Текст
                    ССЧуранов
ХИМИЧЕСКИЕ
ОЛИМПИАДЫ
В ШКОЛЕ


С.СЧурано& ХИМИЧЕСКИЕ ОЛИМПИАДЫ В ШКОЛЕ ВОПРОСЫ Й ЗАДАЧИ ПОСОБИЕ ДЛЯ УЧИТЕЛЕЙ МОСКВА «ПРОСВЕЩЕНИЕ» 1982
ББК 24 4-93 Рецензенты? канд. хим. наук В. Н. Захарченко; канд. хим. наук С. М. Ларионов. Чуранов С. С. 4-93 Химические олимпиады в школе: Пособие для учителей.— М.: Просвещение, 1982.—191 с. Цель книги -*• помочь учителю в организации олимпиады. Книга в увлекательной форме анакомит читателя с химическими реакциями, разнообразным применением законов химии и использованием веществ, интересными опытами., Вопросы и задачи систематизированы по разделам курса химии средней школы, \набжены интересными иллюстрациями и подробными Ответами, анализирующими сущность вопроса. Книга поможет учителю в организации с у чащи* мися самостоятельного приобретения знаний, практических умений и навыков. .4306011400-691 ББК 24 Ч 135—82 103(03)-82 54 ф сПросвещение», 1982 л
ПРЕДИСЛОВИЕ Подготовка подрастающего поколения, учащейся молодежи к труду в условиях научно-технической революции приобретает особо важное значение. В Программе КПСС записано: «Среднее образование должно обеспечивать прочное знание основ наук, усвоение принципов коммунистического мировоззрения, трудовую и политическую подготовку в соответствии с возрастающим уровнем развития науки и техники, с учетом потребностей общества, способностей и желаний учащихся...»1. На XXVI съезде КПСС в Отчетном докладе ЦК КПСС Генеральный секретарь ЦК КПСС, Председатель Президиума Верховного Совета СССР Л. И. Брежнев, анализируя проблемы, стоящие перед средней школой, отметил: «Главное сегодня в том, чтобы повысить качество обучения, трудового и нравственного воспитания в школе, изжить формализм в оценке результатов труда учителей и учащихся, на деле укрепить связь обучения с жизнью, улучшить подготовку школьников к общественно полезному труду»2. Решение этой проблемы тесно связано с потоком всех этих форм преподавания, которые активизируют учебно-познавательную деятельность учащихся, дают возможность активно применять имеющиеся знания для решения тех или иных практических задач, совершенствовать эти знания. Одной из сторон проблемы, поставленной перед школой «научить учиться», и является развитие всех тех форм учебно-познавательной деятельности учащихся, при которых выявляется и развивается интерес к возможной будущей специальности. Эта проблема решается на разных этапах обучения в школе в различных формах внеклассной и внешкольной работы. Одной из наиболее распространенных форм развитияг интереса служат олимпиады. Химические олимпиады школьников за последние десятилетия стали одной из массовых форм внеклассной и внешкольной 1 Программа Коммунистической партии Советского Союза. М., 1976, с. 123. * Материалы XXVI съезда КПСС. М., 1981, с 64).
работы по химии. Они позволяют выявить учащихся, проявляющих интерес к изучению химии и связанных с ней естественных наук, углубить знания и развить этот интерес к любимому предмету школьного курса в процессе внеклассной работы. В настоящее время сложилась многоступенчатая система проведения олимпиад от школьного тура до всесоюзного с постепенно возрастающей сложностью заданий, что позволяет на различных этапах олимпиад' решать несколько задач: выявление учащихся с повышенным интересом к предмету, углубление и развитие этого интереса в соревновательной обстановке, поощрение интереса и глубины знаний. Проведение олимпиад в процессе внеклассной работы обычно сочетается с другими её формами—работой кружков, проведением конкурсов реферативных и исследовательских работ, конференций и слетов юных химиков. Наиболее существенный вклад в подготовку и проведение олимпиад вносит учитель, который непосредственно проводит -занятия с учащимися в кружках, организует и проводит школьный тур олимпиады, готовит своих учеников к последующим этапам олимпиады. Учителю первым приходится отвечать на все вопросы школьников, которые у них возникли в процессе решения тех или иных задач, поэтому он должен 'достаточно хорошо быть ознакомлен с различными задачами и вопросами, которые предлагаются на олимпиадах, быть всегда в состоянии оказать учащемуся помощь в решении таких задач, и ответить на достаточно сложные и необычные вопросы. Настоящая книга представляет собой сборник задач и вопросов, предлагавшихся на химических олимпиадах всех этапов— от школьного до международного в период 1965—1976 гг. Лишь небольшая часть этих задач публиковалась в журналах* «Химия в швдле» и «Химия и жизнь». Вопросы и задачи, представленные в настоящей книге, в основном соответствуют программам по химии для средней школы (с учетом программ факультативных курсов и программ для химических кружков различного профиля). Безусловно, объем фактического и теоретического материала при этом оказывается шире, чем в стабильных учебниках для средней школы, но для'решения большинства задач вполне достаточно глубокого, понимания школьного курса химии, активного владения основными теоретическими положениями этого курса. В то же время развитие интереса к химии, как и к другому предмету, предполагает ознакомление с дополнительной литературой, доступной учащимся — статьями в научно-популярных журналах, популярными книгами по химии, поэтому ряд задач и вопросоа построен на использовании дополнительных материалов,_лежащнх за рамками учебника. В книге используется не только номенклатура соединений, в настоящее время принятая в школе, и единицы СИ, но также А
и другие виды номенклатуры как неорганических, так и органических веществ, равно как и различные единицы измерений давления, температуры, энергии реально до настоящего времени используемые в практике научных лабораторий и в промышленности и постоянно встречающиеся в литературе. Задачи' и вопросы, представленные в книге, даются без решений, что позволяет использовать их при подготовке районных и областных олимпиад. Для расчетных задач приведены ответы, причем в тех случаях, когда при недостаточно корректном решении задачи можно получить неправильный ответ (при неверном ходе решения), в этих случаях в ответе в конце книги отмечается, что, к примеру, «формула вещества не СН3СН2ОН, а СНзОСНз» или «расход кислоты не 20 мл, а 60 мл». Для удобства ориентации в степени трудности задач и вопросов каждая задача снабжена шифром, указывающим этап олимпиады, класс, для которого была предложена задача, и год ее первоначального использования, например: 1—10—71. Первая цифра шифра показывает этап олимпиады: 1 — школьный этап, 2 — районный этап, 3 — областной^, этап, 4 — Московский городской (на правах республиканского) этап, 5 — республиканский этап, 6 — всесоюзный этап и 7 — международные олимпиады. Вторая цифра указывает класс, а третья — год, в котором эта задача была предложена. Таким образом, приведенный шифр «1—10—71» означает, что данная задача была предложена на школьном этапе олимпиады учащимся десятых классов в 1971 г. Некоторые из задач снабжены дополнительными пояснениями: «рекоменд.» или «эксп.», означающими, что данная задача была рекомендована для всех областей или республик в качестве обязательной для включения в задания соответст* вующего этапа или же была предложена для практического выполнения на экспериментальном туре, т. е. шифр «6—9—67 эксп"» означает, что задача была дана участникам Всесоюзной олимпиады в 1967 г. на экспериментальном туре для учащихся девятых классов. В составлении задач, собранных в данной книге, принимали участие преподаватели Московского государственного универ^ ситета им. М. В. Ломоносова, Ленинградского государственного университета им. А. А. Жданова, Новосибирского государственного университета, Московского химико-технологического института им. Д. И. Менделеева, Московского института тонкой химической технологии им. М. В. Ломоносова, Московского государственного педагогического института им. В. И. Ленина, Ленинградского государственного педагогического института им. А. И. Герцена, Челябинского государственного педагогического института, а также и других высших учебнйх заведений и исследовательских институтов, городов, где проходили всесо* юзные химические олимпиады школьников,— Днепропетровска, 5
Казани, Вильнюса, Киева, Донецка, Уфы, Баку, Ростова-на-Дону, Воронежа, Минска, Новосибирска. Особенно активное участие в работе над задачами принимали профессора А. Ф. Платэ, Н. С. Ахметов, М. Г. Кузьмин, А. В. Суворов, канд. хим. наук: В. М. Демьянович, Г. В. Лисичкин, М. Г. Гольдфельд, Л. С. Гузей, А. С. Днепровский, А. И. Потехин, Э; Г. Злотников, Л, Б. Резник, Т. П.. Адамович, Г. Б. Вольеров, В. Е. Федоров, Н. Н. Мушкало и многие другие, которым автор-составйтель желает высказать свою искреннюю благодарность за постоянную помощь в работе. Возможно, что ряд задач покажется учителям несколько сложными. Автор с благодарностью примет все критические замечания, способствующие улучшению качества задач на химических олимпиадах,
/лава 1 СТРОЕНИЕ ВЕЩЕСТВА. ПРЕДСКАЗАНИЕ СВОЙСТВ ВЕЩЕСТВ И НАПРАВЛЕНИЯ РЕАКЦИЙ 1-1. Названия каких элементов образованы от названия на* стей света, стран, планет, городов, звезд и от фамилий ученых? (5^8—65) 1-2. Кем и когда был предложен ряд активности (ряд напряжений) металлов, которым вы пользуетесь в школе и при решении олимпиадных задач? Какими опытами вы бы доказа* ли правильность положения водорода в этом ряду? (6—8—67) 1-3. В нашей стране периодически проводятся всесоюзные съезды химиков. Чье имя они носят? Где и когда состоялся последний съезд? Что вы можете рассказать о работах, доложенных на этих съездах? (6—9—67) 1-4. Кто из советских химиков бьикудостоен звания лауреата Ленинской премии? Что вы знаете об их работах? (б—Ю—67) 1-5. Какие вы знаете способы очистки твердых веществ от примесей? Кратко охарактеризуйте, в чем они заключаются? (4—9—76, 6—8—67) 1-6, Какие методы очистки жидких веществ от примесей вы знаете? Кратко охарактеризуйте принцип каждого метода, (4—8—76) 1-7. Назовите имеющуюся на лабораторном столе химическую посуду и опишите ее назначение. (5—8—66) 1-8. Укажите аппараты, необходимые для заводского производства нитрата аммония из воды и воздуха. Приведите уравнения химических реакций. (2—9—75) 1-9. Назовите элементы, наиболее часто встречающиеся в живых организмах. В каких органах и в виде каких соединен ний эти элементы концентрируются? (5—10—65) 1-10. Какое распространенное химическое соединение встречается в природе в трех агрегатных состояниях? Опишите спо- 7
собы его очистки и применение в народном хозяйстве. (5—8—65) 1—11 • Какой газ, какая жидкость и какое твердое тело — наиболее легкие? Какие из известных вам веществ наиболее тяжелые? (4—8—71) 1-12, Какое вещество имеет наиболее низкие температуры плавления и кипения? Какие из известных вам веществ обладают наиболее высокими температурами плавления и кипения? (4—8—71) 1-13. Назовите пять наиболее твердых веществ. Что вы знаете об этих веществах? (5—8—65) 1-14, Какими газами наполняют электрические лампочки? Объясните почему. (3—8—67) 1-15. Какие вы знаете вещества, применяющиеся в качестве осушающих средств, и на чем основано их действие? Как получают эти вещества? (4—9—73) 1-16. Необходимо осушить воздух в герметически закрытой камере. К какой части камеры (вверху или внизу) лучше поместить вещество-осушитель? Аргументируйте ответ. (2—8—66 заочн.) 1-17. Каким образом мы получаем сведения о химическом составе небесных тел? (4—9—70) Ы8. Что вы знаете о химическом составе метеоритов? > (4—9—70) 1-19. Каких принципиальных отличий следует ожидать в составе и ^формах лунных минералов по сравнению с земными? Дайте развернутый ответ. (6—8, 9^-70) 1-20. Что такое сталактиты и сталагмиты? Как они образуются в природе? Где они встречаются в СССР? (6—8—67) 1-21. Что такое «горячий лед», «холодный свет» и «горячие атомы»? Дайте развернутый ответ. (2—8, 10—67 заочн.) 1-22. Что вы знаете о «соединениях графита»? Дайте развернутый ответ. (4—19—76) 1-23. Что вы знаете об ингибиторах, их действии и применении? Можно ли ингибитор назвать катализатором, не ускоряющим, а замедляющим течение реакции? (2—8, 10—68 ваочн.) 1-24. Когда более интенсивно могут протекать карстовые явления — весной, летом или осенью? Дайте мотивированный ответ. (6—8—71) 1-25. Что такое «лисий хвост» и как его «поймать»? Предложите принципиальную схему установки для этого. (6—8—69) 1-26. Что общего и в чем отличие процессов горения и окисления? Приведите примеры. (2—8—76) 1-27. Могут ли существовать соединения, образованные элементами А и В, которые имеют формулы АгВ и АВ^? Если та- 8
кие соединения существуют, приведите их примеры и расскажите об их свойствах. (6—9—67) 1-28. Могут ли существовать соединения двух элементов А и В, имеющие состав А*ВУ и АУВЖ? Если такие соединения существуют, приведите их примеры и расскажите об их свойствах. (6—10—67) 1-29. Могут ли существовать химические соединения, в ко* торых одий или несколько элементов проявляют степень окисления, равную нулю, т. е. не образуют обычных ионных и ковал ентных связей? (2—8, 10—67 заочн.) 1-30. Можно ли, зная формулу химического соединения, определить, окрашено оно или нет? (2—10—66) 1-31. На чувствительных аналитических весах в стаканчике взвесили 50 г льда. Изменится ли равновесие, когда лед растает? Ответ поясните. (6—8, 10—69) 1-32. Напишите уравнение реакции, в котором оказались бы представители четырех основных классов сложных неорганических веществ. (5—8—66) 1-33. В качестве индикатора, позволяющего различать кис* лоты и щелочи, часто используется лакмус, который получают из некоторых видов лишайников. Какие еще индикаторы вам известны? Не можете ли вы назвать природные соединения, которые тоже могут служить индикаторами? 1-34. Какие процессы происходят при зажигании и горении спички? Обсудите, может ли гореть спичка в кабине космического корабля? Что такое «опасные спички»? Ответы поясните. (6—9—69) 1-35. Каким образом можно в лаборатории, располагающей достаточным набором реактивов, при отсутствии спичек зажечь спиртовку? Предложите максимальное число способов и поясните, на чем они основаны. (6—8—70) 1-36. Стеклянная пластинка темнеет при освещении и снова обесцвечивается при хранении в темноте. Какие добавки вы можете предложить для изготовления такого стекла? Можно ли приготовить добавки, которые могли бы в виде красок или введенными в состав стекла реагировать на изменение температуры? Ответ поясните. (6—8—69) 1-37. Вам необходимо написать записку, которую может обнаружить и прочитать только человек, которому она адресована и который знает, каким способом сделана надпись. Какими химическими реактивами вы бы воспользовались? Объясните, на чем основаны эти способы. (6—8—68) 1-38. Юмористами была предложена истинно алхимическая «реакция разложения» ртути на водород и ускорение силы земного притяжения. Предложите «алхимическую реакцию обмена», ведущую к образованию элемента — цели поисков большинства алхимиков,— и расскажите кратко о свойствах и при- 9
менении элементов, выбранных вами при написании такого «уравнения реакции». Можно ли осуществить мечту алхимиков в наши дни? (6—8—69) 1-39. Какие химические процессы описаны в научно-фантастических романах Жюля Верна? Изобразите эти процессы с помощью уравнений химических реакций. (2—8, 10—66 заочн.) 1-40. Вам хорошо известна фраза из стихотворения М. Ю. Лермонтова «Бородино»: «...дым багровый клубами всходит к небесам...» Объясните физическое и химическое содержание этих явлений. (6—8—68) 1-41. Часто воду, содержащую растворенные вещества, также называют «водой», например «известковой водой». Для каких растворов, не представляющих собой чистую воду, в лабораториях и промышленности используется термин «...вода» с добавлением определения? Приведите известные вам примеры. (6—8—76) 1-42. «Стекла, содержащие свинец, стали называть «флинтами» за их прозрачность и бесцветность. Это название пришло из Англии, где флинтами называли стекла, в которые вместо песка вводился порошок чистого кварца — кремния (по- английски «кремень» будет «флинт»)...» Какие химические ошибки У допущены в этом отрывке, взятом из книги, посвященной тайнам стекла? (2—8, 10—67 заочн.) 1-43. Что вы знаете о Казанской школе химиков^ Расскажите о ее основателях, представителях и их работах. (5—10—66) 1-44. Какие опыты по химии вы делали сами? Опишите один из них, наиболее интересный, по вашему мнению. (4—8—70) 1-45. Какие опыты по химии вы предложили бы для демонстрации в школе при изучении темы «Сера»? Дайте мотивированный ответ с необходимыми уравнениями реакции и пояснениями. (4—8—70) 1-46. Какие опыты по химии вы предложили бы для демонстрации в школе при изучении темы «Азот»? Дайте ответ с необходимыми объяснениями и описанием этих опытов. (4—9—70) 1-47. Предложите свою собственную задачу или вопрос для химической олимпиады и дайте их решение. (4—10—71) 1-48. Опишите свойства кремния, основываясь на его положении в периодической системе Д. И. Менделеева. Чему равна масса 1 атома кремния? (4—8—73) 1-49. Пользуясь периодической системой Д. И. Менделеева, предскажите свойства селена и его соединений. Ответ иллюстрируйте уравнениями химических реакций. (6—8—73) 1-50. На основании периодического закона Д. И. Менделеева предскажите свойства мышьяка и его соединений. Ответ иллюстрируйте уравнениями химических реакций. (6—9,10—73) 10
1-51. При рассмотрении свойств элементов магний иногда объединяют со щелочноземельными металлами, а иногда — с элементами подгруппы цинка. Сравните: а) строение атомов б) положение в ряду напряжений металлов, в) способы получения чистых металлов из соединений, г) свойства гидроксидов, д) растворимость сульфатов, е) отношение гидроксидов к раствору аммиака, ж) природные соединения и проанализируйте правомерность отнесения магния к той или иной подгруппе. (6—9—71) 1-52. Строение внешнего электронного слоя атома некоторого элемента — Зз23ръ. Составьте полную электронную формулу строения этого атома, определите, какому элементу она соответствует, и напишите по два уравнения реакций соединений, в которых данный элемент проявляет высшую й низшую степень окисления. (1—9—71) Ь53. Строение внешнего электронного слоя атома элемен-% та — 3$23р2. Составьте полную электронную формулу строения его атома; определите, какому элементу она соответствует, и напишите три уравнения реакций, характеризующие его химические свойства, и два уравнения реакции, описывающие свойства его гидроксида. (1—9—71) 1-54. Строение внешнего электронного слоя атома элемента— 3$23р3. Составьте полную электронную формулу строения такого атома; определите, какому элементу она соответствует. Напишите формулу высшего гидроксида этого элемента и приведите два уравнения реакций, характеризующих свойства гидроксида. (1—8—74) 1-55. Составьте структурные (графические) формулы высшего оксида иода и гидроксида иода. (1—8—71) 1-56. Составьте структурные (графические) формулы высшего оксида и гидроксида молибдена. (1—8—71) 1-57. Напишите формулу селенита рубидия, предскажите его физические свойства и напишите три-четыре уравнения реакций, которые будут характеризовать химические свойства этого соединения. (6—8—75) 1-58. Какие общие свойства имеют элементы хлор и марганец, находящиеся в одной группе периодической системы элементов Д. И. Менделеева? Ответ иллюстрируйте уравнениями реакций. (4—8—70) 1-59. Какие общие свойства имеют элементы хром и сера, находящиеся в одной группе периодической системы элементов Д. И. Менделеева? Ответ подтвердите уравнениями реакций. (4—8—70) 1-60. Хромат бария и хромат свинца нерастворимы в воде. Исходя из положения этих элементов в периодической системе, предскажите растворимость этих хроматов в растворах щелочи. (3—9—69) И
1-61. Барий и свинец находятся в разных группах периодической системы, но тем не менее их сульфаты имеют одну и ту же формулу М504. Предскажите, что может наблюдаться при внесении этих сульфатов в растворы щелочей и концентрированную соляную кислоту. (3—10—69) 1-62. В какой из частиц (ионы истомы) на отрыв электрона затрачивается наибольшее количество энергии: С1, Аг, К, С, Хе, Те2-, СМ Ответ поясните. (4—8—75) 1-63. В приведенной ниже таблице напишите знак «+» в соответствующем квадратике, если утверждение в левой колонке таблицы справедливо для следующих молекул, формулы которых приведены в верхней части остальных колонок таблицы 1. Таблица 1 ■ ~ - ' ■ II у. .. ■■. .. Утверждение Между двумя одинаковыми атомами существует ковалентная связь В молекуле существует и двойная связь . ... Молекула является плоской (стабильная конформация) .... В молекуле существует внутримолекулярная водородная связь (водородный мостик) . . Водный раствор вещества показывает щелочную реакцию СаН4 | М2Н4 н,о, Н2Р2 В таблице 2 вместо точек поставьте необходимый термин или формулу (7—10—75). Таблица 2. Молекулы или ионы, находящиеся друг под другом в таблице 2, являются ло ... структуре внешней электронной оболочки сн4 с,н6 со,«- N0,+ с,н4 м, 1-64. Как бы выглядела периодическая система элементов, если бы максимальное число электронов в слое определялось формулой 2л2—1, а на внешнем уровне не могло бы быть боль- 12
ше семи электронов? Изобразите таблицу такой системы дль четырех первых периодов (обозначив элементы их атомными номерами). Какие степени окисления мог бы проявлять элемент № 13? Какие свойства соответствующего простого вещества и соединений этого элемента вы могли бы предположить? (6—9—69) 1-65. Чем с точки зрения природы химической связи различаются и чем схожи между собой реакция аммиака с соляной кислотой и реакция гидроксида алюминия с раствором едкого натра? Ответ мотивируйте уравнениями реакций и схемами электронного строения реагирующих частиц. (6—9—68) 1-66. Обсудите, какими способами можно доказать равноценность всех трех О—Н-связей в ионе гидроксония и всех четырех N—Н-связей в ионе аммония. (6—9—70) 1-67. Обсудите, может ли молекула простого вещества быть полярной. Дайте обоснованный ответ. (6—8—76) 1-68. Почему соли имеют более высокие температуры плав* ления, чем соответствующие им кислоты? (2—9—72) 1-69. Фотоэффект — это свойство металлов испускать электроны под действием света. У какого из металлов, по вашему мнению, это свойство выражено сильнее? (4—8—70) 1-70. Какое вещество разлагается на свету легче — иодид или хлорид серебра? Почему? (4—8—70) 1-71. Радиоактивный изотоп фосфор-32, широко используемый при исследовании обмена веществ в растениях, претерпевает р-распад, а изотоп радий*226— а-распад. Напишите уравнения ядерных реакций. (3—9—67) 4-72. Радиоактивный изотоп рубидий-87 претерпевает р-распад, а изотоп полоний-210 — а-распад. Напишите уравнения ядерных реакций. (3—9—67) 1-73. Первой в истории искусственной ядерной реакцией была реакция изотопа азота-14 с а-частицами, полученными при распаде полония-210. В результате ядерной реакции азот превращался в изотоп кислорода-18. Напишите уравнения происходящих ядерных превращений. (3—9.-67) 1-74. При облучении изотопов тантала-181 и ниобия-97 мед* ленными нейтронами образуются радиоактивные изотопы тантала и ниобия, претерпевающие р-распад. Какие элементы образуются после распада промежуточно образующихся изотопов тантала и ниобия? Напишите уравнения ядерных превращений. (3—9—67) 1-75. В результате удара а-частицы ядро атома бора ^В превращается в ядро атома азота 1^. Напишите уравнение ядерной реакции и укажите, какая еще (вторичная) частица выделяется в результате этой реакции. (1—10—7Г) 1-76. При облучении ^ нейтронами изотоп вольфрама-182 превращается в радиоактивный изотоп тантал а-182, претерпе- 13
вающий р-распад. Какой элемент при Л)м получается? Напишите уравнения ядерных превращений. (3—9—67) 1-77. В Дубне в 1963 г. облучением изотопов урана-238 ионами неона-22 большой энергии получен изотоп нового элемента № 102—кШо. Напишите уравнения ядерной реакции с указанием промежуточно образующегося ядра. (1—10—71) 1-78, Изотоп элемента № 104 с массой 260 получается при бомбардировке мишени пучком ускоренных в циклотроне ионов неона-22. Из какого изотопа должна быть изготовлена ядерная мишень, если при реакции выделяется четыре нейтрона? (2, 3—9—66) 1-79. При попытке получить изотоп элемента № 104 с массой 260 бомбардировкой мишени из плутония-242 ионами неона-22 было обнаружено образование изотопа элемента № 102 с массой 256. Напишите возможное уравнение ядерной реакции, приводящей к образованию изотопа элемента № 102. (2, 3—9—66) 1-80. Установлено, что атомная масса свинца может существенно различаться в зависимости от происхождения минерала, в составе которого он находится. Дайте объяснение этому факту. Какое значение имеют эти данные для современной науки о Земле? (5—10—66) 1-81. Конечными продуктами распада природных урана-238, урана-235 и тория-232, сопровождающегося а-, р- и у-излуче- нием, являются изотопы свинца. Напишите суммарные уравнения распада этих изотопов и определите атомные массы образующихся изотопов свинца. (5—10—65) 1-82. В большинстве горных пород, содержащих уран, на 1 кг урана-238 приходится примерно 320 г свинца-206. Рассчитайте, какое количество гелия выделилось за время существования Земли за счет распада урана-238, если содержание этого изотопа в природном уране составляет 99,3%, а общее количество урана примите равным 2,5 млн. т. {5—9—66) . 1-83. В герметически закрытой ампуле объемом 1 мл находится 9,89 мг радона. При распаде радона образуется изотоа свинца — радий О с атомной массой 210. Какое давление будет в ампуле через 7,6 дня? (Время полураспада радона 3,8 дня.) (2—9, 10—66 заочн.) 1-84. Можно ли получить кристаллический тритий? Ответ поясните. (5—8—76) 1-85. При анализе одного из ториевых минералов, свободного от урана, было найдено, что содержание свинца в нем равно 0,416%. Вычислите, какой объем гелия (в пересчете на нормальные условия) должен содержаться в 1 кг этого минерала, если принять, что при разложении 232ТЬ образуется изотоп 208РЬ, а потери гелия из твердого минерала не происходит. (4—10—51) 14
