учащихся. M.: Просвещение, 1983. Пурмаль А. П., Цирельников В. И. Рожденные электри¬ чеством = Элементы II группы периодической системы Д. И. Менделее¬ ва: Книга для учащихся. M.: Просвещение, 1983. Шалинец А. Б. Провозвестники атомного века = Элементы Ш группы периодической системы Д. И. Менделеева: Пособие для учащихся. Mz Просвещение, 1975. Вишневский Л. Д. Под знаком углерода = Элементы IVгруп¬ пы периодической системы Д. И. Менделеева: Пособие для учащихся. M.: Просвещение, 1974. Фадеев Г. Н. Пятая вертикаль периодической системы = Эле¬ менты V группы периодической системы Д. И. Менделеева: Пособие для учащихся. M.: Просвещение, 1973. Немчанинова Г. Л. Путешествие по шестой группе = Элемен¬ ты VI группы периодической системы Д. И. Менделеева: Пособие для учащихся. M.: Просвещение, 1976. Барков С. А. Галогены и подгруппа марганца = Элементы VII группы периодической системы Д. И. Менделеева: Пособие для учащихся. M.: Просвещение, 1976. Венецкий С. И. Рассказы о металлах. M.: Металлургия, 1975. Материалы будущего: Пер. с нем./Под ред А. Неймана. Л.: Химия, 1985. Химия. Справочные материалы: Учеб, пособие для учащихся/Под ред. чл.-корр. АН СССР Ю. Д. Третьякова. M.: Просвещение, 1984. Неорганическая химия/Под ред. чл.-корр. АН СССР М. А. Прокофь¬ ева. М.‘.Советская энциклопедия, 1975. Энциклопедия школьника.