1-86. Оцените возраст Вселенной, предполагая, что количество изотопов урана-235 и -238 во время ее возникновения было равным. (Эта задача впервые была решена Резерфорч дом.) Периоды полураспада изотопов-235 и -238 равны 7-Ю8 и 45-108 лет, их относительное содержание в земной коре 0,7 и 99,3% соответственно. (4—10—76) 1-87. Где и каким образом получен элемент № 104? В какой группе периодической системы он должен находиться? (5—9—66) 1-88. Какие элементы в виде простых веществ или соединений и для чего используются в атомной промышленности? Ответ желательно получить на известном вам иностранном языке. (5—10—65) 1-89. Будут ли реагировать между собой следующие вещества: а) углекислый магний и азотная кислота; б) гидрат окиси кальция и кислый углекислый кальций; в) цинк и серная кислота; г) фосфорнокислый кальций и серная кислота? Напишите ионные уравнения всех возможных реакций и укажите условия их протекания. '(2, 3—9—66) 1-90. Будут ли реагировать между собой следующие вещества: а) карбонат кальция и соляная кислота; б) гидросульфат калия и едкий натр; в) фосфорная кислота и едкий натр; г) алюминий и борная кислота? Напишите ионные уравнения всех возможных реакций и укажите условия их протекания. (2, 3—9—66) 1-91. Какие из перечисленных ниже соединений будут реагировать с водным раствором гидроксида натрия: гашеная известь, оксид стронция, пятиокись фосфора, серная кислота, гид- роксид алюминия? Напишите уравнения возможных «реакций. (2—8—74) 1-92. Какие из' перечисленных веществ можно взять для осушки углекислого газа: хлорид кальция; оксид кальция; концентрированную серную кислоту; едкий на-тр; оксид фосфора (V)? Дайте мотивированный ответ. (5—8—66) 1-93. Какие из перечисленных ниже осушителей: оксид фосфора (V), концентрированная серная кислота, безводный хлорид кальция, твердый едкий натр — можно использовать для осушки сернистого газа, окиси азота, аммиака, водорода, двуокиси азота, кислорода? Ответ поясните, приведя необходимые уравнения реакций. (2—9—74) 1-94. Чтобы очистить металлическую ртуть от часто присутствующих в ней примесей цинка, олова и свинца, ее взбалтывают с насыщенным раствором сульфата ртути. Объясните этот способ очистки. Напишите уравнения соответствующих реакций. ^Можно ли таким же способом очистить от примесей тех же металлов металлическое серебро? Дайте мотивированный ответ. (3—8—70) 15
1-95^ Можно ли предполагать, что в водном растворе цинк будет восстанавливать ион кадмия, а калий — ион магния? Дайте мотивированный ответ, (4—9—71) 1-96. Над какой из перечисленных в скобках жидкостей целесообразней и почему собирать хлор (вода, ртуть, раствор гидро^ида натрия, насыщенный раствор хлорида натрия)? (2—8—75) 1-97. Установлено, что масса медной пластинки, погруженной в раствор нитрата серебра, сначала увеличивается, а затем довольно быстро становится постоянной, несмотря на то что раствор по-прежнему дает осадок при добавлении раствора поваренной соли. Объяснить происходящие явления. (3—8—67) 1-98. Вы хорошо знакомы с рядом активности (электрохимический ряд напряжений) металлов. Попытайтесь располо1 жить следующие простые вещества: серу, фтор, кислород, хлор в аналогичный ряд «активности». Дайте обоснование и напишите • необходимые уравнения реакции. (6—9—67) 1-99. Известно, что некоторые металлы разлагают воду, вытесняя из нее водород. Существуют ли неметаллы, которые могут разлагать воду с выделением водорода?- (2—8, 9, 10—67 заочн.) 1-100. Укажите характер оксидов хрома (И), (III), (VI). Подтвердите это уравнениями реакций. (1—8—71) 1-101. Почему в таблице растворимости для некоторых соединений стоят прочерки? Мотивируйте свой ответ схемами химических превращений. (6—8—67) 1-102. Какие продукты могут образоваться при взаимодействии сульфида ртути с кислородом? Приведите уравнения соответствующих реакций и условия их протекания. (1—8—76) 1-103. При взаимодействии сульфида натрия с концентрированной серной кислотой в одном из опытов были получены сульфат натрия и диоксид азота. Напишите молекулярное и ионное уравнения реакции. (1—10—74) Ы04. Закончите уравнение реакции и укажите, что является окислителем и что — восстановителем в этом процессе: КМп04+К1-4"Н2504-^Мп504+12+...+.. .(1—9—71) 1-105. Закончите уравнение реакции и укажите, что является окислителем и что — восстановителем в следующей реакции:ч Мп02+КС10з+КОН^кС1+К2Мп04+...(1—10—71) 1-106. В нагретый тигель с расплавленной щелочью добавили бертолетову соль, а затем хлорид марганца (II). Окисление соли марганца (II) прошло с образованием манганат-иона МпО?~\ Составьте уравнение окислительно-восстановительной реакции. Что изменится, если эту реакцию проводить не в расплаве, а в водном растворе? (2—10—75) 16
1-107. Закончите уравнение реакции и укажите, какие вещества окисляются и какие восстанавливаются при реакции дихромата калия с концентрированной соляной кислотой, приводящей к образованию хлорида хрома (III) и выделению хлора. (1—9—11) 1-108, Укажите окислитель и восстановитель в следующем процессе: Сг203+КОН+КСЮз+ К2Сг04+КС!+Н20 Закончите уравнение реакции. (1—10—71) 1-109. Напишите уравнения следующих реакций: а) окисление хлорного хрома бромом в щелочной среде (КОН); б) окисление нитрита калия перманганатом калия в кислой среде (Н2504); в) действие хлора на известковое молоко (суспензия Са(ОН)2) на холоде. (7—10—68) . 1-110. При действии на сульфид меди (I) избытка концентрированной азотной кислоты выделился газ — оксид азота (IV). На полученный прозрачный раствор подействовали избытком щелочи. Образовавшийся осадок отфильтровали, а затем прокалили. Каков состав полученного вещества? Напишите уравнения всех, реакций, о которых идет речь; где необходимо, объясните окислительно-восстановительные процессы. (2—9^75) 1-111. Какие химические реакции могут происходить, если смешать растворы едкого натра, хлорида хрома (III) и бромную воду? Напишите уравнения возможных при этом реакций. (4—8—71) 1-112. Какие химические реакции могут происходить, е^ли смешать растворы марганцовокислого калия, сернистого калия и разбавленной серной кислоты? (4—8—71) 1-113. Какие процессы могут происходить при смешении водных растворов хлорида марганца (II) и перманганата калия в нейтральной среде? Что произойдет, если раствор соли марганца предварительно подкислить разбавленной серной кислотой? (4—Г0—74) 1-114. Составьте сокращенное ионное уравнение реакции, которая, по вашему мнению, может произойти при смешении водных растворов^ содержащих перренат стронция, иодид галлия и трихлоруксусную.кислоту. (4—10—75) 1-115. Какие соединения могут быть'получены при термическом разложении нитратов? Прийедите соответствующие уравнения реакций. (4—9—70) 1-116. Какие соединения могут быть получены при термическом разложении со^ей аммония? Приведите уравнения соответствующих реакций. {4—9—70) 1-117. Из каких соединений серебра, меди и ртути термическим разложением можно получить свободные металлы? Дай- 2 Заказ № 4074 17
те мотивированный ответ и напишите уравнения реакций. (6—8—74) 1-118. Среди веществ, образующихся при взаимодействий алюминия с разбавленной азотной кислотой, имеются свободный азот и нитрат алюминия. Напишите уравнение реакции. Объясните окислительно-восстановительные процессы, происходящие при этом. (1—9—74) 1-119. В водный раствор нитрата меди (II) внесли несколько кусочков металлического кальция. Какие химические реакции могут произойти при этом? Напишите уравнения реакций. (6—9—74) 1-120. Какие соединения могут образоваться при кипячении с концентрированной азотной кислотой сульфида молибдена, содержащего 40% серы? Напишите молекулярное и ионное уравнения реакции. (6—9—70) 1-121. Медь может медленно растворяться в соляной кислоте при кипячении в присутствии воздуха. Чем можно объяснить это явление? (2—8—74) 1-122. Медь обычно реагирует с концентрированной серной кислотой при нагревании. Тем не менее раствор медного купороса можно получить при действии на медь разбавленной сер* ной кислоты в присутствии воздуха. Этот очень медленно протекающий процесс значительно ускоряется, если к раствору серной кислоты добавить небольшое количество раствора железного купороса. Объясните образование медного купороса в указанных условиях как в присутствии, так и в отсутствии соли железа. (5—9—75) 1-123. Какими из перечисленных в скобках водных растворов или их смесей можно аоспользоваться для растворения (переведения в раствор) металлической меди (соляная, серная, азотная кислоты, хлорид меди, хлорид железа (II), хлорид железа (III), нитрат серебра)? Приведите уравнения происходящих реакций. (2—10—76) 1-124. Определение концентрации растворов солей железа (II) проводят титрованием растворами перманганата калия, подкисленными серной кислотой. Напишите уравнение происходящей при этом реакции. Объясните, почему реакции проводят в подкисленных растворах. Можно ли заменить серную кислоту на соляную или азотную? Дайте мотивированный ответ с уравнениями реакций. (5—9—76) 1-125. При одновременном добавлении растворов хлорида олова (II) и дихромата калия к 40%-ной серной кислоте или же 40%-ному раствору едкого кали образуются прозрачные растворы, отличающиеся по окраске. Напишите уравнения возможных реакций. (6—10—76) 1-126. Два юных химика насытили раствор едкого кали сероводородом и исследовали его взаимодействие с раствором 18
дихромата калия. Один из них пришел к выводу, что при этом образуется осадок, полностью нерастворимый в разбавленной серной кислоте, но растворяющийся при нагревании с азотной кислотой. Второй считал, что осадок частично растворим в разбавленной серной кислоте. Как объяснить полученные результаты, если известно, что все наблюдения правильны? Напишите необходимые уравнения реакций. (6—9—76) 1-127. Какие из следующих превращений требуют применения окислителей и какие — восстановителей: пероксид водорода [А] г*- вода, А ->■ кислород, А т-> водород, пероксид бария -* А, кислород -> озон? (4—9—74) 1-128. Поясните с помощью символов и формул, принятых в международной химической литературе, понятия «перекисные соединения» и напишите суммарные молекулярные формулы шести различных соединений. Напишите уравнения химических реакций для двух различных способов количественного определения содержания пероксида в техническом образце пероксида -кальция. Напишите уравнения химических реакций, объясняющие описанные ниже превращения а), б): а) Смешивают водный раствор соли [Сг(Н20)б]С13 с избытком раствора гидроксида натрия. При этом образуется прозрачный зеленый раствор. К полученному раствору добавляют небольщое количество пероксида водорода и наблюдают переход окраски раствора в желтую. б) Смешивают раствор фиолетового соединения марганца с пероксидом водорода, при этом раствор обесцвечивается и происходит выделение газа. (7—10—76) 1-129. При добавлении пероксида водорода к аммиачному раствору оксида серебра выпадает осадок. Объясните происходящие процессы и напишите уравнение соответствующей реакции, (2—10^76) 1-130. Между какими из перечисленных в скобках веществ возможны реакции (оксид цинка, серная кислота, едкий натр, фосфорный ангидрид)? Приведите уравнения реакций и укажите, в каких условиях они могут быть проведены. (4—8—73) 1-131. Напишите молекулярные и ионные уравнения и укажите условия протекания реакций, возможных между следующими веществами: оксид меди, диоксид марганца, соляная кислота, диоксид кремния, гидроксид кальция. (4—9—73) 1-132. Какие из названных веществ могут реагировать между собой: вода, соляная кислота, хлорид кальция, едкое кали, гидроксид железа (III), углекислый газ, сульфат магния, медь, гидроксид бария? Напишите уравнения происходящих реакций. (5—8-65) 1-133. Между какими веществами возможно химическое взаимодействие: хлористый аммоний, серная кислота, гидроксид кальция, фосфорнокислый натрий, уголь? Приведите уравнения 2* 19
соответствующих реакций й условия их протекания. (2—9—72) 1-134. Между какими из перечисленных веществ возможно химическое взаимодействие: карбонат аммония, соляная кислота, гидроксид бария, фосфат кальция, железо? Приведите уравнения, соответствующих реакций и укажите условия их протекания. (2—9—72) 1-135. В состав шихты для производства цементного клинкера входят оксиды элементов кальция, кремния, железа, алюминия, магния. Какие химические реакции могут происходить при обжиге шихты? Напишите уравнения реакций. (1—8—76) 1-136. Могут ли одновременно присутствовать в смеси следующие вещества: I) сероводород и сернистый газ; 2) кислород и хлор; 3) иодоводород и хлор; 4) аммиак и хлороводород; 5) диоксид азота и иодоводород? Дайте мотивированный ответ с уравнениями реакций. (3—9—67) 1-137. Между какими из следующих соединений возможны химические реакции: оксид стронция, оксид селена (VI), тяжелая вода, бромид галлия (III), селеноводоряд? Напишите формулы названных соединений и уравнения возможных реакций. Отв^т обоснуйте. (4—8т-74, 5—10—76) 1-138. В лаборатории имеются порошкообразный металлический цинк и раствор хлорида алюминия, раствор бисульфита натрия и баритовая вода. Укажите, между какими из названных реагентов могут происходить химические реакции. Напишите все возможные уравнения реакций между этими веществами. (3—9—73) 1-139. Где применяются нитрит, сульфид и пероксид натрия, сероуглерод, хлорная известь? Какие меры предосторожности и почему следует соблюдать при работе с ними? Ответ иллюстрируйте уравнениями реакций. (6—9—70) 1-140. В лаборатории имеются концентрированная серная кислота, нитрат калия, негашеная известь, серный цвет, едкий натр и, конечно, вода. Смешение каких из этих веществ и приготовление каких растворов требуют особых мер предосторожности? Каких? Приведите уравнения соответствующих реакций. (6—8—72) 1-141. Приведите примеры растворов, при сливании попарно которых происходит выделение газа. Напишите необходимые уравнения реакций. (6—8—69) 1-142. Как можно объяснить появление дыма при сжигании на воздухе: а) фосфора, б) серы? Дайте мотивированный .ответ. (4—8—73) 1-143. При нагревании смеси двух твердых веществ выделяется газ. Какие вещества могли быть смешаны, если известно, что ни одно из них само по себе при нагревании не выделяет газообразных веществ? Приведите уравнения возможных реакций. (6—8—71) 20
1-144. Приведите максимально возможное число примеров химических реакций между газообразными при нормальных условиях веществами, в результате которьнс образуются твердые (при комнатной температуре) вещества. (6—8—72) Ы45. Почему при прибавлении нескольких капель раствора соли цинка к раствору щелочи не получается никакого осадка, тогда как прибавление нескольких капель раствора щелочи к раствору соли цинка вызывает образование осадка? Напишите уравнения соответствующих реакций^ (3—10—67) 1-146. Можно ли при взаимодействии двух водных растворов получить практически чистую воду? (2—8, 9—66 заочн.) 1-147. При сливании двух неизвестных растворов получена обыкновенная соленая вода — раствор поваренной соли. Укажите не менее пяти пар исходных растворов, для которых справедливо это. Ответ иллюстрируйте уравнениями реакций. (6—8—68) 1-148. К неизвестному прозрачному водному раствору прибавили водопроводной воды. При этом раствор помутнел. Проанализируйте все возможные причины помутнения раствора и выскажите гипотезы о том, что могло содержаться в исходном растворе? (6—9—69) 1-149. На школьных химических вечерах часто показывают химический опыт, заключающийся в том, что лист бумаги или ткань, на которую растворами бесцветных соединений нанесен рисунок или портрет, опрыскивают из пульверизатора некоторым раствором или погружают в него. При этом на бумаге (ткани) появляется цветное изображение. Предложите невидимые краски" и растворы, которые помогут при проведении этого опыта. (6—8—72) 1-150. В три пробирки налит раствор одного и того же вещества, обладающего свойствами окислителя. Во все три пробирки добавили раствор второго соединения, обладающий свойствами восстановителя. В одну из пробирок добавлен раствор кислоты, в другую — раствор щелочи. Изменится ли окраска растворов, содержащихся во всех пробирках? Проанализируйте возможные варианты ответа и дайте мотивированный ответ, иллюстрированный уравнениями возможных реакций. (6—9—72) 1-151. В пробирке находится неизвестный раствор синего цвета. При добавлении к нему обычной водопроводной воды раствор изменил окраску на розово-красную. Предложите возможные объяснения этого явления. (6—8—69) 1-152. Что наблюдает экспериментатор при длительном пропускании углекислого газа через известковую воду, в которую предварительно был добавлен фенолфталеин? Напишите уравнения происходящих реакций. (1—9—76) 21
1-153. При добавлении нескольких капель раствора соляной кислоты к насыщенному раствору хлорида серебра раствор мутнеет, но если добавить значительное количество соляной кислоты, раствор вновь становится прозрачным. Объясните эти явления. (2—9—71 заочн.) 1-154. Оксиды металлов часто получают термическим разложением солей. Всегда ли нагреванием солей можно получить основной оксид? Можно ли при этом получить несолеобразую- щие оксиды? Дайте мотивированный ответ и напишите уравнения соответствующих реакций. (6—8—71) 1-155. Можно ли из двух солей получить кислоту, из, двух кислот получить соль, из двух оснований получить также соль, из двух солей — основание? Если все или часть названных процессов возможны, напишите уравнения соответствующих реакций и объясните происходящие явления. (6—9—72) 1-156, Какие вы знаете способы добывания огня? Напишите химические реакции, происходящие при этом. (2—8, 9—66 заочн.) 1-157. Иногда в целях получения интенсивного источника света пользуются электрической дугой. Рассмотрите, является ли данный процесс физическим или химическим в реальных условиях. (6—10—70) 1-158. Отмерьте мерным цилиндром и налейте в стакан 50 мл раствора хлорида кальция (р 1,01 г/см3). Нагрейте раствор, прибавьте к нему избыток раствора соды (до прекращения выпадения осадка) и нагрейте раствор с осадком почти до кипения. В основе какого технологического процесса лежит эта операция? Какой продукт и в каком количестве выделяется при этом опыте? (5—8—66 заочн.) 1-159. В алхимическом * сочинении Василия Валентна «О великом камне мудрецов» (XV в.) описан способ получения «соляного спирта» взаимодействием железного купороса с поваренной солью. Напишите уравнение, укажите условия и объясните протекание реакции. (4—8—76) 1-160. В XVII в. Глаубер получил «соляной спирт», прокаливая в печи влажную соль, железный купорос и квасцы. Какие реакции при этом происходили и что представлял собой «соляной спирт»? Как это вещество называется сейчас и какие источники его получения в технике вы знаете? Ответ иллюстрируйте уравнениями реакций. (6—10—68) 1-161. Не можете ли вы объяснить, почему врачи при изжоге прописывали пациентам прием белой магнезии и почему гимнасты перед выполнением упражнений на брусьях или перекладине натирают руки жженой магнезией? (6—9—67) 1-162. В двух параллельных классах, расположенных один против другого, проходили одну и ту же тему по химии, но один класс несколько отстал от другого. В каждом из них ве- 22
лись опыты и в воздухе появились неприятно пахнущие газы. По окончании урока двери обоих классов оставили открытыми, однако в коридоре ни тот, ни другой газ практически не чувствовались. Что это за газы и что с ними произошло? Известны ли вам подобные явления в природе? (5—9—66) 1-163. Как с помощью химических реакций очистить яйцо от скордупы, не разбивая ее? (2—8—6 заочн.) 1-164. Как вывести с белой материи пятна от ляписа, иода, перманганата калия, ржавчины? (2—8, 9—66 заочн.) 1-165. В одном из фантастических романов описывается следующий процесс: «...ученый приготовил в кювете всесокрушающую смесь, известную под названием «царской водки», и погрузил в нее золотую нобелевскую медаль. Медаль покрылась пузырьками, которые сначала медленно, а потом все быстрее выскакивали на ее поверхности. Кювета начала кипеть пузырьками водорода...» Какие химические ошибки допущены в указанном отрывке? Какими способами из полученного раствора можно выделить золото и изготовить новую медаль? (5—10—65) 1-166. Если предположить, что осколки Тунгусского метеорита, взорвавшегося в 1908 г., попали в землю, то не можете ли вы сказать, какие химические процессы произошли с этими осколками за время их пребывания в земле? В состав метеоритов обычно входят: железо, магний, никель, кремний; почвы в районе взрыва кислые, глубина залегания осколков не более 0,3 м. (2—8—71 заочн.) 1-167. Почему порошок красного фосфора при хранении на воздухе становится влажным? Как можно его очистить, получив сухой красный фосфор? Ответ желательно дать на известном вам иностранном языке. (5—10—65, 6—10—70) 1-168. Опишите явления, которые будут происходить при действии концентрированной серной кислоты на фторид, хлорид, бромид и иодид натрия. Какие галогеноводороды можно количественно получать, используя эти вещества? (4—8—74) 1-169. Как объяснить, что никелированный чайник или другой сосуд, Покрытый никелем, при нагревании открытым пламенем постепенно теряет металлический блеск, причем в почерневшем слое ,на поверхности сосуда не обнаруживается заметных количеств соединений никеля? Как можно восстановить никелевое покрытие? (2—8, 9, 10—69 заочн.) Ы70. Что произойдет при добавлении водного раствора хлорида аммония к водному раствору силиката натрия? Напишите уравнения возможных реакций. (4—10—70) 1-171. Что происходит с водным раствором силиката натрия при его хранении на воздухе в открытом сосуде? Обсудите возможные реакции и напишите их уравнения. (4—10—70) 1-172. В процессе производства поташа водный раствор гид- 23
рохарбоната калия обрабатывают водной суспензией оксида магния. Напишите уравнение и объясните протекание реакции. (1—9—76) 1-173. Одним из промышленных способов получения едкого натра служит ферритный способ, заключающийся в сплавлении оксида железа (III) с содой и обработке полученного вещества водой. Напишите и объясните протекание происходящих при этом реакций. (2—9—76) Ы74. В жесткой воде железо обычно присутствует в виде гидрокарбоната железа (II). При хранении такая вода мутнеет, приобретая слабую окраску. Какие химические реакции и почему при этом происходят? (2—10—76, 3—9—76) 1-175. Коагулирование коллоидных примесей в технической воде осуществляют добавлением к ней сульфата алюминия. Образующийся хлопьевидный гидроксид алюминия обволакивает коллоидные частицы и вызывает их осаждение. Объясните образование гидроксида алюминия в воде в результате реакции. (4-110—76) 1-176. При сливании на холоде водных растворов уксуснокислого свинца и хлористого алюминия выпал осадок. Жидкость с осадком етагрели до кипения. Напишите уравнения реакций всех происходящих при этом процессов. Ответ поясните. (4—9—75) 1-177. Что происходит при взаимодействии гипса с концентрированным раствором соды? Можно ли, используя этот процесс, превратить гипсовый предмет в мраморный? Ответ поясните. (4-^9—75) 1-178. Какие реакции могут протекать при сливании водных растворов хлорида меди (II) и бисульфита кальция? Напишите уравнения возможных реакций и обсудите их. (6—8—75) . 1-179. При смешении растворов сульфата цинка, нитрата хрома (Ш), железного купороса или хлорида железа (III) (растворы А) с растворами соды или сульфида натрия (растворы В) выпадают осадки. Что они собой представляют? Зависит ли состав этих осадков от порядка смешения растворов, т. е. прибавляют медленно раствор А к раствору В или, наоборот, раствор В к раствору А? Напишите уравнения соответствующих реакций. (6—9—75) 1-180. Какие изменения могут происходить при длительном хранении в открытых сосудах хлорной, бромной, сероводородной, известковой, баритовой и аммиачной воды? (6—9—67) 1-181. Что будет наблюдаться при растирании в ступке порошков фенолфталеина и кристаллической соды? Ответ поясните. (2—9—73) 1-182. При растирании в ступке порошков иодида калия и нитрата свинца появляется желтое окрашивание. Если вместо нитрата свинца взять хлорид свинца, то .окраска появляется 24
медленнее. В случае карбоната, свинца окраска не появляется вовсе. Кроме того, замечено, что если взять свежеперекристал- лизованный иодид калия, то окраска появится намного быстрее, чем с иодидом кадия, стоявшим в эксикаторе над серной кислотой. Какие выводы можно сделать по этим экспериментальным данным? (6—10—67) 1-183. Что произойдет при длительном пропускании смеси хлороводорода, сероводорода и азота через растворы: 1) сульфита натрия, 2) щелочи, 3) хлорида железа (III), 4) железного купороса? Напишите уравнения возможных реакций. (2—9—67) 1-184. Какие реакции могут происходить, если пропускать фтор через водный раствор хлорида и иодида натрия? Ответ обоснуйте и напишите уравнения возможных реакций. (4—9—71) 1-185. Через водный раствор бромида калия в течение длительного времени пропускали хлор. Какие вещества могут быть обнаружены при химическом анализе полученного раствора? Напишите уравнения возможных реакций. (2—10—72) 1-186. Что наблюдается при постепенном прибавлении хлорной воды к водному раствору иодида калия, содержащему небольшое количество крахмала? Приведите уравнения реакций. (2—10—72) 1-187. Через водный раствор карбоната калия, нагретый до кипения, пропускают газообразный хлор. Найдите способ определения конца химической реакции, происходящей при этом. При решении задачи вы можете пользоваться общедоступными реактивами или простейшими физическими приборами. Опиши-- те, что вы будете наблюдать в момент окончания реакции по предложенному вами методу. (3—9—68) Ы88. Будут ли отличаться продукты сгорания кальция в кислороде и в воздухе? Напишите уравнения реакций, простейшие структурные (графические) формулы образующихся соединений и дайте объяснение на основе размещения реагирующих элементов в периодической системе Д. И. Менделеева. (5—10—66) 1 -189. Какие продукты могут получиться в реакции поликонденсации однозамещенного фосфата натрия? (4—10—70) 1-190. Какие продукты могут получиться в реакции поликонденсации кремневой кислоты, если ее формулу можно написать в виде Н45Ю4? (4—10—70) 1-191. Ученик, желая внести в почву азотное удобрение, полил цветок раствором нитрата бария. Растение погибло. Почему? Как можно было спасти растение? (4—8—72) 1-192. Повышается или понижается кислотность почвы при использовании в качестве удобрений сульфата аммония? нитрата кальция? нитрата аммония? Ответ поясните. (4—9—76) 25
1-193, При стоянии железистых минеральных вод из них выделяется осадок. Как избежать этого явления? Объясните процессы, протекающие при этом. (2—8—71 заочн.) 1-194, Один юный химик, проводя анализ бесцветного раствора, не содержащего осадка, определил наличие ионов калия, аммония, железа (И), гидроксида, перманганата, сульфида. Какие ошибки допустил химик? Ответ иллюстрируйте необходимыми уравнениями реакций. (3—10—66, 2—9—73) 1-195. Один юный химик, проводя анализ бесцветного раствора, не содержащего осадка, определил наличие следующих ионов: натрия, меди (II), водорода, железа (III), нитрата, сульфита, сульфида-. Напишите уравнения реакций, показывающих, какие ошибки допустил юный химик. (2, 3—10—66) 1-196. Какие реакции могут произойти, если к каждому из следующих растворов-1—хлорида меди (II), нитрата железа (III), известковой воды — прибавить раствор гидросульфида натрия? (6—9—71) 1-197. Кристаллы алюмокалиевых квасцов сильно нагрели; на полученный продукт нанесли каплю 'воды; испытали раствор продукта в воде на лакмус; на раствор подействовали аммиаком. Опишите происходящие явления, объясните их и напишите уравнения реакций. (2—9—66) 1-198. К раствору, содержащему ионы серебра, меди (II), железа (III) и кальция, прибавили избыток раствора хлорида натрия. Образовавшийся осадок А отфильтровали и к фильтрату добавили избыток сероводородной воды. После отделения образовавшегося осадка В к фильтрату прилили раствор соды, в результате чего выпал осадок С. Каков состав осадков А, В и С? Приведите уравнения реакций. (4—9—70) 1-199. К раствору, содержащему ионы ртути (I), железа (III) и бария, прибавили избыток раствора хлорида калия. Образовавшийся осадок А отфильтровали и к фильтрату добавили избыток раствора сульфида натрия. После отделения вновь образовавшегося осадка В к фильтрату прилили раствор серной кислоты, в результате чего образовался осадок С. Каков состав осадков? Приведите уравнения реакций. (4—9—70) 1-200. В одной реторте прокалили при 900°С известняк, во второй — при 120°С гипс. Полученные после прокаливания вещества обработали водой так, чтобы получилась густая кашица. Сосуды оставили в открытых стаканах на длительное время. Опишите явления и процессы, которые происходят с содержимым каждого стакана и подтвердите ответ уравнениями реакций. Где применяются упомянутые в задаче вещества? Изменится ли что-нибудь в этих процессах, если при прокаливании гипса поднять температуру выше 300—400°С? (3—8—69) 1-201. Через 5%-ный раствор едкого барита пропускали ток сероводорода до насыщения раствора. Полученный раствор при- 26
бавили к равному объему 30%-ной пергидроли, образовавшуюся смесь оставили на 10 суток при комнатной температуре, а затем отфильтровали выпавший осадок. К фильтрату добавили небольшое количество известковой воды. Что будет наблюдаться при этом? Объясните процессы, напишите уравнения реакций. (3—8—71) 1-202. Образец нитрата бария сильно прокалили, а затем продукты разложения медленно охладили в токе кислорода. Образовавшееся*вещество осторожно при охлаждении добавили к разбавленной серной кислоте, осадок отфильтровали и к фильтрату добавили каплю раствора перманганата калия. Что будет при этом наблюдаться? Напишите уравнения всех возможных реакций и дайте необходимые пояснения. (6—9—71) 1-203. При производстве фосфора в электропечи обычно используют шихту, состоящую из фосфорита, песка и угля. Какие изменения в химическом процессе могут происходить, если в реактор ввести смесь, не содержащую какого-либо из указанных компонентов? Напишите уравнения реакций. (6—9—74) 1-204; При нагревании ортофосфорной кислоты с избытком поваренной соли образуются два новых соединения. Если каждое из них выделить количественно и растворить в воде, то из полученных растворов при добавлении избытка раствора питьевой соды выделяется одинаковое количество газа. Дайте объяснение этому факту. Отразится ли на результате опыта замена питьевой соды на кальцинированную или на бисульфит натрия? (6—9—74)
Глава 2 КАЧЕСТВЕННЫЙ АНАЛИЗ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ 2-1. Как можно отличить металл от неметалла? Предложите максимальное число способов. Приведите примеры. (4—8—70) 2-2. Как можно отличить соль от оксида? Предложите максимальное число способов. Приведите примеры. (4—8—70) 2-3. Под действием каких веществ изменяется окраска иодкрахмальной бумаги (бумаги, пропитанной одновременно растворами крахмала и иодида калия)? Приведите уравнения реакций. (4—9—70) 2-4. Не пользуясь реактивами (по внешним признакам), распознайте концентрированные кислоты — соляную, серную и азотную. Ответы мотивируйте. (5—8—66 эксп.) 2-5. В трех сосудах находятся углекислый газ, водород и окись углерода. Как можно различить эти газы? (6—8—67) 2-6. В двух сосудах находится кислород и закись азота. Как самым простым способом их различить? (2—9—68 заочн.) 2-7. Как определить примесь кислорода в углекислом газе? (2, 3—9—66) 2-8. Как определить примесь хлора в хлороводороде? (2, 3-9—66) 2-9. Три газометра заполнены неизвестными газообразными веществами. Определите, какой газ находится в каждом из газометров. Экспериментально докажите, что газ с наименьшей плотностью легче воздуха. (6—9—76 эксп.) 2-10. В пяти сосудах находятся одинаковые по массе количества бромоводорода, иодоводорода, фтороводорода, кислорода и озона (условия нормальные). Не прибегая к помощи других химических реактивов, различите предложенные вещества. (5—10—65) 2-11. Предложите принципиальную схему устройства, которое могло бы автоматически подавать звуковой или световой сигнал при появлении в атмосфере хлора. Объясните принцип его действия. (6—9—70) 28-
2-12. Предложите принципиальную.схему устройства, которое могло бы автоматически подавать звуковой или световой сигнал при появлении щелочи в воде, выходящей из химического реактора. Объясните принцип действия этого устройства. (6—8—70) 2-13. Назовите максимальное (но не более 10) число различных газообразных при комнатной температуре веществ. Как их можно различить между собой, если ими заполнены сосуды без надписей? Какие способы получения этих газов вам известны? (4—8—73) 2-14. Определив, в какой из предложенных вам склянок находится нитрат меди (II), получите из него несколькими методами 0,2 г меди. (6—9—7Гзксп.) 2-15. К раствору некоторого зещества А последовательно добавьте серную кислоту, избыток растворов едкого натра, уксусной кислоты до кислой реакции и сульфида аммония. По характеру наблюдаемых изменений определите, какой катион входит в состав соли и напишите ионные уравнения проделанных реакций. (6—9—67 эксп.) 2-16. Юный химик для получения силиката меди (II) взял некоторое количество раствора медного купороса и к нему по каплям при перемешивании медленно добавил раствор растворимого стекла, длительное время стоявшего в лаборатории в неплотно закрытой склянке. Выпавший осадок он отфильтровал, высушил на воздухе и поместил в коллекцию-препаратов под названием «Чистый силикат меди (II)». Исследуйте экспериментально образец такого препарата, установите, что содержится в образце, и предложите способ получения химически чистого препарата силиката меди (II). (5—9—75 эксп.) 2-17. Даны два вещества. Одно из них находится в водном растворе. При действии раствора на сухое вещество выделяется газ. Установите, какой это газ. Соберите его. Используя имеющиеся реактивы, определите, какие исходные вещества были вам выданы. (5—9—66. эксп.) 2-18. В лаборатории имелись только растворы едкого на* тра и сульфата алюминия. Как, располагая только одной пустой пробиркой, определить, в какой из склянок содержится каждый из имеющихся двух растворов? Напишите уравнения соответствующих реакций. (6—8—71) 2*19. Имея в своем распоряжении воду и соляную кетслоту, найдиде среди выставленных твердых веществ следующие: хлорид кальция, карбонат кальция, хлорид серебра. (5—8—66 эксп.) 2-20. Выданы три металла — цинк, железо, медь,— а также концентрированная азотная кцелота и разбавленные растворы соляной кислоты и едкого натра. Определите, в каком из сосудов находится каждый из металлов, используя только выдан- 29
ные реактивы. Объясните проведенные реакции и напишите их уравнения. (6—9—67 эксп.) 2-21. Имеются три сплава: припой, латунь и бронза. Какие реакции нужно провести, чтобы определить каждый из сплавов? Напишите уравнения реакций. (2—8—71 заочн.)' 2-22. В банках без этикеток находятся удобрения: нитрат аммония, хлорид калия и нитрат калия. Как распознать эти вещества? Опишите ход работы. Какие элементы, необходимые для растений, входят в эти соли и какое влияние они оказывают на их развитие? (5—8—66) 2-23. В трех сосудах находятся гипс, мрамор и известь. Как их можно различить? Дайте мотивированный ответ^(3—8—67) 2-24. Как можно различить глауберову соль, английскую соль и жженую магнезию? Предложите план работы и напишите уравнения реакций. (3—8—67) 2-25. Какими химическими методами наиболее простым способом, используя дополнительно лишь одно какое-либо общедоступное неорганическое соединение, вы отличите растворы стиральной, питьевой и каустической соды? (6—8—68) 2-26. В четырех пробирках находятся фосфорнокислая медь, азотнокислый кальций, фосфорнокислый кальций и азотнокислая медь. Предложите простейший способ определения этих соединений. (6—8—67) 2-27. Имеются следующие вещества: соляная кислота, поваренная соль, кварц, едкий натр. С помощью каких химических реакций и по каким признакам их можно различить? (2—8—72) 2-28. Имеются следующие вещества: окись магния, пяти- окись фосфора, гидроокись бария и сернокислый натрий. С помощью каких химических реакций их можно различить? (2—8—72) % 2-29. В четырех пробирках находятся твердые вещества — известняк, сульфат кальция, хлорид меди (II) и сульфат меди (II). Как и в какой последовательности можно определить, в какой пробирке находится какое вещество? (2, 3—8—66) 2-30. В четырех пробирках находится оксид меди (II), сажа, хлорид натрия и хлорид бария. Как и в какой последовательности определить, в какой пробирке находится каждое из названных веществ? (2, 3—8—66) 2-31. В йяти склянках содержатся растворы следующих веществ: соляной кислоты, сульфата натрия, карбоната ,калия, хлорида бария, сульфата железа (II). Установите, в какой из склянок находится каждый из этих растворов. Напишите уравнения реакций. (6—8—71 эксп.) 2-32. В склянках без этикеток находятся растворы следующих веществ: хлорида бария, соляной кислоты, серной кислоты, сульфата калия, хромата калия. Проверьте, что находится 30
в каждой склянке, и сделайте соответствующие надписи. (5—9—66 эксп.) 2-33. В склянках без подписей находятся алюминиевая, железная, медная, аммонийная и свинцовая соли неизвестной кислоты. Определите, что это за кислота и какая именно соль находится в каждой склянке, (3—9—67 эксп.)' 2-34. В пронумерованных сосудах находятся шесть из перечисленных ниже 12 веществ: медный купорос, сульфат натрия, поваренная соль, хлорид меди (II), сульфит натрия, питьевая сода, бромид калия, основной карбонат меди (малахит), гипс, сильвинит, гашеная известь, хлорид цинка> Используя имеющиеся в лаборатории реактивы и оборудование, определите, какие именно вещества предложены вам для определения и в каких сосудах они находятся. Напишите уравнения реакций, с помощью которых вы определили каждое из веществ. (6—8—76 эксп.) 2-35. В шести пронумерованных* сосудах находятся нитраты меди, аммония, серебра, натрия, калия, свинца. Определите, в каком из сосудов находится какая соль. Получите из этих солей, когда это возможно, и соберите чистый кислород. (6—9—71 эксп.) 2-36. В семи пронумерованных пробирках находятся неорганические вещества (соли, основания, оксиды). Определите, какие соединения вам предложены для анализа, если в качестве катионов могут быть ионы аммония, натрия, кальция, бария, железа (II), железа (III), хрома (III), меди и свинца, а анионами могут быть нитрат, хлорид, иодид, роданид, карбонат, сульфат. Напишите уравнения реакций, с помощью которых вы определили каждое вещество. (6—9—76 эксп.) 2-37. Как различать следующие вещества: известняк, фосфорную кислоту, медный купорос, гидроксид бария, хлорид калия, нитрат серебра, едкое кали? Предложите план анализа. (5—8—65) 2-38. В девяти пронумерованных пробирках находятся индивидуальные твердые соединения, каждое из которых содержит по одному из указанных катионов и анионов. Предложенные соединения могут быть хлоридами, бромидами, иодидами, гид- роксидами, сульфидами, сульфатами, карбонатами или нитратами. Катионы могут быть какими-либо из следующих: Аг4*, РЪ2+, Си2+, С(12+, 5Ь(У), 5п2+, Ре3+, Со2+ №2+, Мп2+, Сг*+ АР+, 2п2+, В'а3*. Установите формулы соединений, находящихся в нумерованных пробирках. При выполнении опытов можно пользоваться реагентами, находящимися на вашем столе. После опытов в пробирках должно оставаться небольшое количество исследуемого вещества. (7^— 10—75 эксп.) 2-39. Проанализируйте смесь веществ, в состав которой могут входить два из перечисленных ниже катионов и один из 31
названных ниже анионов: катионы — серебро (I), свинец (И), железо (И), хром (III), кобальт (II), алюминий (III), марганец (II); анионы -г- сульфат, хлорид, нитрат. Результаты анализа занесите в таблицу 3. В графе «Реагент» впишите формулу того специфического реагента, с помощью которого вы получили по- Таблица 3. Результаты опытоЬ ЛОЖИтельный ИЛИ отрицательный ответ, в графе +/*— обозначьте найденные вами ионы знаком «+»> а отсутствующие ионы знаком «—». Для проведения анализа разрешается использовать следующие реагенты: 2 н. соляная кислота, концентрированная и 2 н. серная кислота, 2н. уксусная кислота, едкий натр, раствор аммиака, пероксид водорода, сода, смесь нитрата калия с содой, роданид аммония, бура, фторид натрия, этанол, растворы хлорида бария, нитрата серебра, хлорида аммония, соли Мора, ализарина С. (7— 10—76) 2-40. В четырех пробирках без надписей находятся водные растворы едкого натра, соляной кислоты, поташа и сульфата алюминия. Предложите способ определения содержимого каждой пробирки. Используйте при этом минимальное количество реагентов. (4—8—76) 2-41. В пяти пробирках находятся водные растворы едкого натра, соды, иодида натрия, поваренной соли и водопроводная вода. Как можно определить содержимое каждой пробирки? Предложите план анализа с использованием возможно меньшего количества дополнительных реактивов. (2—10—72) 2-42. Используя данные растворы, определите, что находится в каждой из шести пробирок: карбонат натрия или гидро- карбонат натрия, нитрат серебра или нитрат свинца, сульфат цинка или иодид калия, хлорид никеля (II) или хлорид меди (Й), хлорид цинка или нитрат алюминия, нитрат аммония или нитрат бария. (Обозначенный порядок пар веществ не отвечает пбрядку расположения пар соединений в штативе.) Опишите проведенные вами реакции химическими уравнениями. (7—10 — 73 эксп.) 2-43. Укажите способ различения водных растворов бромида, иодида, карбоната, нитрата, сульфата, силиката, фосфата и хлорида натрия с использованием минимального количества реагентов. (4—9—76) 2-44. В пронумерованных пробирках находятся водные растворы гидроксида калия, хлорида калия и серной кислоты. Как, Ион Реагент- .4 +/- 32
имея в своем распоряжении только фенолфталеин, определить» что находится в каждой из пробирок? (1—8—76) 2-45. Имеется шесть порошкообразных веществ: гидроксид магния, гидроксид цинка, гидроксид железа (III), хлорид бария, сода, едкий натр. Как с помощью серной кислоты и воды определить указанные вещества? Напишите необходимые уравнения реакций. (6—8—74 эксп.) 2-46. В пяти пробирках содержатся растворы следующих веществ: фосфата натрия, нитрата алюминия, хлорида бария, сульфата натрия и соляной кислоты. Установите, используя только эти растворы и один индикатор, в какой из пробирок находится каждый из перечисленных растворов. Используя имеющиеся реагенты, определите концентрацию соляной кисло* ты, выданной вам для работы. '(6—9—74 эксп.) 2-47. Используя ваши знания физических свойств, а в качестве дополнительного реагента только серную кислоту, различите следующие вещества: сульфат бария, сульфат натрия, карбонат бария, карбонат натрия, сульфит бария, сахар, хлорид натрия. (2—9—76) 2-48. В трех пронумерованных пробирках находятся следу* ющие пары смесей: вариант А — сульфит цинка и бромид натрия, хлорид кальция и нитрит натрия, сульфат магния и нашатырь; вариант Б — хлорид алюминия и бромид калия, хло- К ид бария и нитрат натрия, сульфат аммония и хлорид цинка. [редложите подробный план определения: 1) какой из вариантов вам предложен; 2) какая из смесей находится в каждой пробирке. План должен быть изложен последовательно, содержать уравнения необходимых реакций и завершаться перечнем необходимых вам для работы реактивов, растворов, посуды и приборов. (4—8—71) 2-49. В пробирках за № 1—3 находится одна из следующих четырех комбинаций пар веществ: * 1) 2п504+ЫаВг, N301+03(Ж)3)2, Ме504+ЫН4С1; 2) А1С13+КВг, СаС12+ЫаШз, 2пС12-НЫН4)2304; 3) КШ3+Ыа2С03, КС1+Ме504, ЫН4С1+Ва(М03)2; 4) МеС12+КШ3, К2С03,+2п504, А!(Ж)3)з+МН4С1. Используя имеющиеся в лаборатории реактивы, определите, какой из возможных наборов вам предложен и в какой из пробирок какая смесь находится. (7—10—69 эксп.) 2-50. В трех пронумерованных пробирках находятся следу-» ющие пары смесей: вариант А — азотнокислый калий и хлористый магний, углекислый калий и сернокислый цинк, азотнокислый алюминий и хлористый аммоний; вариант Б —нитрат натрия и сода, хлорид калия и сульфат магния, хлорид аммония и нитрат бария. Предложите подробный план определения: 3 Заказ № 4074 33
а) какой из вариантов вам предложен, б) какая из смесей находится в каждой пробирке. План должен быть изложен по- следЬвательно, содержать уравнения необходимых реакций и завершаться перечнем необходимых вам для работы реактивов, растворов, посуды и приборов. (4—8—71) 2-51. В пробирке находится смесь двух солей. Определите, какие соли содержатся в смеси. (7—10—74 эксп.) 2-52, В двенадцати пробирках находятся растворы следующих солей: нитрата серебра, хлорида бария, карбоната аммония, хлорида натрия, иодида калия, хлорида цинка, хлорида аммония, нитрата свинца, нитрата алюминия, хлорида хрома (III), нитрата хрома (III), нитрата ртути (II). Докажите возможно меньшим числом операций, какое из этих веществ в какой пробирке находится, используя названные растворы и только один дополнительный реагент (по вашему выбору). Напишите формулу соединения против номера соответствующей пробирки. Опишите химическими уравнениями -проведенные вами реакции. (7—10—73 эксп.) 2-53, В четырех сосудах находятся растворы сульфата, сульфида, тиосульфата и сульфита натрия. Как, используя дополнительно только раствор иода в водном растворе иодида калия, определите, какой реактив находится в каждом сосуде? (3^9—71) 2-64. В четырех пробирках находятся прозрачные 1 М растворы четырех веществ. Известно, что в растворах этих веществ можно обнаружить катионы цинка, бария, водорода и натрия, анионы хлорида, сульфата и карбоната, причем каждый из названных ионов входит в состав по крайней мере одного вещества. Как, ненрибегая к помощи других реактивов, определить, какое соединение находится в каждой из пробирок? Дайте мотивированный ответ. (6^-9—75) 2-5Б, Можно ли, используя только один химический реактив, различить водные растворы сульфатов серебра, калия, магния, кальция, алюминия и аммония? Как это сделать? Если это невозможно, укажите дополнительные необходимые реактивы и опишите ход анализа. Приведите уравнения соответствующих химических реакций. (6—8—72) 2-56. В четырех сосудах находятся четыре различных вещества. В ходе анализа один ученик установил, что эти вещества принадлежат к соединениям кальция, бария, магния, натрия или калия, а второй ученик обнаружил, что те же соединения могут быть сульфатами, хлоридами или карбонатами. Предложите подробный план определения, какое именно вещество находится в каждом из сосудов. Напишите необходимые уравнения реакций. (3—8—72) 2-67. При предварительном анализе четырех неизвестных веществ было установлено, что они могут относиться к соеди- 34
нениям калия, магния, цинка, меди или бария. С другой стороны, анализируемые соединения могут быть хлоридами, бромидами, карбонатами, сульфатами и гидроксидами. Предложите подробный план определения каждого из возможных веществ, чтобы получить однозначный ответ, какие именно соединения находятся в каждом сосуде. Напишите сокращенные ионные уравнения реакций, используемых вами для анализа. (3— 9—72) 2-58. В четырех пробирках находятся соляная кислота, мелко измельченный кварц, едкий натр, поваренная соль (часть веществ в растворах). Предложите не менее трех способов определения этих веществ без помощи каких-либо других дополнительных реактивов. Дайте подробный план анализа с уравнениями необходимых реакций или объяснением используемых приемов. (3—8—69) 2-59. В четырех пробирках находятся растворы нитрата магния, фосфорной кислоты, глауберовой соли и баритовая вода. Предложите план анализа для установления содержимого каждой пробирки. Можно ли различить эти вещества, не прибегая к помощи других реактивов? (5—8—66) 2-60. В четырех занумерованных пробирках находятся растворы следующих веществ: соляной кислоты, поташа, нитрата серебра и бромида натрия. Определите, в какой из пробирок находится каждый из растворов, используя их в качестве реактивов. (3—8—76 эксп.) 2-61. В четырех колбах без этикеток находятся 5%-ные растворы сульфата натрия, едкого натра, хлорида бария и сульфата цинка. Определите содержимое каждой из колб, не прибегая к помощи других реактивов и физических методов анализа. (3—9—75 эксп.) 2-62. В четырех склянках находятся растворы гидроксида бария, сульфата цинка, карбоната натрия, серной кислоты. Нужно определить содержимое склянки, не прибегая к помощи никаких других реактивов. Напишите необходимые уравнения реакций и укажите, по каким характерным изменениям вы будете проводить анализ. (1—10—74) 2-63. В четырех пробирках без надписей находятся водные растворы хлорида бария, серной кислоты, сульфата натрия и карбоната натрия. Предложите способ определения содержимого каждой пробирки. Можно ли это сделать., не используя дополнительных реактивов? Напишите уравнения реакций. (1—9—76) 2-64. В четырех склянках находятся растворы хлорида каль* ция, карбоната натрия, фосфата натрия и соляной кислоты. Нужно определить, какое вещество находится в каждой склянке, не прибегая к помощи никаких других реактивов* (1— 10—71) 3* 35
.2-65. В четырех сосудах без надписей находятся следующие водные растворы солей натрия: карбонат, гидрокарбонат, гидрофосфат и ди гидрофосфат. Как установить содержимое каждого сосуда, воспользовавшись только названными растворами и пустыми пробирками? Какое минимальное количество дополнительного оборудования и реактивов позволит упростить решение задачи? (6—10—73) 2-66. В четырех пробирках без надписей находятся растворы хлористого натрия, белильной извести, сернокислого натрия, йодистого кальция. Как, не прибегая к помощи других реагентов, химическими способами определить, какое из веществ находится в каждой пробирке? Напишите уравнения соответствующих реакций и укажите признаки, по которым вы будете вести определения. (6—8—74) 2-67. В выданных пробирках находятся растворы серной кислоты, нитрата натрия, хлорида бария, хлорида магния, сульфата серебра. Пользуясь только индикаторной бумагой и взаимными реакциями между указанными растворами, определите, какой именно из растворов находится в каждой пробирке. (5—10—65 эксп.) 2-68. Даны разбавленные растворы следующих веществ: соляной кислоты, сульфата натрия, карбоната калия, гидрокси- да бария, фторида серебра. Как распознать эти вещества, не используя дополнительных реагентов? Напишите уравнения реакций. (1—10—74) 2-69. В пяти пробирках содержатся растворы следующих веществ: соляной кислоты, сульфата натрия, карбоната натрия, нитрата алюминия, хлорида бария. Используя только эти растворы, установите, в какой из пробирок находится каждый из перечисленных растворов. Используя дополнительные реактивы, определите концентрацию выданной вам серной кислоты. (6— 9—74 эксп.) 2-70. Как распознать без помощи дополнительных реактивов водные растворы следующих веществ: хлорида кальция, хлорида меди (II), едкого натра, хлорида цинка, соды, соляной кислоты? Составьте план анализа и напишите уравнения соответствующих реакций. (4—8—72) 2-71. В пяти пробирках находятся разбавленные растворы сернокислого, углекислого, хлористого, бромистого и йодистого натрия. Можно ли различить эти растворы, используя только названные вещества? Укажите минимальное количество дополнительных реагентов, необходимых для проведения анализа, напишите уравнения всех используемых вами реакций и укажите характерные изменения, по которым вы определите каждое из веществ. (6—8—71) 2-72. В склянках без этикеток находятся растворы следующих веществ: нитратов свинца и железа (III), пероксида водо- 36
рода, иодида калия, сульфида аммония, гидроксида натрия. Используя реакции между этими растворами, назовите, в какой из склянок находятся названные растворы. Напишите уравнен ния реакций, составьте план анализа и проведите опыты. (6—9—67 эксп.) 2-73. В склянках без этикеток находятся растворы следую* щих веществ: медного купороса, едкого натра, хлорного желе* за, аммиака, азотнокислого аммония, роданистого аммония. Экспериментально определите, в какой из склянок находится каждый из указанных растворов. (6—9—67 эксп.) 2-74. Имеется шесть пробирок с растворами нитрата сереб*. ра, хлорида натрия, соляной кислоты, хлорида бария, сульфата натрия, карбоната натрия. Определите содержимое каждой из пробирок, не прибегая к помощи дополнительных реактивов. Напишите необходимые уравнения реакций и укажите, по ка« ким характерным признакам вы провели определения. (6—8— 74 эксп.) 2-75. В шести пронумерованных пробирках находятся разбавленные водные растворы гидроксида бария, сульфатов магния и железа (II), карбоната натрия, нитрата свинца и азотной кислоты. Не прибегая к помощи других реактивов, определите, в какой пробирке находится каждый из названных растворов. (3—9—75 эксп.) 2-76. Имеется шесть пробирок с растворами соляной кислоты, серной кислоты, азотнокислго бария, углекислого натрия, сернокислого натрия и азотнокислого серебра. Определите содержимое каждой из пробирок не прибегая к помощи дополнительных реактивов. Опишите проведенную работу, приведя необходимые уравнения реакций. (6—8—74 эксп.) 2-77. В шести выданных пронумерованных пробирках находятся водные растворы соединений, формулы которых АбМОз, НС1, Ад2504, РЬ(Ы03)2, Ш4ОН, ЫаОН. Проведите их взаим^ ные реакции и по ним установите, под каким номером находит* ся каждое из указанных соединений. (Предупреждение: использование других реактивов не разрешается.) Порядок оформления. Напишите наблюдения в квадратики под диагональю таблицы, используя следующие обозначения:* образование белого осадка |, образование окрашенного осадка Ц, образование водорастворимых комплексов [ ], выделение газа \. На основании наблюдений заполните нижнюю строку таблицы, затем напишите формулы образующихся осадков, газов и комплексных ионов в соответствующие квадратики над диагональю таблицы. (7—10—75 эксп.). Образец оформления для одного из вариантов задачи показан на рисунке 1. 2-78. В шести пробирках находятся водные растворы хлорида, нитрита и сульфата аммония, нитрата серебра, хлорида бария и едкого натра. Можно ли определить содержимое каж- 37
№ 1 \ 2. 3 , 4 5 В Формула _/ ♦ нИ ♦ ♦ * — А{>2504 2 Р6$04 ♦ ♦ [] * - Рб(Ю,у 3 А%(Щ?г Р8(0Н)2 ♦ — и [] *%Н20' 4 АдгО Р6(0Н)4*- ИН, — н ЫаОН 5 Ад се рвсе2 — — — * нее 6 — — А§(МН,)Г А?гО ЦК Ад N0, Рис. 1 дой пробирки, не прибегая к помощи других реактивов? Если это сделать невозможно, предложите план определения названных веществ, используя минимальное количество других реактивов. Напишите соответствующие уравнения реакции. (2— 10-72) 2-79. В шести пробирках находятся бесцветные растворы хлорида натрия, хлорида бария, нитрата бария, сульфата серебра, серной кислоты и дистиллированная вода. Каким образом можно определить содержимое каждой пробирки, используя только указанные в задаче растворы? Предложите последовательный ход анализа, (5—9—65) 2-80. В шести пронумерованных пробирках находятся разбавленные растворы следующих веществ: гидроокиси бария, железного купороса, сернокислого магния, соды, нитрата свинца и азотной кислоты. Определите, в какой из пробирок находится каждый из растворов, пользуясь в качестве реагентов только этими растворами, (3—9—76 эксп.) 2-81. В семи склянках находятся разбавленные растворы сульфита, хлорида, иодида и роданида калия, нитрата серебра, хлорида железа (III) и иода в растворе иодида калия. Предложите способ определения каждого из названных веществ, если в вашем распоряжении нет никаких других реактивов. Напишите необходимые уравнения реакций. (3—9—71) 2-82. В склянках без надписей имеются растворы соляной и серной кислот, вода, а также сухие соли: карбонат серебра, нитрат и иодид бария, карбонат и бромид кальция. Не прибегая к действию других химических реактивов, кроме упомянутых, или продуктов их взаимодействия, определите возможно 38
большее число веществ. Напишите уравнения реакций и ука- жите признаки, по которым вы проводили определение веществ. (6—10—73) 2-83. В семи пронумерованных пробирках находятся оксид меди (II), диоксид марганца и растворы соляной кислоты, едкого натра, железного купороса, гидроксида бария, иодида калия. Используя в качестве исходных только эти реактивы, оп- ределите, в какой из пробирок находится каждое из названных веществ. Напишите уравнения реакций, с помощью которых вы определили каждое вещество. (5—8—76 эксп.) 2-84. В восьми пронумерованных пробирках находятся растворы хлорного железа, хромрвокалиевых квасцов (сульфата калия — хрома (III), соли Мора (сульфата железа (II)—ам-. мония), едкого натра, соды (карбоната натрия), растворимого стекла (силиката натрия), азотной кислоты, хлористого кальция. Используя в качестве исходных только названные раство^ ры, определите, в какой пробирке находится каждое из названных соединений. Напишите уравнения реакций, использованных вами для обнаружения каждого из веществ, (5—9—76 эксп.) 2-85. В десяти пробирках без надписей находятся твердые хлорид кальция, известняк, бромид натрия, карбонат магния, оксид меди (II), диоксид марганца и растворы солянойги азотной кислот, глауберовой соли, вода. Не прибегая к помощи других реактивов, предложите простейший план установления содержимого каждой пробирки. Напишите уравнения соответствующих реакций и мотивируйте, по каким признакам вы будете отличать каждое из указанных веществ. (3—8—73) 2-86. В десяти пробирках находятся растворы хлоридов натрия и аммония, сульфатов калия и серебра, нитратов серебра и свинца, бромидов аммония и натрия, гидроксидов калия и кальция. Предложите последовательный план определения содержимого каждой пробирки. Если анализ нельзя провести, не прибегая к использованию других реактивов, назовите необходимые вам дополнительные реактивы и приборы. План должен содержать уравнения используемых вами реакций, (4—9—71) 2-87. В десяти пробирках находятся растворы сульфатов натрия и серебра, хлоридов аммония и калия, гидроксидов бария и натрия, нитратов серебра и свинца, иодидов калия и аммония. Предложите последовательный план определения содержимого каждой пробирки. Если анализ нельзя провести, не прибегая к использованию других реактивов, назовите необходимые вам дополнительно реактивы и приборы. План должен содержать уравнения используемых вами реакций. (4—9—71, 7—10—68 эксп.) 2-88. В десяти пробирках находятся растворы хлоридов 39
цинка и магния, сульфатов цинка и магния, нитрата цинка и свинца, серной и соляной кислот, гидроксидов калия и бария. Как, не прибегая к помощи других реактивов, определить, в какой из пробирок находится каждый из названных растворов? Составьте план анализа с уравнениями использованных вами реакций. Если вам не удастся решить эту задачу, пользуясь только названными растворами, то укажите, какие вещества вам нужны дополнительно и также предложите план анализа. (6—8—70) 2-89. При помощи имеющихся реактивов определите состав солей, содержащихся в сосудах № 1, 2 и 3. В своих ответах напишите формулы соединений против номера соответствующего сосуда. Запишите использованные вами реакции с помощью химических уравнений. (7—10—70 эксп.) 2-90. С помощью имеющихся в распоряжении приборов и реагентов определите качественный состав веществ (простых веществ или соединений), находящихся в пакетиках с номерами, и напишите их формулы. Напишите десять уравнений из всех реакций, использованных при открытии. Среди них должны быть пять реакций с выпадением осадка, две с выделением газа и три реакции окисления-восстановления. (7—10—70 эксп., 4—9—71 эксп.) 2-91. В четырех пронумерованных банках без этикеток находятся под номерами 1—4: оксид фосфора (V) и оксид кальция, нитрат свинца, хлорид кальция. Определите, в какой из банок находится каждое из указанных соединений, если известно, что вещества № 1 и 2 бурно реагируют с водой, а вещества № 3 и 4 растворяются в воде, причем полученные растворы веществ № 1 и 3 реагируют со всеми остальными растворами с образованием осадков. (6—8—67) 2-92. В пронумерованных банках без этикеток находятся четыре вещества (№ 1—4): окись меди, двуокись марганца, сернистое железо и уголь. Установите, в какой из банок находится каждое вещество, если известно, что вещества в банках № 1, 2 и 3 растворимы в соляной кислоте. При действии соляной кислоты на вещества № 2 и 3 выделяются удушливые газы, реагирующие между собой. Газ, полученный из вещества № 3, реагирует с раствором вещества № 1 в соляной кислоте с образованием черного осадка. При нагревании веществ № 1 и 2 с веществом № 4 получаются порошки красного и серого цвета. Написать уравнения всех упомянутых процессов. (2—8, 9—67 эаочн.) 2-93. В пронумерованных пробирках находятся разбавленные растворы пяти веществ (№ 1—5): поташа, каменной соли, хлорида бария, сульфата натрия, хлорида кальция. При анализе установлено, что при сливании растворов № 1 и 4, № 1 и 5, № 2 и 4, № 2 и 5, № 4 и 5 выпадают осадки. При дейст- 40
вии известковой воды появляются осадки из растворов № 4 и 5, различающиеся по внешнему виду. Действие раствора нитрата серебра вызывает появление осадков в растворах № 1, 2, 3 и 5 (а после упаривания также и из раствора № 4). При действии серной кислоты осадки выпадают из растворов № 1 и 2, а раствор № 5 выделяет газ. Добавление гипсовой воды приводит к появлению осадка в растворах № 1 и 5. Установите, какое вещество находится в каждой из пробирок. Ответ иллюстрируйте уравнениями всех описанных реакций. (6—8—68) 2-94. В шести пронумерованных пробирках находятся растворы нитрата натрия, хлорида меди (II), сульфата натрия, карбоната калия, нитрата бария и хлорида кальция. Известно, что при сливании растворов № 1 и 3, № 1 и 6, № 2 и 3, № 2 и 6, № 4 и 6 выпадают осадки. Действие раствора нитрата серебра вызывает появление осадков в растворах № 2, 4 и 6, а после предварительного упаривания и в растворе № з. При действии хлорида бария выпадают осадки в растворах № 3 и № 6. При добавлении металлической меди и соляной кислоты реагируют растворы № 1, 5 и 6, причем растворы № 1 и 5 приобретают ту же окраску, какую первоначально имел раствор № 4. Укажите, в какой пробирке находится каждое из названных веществ. Ответ иллюстрируйте уравнениями всех описан^ ных реакций. (6—9—68) 2-95. В десяти пронумерованных пробирках находятся окись меди, бертолетова соль, двуокись марганца, окись ртутиц поваренная соль, сернистое железо, окись свинца, малахит, известняк, хлорная медь. Известно, что вещества № 2 и 9 черного цвета, вещества № 3 и 10 белого цвета, № 6 — зеленого и № 7 — желтого; соединения № 2, 4, 5 и 8 нерастворимы в воде, а соединение № 6 растворимо. При действии соляной кислоты вещества № 1, 5 и 8 растворяются, а из веществ № 1, 5, 9 и 10 выделяются газы, причем вещества № 1 и 10 дают один и тот же газ. Солянокислый раствор вещества № 8 окрашивает пламя в кирпично-красный, а раствор вещества № 2 — в зеленый цвет. Вещества № 1, 5, 7 и 8 при нагревании разлагаются. Установите, в какой из пробирок находится каждое из названных веществ. Опишите поведение каждого вещества в указанных превращениях и испытаниях (в форме полной таблицы) с уравнениями реакций. (6—9—71)
Глава 3 НЕОРГАНИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ И РАЗДЕЛЕНИЕ СМЕСЕЙ 8-1. Предложите три лабораторных и четыре промышленных способа получения водорода. Объясните, на чем основаны эти методы. (4—9—74) 3-2. Напишите уравнения реакции получения сульфата бария всеми возможными способами. (5—8—66) 3-3. Предложите несколько способов получения хлористого кальция, сернистокислого бария и сернистого цинка. (3—8—67) 3-4. Предложите несколько способов получения сульфата магния, гидроксида кальция и карбоната натрия. (3—8—67) 3-5. Напишите максимальное число уравнений реакций, в результате которых получается свободный бром. (4—9—70) 3-6. Предложите максимально возможное число способов получения хлорида алюминия. Напишите уравнения реакций и укажите, в каких условиях они протекают. (6—8—76) $-7. Приведите примеры соединений азота во всех возможных степенях окисления и укажите методы их получения. (4—9—74) 3-8. В лаборатории имеются известняк и соляная кислота. Напишите около десяти химических реакций, которые можно осуществить, используя указанные вещества и продукты их превращений. Укажите условия, в которых будут протекать эти реакции, и предложите способы разделения продуктов реакций с выделением отдельных веществ в чистом виде, (6—8—75) 3-9. В лаборатории имеются медный купорос, металлический цинк, твердое едкое кали. Получите максимально возможное число новых соединений, не используя других химических реактивов. (3—8—75 эксп.) 3-10. Какие реакции можно осуществить, имея в своем распоряжении следующие вещества: аммиачную селитру, едкий натр, аммиак, окись меди, концентрированную азотную кислоту и воду? Укажите способ выделения образующихся веществ. (2-9-74) 42
3-11. В вашем распоряжении имеются малахит, гидроксид бария и бисульфит калия. Используя только предложенные вещества и продукты их превращений, не прибегая к процессам электролиза, получите максимально возможное число новых химических соединений. Предложенные вами схемы превращений должны обеспечивать выделение индивидуальных веществ в чистом виде. Укажите способ выделения каждого из полученных вами веществ. (5—8—76 эксп.) 3-12. В вашем распоряжении имеются кристаллическая сода, фосфорит, серная кислота, известняк и поваренная соль. Напишите уравнения реакций, с помощью которых из них можно получить десять новых веществ, используемых в народном хозяйстве. (6—8—76) 3-13. В вашем распоряжении имеются следующие вещества: вода, цинк, карбонат натрия, серная кислота, серебро, медный купорос. Как из этих веществ можно получить и выделить десять новых веществ? Приведите уравнения реакций (2—8—75) 3-14. В вашем распоряжении имеются сода, цинк, серная кислота, медный купорос. Какие новые вещества могут быть получены из данных соединений (при использовании не более двух-трех стадий)? (2—8—76) 3-15. В лаборатории имеются металлическая медь, мрамор, ацетат бария, диоксид марганца, концентрированная серная кислота, ацетат натрия, вода, разбавленная азотная кислота, поваренная соль. Получите всеми возможными способами из указанных веществ ацетат меди. (6—8—71) 3-16. Из имеющихся реактивов: кристаллогидрата хлорида меди (II), меди, соляной кислоты, азотной кислоты, серной кислоты, едкого натра, раствора аммиака, хлорида кальция, сульфата меди (II) — наибольшим числом способов получите раствор хлорида меди (II). Установите формулу кристаллогидрата. (6—9—71 эксп.) 3-17. Что представляют собой следующие соединения металлов, применяемых в качестве красок: мумия, охра, цинковые белила, литопон, киноварь, сурик? Напишите их формулы, хи~ мические названия и укажите, как их можно получить в технике. (3—10—67) 9-18. Что представляют собой следующие широко используемые в технике вещества: наждак, гипс, сода, бура, селитра, поташ? Напишите их формулы, химические названия этих веществ и опишите их применение. Какими способами их получают в технике? (3—10—67) 3-19. Составьте уравнения реакций, при помощи которых можно превратить кислую и основную соли в средние: гидрокарбонат натрия, гидроксисульфат алюминия. (1—8—71) 3-20. Составьте уравнения реакций, при помощи которых 43
можно превратить кислую и основную соли в средние: диги- дрофосфат кальция, гидроксисульфат цинка. (1—8—71) 3-21 • Как осуществить следующие превращения: бромид натрия -* хлорид -*бисульфит -* сульфат т-* иодид натрия. Напишите уравнения реакций и укажите условия их протекания. (4—8—74) 3-22, Как осуществить следующую цепь превращений: металлическая медь т* хлорная медь-*сульфат меди-*азотнокислая медь г^ окись меди -* металлическая медь? Напишите уравнения реакций и укажите условия их проведения. (6—8—73) 3-23. Напишите уравнения реакций, с помощью которых кратчайшим путем можно осуществить следующую цепочку превращений и укажите, в каких условиях протекают эти реакции: медьг^-нитрат меди (П)-^оксид меди (Н)г*медный купорос-^ основной карбонат меди -* основной сульфат меди-* -►бромная медь-* бром. Если вы не знаете, как осуществить какую-либо из стадий, пропустите ее. (3—9—76) 3-24. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить кратчайшим путем следующий ряд превращений: белильная известь -* хлорид кальция -* бертолетова соль-* хлорид калия-* сульфат калия -* едкое кали? Укажите, в каких условиях они протекают. Если вы не знаете, как осуществить какое-либо из превращений, пропустите его. (3— 8—76) 3-25. Осуществите следующие превращения и напишите ионные уравнения проведенных реакций: сульфат марганца (Н)-* гидроксид марганца (II)-* карбонат марганца (И)т* диоксид марганца. (6—9—67) 3-26. Как осуществить следующие превращения: алюминат калия -* оксид алюминия г* гидроксид алюминия -* алюминат натрия-* гидроксид алюминия-*сульфат алюминия. (1—8—71) 3-27. Напишите уравнения реакций и укажите условия их протекания для осуществления превращений в ряду: окись железа -* железо -* хлорное железо -* хлористое железо -* гидрат закиси железа -* гидроокись железа -* окись железа. (4— 10—73) 3-28. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно непосредственно или через промежуточные стадии осуществить следующую цепочку превращений: гидроксисульфат железа (III)-* железный купорос-*закись железа-*металлическое железо-*нитрат железа (II)-*окись железа (III)-*сернистое железо (II)-* сернистый газ. Укажите условия, в которых можно провести выбранные вами реакции. (6—10—74) 3-29. Осуществите следующие превращений и напишите ионные уравнения проведенных реакций: хлорид хрома (III)-* -* хромит калия-* гидроксид хрома (III)-* сульфат хрома (III)-*хромат калия. (6—9—67) 44
Ъ-Ж Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения: хром — хлорный гидроокись ^ хромит хромат хром ""* хрома "* калия ~* калия Т * + * I Ф хлористый^ гидрат закиси хромово-ка- ^дихро- хром ~*хрома ^лиевые квас-"*мат калия цы Если вы не знаете какую-либо из стадий, пропустите ее (1 — Ю—76, 3—10—76) 3-31. Как осуществить следующую цепь превращений: фосфоритная мука->-ортофосфорная кислота-*- аммофос-* фосфат кальция ->- красный фосфор -> фосфорный ангидрид-> метафос- форная кислота->ортофосфорная кислота ->■ преципитат г-> двойной суперфосфат-^ фосфорит. Напишите уравнения реакций и укажите условия их проведения. Для реакций, протекающих в растворах, напишите ионные уравнения. (6—9—73) 3-32. Как осуществить следующую цепь превращений: магнитный железнякг>углекислый газ-)-гидрокарбонат кальция-> ->питьевая сода-)-растворимое стекло-*-глауберова соль-> -* гипс -*■ известняк-*■ карбид кальция -> ацетальдегид -►- этанол. Напишите уравнения реакций и укажите условия их проведения. (6—10—73) 3-33. Как можно осуществить следующие превращения: бериллий — - оксид бериллия ->- хлорид бериллия г> гидроксид ; Л бериллия бериллат натрия л . •хлорид бериллия Напишите уравнения соответствующих реакций и укажите, в каких условиях они происходят. (1—8—74) 3-34. Как из меди и соляной кислоты получить хлорид меди (II)? Напишите уравнения реакций. (2, 3—8—66) 3-35. Как, исходя из негашеной извести и соды, получить едкий натр? Напишите уравнения реакций. (2, 3—8—66) 3-36. В лаборатории имеются только вода, поваренная соль и металлическая медь. Как, не прибегая к помощи других исходных веществ, получить гидроксид меди? Напишите уравнения реакций и укажите условия их проведения. (3—10—71) 3-37. В лаборатории имеются оксид меди (II), концентрированная серная кислота и вода. Составьте подробную инструкцию для получения из указанных веществ кристаллического медного купороса. Составьте перечень необходимых приборов, посуды и вспомогательных средств, изобразите схемы прибо- 45
ров, используемых вами для получения и проверки чистоты полученного вещества. (3—8—71) 3-38, В лаборатории имеются металлическая медь, концентрированная сернам кислота, кристаллический (дигидрат) хлорид бария. Составьте подробный план-инструкцию для получения дигидрата хлорида меди (II) из указанных веществ. Составьте перечень всех необходимых приборов и посуды, а также всех вспомогательных материалов и средств, изобразите схемы приборов, используемых вами для получения и проверки чистоты полученного вещества. План эксперимента должен быть написан так, чтобы по нему мог провести работу любой из ваших товарищей, даже из числа тех, кто в олимпиаде не участвует. (3—9—71) 3-39. В лаборатории имеются одинаковые по массе количества соды, известняка, поваренной соли, гашеной извести, поташа, хлористого кальция, Какими способами можно получить из них едкий натр? Какими из этих соединений вы бы воспользовались для получения наибольшего количества едкого натра? Дайте мотивированный ответ. (6—8—67) 3-40, Для получения хлора в лабораторных условиях пользуются действием соляной кислоты на бертолетову соль, хлорную известь, перманганат калия, хромпик или действием серной кислоты на смесь поваренной соли с пиролюзитом. Напишите уравнения соответствующих реакций и получите ~хлор экспериментально одним из этих методов. Можно ли во всех случаях вместо соляной кислоты использовать смесь хлорида натрия с концентрированной серной кислотой? Дайте обоснованный ответ. Как и от каких примесей следует очищать полученный хлор? (3—10—75 эксп.) 3-41. Какими способами, используя минимальное число превращений и химических реактивов, можно получить чистое хлорное железо из железного купороса? (2—8—67 заочн.) 3-42. В вашем распоряжении имеются" порошок железа, азотная кислота, окись кальция и вода. Предложите максимально возможное число способов получения окиси железа. Напишите уравнения соответствующих реакций и укажите условия, в которых эти реакции протекают. (5—9—67 эксп.) 3-43. Какими способами из сульфата железа (III) можно получить железный купорос и из железного купороса сульфат железа (III), не содержащие примесей. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить эти превращения. (6—9—74) 3-44. Используя серную кислоту, поваренную соль и воду, получите 0,01 н. раствор соляной кислоты. Заранее продумайте вопрос об оптимальных объемах рабочих растворов. Проверьте экспериментально, насколько точно вами приготовлен раствор. (6—9—71 эксп.) 46
3-45. В лаборатории имеются иодид калия, металлическое железо, бертолетова соль, серный цвет, соляная кислота. Как, не используя никаких дополнительных реактивов (в том числе воды), из данных веществ и продуктов их превращений получить химически чистую иодоводородную кислоту? Напишите уравнения реакций. (6—8—75) 3-46, Как получить концентрированную и разбавленную соляную кислоту, используя только хлор, кокс и воду? Напишите уравнения реакций и укажите их условия. (4—9—72) 3-47. Получив хлор и используя данные вам реактивы, предложите пути получения нескольких кислородных соединений хлора в разной степени его окисления и осуществите синтез этих соединений. Можно ли выделить их в чистом виде? (6—9—71 эксп.) 3-48. В вашем распоряжении имеются медный купорос, азотная кислота, магний, мирабилит, металлическое железо. Получ чите всеми возможными способами чистый нитрат меди (II), (5—8—75 зксп.) 3-49. В лаборатории имеются хлорид кальция и хлорид на- трия, гипс, мел, соляная и серная кислоты, пиролюзит. Как, используя минимальное количество веществ, получить хлорную известь? Где она применяется? (5—9—65) 3-50. Предложите метод практического приготовления доч статочно концентрированных растворов хлорноватистой кислоты или ее соли, не содержащих примеси соляной кислоты. Какие химические реакции и почему могут происходить при хранении таких растворов? (6—8—72). 3-51. Как, имея в своем распоряжении только серу, нитрат серебра и воду% можно получить серную кислоту? Приведите необходимые уравнения реакций и укажите условия, в которых они происходят. (6—9—70) 3-52. Вам необходимо снять гипсовый слепок с имеющегося у вас предмета. В вашем распоряжении имеются мрамор, соляная и серная кислоты, сода и едкий натр Предложите подробный план получения гипсового слепка. Укажите необходимое вам лабораторное оборудование и посуду. План составьте в виде инструкции, по которой ваши рекомендации мог бы воспроизвести ваш помощник из IV класса, который еще не изучал химию. Дайте необходимые пояснения при обосновании вашей методики. (3—8—73) 3-53. Из выданного образца оксида меди (II) получите экспериментально максимальное количество медного купороса. Определите выход полученного препарата в процентах от теоретически возможного. Опишите свойства полученного вещества. (6—8—76 эксп.) 3-54. Используя имеющиеся в лаборатории реактивы, получите экспериментально 0,5 г иодида свинца, перекристаллизуй- 47
те его и определите выход полученного вещества в процентах по отношению к теоретически возможному. (5—10—65, 5—9 — 66, 6—8—76 эксп.) 3-55. Получите экспериментально 0,5 г сульфата бария, если даны следующие реактивы: кристаллический иод, сульфит натрия, карбонат бария, 0,2 М раствор азотной кислоты и дистиллированная вода. (6—8—71 эксп.) 3-56. Какими способами можно получить сульфит натрия, если в лаборатории имеются глауберова соль, серная кислота, карбонат бария, сера (вода и воздух)? Напишите необходимые уравнения реакций. (5—10—65) 3-57. В вашем распоряжении имеется 0,1 моль серной кислоты. Можно ли получить, используя полностью это количество серной кислоты, 1,12 л, 2,24 л, 3,36 л, 4,48 л сернистого газа (условия нормальные)? Приведите возможные варианты ответа. (6—8—74) 3-58. Исходя из сульфата трехвалентного хрома, получите максимальное количество соединений последнего, относящихся к различным классам или содержащих хром в различных степенях окисления. (4—10—73) 3-59. Сульфат хрома (111) можно получить взаимодействием растворов двух либо даже трех кислот. Напишите уравнения каждой из таких реакций. Как из сульфата хрома (III) получить исходные кислоты? (6—10—72) 3-60. Какие новые соли можно получить, имея в своем распоряжении растворы следующих веществ: сульфата меди, нитрата серебра, фосфата калия, хлорида бария? Напишите уравнения реакций. (5—8—66) 3-61. Предложите два-три примера неорганических и органических веществ, для которых можно осуществить превращения по следующей схеме: т. е. такую цепочку превращения, в которой вещества А и В, полученные из соединения X, при реакции между собой дают или вещество X в качестве единственного или одного из возможных продуктов реакции вещества С и X, полученные соответственно из А и В при реакции давали исходное соединение X и т. д. (5—10—75) 3-62. В лаборатории имеются сильвинит, карналлит, пиролюзит, медный колчедан. Какие новые вещества можно получить из них, не пользуясь никакими другими реактивами, кроме воздуха и воды? (2—9, 10—66 заочн.) 48
3-63. Соберите приборы для получения газов, которые легче и тяжелее воздуха; получите два газа, один из которых легче, а другой тяжелее воздуха, и докажите их природу соответствующими химическими реакциями. (5—8—66 эксп.) 3-64. Назовите газы, которые можно собирать вытеснением воды и которые так собирать нельзя. Укажите жидкости, которые могут быть использованы в последнем случае. Ответ мотивируйте. (2—9—73) 3-65. Какие жидкости можно и какие нельзя использовать для получения устойчивых при хранении растворов свободных галогенов? Дайте обоснованный ответ. (2—9, 10—68 заочн.) 3-66. Какие газы можно получать в аппарате Киппа? Напишите соответствующие уравнения реакций. (2—8—66 заочн.) 3-67. Каким из предложенных веществ: карбонатом цинка, карбонатом бария или содой — вы воспользовались для зарядки аппарата Киппа, если в лаборатории имеется тблько серная кислота? Объясните свой выбор. (3—8—67) 3-68. Если в аппарат Киппа для получения углекислого газа поместить мрамор и фосфорную кислоту, то через некоторое время выделение газа прекращается. Объясните происходящее явление и предложите более удобные вещества для получения углекислого газа. (3—8—67) 3-69. Соберите прибор для получения кислорода. Докажите природу полученного газа. Какие способы получения кислорода вы знаете? Напишите уравнения соответствующих реакций. (5^-8—66 эксп.) 3-70. Какие газы могут быть получены, если в вашем распоряжении имеются только металлическая медь, сода, бертолетова соль, натриевая селитра и растворы серной и соляной кислот? Приведите уравнения реакций. (4—10—70) 3-71. Какие газы могут быть получены, если в вашем распоряжении имеются только хлорид аммония, сульфит натрия, диоксид марганца и растворы серной кислоты и едкого натра? Приведите уравнения реакций. (4—10—70) 3-72. Какие газы можно получить, если в лаборатории имеются поваренная соль, аммиачная селитра, пиролюзит, купоросное масло, доломит, латунь, мирабилит, кокс и оксид дейтерия? Напишите уравнения реакций. (2—8, 9, 10—67 заочн.) 3-73. Какие газы можно получить, исходя из следующих веществ: серной кислоты, соляной кислоты, едкого натра, сульфита натрия, диоксида марганца, хлорида аммония? Приведите уравнения реакций. (3—9—67) 3-74. В одном районе обнаружены запасы поваренной соли, известняка и угля. Какие производства можно организовать в этом районе на базе имеющегося сырья при комплексном его использовании, при наличии богатых водных ресурсов и дешевой электроэнергии? Назовите вещества, имеющие применение 4 Заказ № 4074 49
в промышленности, сельском хозяйстве и быту, которые могут быть здесь получены. Напишите уравнения реакций, лежащих в основе технологических способов их получения. (5—9—66) 3-75. Как можно получить алюмокалиевые квасцы, исходя только из природных соединений? Предложите несколько способов. (4—10—70) 3-76. Как можно получить нитрат кальция, исходя только из природных соединений? Предложите несколько способов. (4—10—70) 3-77. Почему на заводах по переработке полиметаллических руд обычно имеются цеха производства серной кислоты? Дайте мотивированный ответ, подкрепленный уравнениями химических реакций. (6—9—67) 3-78. Для повышения сохранности собранного винограда предложены таблетки, которые медленно выделяют сернистый газ, и тем самым защищают виноград от порчи. Каков мог бы быть химический состав подобных таблеток? Предложите возможные варианты. (6—8—73) 3-79. В лаборатории имеется оксид меди (II), содержащий меченый кислород (изотоп 180). Как получить из Ьее меченый оксид фосфора (V), не загрязненный другими изотопами кислорода? Приведите уравнения всех необходимых для этого реакций и укажите условия их осуществления. (6—9—68) 3-80. В лаборатории имеется медный купорос, содержащий радиоактивный изотоп серы. Как получить из него меченый радиоактивной серой сульфид железа (II), не загрязняя его другими изотопами серы? Ответ иллюстрируйте уравнениями реакций с указаниями примерных условий их проведения. (6—10-68) 3-81. Как из сульфата бария, содержащего радиоактивный изотоп серы, получить меченый по сере сульфит натрия в меченый пирит, не загрязняя продукты синтеза другими изотопами серы? Напишите уравнения возможных реакций. (5—8—75) 3-82. В вашем распоряжении имеется двуокись азота, меченая изотопом ,5Ы. Используя данное вещество, получите нитрат аммония, содержащий меченый азот в аммонийной группе. Какой из двух атомов азота окажется меченым в продукте термического разложения этого нитрата аммония? (4—9—75) 3-83. Дана загрязненная поваренная соль. Кроме нерастворимых примесей, она содержит растворимую и легколетучую. Какими операциями это можно доказать? Проведите их. Полностью удалите эти примеси. Проведите перекристаллизацию хлорида натрия. Определите выход полученного продукта. (5—8, 9—66 эксп.) 3-84. Какими способами можно очистить хлорид калия от примеси нашатыря? Укажите возможные варианты очистки. (5-9—65) 50
3-85. Имеется смесь хлорида калия с калийной селитрой. Как качественно обнаружить каждую из солей? Как из данной смеси выделить чистый хлорид калия? Как из 10 г этой смеси можно получить максимально возможное количество: а) хлорида калия; б) селитры? Дайте необходимые пояснения и приве- дите уравнения реакций. (6—9—75) 3-86. Разделите смесь, состоящую из оксида меди (II), хлорида калия, кварца и иода, Предложите возможные варианты разделения. (5—8—65) 3-87. Имеется смесь иода, серы, поваренной соли и порошка железа. Предложите не менее трех вариантов разделения смеси и выделения каждого вещества в индивидуальном состоянии. (3—8—70) 3-88. Как можно разделить смесь хлорида свинца, карбоната бария и нитрата калия, выделив после разделения каждый из компонентов в чистом виде? Опишите ход выполнения работы и наблюдающиеся при этом явления. (3—8—67) 3-89. Как можно разделить смесь сульфата бария, карбоната магния и хлорида кальция, выделив после разделения каждый из компонентов в чистом виде? Опишите ход выполнения работы и наблюдающиеся при этом явления. (3—8—67) 3-90. Как можно разделить смесь мела, оксида кремния (IV) и хлорида калия, выделив после разделения каждый из компонентов в чистом виде? Опишите ход выполнения работы и наблюдающиеся при этом явления. (3—8—67) 3-91. Как из смеси порошков хлорида бария и оксида бария выделить соответствующие индивидуальные вещества? Обсудите возможные варианты разделения смеси. (4—8—76) 3-92. Из смеси, содержащей 80% М^О и 20% ВаО, используя 0,5 М растворы соляной и серной кислот и едкого калй» получите экспериментально 1 г чистого сульфата бария. Определите выход вещества в процентах от теоретически возможного. (6—8—71 эксп.) 3-93. Имеется смесь порошков металлов; алюминия, меди, железа и золота. Предложите метод разделения этих металлов и выделения каждого из них в чистом виде. Напишите необходимые ур-авнения реакций. (3—9—67) 3-94. Используя имеющиеся реактивы, разделите смесь, состоящую из металлов: цинка, меди, свинца, железа — и определите количественное содержание в смеси свинца и железа. (6—9—71 эксп.) 3-95. Предложите возможно большее число способов перевода сплава металлической меди с серебром в индивидуальные водорастворимые соединения. Напишите уравнения реакций. (6-9—71) 3-96. Имеется смесь оксидов цинка, меди (II) и железа (III). Предложите способ выделения индивидуальных металлов А* 51
из указанной смеси. Напишите уравнения реакций в ионном виде. (3-9-67) 3-97. Разделите экспериментально смесь, состоящую из карбоната натрия, хлорида кальция, меди и диоксида кремния, и определите содержание хлорида кальция в ней. (6—9—71 эксп.) 3-98. Используя предложенные вам реактивы, разделите смесь, состоящую из иода, двуокиси кремния, поваренной соли, окиси цинка и сульфата трехвалентного железа, и определите содержание в ней двуокиси кремния и сульфата железа. (6— 9—71 эксп.) 3-99. Имеется смесь солей: железного купороса, медного купороса и алюмокалиевых квасцов. Как можно выделить металлы, входящие в состав этих солей в чистом виде? Напишите необходимые для этого уравнения реакции. (3—9—67) 3-100. Имеется раствор, содержащий нитраты натрия, бария, алюминия, меди, свинца, марганца и цинка. Разделите данную смесь, выделив соединение каждого элемента в индивидуальном состоянии. Напишите уравнения реакций. (6—9—68) 3-101. В растворе имеется смесь солей, содержащих катионы калия, серебра, железа (III) и бария. Разделите катионы, укажите, какие ионы остаются в фильтрате на каждой стадии разделения и определите, нормальную концентрацию соли железа в исходном растворе. (6—9—71 эксп.) 3-102. Разделите смесь солей цинка, бария, меди и окис- ного железа, образованных одной и той же кислотой (установите, какой именно кислотой), и определите количественное содержание одной из них. (6—9—71 эксп.) 3-103. Как обнаружить примесь газа А в газе В и как выделить из смеси чистый газ А, если: 1) А — бром, В — бромо- водород, 2) А — озон, В — хлор, 3) А — озон, В — кислород, 4) А — сернистый газ, В — углекислый газ? Ответ иллюстрируйте уравнениями соответствующих реакций. (6—9—68) 3-104. В вашем распоряжении имеется образец боксита, содержащий примеси оксидов железа, хрома и кремния. Предложите схему выделения химически чистого оксида алюминия, пригодного для получения электролитического алюминия. Оцените, можно ли вашу схему использовать в промышленности. (6—Ю—75) 3-105. При изготовлении некоторых изделий сложного профиля из хромоникелевых сталей используют травление изделий азотной кислотой. Как удалить из образующихся растворов никель и хром и как предотвратить выброс в атмосферу газов, чтобы сделать производство, не загрязняющим окружающую среду? Напишите уравнения реакций, необходимые для обоснования ваших предложений, и сопоставьте практическую целесообразность предложенных вами способов для осуществления процесса в промышленных масштабах. (6—9—76) 52
3-106. В сточных водах производства синтетических моющих средств часто содержатся уксусная кислота, соли кальция и соли марганца (II). Предложите такой способ выделения марганца (в виде простого вещества) из этих сточных вод, который не требует дорогостоящих реагентов. (В качестве реактивов следует использовать только доступные и дешевые природные вещества — воду, песок, глину и т. д.) (6—9—72) 3-107. Предложите способ выделения в виде простых веществ каждого из компонентов инструментальной стали, содержащей хром, марганец, никель и кремний. Напишите уравнения всех необходимых реакций. (6—10—71) 3-108. Как можно доказать, что в состав некоторого горючего газа входят соединения, содержащие водород? (3—8—67) 3-109. Состав малахита определяется формулой Си2 (ОН) 2СО3. Как можно доказать качественный состав минерала, выделив каждый из входящих в него элементов в виде простого вещества? Как можно получить такое соединение из простых веществ, образованных этими элементами? (3—8—68) 3-110. Подтвердите качественный состав следующих соединений: хлората бария, сульфата натрия, перманганата калия, выделив каждый из элементов, образующих эти соединения в виде простого вещества. (2—10—66 заочн.) 3-111. Предложите, как можно установить качественный состав следующих соединений, выделив каждый из элементов, их образующих, в виде индивидуального простого вещества: К2Сг3О10, СаМе(СОз)2, К4Ре(СЫ)6. (2-8, 9, 10-69 заочн.) 3-112. Имеются нитрат меди, содержащий примесь нитрата серебра, и муравьиная кислота. Предложите простейший способ получения химически чистого нитрата меди, свободного от примесей. (6—10—73)
Глава 4 РАСЧЕТЫ ПО УРАВНЕНИЯМ РЕАКЦИЙ И КОНЦЕНТРАЦИЯМ РАСТВОРОВ 4-1. Какие единицы масс атомов вам известны? Массы каких атомов были положены в основы шкал атомных масс? (2— 9—66) 4-2. Масса атомов какого элемента принята в настоящее время для сопоставления атомных масс? Какое значение этот элемент имеет в процессе жизнедеятельности организмов? (5-9—66) 4-3. Докажите, что если какой-либо элемент периодической системы имеет только два изотопа с массами, отличающимися на единицу, то цифры средней атомной массы, стоящие после запятой, равны содержанию в процентах по массе более тяжелого изотопа. (6—9—68) 4-4, Чему равна масса одной молекулы серной кислоты? (2, 3—9—66) 4-5. Сколько молекул содержится в 1 мл воды? (2, 3— 9—66) 4-6. Одинаковое ли количество молекул содержится в 1 г азота и в 1 г двуокиси углерода? Ответ подтвердите расчетом. (1—8—74) 4-7. Содержание в процентах (по массе) лития и свинца в земной коре приблизительно одинакоБо. Атомов какого элемента содержится больше? Ответ поясните. (2—8—72) 4-8. Какая из солей радия: хлорид, бромид, иодид, сульфат или фосфат — должна быть наиболее дорогой? Не можете ли вы предсказать их растворимость в воде? (2—8—72, 5—9—65) 4-9. Вычислите, какая часть объема (в процентах) кристалла занята атомами цинка, если радиус его атома равен 0,14 нм, а плотность металлического цинка равна 7,1 г/см3. (3—8—72) 4-10. 1 л углекислого газа при нормальных условиях имеет массу 1,977 г. Каков объем моля этого газа при нормальных условиях? Ответ поясните. (2—8—76) 54
Рис. 2 4-11. В двух сосудах объемом по 20 л каждый при 20°С заключено соответственно 10 моль аммиака и азота. Одинаково ли давление в этих сосудах? Ответ объясните. {&—10—70) 4-12, Почему уоль разных газов при одинаковых условиях на самом деле занимает различный объем? (2—8—73) 4-13. Для определения молекулярных масс газообразных или летучих веществ часто пользуются определением плотности пара. Выведите формулу для вычисления молекулярной массы вещества, если его нлотность (р—г/л) измерена при давлении р и температуре /°С Всегда ли этим способом можно получить верное значение молекулярной массы? Ответ поясните примерами. (6—10—71) 4-14. Вещество АХВУ образует кристаллическую решетку, элементарной ячейкой которой является куб с расположением атомов А и В, изображенным на рисунке 2. Кристаллографические радиусы атомов А и В соответственно равны /?А и /?в. Выведите формулу для установления значений хну. Напишите формулу для расчета плотности кристаллического вещества А^Ву, считая, что вам известны атомные массы элементов А и В, обозначив массы символами А и В. Предложите конкретные формулы для возможных соединений. (3—9—76) 4-15. Какое количество кислорода и как можно получить, имея в своем распоряжении 2 г ртути? (4—8—72) 4-16* Какое максимальное количество угарного газа можно получить из А г древесного угля, содержащего В% углерода? Представьте в общем виде формулу для вычисления. (6—9—76) 4-17. Подожжена смесь, состоящая из 10 г Н2 и 10 л 02 (условия нормальные). Сколько образовалось воды? Какой газ и в каком количестве остался в избытке? (1—9—71) 4-18. В некоторую емкость объема V помещено по 1 моль гелия, неона и аргона, которые создают в ней давление р0. Как изменилось бы давление в сосуде, если бы из данной емкости можно было удалить по 4 г каждого из газов? (3—8—74) 4-19. В замкнутом сосуде объемом 3 л находятся" по 1 л азота, кислорода и водорода. Во сколько раз изменится давление в сосуде после поджигания смеси и приведения ее к исходным условиям? (4—8—74) 4-20. Сгорела смесь 20 л окиси углерода и 20 г кислорода (условия нормальные). Чему равен объем образовавшегося уг- 55
лекислого газа при тех же условиях? Какой из исходных газов и в каком количестве остался неизрасходованным? (1—9—71) 4-21. В трехлитровую банку, наполненную при обычных условиях воздухом, внесен тлеющий уголек массой 0,30 г. Сгорит ли весь уголек? Дайте мотивированный ответ и приведите уравнения соответствующих реакций. (6—8—72) 4-22. Наилучшим соотношением аммиака и кислорода в смеси для получения оксида азота (II) на платинородиевом катализаторе является 1:2 (по объему). Рассчитайте оптимальное и максимальное (для полного окисления) содержание аммиака в воздушно-аммиачной смеси. (2—10—76) 4-23. Смесь водорода с кислородом, имеющую в пересчете на нормальные условия плотность 1,12 г/л, взорвали. Какое количество теплоты выделится при взрыве, если теплота образований паров воды при указанных условиях равна 242 кДж/моль и было взорвано 5 г смеси? (5—8—76) 4-24. При взаимодействии окиси углерода с водяным паром в момент равновесия образовалась смесь, содержание водорода в которой равно 32% по объему. Определите состав исходной смеси (в процентах по объему), если первоначальный объем паров воды в 1,5 раза превосходил объем окиси углерода (4—9—71) 4-25. Оксид углерода (II) СО реагирует с водяным паром. Определите состав газовой смеси в процентах (по объему и по массе) после установления равновесия, если на 1 объем оксида углерода было взято 1,5 объема водяного пара и 60% оксида углерода (II) превратилось в оксид углерода (IV). (7—10—70) 4-26. Смесь водорода и хлора помещена в закрытый сосуд и облучена рассеянным светом. Через некоторое время содержание свободного хлора в сосуде снизилось до 20% (по массе) от начального, а в образовавшейся смеси оказалось 30% хло- роводорода (по объему). Определите состав исходной газовой смеси (в процентах по объему). (7—10—68, 4—9—71) 4-27, Оксид хрома (III) в промышленности получают восстановлением дихромата натрия углем. Составьте уравнение реакции, зная, что на каждые 1,52 т оксида хрома выделяется 0,28 т газа. (4—10—76) 4-28. В двух запаянных ампулах емкостью 250 мл каждая, заполненных воздухом, нагрели при 500°С соответственно 10 г красного фосфора и 10 г металлического кальция. .После охлаждения и вскрытия ампул под минеральным маслом жидкость заполнила примерно одну пятую часть одной из ампул и почти полностью заполнила вторую. Объясните наблюдавшиеся явления. (6—9—69) 4-29. В сосуд емкостью 2 л поместили 8 г водорода, 48 г кислорода и 3,5 г хлора. Через полученную смесь пропустили электрический разряд, затем сосуд охладили до 0°С, Определи- 56
те примерное давление и состав веществ, находящихся в сосуде после окончания эксперимента. (3—8—71, 4—8—75) 4-30. На концах стеклянной трубки длиной в 100 см находятся кусочки ваты, пропитанные соответственно растворами соляной кислоты и аммиака. Концентрации (в моль/л) и объемы растворов, нанесенных на вату, одинаковы. Рассчитайте, в каком примерно месте трубки начнет появляться кольцо кристаллов хлорида -аммония. (3—9—69) 4-31. Сколько граммов гидрида лития необходимо взять, чтобы при его взаимодействии с водой выделяющийся водород наполнил бы шар объемом 3 м3? (Давление 760 мм рт. ст., или 101,3 кПа, температура 20СС, натяжением резиновой оболочки пренебречь.) (2—9—74) 4-32. Воздушный шар диаметром 10 м был наполнен водородом летней ночью при температуре 17°С и давлении 104 кПа. После восхода солнца оболочка шара и заключенный в ней газ нагрелись до 37°С. Давление и температура окружающего воздуха за это время не изменились. Как изменилась подъемная сила шара? Из какого количества алюминия был получен водород, использованный для наполнения воздушного шара? Зависит ли это количество алюминия от того, как получали водород— с помощью кислоты или раствора щелочи? (Оболочку шара считать идеально растяжимой.) (6—10—68) 4-33. Сухой воздух медленно барботировали через слой воды при температуре 20°С. Затем его пропускали через колонку, заполненную прокаленным хлоридом кальция. Определите массу 1 л воздуха после его контакта с водой. Изменится ли мэсса колонки с хлоридом кальция после пропускания через нее 100 л такого воздуха, а если изменится, то на сколько? Давление паров воды при 20°С равно 2,38 кПа, примите следующий состав сухого воздуха, свободного от двуокиси углерода: 78,1% азота, 21% кислорода, 0,9% аргона (проценты по объему). Исходное давление считать равным 101,33 кПа. (3—8—75) 4-34. На чашках весов уравновешены две колбы, содержащие пе 100 г 20%-ной соляной кислоты каждая. В одну колбу внесено 20 г металлического цинка, во вторую — 20 г мрамора.. Изменится ли равновесие после окончания реакций? Ответ подтвердите расчетом. (2—8—70) 4-35. В приборе, представляющем собой сосуд, внутри которого расположена нагреваемая платиновая сетка и который с помощью крана соединен с тонкой манометрической трубкой, содержится стехиометрическая смесь азота и водорода (в соотношении 1:3) при давлении 101,33 кПа и температуре 20СС (рис. 3). После длительного нагревания платиновой сетки до температуры 450°С и охлаждении прибора, до исходной температуры кран на тонкой трубке, расположенный строго вертикально, открыли. При этом затворная жидкость, представляю- 57
Рис. 3 :Ц-л щая собой сильнощелочной рас- ""^"11 I I твор с плотностью, примерно щт I равной 1000 кг/м3, поднялась по рЯГ С* I трубке на 50 см. Определите сте- I Пр—*\ I I пень превращения азота в новое ' ^ ' соединение, если изменением объема смеси за счет объема трубки можно пренебречь. Изменится ли уровень подъема жидкости, если заменить запорную жидкость на воду или кислоту той же плотности? (3—9—71) 4-36. Доменные газы имеют следующий состав (по объему): 12% углекислого газа, 28% окиси углерода, 3% водорода, 0,6% метана, 0,2% этилена, 56,2% азота, а) Вычислить теоретическое количество воздуха в кубических метрах, необходимого для сгорания 200 м3 этого газа, если газ и воздух взяты в стехиометрических количествах и при одинаковых условиях (воздух содержит 20% кислорода), б) Вычислить состав (в процентах по объему) продуктов его* рания, если воздух был взят в 20%-ном избытке. (7—10—68) 4-37. Один из современных способов получения исходной газовой смеси для синтеза аммиака заключается в следующем: метан сжигают в недостаточном количестве обогащенного кислородом воздуха так, что образуются окись углерода и водород, а затем продукты реакции в присутствии катализатора подвергают действию водяного пара. После удаления двуокиси углерода остается газовая смесь такого количественного состава, какой необходим в производстве аммиака. Рассчитайте концентрацию (в процентах) по объему кислорода в используемом воздухе, идущем на сжигание метана. (3—9—73) 4-38. Выведите расчетную формулу для вычисления (в процентах по объему) содержания кислорода в обжиговом газе при производстве серной кислоты, используя следующие данные: с1 — содержание кислорода в обжиговом газе; сг-^ содержание двуокиси серы, а—ходержание кислорода в дутье (содержание газов во всех случаях в процентах по объему), К — отношение числа молей кислорода к числу молей двуокиси серы по уравнению обжига соотввтотвующего сырья. Проверьте справедливость этой формулы для обжига сульфида цинка в воздухе, взятом с 30%-ным избытком по отношению к теоретически необходимому (содержание кислорода в воздухе принять 20% по объему). Какое значение для данного производства имеет подобный расчет? (6—9—73) 4-39. В производстве серной кислоты процентом контактирования Рконт называют количество окислившегося сернистого 58
газа, выраженное в процентах к общему объему его первона* чального количества и вычисляют по формуле я"°"-1-ао15в 100' где А и В — концентрации двуокиси серы в газах соответственно до и после прохождения смеси через контактный аппарат в процентах *по объему. Покажите, как выведена эта формула. (6-8—75) 4-40. В герметический сосуд, соединенный с вакуумным насосом и прибором для измерения давления, внесена стеклянная ампула с образцом смеси карбоната и гидрокарбоната аммония. Воздух из сосуда откачан, насос отключен и прибор включен на измерения, ампула с образцом разбита и сосуд нагрет до температуры 500°С. Во втором опыте4точно такая же навеска исходной смеси обработана избытком газообразного аммиака в течение длительного времени, полученный образец подвергнут тем же самым операциям, что и первый. Установлено, что давление, которое показал прибор в одном из этих опытов, в 1,2 раза отличается от давления в другом опыте. Определите в процентах по массе содержание карбоната аммония в смеси. (3—9—73) 4-41. Назовите известные вам реакции (3—4 примера), идущие под действием света. (4—10—74) 4-42. Имеются две несмешивающиеся жидкости (вода и тетрахлорметан). Экспериментально определите коэффициент распределения (Л^) иода между этими жидкостями по формуле, где [Ь] — концентрация иода, в моль/л,- Лт [Ь]орг Ц2]водн. используя метод титрования иода раствором тиосульфата натрия. (6—9—74 эксп.) 4-43. Выведите общую формулу для определения степени термической диссоциации (а) газообразных веществ по плотности исходного газа (ро) и плотности образовавшейся равновесной смеси (р1). Рассчитайте по выведенной вами формуле степень "термической диссоциации серной кислоты на ангидрид (триоксид серы) и воду, если плотность образовавшейся равновесной смеси по водороду равна 35 г/см3 (температуру и давление считать постоянными). (3—9—72) 4-44. В сосуд объемом 1 л, заполненный аммиаком при давлении 1013 кПа и температуре 500°С, поместили платиновый катализатор. Как изменится давление в сосуде? Ответ поясните. (4—9—75) 4-45. Как объяснить, что катализатор синтеза аммиака «стареет» и должен заменяться через некоторое число часов работы? (4—9—73) 59
4-46. Предложите план эксперимента по определению поверхности некоторого образца активированного угля и метод расчета этой поверхности. (6—9—76) 4-47. Найти, во сколько раз отличается истинная поверхность активированного угля (в виде аптечного препарата карболена) от поверхности куба того же объема, если известно, что кубик карболена с ребром 1 см поглощает 0,094 г паров бензола, а одна молекула бензола занимает на поверхности угля площадь примерно 0,46 нм2. (2—8, 9, 10—67 заочн.) 4-48. Медную пластинку массой 20 г опустили на некоторое время в раствор нитрата ртути (II). Масса пластинки после этого увеличилась на 2,74 г. Затем пластинку нагрели, и она приняла первоначальный цвет. Чему равна масса пластинки после окончания нагревания? (3—8—76) 4-49. При пропускании водорода через раствор соли меди ничего не наблюдается, но если, продолжая пропускать водород, в раствор опустить платиновую пластинку, она покрывается красным налетом, а раствор обесцвечивается. Объясните наблюдаемое явление. (4—10—72) 4-50. В правую часть прибора (рис. 4) положено 10 г гранулированного цинка. В сосуде А находится 50 мл 10%-ной серной кислоты. В сосуде Б, содержащем 100 мл раствора медного купороса с концентрацией 1 моль/л, помещена губчатая платина. Прибор герметизирован и цинк сброшен в кислоту. Изобразите качественную зависимость изменения давления внутри прибора от времени в этих условиях и в том случае, если содержимое сосудов А и Б поменять местами. (2—8, 9—68 заочн.) 4-51. Рассчитайте тепловой эффект реакции горения серы, если известно, что при сжигании 1 г серы выделяется теплоты 9,2 кДж. (4—8—73) 4-52. Какое количество теплоты выделится при сгорании 1 л метана, если теплоты образования метана, воды и двуокиси углерода из элементов равны 74,95; 242,0 и 393,6 кДж/моль соответственно? (4— 10—74) 4-53. Определите экспериментально теплоту нейтрализации с помощью простейшего калориметра, используя точные растворы едкого натра и соляной кислоты. (6—9—74 эксп.) 4-54. Молярные теплоты образования оксидов азота (II) и (IV) из простых веществ соответственно равны +21,5 ккал/ моль и +7,43 ккал/моль (+90,0 и 31,1 кДж/моль). Будет ли реакция между оксидом азота (II) и кислородом экзотермической или эндотермической? Вычислите теплоту этой Рис. 4 реакции. (6—9—72) Ш5 60
4-55. Содержание оксида азота (III) в нитрозных газах составляет 3,5, 0,5 и 0,1% при 0°, 50° и 75°С соответственно. Определите знак теплового эффекта реакции МО+Ы02^Ы203. (4—9—76) 4-56. Зависимость степени превращения оксида азота (II) в оксид азота (IV) под действием кислорода в газовой смеси, приготовленной смешением равных объемов газов, от Таблица 4 температуры представлена в таблице 4. Определите, экзо- или эндотермическим является процесс окисления оксида азота (II). Вычислите состав газовой смеси (в процентах по объему) при 300°С. Вычислите значение величины К (6-9—75) К— [N02]» Р*0]а[ОД 4-57. В каких соотношениях (по массе) следует смешать древесный уголь с известняком, чтобы получение негашеной извести протекало после начала процесса без подвода теплоты извне? Теплота разложения известняка равна 182 кДж/моль, теплота сгорания углерода равна 393,6 кДж/моль, а потери теплоты составляют 40%. Содержанием примесей и возможностью побочных процессов пренебречь. (6—9—71) 4-58. При реакции 20 г смеси порошков металлического алюминия и магнитного железняка выделилось 61,5 кДж. Определите состав исходной смеси (в процентах по массе), если теплбта образования оксида алюминия равна 1646 кД ж/моль, а теплота образования железной окалины равна 1087 кДж/моль. (6—8—76) 4-59. Известно, что тепловой эффект реакции равен разности теплот образования продуктов реакции и исходных веществ. Предскажите, какое из трех веществ, формулы которых С2Н6, В2Н6 или 51Н4, могло бы служить лучшим ракетным топливом, если теплоты образования С2Н6, В2Н6, 51Н4, С02, Н20, В2Оэ, 5Ю2 равны 29,2; 27,5; —20,0; 94,1; 57,8; 306,1; 206,8 ккал/моль соответственно (1 ккал=4,19 кДж). Ответ мотивируйте. (4-8—75) 4-60. Как повлияет изменение давления и температуры на равновесие реакции С+С02=2СО—171,7 кДж? (4—9—73, 4—8—76) 4-61. Как влияют изменения температуры и давления на скорость и равновесие реакции каталитического окисления сер- 61 Температура, °С 230 300 500 670 Степень превращения 95 80 19 5
нистого газа, если тепловой эффект ее равен +22,66 ккал или 94,89 кДж при 450°С? Ответ поясните. (2—9—76) 4-62. Определите, как изменится давление в изолированной системе при превращении озона в кислород при температуре 527°С, если на образование 1 моль озона из кислорода расходуется 142,4 кДж, а теплоемкость кислорода составляет 5 кал/моль-град (20,94 Дж/моль • град). (2—10—71 заочн.) 4-63. В одном эксперименте вольфрамовую проволоку неоднородного сечения помещали в замкнутый объем, содержащий пары гексахлорида вольфрама, и пропускали через нее электрический ток определенного напряжения. Через некоторое время сечение проволоки выравнивалось. Объясните это явление. Как будет влиять на результаты опыта изменение напряжения тока? Д5—9—76) 4-64. Известно, что недостаточно хорошо откаченные лампы накаливания как с угольной, так и с вольфрамовой нитью довольно быстро темнеют, покрываясь с внутренней поверхности темным налетом, а нить накала разрушается. В лампах, наполненных аргон-криптоновой смесью, этот процесс резко замедляется, а в присутствии следов иода для одной из названных нитей накала практически не образуется темного налета, и срок службы лампы удлиняется. Объясните перечисленные явления, если известно, что ни углерод, ни вольфрам при температуре накала нити практически не испаряются, (6—10—75) 4-65. В запаянной трубке нагревали при 250°С оксид молибдена (VI) в атмосфере хлороводорода. Через некоторое время произошел перенос оксида из нагреваемого конца трубки в противоположный, который был холоднее на 50°С. Известно, что реакция между взятыми веществами при умеренном нагревании идет без изменения числа частиц в газовой фазе и что добавление паров ^оды в систему резко уменьшает скорость переноса. Объясните химизм описанного явления. (6—9—73) 4-66. Смесь оксида меди (I) с металлической медью поместили в середине герметически закрывающейся трубки, содержащей небольшое количество хлороводорода. Трубку закрыли и внесли в печь для нагревания, которая позволяет осуществлять нагревание таким образом, что на одном конце трубки поддерживается значительно более высокая температура, чем на другом, и температура равномерно падает от одного конца трубки к другому. Печь нагрели, создав перепад температур. К концу опыта взятая смесь полностью разделилась, причем металлическая медь накопилась в более холодном конце трубт ки. Объяснить, как и почему произошло разделение компонентов смеси. (6—9—76) 4-67. Начальная скорость термической реакции между водородом и парами брома выражается кинетическим уравнением общего вида: 0=/г[Н2]т[Вг2]л, где концентрации реагентов Да- 62
ны в молях на литр, константа скорости реакции к моль-1'2*' •л1/2-с""1. Во сколько раз возрастет скорость реакции, если исходную смесь паров при той же температуре сжать в два раза? (5—9—75) 4-68. Скорость фотохимического образования фосгена СОС12 из оксида углерода (II) и хлора выражается кинетическим уравнением общего вида: и=*[СО]т-[С12]п, где концентрации реагентов даны в молях на литр, а константа скорости реакции к молъ~ъ/2-л*/2-с-1. Начальную скорость реакции определяли при одинаковой температуре в четырех пробах газовой смеси: 1) в стехиометрической смеси реагентов, 2) в такой же смеси, но с добавлением равного ей объема оксида углерода (II), 3) в такой же смеси, но с добавлением равного ей объема хлора, 4) в такой же смеси, но при двукратном сжатии. Найдите численное отношение начальных скоростей реакции V]: я2: и3 • V*, если известно, что ^2:^1 =0,53. Во сколько раз изменится начальная скорость реакции, если исходную газовую смесь при той же температуре сжать (по объему) вдвое? (5—10—75) 4-69. Некоторое количество металлической меди опустили в раствор азотной кислоты. Через некоторое время ^ избыток меди отфильтровали. Для определения прореагировавшей меди был использован иодометрический метод: 2Си (Ы03) 2+4К1 =2Си1+12+4КШ3 12+2Ыа2$203==2Ыа1+Ыа254Ов. Определите, сколько времени I занял опыт, если скорость растворения меди в азотной кислоте равна 8-10~3 г/мин, а на титрование пошло 50 мл 0,1 н. раствора тиосульфата натрия. Скорость растворения считать постоянной. (3—9—76) 4-70. Константа равновесия процесса Н2+12:?*2Н1 при 600*С равна 70,0. Какая часть иода (в процентах) прореагировала до установления равновесия: а) водород и иод смешаны в молярном отношении 1:1 и смесь нагрета до бОО^С; б) водород и иод смешаны в мольном отношении 2:1 и смесь нагрета до 600°С; в) какое количество водорода (в молях) следует смешать с 1 моль иода, чтобы иод на 99% превратился в иодоводород к моменту установления равновесия при 600°С? (7—10—75) 4-71. Как будет зависеть растворимость хлорида натрия в воде от давления, если известно, что плотность твердой соли равна 2,16 г/см3, а плотность ее насыщенного раствора, содержащего 21,8% соли, равна 1,197 г/см3? Ответ объясните. (6—10—70) 4-72. Установите экспериментально зависимость скорости реакции от природы реагирующих веществ при взаимодействии тиосульфата натрия с серной, соляной, ортофосфорной и уксусной кислотами. (В результате реакции среди других продуктов 63
образуются сернистый газ и сера.) Скорость реакции определить как величину, обратно пропорциональную времени, т. е. и=±. (6—9—74 эксп.) 4-73. Определите экспериментально зависимость скорости реакции между тиосульфатом натрия и соляной кислотой от концентрации тиосульфата (в числе продуктов реакции образуются сернистый газ и сера). Изобразите эту зависимость графически. Скорость реакции определите как величину, обратно пропорциональную времени. (6—8—74 эксп.) 4-74. Вещество А превращается в вещество В. Зависимость концентрации вещества С (сс) от времени показана на рисунке 5. При добавлении некоторого вещества X зависимость концентрации вещества С (сс) от времени меняется и график принимает форму, показанную на рисунке 6. Напишите возможные схемы протекающих процессов (используя буквенные обозначения для веществ А, В, X и т. д.). Как будет меняться характер графика в зависимости от количества добавок вещества X? Дайте подробные объяснения. (3—9—74) 4-75. Для проведения реакции между водородом и парами иода равные объемы обоих реагирующих веществ смешали и при этом зафиксировали некоторую начальную скорость реакции уь Во сколько раз нужно увеличить количество одного из реагентов, чтобы при том же давлении и температуре начальная скорость реакции о2 изменилась: а) в 2 раза, б) в п раз? (6-9—74) 4-76. Сульфат железа (III) прокалили при 709°С и нормальном давлении. При этом он превратился в оксид железа (III). Летучие продукты разложения, полученные из 1 моль безводной соли, занимают при указанных выше условиях объем 0,3 м3. Предложите вопрос, для ответа на который необходимо использовать все приведенные в задаче условия, и дайте на этот вопрос ответ. (6—9—76) 4-77. При исследовании аэрозоля (газообразной коллоидной системы) методом поточной ультрамикроскопии в объеме 1,38-10-*11 м3, протекшем через счетное поле микроскопа, насчитали 50 частиц, масляного тумана. Определите средний ра- 64
диус частиц, приняв их форму за сферическую, если плотность масла равна 0,9 кг/дма, а концентрация аэрозоля 2,5- 10-6кг/м3. (4—Ю—751 4-78. Сколько граммов медного купороса и воды потребуется для приготовления 320 г 10%-ного раствора сульфата меди (II)? (1—8—76) * 4-79. Имеется раствор гидроксида натрия, концентрация которого равна 50% (по массе), а плотность 1,53 г/см3. Оцените, насколько это возможно точно, сколько миллилитров этого раствора надо использовать, чтобы получить 2 л раствора гидроксида натрия с плотностью 1,012 г/см3. Какова концентрация конечного раствора? (3—8—76) 4-80. Может ли измениться концентрация раствора при' нагревании его с обратным холодильником, если масса раствора остается постоянной? (6—10—67) 4-81. Определив растворимость (на 100 г воды) сульфата меди при комнатной температуре, приготовьте, исходя из медного купороса и воды, по 100 г насыщенного, ненасыщенного и разбавленного раствора, использовав наименьшие количества соли и воды. (6—9—71 эксп.) 4-82. К 80 г-(15%-ного раствора вещества добавлено 40 г воды. Вычислите концентрацию полученного раствора в процентах. (1—8—71) 4-83. Между рамами окна поставили стакан со 100 мл 96%-ной серной кислоты. За зиму объем серной кислоты увеличился до 200 мл. Сколько воды поглотилось? (2—8, 9, 10—66 заочн.) 4-84. Приготовьте 250 мл децинормального раствора серной кислоты из ее концентрированного раствора. Предварительно определите плотность этого раствора ареометром и по справочнику найдите его концентрацию. Рассчитайте, какой объем (в мл) концентрированной кислоты следует взять и, отмерив его мензуркой, влить в требуемый объем воды. Помните, что воду в серную кислоту наливать нельзя! Проверьте концентрацию полученного раствора титрованием. (5—9—66 эксп.) 4-85* Сколько миллилитров раствора соляной кислоты' (р—1,180 г/см3), содержащей 36,5% хлороводорода, необходимо взять для приготовления 4 л 0,5 н. раствора? (1—10—71) 4-86. Сколько граммов кристаллической соды Ыа2СО3'10Н2О и воды требуется для приготовления 200 г 10%-ного раствора (концентрации в расчете на безводную соль)? (1—8—71) 4-87. В лаборатории имеется 5%-ный раствор сульфата натрия (р—1,04 г/см3) и кристаллическая (десятиводная) глауберова соль. В каких соотношениях их необходимо взять, **то- бы приготовить 20%-ный раствор сульфата натрия? Ответ подтвердите расчетом, (6—8—68) 6 Заказ № 4074 65
4-88, Какими способами можно получить концентрированную азотную кислоту из разбавленной? .Дайте мотивированный ответ. (2—9—66 з,аочн.) 4-89. Приготовьте 200 г 0,5%-ного раствора сульфата меди, если имеются следующие реактивы: а) смесь основного карбоната меди (гидроксикарбоната меди (II) и карбоната калия (вещества смешаны в молярном отношении 1:1); б) 0,5 М раствор серной кислоты (р—* 1,016 г/см3); в) дистиллированная вода. (6—8—71 эксп.) 4-90. а г вещества растворили в Ь мл растворителя, имеющего плотность р. Вывести общую формулу для вычисления концентрации (в процентах по массе) полученного раствора. Во всех ли случаях применима выведенная вами формула? Дайте мотивированный ответ, иллюстрированный необходимыми примерами с уравнениями реакций и схемой расчета. (3—8—73) 4-91/ Найти простейшую общую формулу для пересчета про-1 центной (Ся), молярной (См) и нормальной (Сн) концентрации одного и того же раствора вещества АХВУ, если известна плот* ность раствора (р), (6—9—69) 4-92. В некоторых видах физико-химических исследований используется так называемая моляльная концентрация (число молей вещества, приходящееся на 1000 г растворителя). Выведите пересчетную формулу, позволяющую переходить от процентной Ср и молярной концентрации См к моляльной Ст для вещества АХВУ, растворенного в растворителе с плотностью р, если плотность получающегося раствора равна рь (6—8—71) 4-93. 2,5 н. раствор перманганата калия, предназначенный для титрования соли железа, содержит 7,5% соли. Вычислите плотность приготовленного раствора. (6—10—69) 4-94. Гидроксид кальция и гидрокарбонат кальция при 25СС имеют одинаковую величину растворимости. Останется ли прозрачным раствор после достаточно длительного пропускания углекислого газа через известковую воду при 25°С? (6—9—73) 4-95. Какое количество 503 (триоксида серы) растворяется в 1 т олеума, если его концентрация при протекании через поглотительную башню возрастает с 19,5% ДО 20,5%? (6-8-74) 4-96. Может ли содержание серы (как элемента) в растворе серной кислоты составлять 35%? Ответ поясните, (2—9—72) 4-97. Вычислите количество оксида фосфора (V), которое нужно растворить в 10 г 35%-ного раствора фосфорной кислоты, чтобы концентрация последнего стала равной 40%. Какое максимальное количество аммиака может прореагировать с полученным раствором? (2—9—75) 4-98. На заводе путем анализа олеума было установлено, что общее содержание серного ангидрида (триоксида серы) — 66
как свободного, так и связанного в серную кислоту —равно 87%. Вычислите концентрацию свободного триоксида в процентах по массе в данном образце олеума. (5—10—65) 4-99. 10 г амальгамы калия (амальгамой называется сплав металла со ртутью) обработали 100 мл воды. Определите концентрацию полученного раствора, если амальгама содержала 3,9% калия. (4—8—73) 4-100. Какое количество металлического лития надо взять, чтобы при его взаимодействии с 1 л воды образовался 2,4%-ный раствор гидроксида лития? (4—8—72) 4-101. Сколько нужно взять металлического бария, чтобы имея 1 л воды, получить 4,92%-ный раствор гидроксида бария? (6—8—67) 4-102. Выведите в общем виде формулу для расчета концентрации раствора, образующегося при действии избытка воды на щелочной металл. Можно ли решить эту задачу в общем виде для других металлов? (6—9—75) 4-103. А г оксида кальция растворили в В мл воды. Вычислите в общем виде концентрацию полученного раствора в процентах по массе. (4—8—75) 4-104. В каком количестве воды надо растворить 1,42 г перекиси калия К2О4, чтобы получить 22,4%-ный раствор едкого кали? (4—9—73) 4-105. При нагревании водного раствора пирофосфорной кис- лоты Н4Р207 образуется ортофосфорная кислота Н3РО4. Рассчитайте концентрацию раствора пирофосфорной кислоты, при нагревании которого получится 10%-ный раствор ортофосфор- ной кислоты. (2-^8—73) 4-106. Раствор питьевой соды, имевший концентрацию а%, продолжительное время кипятили с обратным холодильником, чтобы избежать испарения воды из сосуда. Выразите в общем виде концентрацию раствора, образовавшегося после кипячения. (3—9—76) 4-107. Какова должна быть максимальная концентрация «купоросного масла», получающегося при прокаливании железного купороса, если все летучие вещества полностью конденсировать в охлаждаемом до 0°С приемнике? (6—8—70) 4-108. 100 кг раствора хлорида калия нагрели до 100°С и упарили до начала кристаллизации. После охлаждения полученного раствора до 20°С выделившиеся кристаллы хлорида калия отфильтровали, а оставшийся раствор вылили. Какая часть исходного хлорида калия (в процентах) была потеряна при этом, если концентрация его насыщенного раствора при 20°С равна 15,25%, а при 100°С —22,65%? (5—8—65) 4-109. К 40,3 мл 37,8%-ной азотной кислоты (р—1,24 г/см3) при охлаждении очень осторожно прибавлен 33,6%-ный раствор едкого кали до полной нейтрализации. Раствор охладили до 8* 67
0°С. Какое количество соли выпадет при этом, если насыщенный при 0°С раствор содержит 11,6% соли? (4—8—71) 4-110. Определить, какое количество квасцов состава КА1(504)2-12Н20 выкристаллизуется при 20°С из 320 г насыщенного при 20°С раствора КА1(504Ь после испарения из него 160 г воды (концентрация насыщенного" при 20°С раствора квасцов составляет 5,50% КА1(504)2. (7—10—75) 4-111. При охлаждении насыщенного при 70°С раствора сульфата меди (II) до 0°С выделилось 150 г медного купороса. Какое количество медного купороса было взято для перекристаллизации, если при 70°С в 100 г воды растворяется 31,4 г безводной соли, а при 0°С—12,9 г той же соли? (5—9—65) 4-112. При нагревании десятиводного гидрата сульфата натрия до 32,4°С' он распадается, образуя безводную соль и ее насыщенный раствор. Какую часть исходного (в процентах по массе) вещества составит безводная соль, если растворимость соли такова, что насыщенный при данной температуре раствор содержит 24,8% соли? (5—8—75) 4-113. Навеска закиси железа массой 36 г растворена при нагревании в стехиометрическом количестве 25%-ной серной кислоты. Какое количество железного купороса (семиводный гидрат) выделится при охлаждении полученного раствора, если принять, что растворимость безводной соли при 0°С составляет 5,6 г на 100 г воды? (4—9—71) 4-114. При 20°С в 100 г воды растворяется 75 г -безводного хлорида кальция, при 40°С— 116" г и при 60°С— 137 г той же соли. Если к пробам насыщенных при указанных температурах растворов соли добавить небольшие навески безводной соли, то выпадают осадки, которые После отделения и прокаливания будут иметь массу соответственно на 270%, 304% и 80% больше, чем взятые навески. Объясните этот факт, подтвердив ответ расчетом. (6—9—75) 4-115. Медный купорос можно получить при растворении оксида меди (II) в растворе серной кислоты. Рассчитайте, какую концентрацию должна иметь серная кислота, чтобы не прибегать к упариванию при получении купороса. Какую концентрацию должна иметь используемая серная кислота, чтобы получить медный купорос с максимальным выходом,"не прибегая к упариванию, если при охлаждении получается кристаллы и насыщенный раствор? Концентрация растворов насыщенных при 96°С и при 20°С соответственко равны 43,4% и 17,4%? Каковы минимальные потери при кристаллизации? (5—8—76) 4-116. Известно, что ацетон или спирт смешиваются с водой во всех отношениях. Объясните появление «мути» и выделение газа при прибавлении ацетона (спирта) к воде. (4— 10—76) 68
4-117. Сравните теплоты растворения двух одинаковых навесок одного и того же вещества, если в одном случае взяты крупные, а в другом — измельченные кристаллы* (на примере кристаллической и кальцинированной соды). (2—8—76) 4-118. Ниже приведены теплоты гидратации различных ионов в сильно разбавленных водных растворах (в кДж на 1 моль ионов), причем в условиях задачи ионы перечислены в алфавитном порядке, а величины теплот гидратации даны в порядке возрастания численных значений: а) катионы алюминия, бериллия, калия, кальция, литая: 339, 532, 1617, 2518, 4713; б) анионы азотистой, азотной, серной кислот: 310, 410, 1110, Каждому иону припишите соответствующее значение теплоты гидратации и оцените приближенные значения величин теплот гидратации ионов натрия и ионов магния. (6—9—76) 4-119. В двух одинаковых однолитровых стаканах находятл ся дистиллированная вода и раствор серной кислоты (1:1), Оба стакана стоят рядом в комнате с температурой 25°С. Что можно сказать о температуре каждого из стаканов? (2—8,9—69 заочн.) 4-120. Почему при взаимодействии разбавленных растворов едкого натра и соляной кислоты или едкого кали и азотной кислоты (концентрация щелочей и кислот примерно одинакфва (в моль/л) выделяется примерно одно и то же количество теп-, лоты? Можно ли осуществить эти реакции так, чтобы в результате выделялось разное количество теплоты? (2—9, 10—68 заочн.) 4-121. В теплоизолированном сосуде смешано 50 г 4%-ного раствора едкого натра и 50 г 1,82%-ного раствора соляной кислоты, находившихся при -комнатной температуре (20°С). При этом температура полученного раствора повысилась До 23,4°С. Затем к приготовленной смеси добавили еще 70 г 3,5%-ного раствора серной кислоты, находившегося также при комнатной температуре (20°С). Чему будет равна температура получающегося раствора и какое количество сухого остатка получится при его выпаривании? (Теплоемкости всех растворов принять равными 1.) (7—10—72) 4-122. Как изменяется сила кислот в рядах: НСЮ, НС102, НСЮз, НСЮ4 и НОС1, НОВг, Н01? Ответ обоснуйте. (4—9—74) 4-123. Как известно, цинк активно реагирует с раствором серной кислоты. Однако при добавлении к этому раствору ацетата натрия выделение пузырьков газа резко замедляется. :Как можно объяснить это явление? (6—9—67) 4-124. Предложите три-четыре способа, с помощью которых можно ускорить реакцию между цинком и серной кислотой. Дайте обоснованный ответ. (4—9—72). 4-125. Иногда утверждают, что плавиковая кислота — очень сильная, так как она разъедает даже стекло. Правильно ли это 69
утверждение? Почему чиетая плавиковая кислота, в отличие от других галогеноводородных кислот, при нормальных условиях— жидкость? Как ее получают и хранят? Какое применение находит это вещество и другие соединения фтора? (6—9—69) 4-126. Известно, что многоосновные кислоты, например ор- тофосфорная, диссоциируют в растворе ступенчато. Объясните, как'и почему будет меняться легкость диссоциации на каждой стадии. (3—9—69) 4-127. Почему алюминий, находясь в ряду напряжений "левее водорода, не вытесняет его из воды, но легко вытесняет его из водного раствдра щелочи? Какую роль играет щелочь в этом процессе? Напишите уравнения реакций. (3—10—67) 4-128. Ортофосфорная кислота более сильная, чем уксусная СНзСООН, тем не менее фосфорит может растворяться в уксусной кислоте. Как можно объяснить это явление? Напишите уравнение происходящей реакции. (6—9—72) 4-129. Исходя из положения о том, что процесс растворения веществ является по своему содержанию физико-химическим, на трех-четырех примерах докажите это, отметив физические и химические особеннрсти процесса. Выведите значение некоторой постоянной величины /(, определяющей растворимость ионно построенного неорганического вещества (так называемое про* изведение растворимости)..Вычислите растворимость (в 100 г воды) хлорида серебра, если значение К для него равно 1,6-10~10, полагая плотность раствора равной единице. (3— 9—71) 4-130. Имеются 0,2 М растворы веществ, формулы которых следующие: А) НС1; Б) КН504; В) СН3СООН; Г) КОН; Д) К2С03; Е) СНзСООК; Ж) К2НРО4; 3) Н2504. а) Определите концентрацию ионов водорода в растворе В. б) Определите рН раствора А. в) Напишите уравнение реакции между Б и Д, указав кислоты и основания, сопряженные в равновесии. г) Какие из компонентов раствороз А, Б и В имеют самое сильное сопряженное основание и почему?, д) Объясните, какие вещества будут преобладать при смешении растворов Б и Ж. е) Объясните, какие вещества будут преобладать в равновесии при реакции растворов В и Д. ж) Какой объем раствора Г необходим для полной нейтрализации 20 мл раствора 3? з) Какой объем бы занимало соединение, выделенное из 1 л раствора А при давлении 2 атм (202,7 кПа) и температуре 37°С? Для решения задачи приводятся значения констант диссо- 70
циации уксусной кислоты (/С== 1,8-10^5), угольной кислоты (/(1==4,4.10-7, К2:=4,7.10-11), верной кислоты (/(,«=1,7.10~2) и фосфорной кислоты (/(3=4,4-1 О*13). (7—10—74) 4-131. Растворимость малорастворимых веществ типа АВ обычно количественно определяется так называемым произведением растворимости ПР, которое представляет собой произведение концентрации (нормальных, т. е. в г-экв/л) каждого из ионов этого вещества, т. е. ПР = [А]-[В]. Рассчитайте, какое количество насыщенного раствора сульфата бария надо выпарить, чтобы получить 1 г сульфата бария, если его ПР = = 1,08-10~10. Какими способами вы предложили бы воспользоваться для определения растворимости '(ПР) труднорастворимых соединений? (2—8, 9, 10—68 заочн.) 4-132» Где содержится больше ионов водорода —в 1 л 0,1 н. раствора азотной кислоты (степень диссоциации 0,9) или в 1 л ее 2н. раствора (степень диссоциации 0,68)? (3—9—67) 4-133. Найти концентрацию (в моль/л) ионов водорода в 0,1н. растворах соляной и уксусной кислот, если степень их диссоциации при данном разбавлении составляет 0,9 и 0,0013 соответственно, (3—9—67) 4-134. Концентрация раствора муравьиной кислоты 3,00% (по массе), плотность его 1,0049 г/мл, рН данного раствора равно 1,97. Во сколько раз надо разбавить раствор, чтобы степень диссоциации кислоты возросла в десять раз? (7—10—75) 4-135. К 15 мл раствора соляной кислоты рНЗ добавили 5 мл раствора щелочи. Определите концентрацию добавленного раствора щелочи, если известно, что после выпаривания полученного раствора получено 0,745 г хлорида калия. Определите рН раствора после добавления щелочи. рН — отрицательный логарифм концентрации ионов водорода Н+. (3—9—68) 4-136. В 93,5 мл воды растворено 18 г медного купороса, К раствору добавили 200 мл 2,84% -ного раствора едкого натра (р—1,03 г/см3). Найти рН полученной реакционной смеси, если известно, что рН = —1{2[[Н]. (Изменением объема пренебречь.) (3—9—75) 4-137. На 31,6 г лерманганата калия подействовали концентрированной соляной кислотой. Газообразный продукт реакции полностью израсходовался на взаимодействие с 625 мл раствора сернистой кислоты концентрации 0,8 моль/л. Определите концентрацию ионов водорода в растворе, полученном при взаимодействии газа с сернистой кислотой. Какое количество 36%-ной соляной кислоты (р—1,18 г/см3) потребуется для взаимодействия с перманганатом калия? (2—9—71 заочн.) 4-138. Равные объемы по 10 дм3 0,01 М растворов уксусной и хлорноватистой кислот были смешаны и разбавлены до общего объема 100 см3. Константа диссоциации уксусной кислоты 1,8-10-5, а хлорноватистой кислоты 3,7-10~8. Вычислить: а) рН 71
разбавленного раствора, содержащего уксусную и хлорноватистую кислрты одновременно; б) степень диссоциации каждой из кислот 'в полученном разбавленном растворе; в) степень электролитической^^диссоциации хлорноватистой кислоты при условии, что разбавленный раствор не содержит уксусной кислоты. (7—10—73) 4-139. Исследуйте индикаторами растворы хлорида алюминия, нитрата цинка, сульфата меди, карбоната калия и силиката натрия. Проведите реакции обмена между этими растворами, объясните происходящие явления и напишите уравнения реакций. (3—9—74 эксп.) 4-140. Почему и как изменяется окраска индикаторов в растворах карбоната, силиката и сульфида натрия? (2, 3—10—66) 4-141. Если к" воде, насыщенной углекислым газом, добавить каплю нейтрального раствора лакмуса, индикатор изменяет свою окраску. Добавление одной капли 0,01 н. раствора едкой щелочи вызывает изменение окраски раствора, однако через 1—2 мин вновь восстанавливается первоначальная окраска. Объясните наблюдаемые явления. Будут ли наблюдаться аналогичные изменения цвета, если вместо раствора углекислого газа опыт проделывать с насыщенным раствором сернистого газа, с хлорной водой или с раствором аммиака? Поясните свой ответ необходимыми уравнениями. (6—9—75) 4-142. Слили попарно растворы, содержащие эквивалентные количества следующих веществ: а) соляной кислоты и едкого натра; б) нашатырного спирта и бромоводородной кислоты; в) едкого кали и уксусной ннслоты; г) уксусной кислоты и раствора аммиака. Какова реакция полученных растворов на индикаторы? Дайте мотивированный ответ. (3—9—72), 4-143. В 1 л воды растворены равные т>бъемы аммиака и сернистого газа. Какова реакция раствора? Ответ поясните. (4—9—73) 4-144. Какие процессы происходят при растворении сульфата калия, сульфида алюминия, хлорида цинка в воде? Дайте обоснованный ответ. (1—9—71) 4-145. Какие процессы происходят при растворении в воде сульфата магния, сульфида хрома (III), карбоната цезия? Свой ответ поясните уравнениями возможных реакций. (1—9—71) 4-146. Широко распространенные ручные химические огнетушители ОП-1 (жидкопенный) и ОП-3 (густопенный) отличаются друг от друга тем, что второй из них, помимо запаянной колбы с серной кислотой, снабжен дополнительной колбой с насыщенным водным раствором сульфата алюминия или сульфата железа (111). Каково назначение этих растворов? (6— 9—73) 4-147. К соли, полученной при взаимодействии 30 г алюминия и 48 г серы, добавили избыток воды. Выделившийся газ 72
пропустили через 10 л 0,2 М раствора сульфата кадмия. Напишите уравнения происходящих реакций и рассчитайте конечную концентрацию сульфата кадмия (в моль/л). Предполагается, что весь газ вступает в реакцию. Изменением объема раствора при реакции пренебречь. (3—9—67) 4-148. Какой объем 20%-ного раствора серной кислоты (р—1,14 г/см3) будет израсходован на нейтрализацию 4 г 13,16%-ного раствора едкого натра?* (1—9—71) 4-149. 11,2%-ный раствор едкого кали был полностью нейтрализован 24,5%-ной серной кислотой. Найдите концентрацию образовавшегося раствора в процентах по массе. (2—8—76, у—8—75). 4-150, В каком объемном соотношении должны быть смешаны 20%-ные растворы серной кислоты (р—1,14 г/см3) и гид- роксида натрия (р—1,22 г/см3), чтобы получился нейтральный раствор? (2—8—75) 4-151. Какой объем ЗМ раствора серной кислоты и какое количество железных опилок потребуется для получения водорода, необходимого для восстановления 24 г оксида железа (III)? (3—9—67) 4-152. Образец технического сульфида железа, содержащий 5% - металлического железа и не содержащего других примесей, массой 5 г, обрабатывают избытком соляной кислоты. Какой объем (при нормальных условиях) займут газообразные продукты реакции и каков состав образующейся газовой смеси (в процентах по объему)? (7—10—76) 4-153. При действии соляной кислоты на образец сульфида железа (II), содержащего примесь металлического железа, выделилось 8961мл сероводорода, что составило 80% от теоретически возможного. Какой объем 30%-ного раствора соляной кислоты (р—1,15 г/см3) потребовался для растворения образца? (1—9—74) ' ч 4-154. Под действием ультрафиолетового света раствор пер- оксида эодорода разлагается с образованием кислорода. В выделившемся кислороде сожгли серу. Какой объем 33%^ного раствора пероксида водорода (р—1,13 г/см3) необходимо использовать для разложения, чтобы сожжением перевести 16 г серы в ее оксид? (3—8—75) 4-155. С помощью катализатора разложили половину пероксида водорода, содержащегося в 1 л его 68%-ного раствора (р—1,26 г/см3). Чему равна концентрация раствора после реакции? Какой газ и в каком объеме выделился при реакции, если давление равно 1 ат (101,3 кПа) и температура 27°С? (3— 9-^67) 4-156. При разложении 9,43 мл 17%-ного раствора пероксида водорода (р—1,06 г/см3) выделилось 448 мл- газа (условия приведены к нормальным). Во сколько раз уменьшилась мо- 73
лярная концентрация пероксида водорода (содержание молей чистого вещества в 1 л раствора), если объем раствора в ходе реакции уменьшился на 0,7 мл? (3--8—69) 4-157. Имеются растворы, содержащие 18,9 г азотной кислоты (раствор А) и 3,2 г едкого натра (раствор Б) в 1 л раствора. В каком соотношении надо смешать растворы А и Б, чтобы полученный после смешения раствор был нейтральным? (5— 9—65) 4-158. Какое минимальное время потребуется для образования карстовых пещер емкостью 100 м3 на участке местности площадью 4 га, если среднегодовой уровень осадков, содержащих 0,05% растворенного углекислого газа, равен 500 мм? В грунтовые воды превращается 50% осадков, а содержание углекислого газа в них снижается на 56% (плотность известняка принять равной 2,5 г/см3). (5—8—66). 4-159. Сколько литров 60%-ной серной кислоты (р—1,50 г/см3) можно получить из 3,2 кг серы, если потери в процессе получения составляют 10% на каждой стадии? Напишите уравнения реакций. (6—8—73) 4-160. Сколько граммов нитрата свинца можно получить при действии 1000 мл 13%-ной азотной кислоты (р—1,072г/см3) на 50 г свинцового сурика? (2—8, 9—68 заочн.) 4-161. Какой объем 53%-ной азотной кислоты (р—1,39 г/см3) потребуется для полного окисления 12 г пирита? (2—8, 9, 10—69 заочн.) 4-162. В* 100 мл 65%-ного раствора азотной кислоты (р—1,4 г/см3) внесли 8 г металлической меди: Определите концентрацию в процентах по массе полученного раствора. (1— 9—74) 4-163. Какой объем 20%-ной серной кислоты (р—1,14 г/см3) потребуется для растворения всего оксида меди (II), получившегося при прокаливании на воздухе 6,4 г металлической меди? (2—8—72) 4-164. В количественном анализе считают, что для поглощения каждых 40 мл углекислого газа из анализируемой газовой пробы необходим 1 мл раствора (р—1,326 г/см3), приготовленного растворением одной части едкого кали в двух частях дистиллированной воды. Вычислите, какое максимальное количество С02 может поглотить 1 мл этого раствора. Объясните, почему, по-вашему мнению, полученное вами значение отличается от приведенного в условии. (4—8—76) 4-165. Какое количество алюминия требуется для получения водорода, необходимого для восстановления оксида меди (II), получающегося при разложении 6,66 г малахита (основного карбоната меди)? (6—8—69) 4-166. Определите объем аймиака (все объемы газов в условиях задачи приведены к нормальным условиям), выделив- 74
шегося при нагревании с избытком гашеной извести 1 г технического нашатыря, содержащего 1% сульфата аммония. Какое минимальное количество 20%-ной серной кислоты (р—1,14 г/см3) потребуется для полного поглощения .выделившегося газа? (2—9—72) 4-167. 5 л смеси азота с водородом, содержащей 30% (по объему) азота пропущены под давлением и при нагревании над платиновым катализатором, а образовавшаяся газовая смесь пропущена через раствор азотной кислоты. При этом вступило в реакцию 8,30 мл 31,5%-ного раствора азотной кислоты (р—1,19 г/см3). Определите состав газовой смеси (в процентах по объему) после иропускания над катализатором и после про-1 пускания ее через раствор кислоты. (2—9—74) 4-168. Каков объем углекислого газа (в пересчете на нор-, мальные условия), выделившегося при прокаливании 0,6 кг природного известняка, содержащего 10% карбоната магния? Какое минимальное количество 28%-ного раствора аммиака (р—0,9 г/см3) потребуется для полного поглощения газа? (2— 9—72) 4-169- В газе X, полученном при взаимодействии соляной кислоты с перманганатом калия и пропущенном при 0°С через промывную склянку, содержащую 282 мл воды, сожгли медную проволоку. Получившееся соединение растворили в воде и при этом получили 215 г раствора, концентрация которого равна 8,7%. Какое количество 36,5%-ной соляной кислоты (р— 1,19 г/см3) было взято для получения газа X, если в одном объеме воды в условиях опыта растворяется 4,6 объема газа X {условия нормальные)? (3—9—70) 4-170. Какой объем 2М раствора соляной кислоты прореагировал с Диоксидом марганца, если известно, что выделившийся при этом газ может вытеснить из раствора иодида калия 25,4 г иода? (3—9—67) 4-171. Смешано 2 г 18,25%-ной соляной и 6 г 19,6%-ной серной кислот. После количественного осаждения сульфат-ионов раствором хлорида бария и отделения осадка полученный фильтрат был нейтрализован 0,2 н. раствором едкого натра. Вычислить, какой объем раствора щелочи при этом был израсходован. (3—10—67) 4-172. Для получения 8 т 12,5%-ной плавиковой кислоты расходуется 2,5 т плавикового шпата (100%-ный СаРя) и 3,8 т купоросного масла (92,5%-ная серная кислота). Определите вы* ход продукта по плавиковому шпату и кислоте. (4—8—76) 4-173. На производство 1 т кальцинированной соды расходуются 5 м3 очищенного соляного раствора (310 г/л хлорида натрия), 16 кг аммиачной воды (25,5% аммиака) и 1,4 т известняка (95% карбоната кальция). Вычислите выход соды по поваренной соли и известняку, Напишите уравнения химических 75
реакций, приводящих к получению кальцинированной соды. На какие процессы расходуется аммиачная вода? (4—9—76) 4-174. Газ, выделившийся при кипячении с избытком концентрированной азотной кислоты соединения серы с молибденом, содержащего 40% серы, был пропущен через 100 мл 0,72 М раствора едкого натра. Определите величину навески исходного соединения, если пЗсле окончания анализа концентрация раствора щелочи (в моль/л) понизилась вдвое. (Изменением объема раствора пренебречь.) (6—10—70) 4-175. Хватит ли 20 г 10%-ного раствора азотной кислоты для нейтрализации раствора, содержащего 1,71 г гидроксида бария? (1—9—71) 4-176. К 50 см3 1 н, раствора хлорида алюминия прибавили 30 см3 2н. раствора едкого натра. Осадок отфильтровали и прокалили. Определите его массу. (4—9—70) 4-177. В десятилитровом сосуде, заполненном воздухом, быстро смешали 2 л 2,89% -ного раствора железного купороса (р—1,05 г/см3) и 3 л 0,4 М раствора едкого кали. Сосуд сразу герметически закрыли и начали интенсивно встряхивать в течение длительного времени. Какое давление установится в сосуде к концу* эксперимента? (Давлением паров воды и изменением объема жидкости при реакции пренебречь.) (6—8—71) 4-178. На чашках весов уравновешены два стакана, содержащие 43,5 мл 25%-ной азотной кислоты (р—1,15 г/см3) в каждом. В один из стаканов внесено 20 г мрамора, а в другой-- 20 г карбоната магния. Изменится ли равновесие весов после окончания реакции? (5—8—65) 4-179. На двух чашках весов уравновесили одинаковые стаканчики с соляной кислотой. В каждый из стаканчиков добавили равные (по массе) количества магния и цинка. Как изменится равновесие после окончания реакции? (4—8—73) 4-180. На чашках весов уравновешены две колбы, емкостью 250 мл, содержащие по 100 г 20%-ной соляной кислоты каждая. В одну колбу внесено 20 г металлического цинка, во вторую — 20 г мрамора, а) Изменится ли равновесие после окончания реакции? б) Изменится ли равновесие, если при внесении твердых веществ на горла колб надеть идеально растяжимые резиновые надувающиеся шарики? Ответ подтвердите расчетом. (5—8—76) 4-181. В один стакан налили 100 г концентрированной серной кислоты, а в другой — такое же количество концентрированной соляной кислоты и в оба стакана прибавили по 10 г меди и железа, а) Как изменится масса стаканов после окончания реакции? б) Изменится ли ответ, если можно было бы изменить условия опыта: прибавить те же металлы к кипящим кислотам? Если бтвет изменится, то почему? (3—9—70) 76
4-182. К 100 г 10%-ного раствора нитрата серебра прибавили 100 г 1%-ного раствора соляной кислоты. Определите содержание веществ по массе в процентах, оставшихся в растворе после отделения осадка? (4—8—70) 4-183; Смешано 41,66 мл 22,2%-ного раствора хлорида кальция (р—1,20 г/см3) и 24,59 мл 23,0%-ного раствора карбоната калия (р—1,22 г/см3). Выпавший осадок отфильтровали. Найдите процентную концентрацию веществ, содержащихся в фильтрате. (1—9—76) 4-184. К 75 мл 1М раствора сульфида бария (р—1,05 г/см3) прилили 52 мл 20%-ного раствора сульфата меди (II) (р—1,25 г/см3). Выпавший осадок отфильтровали. Определите количественный состав получившегося раствора. (6—9—67) 4-185Г К 48,35 мл 7,3%-ной соляной кислоты (р—1,035г/см3) прибавили 91,75 мл 11,2%-ного раствора едкого кали (р— 1,09 г/см3). Сколько молекул воды содержится в .полученном растворе? (6—8—70) 4-186. В двух колбах находятся (уеловия нормальные) газообразные аммиак и хлороводород. Оба газа абсолютно сухие. Газы растворили в воде, причем вода целиком заполнила колбы. После этого содержимое колб слили вместе. Рассчитайте концентрацию (в моль/л) веществ, находящихся в растворе, если объем колбы с хлороводородом. в три раза больше объема колбы с аммиаком. (5—9—66) 4-187. К 7,5 мл 2М раствора едкого кали (р—1,085 г/см3) прибавили 8 мл 5н. серной кислоты (р—1,155 г/см3). Вычислите концентрацию веществ (в процентах по массе), имеющих-» ся в растворе после окончания реакции. (3—9—70) 4-188. К 25 г 16%-ного раствора сульфата меди прибавили некоторое количество 16%-ного раствора едкого натра. Образовавшийся осадок отфильтровали, при этом фильтрат имел щелочную реакцию. Для нейтрализации фильтрата потребовалось 125 мл 0,2 н. раствора серной кислоты. Вычислите, какое количество раствора едкого натра было прибавлено. (3—10—67) 4-189. К 252,1 мл 36,5%-ного раствора соляной кислоты (р—1,19 г/см3) очень осторожно при охлаждении и перемешивании прибавлено 800 мл 28%-ного раствора едкого кали (р—1,25 г/см3).'Какой объем 8 н. раствора серной кислоты потребуется добавить к полученному раствору до полной нейтрализации? (3—9—67) 4-190. С каким объемом .газа, полученного при действии 65 мл 40%-ного раствора едкого кали (р—1,1 г/см3) на 10,70 г хлорида аммония, может прореагировать хлороводород, полученный действием холодной концентрированной серной кислоты на 13,3 г сильвинита (сильвинит — минерал, содержащий эквимолекулярные количества хлоридов натрия и калия)? (4— 9—72) 77
4-191. Сколько молей и литров оксида серы (сернистого газа) может быть поглощено раствором, содержащим 7,4 г гид- роксида кальция? (2—8—72) 4-192. Сколько молей и литров сероводорода может быть поглощено раствором, содержащим 17,1 г гидроксида бария? (2—8—72) 4-193. Сернистый газ, получившийся при сжигании 179,2 л сероводорода (объем измерен при нормальных условиях) пропущен через 2 л 25%-ного раствора едкого натра (р—1,28 г/см3). Каков состав образовавшейся соли и какова концентрация ее в растворе? (4—9—70) 4-194. Газ, образовавшийся при сжигании 2,4 г углерода, пропущен через 495 мл 1,48%-ного раствора гидроксида кальция (р—1,01 г/см3). Определите концентрацию (в моль/л) образовавшегося раствора (принять, что объем раствора увеличился на 5 мл). (2, 3—10—66) 4-195. Газ, образовавшийся при сжигании 3,2 г серы, пропущен через 46,3 мл 11,2% -ного раствора едкого кали (р— 1,08 г/ём3). Найдите концентрацию образовавшегося раствора (в моль/л) (принять, что объем раствора увеличился на 3,7мл). (3—10—66) 4-196* Какого состава образуется соль и какова концентрация ее в р-астворе, если к 25 см3 25%-ного раствора едкого натра (р—1,28 г/см3) прибавить весь оксид фосфора (V), полученный сжиганием 6,2 г фосфора? (4—9—70) 4-197. К 18,52 мл 14,7% -нога раствора ортофосфорной кислоты (р—1,08 г/см3) прибавлено 47,85 мл 5,6%-ного раствора едкого кали (р—1,045 г/см3). Определите содержание соединений (в процентах по массе), содержащихся в растворе после окончания прибавления раствора щелочи. (6—8—68) 4-198. Фосфор, количественно выделенный из 38,75 г 80%-ного фосфорита, окислен в атмосфере кислорода, и полученный препарат растворен в 200 мл 1,5 н. раствора едкого кали, а) Какие веще'ства и в каком количестве содержатся в образовавшемся растворе? б) Какое количество и какого газа (условия нормальные) выделится при действии на этот раствор избытка цинковой пыли при нагревании? в) Изменится ли количество газа, если вместо раствора едкого кали взять раствор аммиака той же концентрации? Приведите уравнения реакций, необходимые для расчета. (6—9—68) 4-199. К 200 г горячего подкисленного раствора медного купороса, содержащего 16% сульфата меди и 4,9% свободной серной кислоты было добавлено 21 г порошкообразного цинка (цинковой пыли). Образовавшуюся смесь перемешивали до прекращения выделения газа. При этом было получено 2,69 л водорода (в пересчете на нормальные условия). Объясните качественные и количественные результаты опыта. (5—10—75) 78
4-200. 2,45 г бертолетовой соли прокаливают при 400—500°С в присутствии диоксида марганца (реакция 1). 2,16 г серебра растворяют в 250 мл 0,1 н. азотной кислоты (реакция 2). Твердый остаток после реакции 1 растворяют в 50 мл воды и прибавляют к раствору, полученному после реакции 2. Выпавший осадок (реакция 3) отфильтровывают и фильтрат нейтрализуют 5,6% -ным раствором едкого кали (реакция 4, р раствора — 1,05 г/см3). Раствор упаривают досуха, остаток расплавляют и к расплавленному веществу прибавляют уголек массой 0,15 г (реакция 5). Напишите все уравнения реакций, описанных в задаче, и определите: а) объем раствора щелочи, пошедшей на нейтрализацию раствора после реакции 3; б) объем газообразных веществ (в пересчете на нормальные условия), выделившихся при реакциях 2 и 5; в) концентрацию веществ (в моль/л), оставшихся в растворе после реакции 3. (Считать, что все реакции* протекали количественно и однозначно. Пренебречь изменением объема растворов при растворении и химических реакциях.) (3—9—68) 4-20.1. 3,2 г металлической меди обработали при нагревании некоторым количеством 96%-ной серной кислоты. Оставшийся металл обработали некоторым количеством 85%-ной азотной кислоты. После этих операций 1,28 г металла остались нерас- творенными. Полученные в первом и втором опытах газы смешали и охладили до 25°С. При этом было получено в пересчете на нормальные условия 896 мл смеси газов. Во сколько бы раз отличался объем выделившегося газа, если бы то же количество (3,2 г) меди обработать смесью тех же количеств кислот, предварительно разбавленных в десять раз водой? (Считать, что реакции по написанным выше уравнениям протекают строго количественно.) (6—10—73) 4-202, К ПО г 10%-ной соляной кислоты прибавили 480 г 5%-ного раствора едкого натра, а затем добавили еще 367,5 г 8%-ного раствора серной кислоты. Раствор выпарили досуха и полученный твердый остаток нагрели до плавления. Чему равна масса оставшегося после охлаждения расплава остатка? (3—8—75) 4-203. В два сосуда поместили по 0,1 г фосфида натрия, В первый сосуд прилили 100 мл концентрированной азотной кислоты, а во второй—100 мл концентрированной уксусной кислоты. В обоих сосудах количественно прошли реакции с выделением газов. Раствор в первом сосуде прокипятили и добавили туда после нейтрализации 100 мл 0,1 н. раствора нитрата серебра. Во втором сосуде выделяющийся газ пропустили через НО мл 0,1 н. раствора нитрата серебра. Напишите уравнения всех описанных реакций и определите, какое количество соединений серебра (в молях) может остаться в растворах в' нервом и во втором опытах. (3—9—76) 79
4-204. К а г с%-ного раствора хлорида магния прибавлено эквивалентное количество В%-ного раствора ейюго натра. Выпавший осадок отфильтрован и промыт Ь мл воды. Вычислите в общем виде концентрацию хлорида натрия в полученном растворе. (6—8—67) 4-205. а г минерала сильвинита (КСЬ№С1) растворили в Ь мл воды. С каким количеством с%-ного раствора нитрата серебра (р—г/см3) может прореагировать тт полученного раствора? (3—8—67) 4-206. а г минерала карналлита (КСЬМбС12-6Н20) растворили в Ъ мл воды. С каким количеством с%-ного раствора нитрата серебра (р—г/см3) может прореагировать ш г полученного раствора? (3—8—67) 4-207.* а г жженых алюмокалиевых квасцов растворили в Ь мл воды. С каким количеством с%-ного раствора хлорида бария (р—г/см3) может прореагировать гп г полученного раствора? (3—8—67) 4-208. К а мл М-молярного раствора хлорида бария (р—й\ г/см3) прибавлено Ь мл н.-нормального раствора сульфата алюминия (р—й2 г/см3). Выпавший осадок отфильтровали. Выразите в общем виде содержание по массе соединений в процентах, .находящихся в растворе, если известно, что раствор хлорида бария по числу молей был взят в двукратном избытке (т. е. его взято в три раза больше, чем необходимо для проведения реакции). (6—9—68) 4-209. а г сплава магния с алюминием при реакции с с%-ной соляной кислотой, (р—г/см3) выделили V мл газа (условия нормальные). Выразите в общем виде состав сплава в процентах и объем соляной кислоты, необходимый для полного его растворения. (6—8—68) 4-210. Как будет меняться электрическая проводимость дистиллированной воды* при длительном хранении в открытой стеклянной бутыли? Предложите такие способы хранения особо чистой воды, чтобы ее электрическая проводимость не менялась в течение длительного времени. (5—9—65) 4-211. За прохождением электрического тока через раствор следили по интенсивности свечения электрической лампочки. При добавлении к 100 мл 1-10-3 М раствора нитрата кадмия 100 мл 2-10~3 М раствора цианида калия интенсивность свечения лампочки сначала упала, а при добавлении сухого цианида калия стала возрастать. Объясните наблюдаемые явления. (3— 10—76) 4-212. Изобразите графически примерный характер зависимости электрической проводимости системы: серная кислота — вода от концентрации в пределах от 0 до 100% —и объясните приведенный вами график. (3—9—70) 80
4-213. Какие процессы протекают при электролизе раствора сульфата меди с угольными электродами? Что произойдет, если в процессе электролиза изменить направление тока? Опишите наблюдаемые явления и объясните их. (2—9—74) 4-214. Как будет меняться сила тока (желательно изобразить графически) в процессе электролиза водных растворов сульфата натрия, хлорида натрия и хлорида меди (II), если напряжение источника тока остается неизменным? Дайте мотивированный ответ с необходимыми уравнениями реакций. * 4-215. Смешаны равные объемы 0,1 н. растворов нашатыря, нитрата меди и сульфата магния. Через полученный раствор пропускают постоянный ток. Как будет меняться состав раствора при этом? Напишите уравнения соответствующих процессов. (4—9—71) 4-216. Как, имея в своем распоряжении только 0,1 н. растворы хлорида калия и нитрата меди (II), получить практически чистый нитрат калия? Предложите наиболее простой способ решения задачи. (6—9—68) 4-217. При электролизе родного раствора хлорида натрия с добавкой иода в электролизере с угольными электродами и разделенными катодным и анодным пространством наблюдается обесцвечивание раствора как у катода,-так и у анода. Если раствор предварительно подкислить, то в течение длительного времени не наблюдается обесцвечивание у катода; если же в раствор хлорида натрия добавить иод, растворенный в растворе иодида калия, то окраска иода длительное время сохраняется у анода, а потом исчезает. Объясните описанные явления. (6—9—76) 4-218. Эквимолекулярная смесь воды и бромоводорода хорошо растворяется в некотором ионизирующем растворителе X с образованием раствора А. Если воду взять в избытке, то этот избыток не переходит в раствор А. Хотя ни вода, ни бромово- дород, ни ионизирующий растворитель X сами по себе не проводят электрического тока, раствор А подвергается электролизу. В результате электролиза раствора А в 11-образной трубке на аноде выделяется бром, а на катоде — водород и вода в мольном отношении 1:1:2. Как объяснить описанные явления? Рассмотрите подробно процессы электролиза. Назовите два-три примера известных вам ионизирующих растворителей и укажите методы их получения. (6—9—75) 4-219. На заводе было изготовлено пять хромированных и пять никелированных снаружи и изнутри автоклавов. Внешне и те и другие автоклавы выглядят одинаково. Как, не нарушая поверхности автоклавов, сделать правильную маркировку продукции? Предложите план лабораторных исследований. (6— 10—69) б Заказ № 4074 81
4-220. На завод поступил новый стальной эмалированный изнутри химический реактор. Какой простейший способ вы предложите для проверки целостности защитного эмалевого покрытия? (6—10—67) 4-221. В 1-1-образную трубку н'алили раствор хлорида калия, содержащий небольшое количество фенолфталеина. В одно колено трубки поместили медную пластинку, в другое — железную и соединили их концы проводником. Через некоторое время около одной из пластинок появилось малиновое окрашивание. Объясните, около какой пластинки появилось это окрашивание и почему. Что будет наблюдаться, если при проведении этого опыта вместо раствора хлорида калия взять раствор хлорида алюминия? (5—10—65) 4-222, Было необходимо определить длину тонкой стеклянной трубки, свернутой в спираль. Взяв оказавшуюся под рукой тонкую нихромовую проволоку, экспериментатор попытался пропустить ее через спираль. При этом проволока застряла в трубке. Как бы вы предложили извлечь проволоку из спирали, не повреждая трубки, если нихром не растворяется в соляной, серной и азотной кислотах или их смесях? Как бы вы предложили определить длину трубки, если предположить, что ее внутреннее сечение не изменилось в процессе сгибания? (6—10—68) 4-223. Какие типы аккумуляторов вы знаете? Объясните химизм явлений, происходящих при их зарядке и работе. (6—■ 10—70) 4-224. Плотность серной кислоты в заряженном свинцовом аккумуляторе должна быть равна 1,28 г/см3, что соответствует 36,87%-ной серной кислоте (по массе). В состоянии разрядки плотность раствора не должна быть меньше 1,10 г/см3, что соответствует 14,35%-ному содержанию серной кислоты. Постоянная Фарадея равна 26,8 А»ч-моль-1, а)'Напишите суммарное уравнение электрохимической реакции, которая происходит при зарядке и разрядке аккумулятора, б) Определите массу воды и серной кислоты, которые образуются или расходуются согласно написанному уравнению (на моль), в) Определите массу серной кислоты, необходимой для заполнения аккумулятора с емкостью 120 Ач, при условии, что серная кислота должна соответствовать указанным требованиям, г) Определите разность объемов серной кислоты в заряженном и разряженном аккумуляторе, имеющем емкость 120 А-ч, (7—10—76) 4-225. Опишите принцип действия батарейки для карманного фонаря. Приведите уравнения реакций, протекающих в ней. (2—9—71 заочн.) 4-226. Сколько батареек КБС-Л-0,50 необходимо взять для получения 1 л водорода электролизом, если выход по току 83,5%? (6-9—68) 62
4-227. 20 г сульфата калия растворены в 150 г воды/Полученный раствор подвергнут электролизу. После окончания электролиза концентрация составляет 15%, Сколько литров водорода и кислорода было получено при 20°С и 1 атм (101,3 кПа)? (4—Ю—69) 4-228. Через герметическую «бомбу», полностью заполненную подкисленной водой, пропущен постоянный ток. Какое давление развилось бы в «бомбе», если бы вода была совершенно несжимаемой, стенки сосуда не расширялись бы от давления, а закон Авогадро строго выполнялся (температуру принять равной 0°)? (5—10—65) * 4-229. Металлическую пластинку размером 10-10 см требуется покрыть с обеих сторон слоем никеля толщиной 0,05 мм. Какое время придется пропускать через раствор сульфата никеля электрический ток силой 2 А, если известно, что плотность никеля равна 8,9 г/см3, а выход по току составляет 90%? (3— 10—67) 4-230. Через разбавленный раствор едкого кали пропускали постоянный электрический ток. Амперметр все время показывал силу тока 0,5 А. Весь выделяющийся в ходе реакции газ собирали в мерный сосуд, причем за 2,5 ч в нем собралось 1,05 л газа в пересчете на нормальные условия. Какова точность амперметра? (2—9, 10—68 заочн.) X 4-231. Газ, полученный на аноде при электролизе с угольными электродами раствора, содержащего 135 г хлорида меди (II) (до самопроизвольного прекращения электролиза),пропустили через 1 л 2 н. горячего раствора едкого натра (р—1,05 г/см3). Определите содержание веществ (в процентах по массе), содержащихся в образовавшемся растворе. (2— 10—72) 4-232. Газ, выделившийся на аноде при промышленном получении алюминия, был пропущен до прекращения поглощения через 1,456 л 10,5%-ного раствора едкого кали (р—1,1 г/см3). Какова концентрация соли, образовавшейся в растворе? Какое количество алюминия было получено? (2—10—72) 4-233. 200 мл 2 н. раствора хлорида натрия (р—1,10 г/см3) подвергли электролизу (при перемешивании электролита) в приборе с медными электродами. Когда на катоде выделилось 22,4 л газа, электролиз прекратили. Вычислите возможную концентрацию соединений, содержащихся в электролите после прекращения электролиза. (7—10—72) 4-234. При пропускании постоянного электрического тока через 100 г 11,7%-ного раствора поваренной соли на аноде выделилось 5,097 л газа, измеренного при температуре 20°С и давлении 960,5 миллибар. Газ собирали над насыщенным раствором хлорида натрия, причем упругость паров воды при этой температуре составляет 13,2 мм. рт, ст. Определите концентра- 6* 83
цию раствора в процентах, оставшегося в электролизере после окончания электролиза (растворимостью газов в растворах пренебречь). (2—9, 10—67 заочн.) 4-235. Электролитический щелок, полученный при электролизе раствора поваренной соли по диафрагменному методу, содержит в каждом литре раствора примерно 180 г поваренной соли, 120 г едкого натра, 5 г соды~и 0,7 г хлората натрия. Объясните происхождение и вычислите содержание (в процентах по мае- се) указанных веществ в щелоке, если его плотность равна 1,25 г/емз. (6—9—75) 4-236. Водный раствор соединения, полученного при взаимодействии избытка серы с веществом, выделившимся на катоде при электролизе водного раствора сульфата натрия током силой 3 А в .течение 26,8 ч, количественно прореагировал с раствором иода в водном растворе иодида калия. Какой объем хлора, измеренного при температуре 10°С и давлении 1100 миллибар (111,43 кПа), потребуется для получения необходимого количества иода из раствора иодида калия? (3—9—68) 4-237. При очистке черновой меди, содержащей никель, электролизом через электролизер, заполненный 100 л 1М раствора серной кислоты, пропускали в течение 100 ч ток силой 280 А. При этом потеря массы анода составила 35,4 кг. Образовавшийся электролит был подвергнут анализу следующим методом: к 10 мл его было добавлено 50 мл 1 М раствора иодида калия и выделившийся иод был оттитрован 0,1 н. раствором тиосульфата натрия (уравнение реакции: 2Ыа2520з+12= =2Йа1+Ыа2540б). При этом было израсходовано 44,1 мл раствора тиосульфата. Определите содержание (в процентах по массе) никеля в черновой меди, если катодный выход по току равен 95,7%. (3—9—70) 4-238. Через водный раствор сульфата меди в течение 32,16 мин пропускали постоянный электрический ток. Определите силу тока, если известно, что на катоде и аноде выделились одинаковые объемы газов, а масса одного из электродов увеличилась на 0,65 г. (4—10—75) 4-239. При электролизе 100. мл 5%-ного раствора хлорида калия (р-^-1,05 г/см8) током 8 А в течение 1 ч 10 мин 10 с у анода выделилось 2,34 л газов (условия нормальные, материал инертен). Определите концентрацию образовавшегося раствора. (5—10—76) 4-240. Через прибор для электролиза (межэлектродное пространство не разделено), содержащий 100 г 37,6%-ного раствора нитрата меди (II), пропущен постоянный ток, способный вызвать полное разложение 10 г расплавленного *едкого натра. После окончания эксперимента электролизер продут еггруей аргона и оставлен на ночь. На следующий день платиновые электроды вынуты из электролита, промыты, высушены и взве- 64
шены. Изменение массы одного из них составляет 4,0 г. Объясните количественные результаты эксперимента. (6—9—75) 4-241. В два последовательно соединенных электролизера с платиновыми электродами поместили: в первый 185,2 мл 11,7%-ного раствора хлорида натрия (р—1,08 г/см3), во второй— 250 мл 1,6 н. раствора сульфата меди (р—1,14 г/см3). Через электролизеры пропускали ток силой 7,236 А в течение 20 ч. После окончания электролиза электролиты смешали и полученный раствор охладили до 7°С. Известно, что в насыщенном при этой температуре растворе может содержаться 7,1% растворенного вещества. Какое количество осадка выпало на дно сосуда? Считать, что все процессы идут количественно, а образующиеся при электролизе газы полностью удаляются из электролизеров. (6— 10—74) 4-242. Через две последовательно соединенные склянки, содержащие по 100 г водных растворов хлорного и хлористого железа с концентрациями, равными 16,25 и 12,7% соответственно, в течение 32,17 мин пропущен постоянный ток силой 0,5 А. Какие реакции прошли в обоих растворах? Какое количество газа и железа выделилось?'(4—9—75) 4-243. Через три последовательно соединенных электролизера, снабженных платиновыми электродами, площадью 100 см2 каждый, при непрерывном перемешивании электролитов в течение 3 ч пропускали постоянный ток силой 8,935 А. В первом электролизере находилось 0,5 л 2 М раствора хлорного железа, во втором — 0,5 л 1 М раствора сульфита натрия и в третьем— 0,5 л 2 М раствора бисульфита натрия, а) Какие вещества и в каком количестве, могут -быть выделены из каждого раствора после окончания электролиза? б) Какие газы, в каком количестве и 'у каких электродов выделились в каждом из электролизеров? (Выход по току считать равным 100%, объемы газов вычислить в пересчете на нормальные условия, растворимостью газов в электролитах пренебречь.) (6—10—76)
Глава 5 КОЛИЧЕСТВЕННЫЙ АНАЛИЗ СМЕСЕЙ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ 5-1. При пропускании кислорода над нагретой медью масса металла увеличилась на У». Определит* состав смеси, образовавшейся при этом. (2, 3—8—66) 6-2. В процессе гашения извести прибавление воды прекра» тили, когда масса исходного вещества увеличилась на 1/а.. Оп* ределите состав смеси, образовавшейся при этом, (В, 3—8—66) 5-3. 18,47 оксида свинца (II) нагрели в токе водорода. После того как нагревание было прекращено, оставшийся оксид и образовавшийся свинец имели массу 18,07 г. Найдите состав полученной смеси в процентах по м&ссе. Какой объем водорода (в пересчете на нормальные условия) вступил в реакцию? (1—8-74) 5-4. Цинковая пластинка массой 50 г опущена в раствор сульфата меди. После окончания реакции промытая и высушен* ная пластинка имела массу 49,82 г. Объясните изменение массы пластинки и определите количество сульфата меди, находившегося в растворе. (2, 3—8—66) 5-5. Железная пластинка, опущенная в раствор медного ку* пороса, увеличилась по массе на 0,8 г. Вычислите, сколько граммов меди выделилось на железной пластинке. (1—8—71) 5-6. Свинцовую пластинку массой 25 г опустили в раствор нитрата серебра. После окончания реакции промытая и высуженная пластинка имеет массу 25,9 г. Почему изменилась мае-» са пластинки? Какое вещество и в каком количестве содержит* ся в растворе после реакции? (2, 3—8—66) 5-7, Железную сетку массой 10 г опустили в 200 г 20%-ного раствора сульфата меди. Когда реакция прошла на 10%, сетку вынули, промыли водой, высушили. Определите массу сетки после реакции и концентрацию оставшегося раствора медного купороса. (3—8—67) 5-8. Чтобы посеребрить медную пластинку массой 10 г, ее опустили в стакан, содержащий 250 г 20°^-ного раствора нитрата серебра. Когда пластинку вынули, оказалось, что количество 86
серебра в растворе уменьшилось на 20%. Определите, какая часть меди прореагировала л какова концентрация оставшегося раствора нитрата серебра. (3—8—67) 5-9. В стакан, содержащий 200 г 10%-ной соляной кислоты, опустили цинковую пластинку. Когда ее вынули, промыли и высушили, оказалось, что она имеет массу на 6,5 г меньше, чем до реакции. Определите концентрацию соляной кислоты в оставшемся растворе. (3—8—67) 5-10, К раствору 1,60 г бромида калия прибавили 5 г брома-сырца, содержащего примесь хлора. После упаривания смеси было получено 1,155 г твердого остатка. Определите содержание в процентах хлора в препарате брома. (4—8—72) 5*11. 3,36 л смеси азота и оксида серы (IV) (условия нормальные) пропустили через избыток раствора гидроксида натрия. При этом масса раствора увеличилась на 6,4 г. .Определите состав газовой смеси в процентах по массе. (1—9—76) 5-12. Смесь порошков гидроксида карбоната меди (малахита) и металлической меди прокалили в токе воздуха, причем после рхлаждения масса образца не изменилась. Определите содержание (в процентах по массе) металлической меди в образце. (6—8—76) 5-13. Через раствор 2 г смеси хлорида и иодида натрия в 100 мл воды пропустили 1 л газообразного хлора. Полученный раствор выпарили и остаток прокалили при 200—300°С. При этом было получено 1,78 остатка. Определите (в процентах по массе) концентрацию солей в исходном растворе. (3—10—67) 5-14. На чашках весов уравновешены два стакана с растворами соляной кислоты. В один из них опустили 2,950 г олова, которое полностью растворилось в кислоте. Сколько граммов железа следует положить во второй стакан, чтобы чашки весов пришли в равновесие? (6—8—73) 5-15. При анализе некоторого сплава, содержащего серебро, получено количество хлорида серебра, по массе равное количеству взятого для анализа сплава. Вычислите содержание в процентах по массе серебра в сплаве. (3—9—67) 5-16. Водный раствор препарата иодида натрия с примесью бромида натрия встряхивали с бромом, после чего выпарили и высушили. Масса полученного продукта на М г меньше, чем масса взятого для опыта препарата. Этот продукт снова растворили в воде, в раствор пропустили избыток хлора и раствор упарили. Масса сухого остатка уменьшилась при этом еще на М г. Рассчитайте содержание бромида натрия в исходном препарате, учитывая, что все процессы происходили количественно. (6—9-67) 5-17. Определите экспериментально (в процентах по массе) содержание кристаллизационной воды в кристаллогидрате хлорида бария, (6—9—66 экс1Ь) 87
5-18. Имеется смесь сухого хлорида калия и сульфата натрия. Используя методы весового анализа, определите экспериментально состав данной смеси (в процентах по массе). (6— 9—74 эксп.) 5-19. Определите экспериментально содержание воды в выданном вам образце технического препарата железного купороса (в процентах по массе)/используя предложенные реактивы. Вычислите, на сколько в процентах по массе отличается содержание воды в выданном вам образце от содержания воды в химически чистом препарате. (5—9—76 эксп.) 5-20. Имеется раствор, содержащий сульфат железа (II), сульфат натрия и сульфат калия. Определите экспериментально концентрацию сульфата железа (II) в этом растворе* используя метод титрования. (6—9—74 эксп.) 5-21, В растворе содержатся одновременно едкий натр и карбонат натрия. Используя метод титрования,, определите экспериментально количество едкого натра и соды в выданном вам образце раствора. (6—9—74 эксп.) 5-22. Кристаллический карбонат натрия при стоянии на воздухе теряет часть кристаллизационной воды, и содержание воды в нем меняется. Таким образом, мы можем говорить о среднем содержании кристаллизационной воды в образце после длительного хранения. Выданный вам раствор содержит строго определенное количество Ыа2СОз-хН20. Определите экспериментально (с точностью до 0,01 моль), сколько молей криста-л* лизационной воды приходится в среднем на 1 моль карбоната натрия. (7—10—75) *5-23. Определите растворимость гидроксида Мд(ОН)2 (в моль/л и в граммах на 100 г воды) при комнатной температуре, применяя выданные вам для работы реагенты и принадлежности. (6—10—71 эксп.) 5-24. В одной из склянок находится 0,1 н. раствор гидроксида натрия, в другой—г раствор сильной кислоты, концентрация которой не известна. Определите, в какой колбе находится щелочь, в какой — кислота. Установите, какая это кислота. Слейте в одну колбу по 25 мл кислоты и щелочи. Определите, какая среда при этом получилась. Если среда не нейтральная, то прибавьте из бюретки соответственно 0,1 н. раствор едкого натра или 0,1 н. раствор соляной кислоты до нейтральной реакции. По объему израсходованного раствора кислоты или щелочи рассчитайте нормальность раствора неизвестной кислоты. (6—9—67 эксп.) 5-25, Определите содержание гидроксида натрия в смеси (в процентах по'массе). Для работы даны: 1) смесь едкого натра с хлоридом калия, 2) раствор соляной кислоты неизвестной концентрации, 3) 0,1 н. раствор едкого натра, 4) индикатор метиловый оранжевый, (6—8—71 эксп.) 88
5-2в. На нейтрализацию 20 мл раствора едкого натра идет 34Д мл 1 н. соляной кислоты. Сколько в процентах по массе едкого натра содержится в этом растворе, если его плотность равна 1,072? (1—10—71) 5-27. Приготовьте 50 г 10%-ного раствора серной кислоты из имеющегося 50%-ного раствора (р—1,40 г/см3). Разбавьте полученный вами раствор в мерной колбе. Используя приготовленный вами раствор, определите концентрацию (в моль/л) выданного вам образца раствора едкого кали. (5—10—76 эксп.) 5-28. С помощью имеющихся приборов и растворов установите, сколько эквивалентов кислоты (серной и соляной вместе), т. е, [Н+]эксп, а также сколько граммов серной кислоты и сколько граммов хлороводорода содержит литр смеси, прип> товленной из 1,2-молярного раствора серной кислоты и 1,47-мо- лярного раствора соляной кислоты (при смешивании растворов объем не изменился). (7—10—70 эксп.) 5-29. В вашем распоряжении имеется 200 мл раствора, содержащего одновременно соляную ,и серную кислоты. Предложите подробный план-инструкцию для количественного определения концентрации каждой кислоты. Составьте краткую заявку в виде перечня: «Для анализа необходимо иметь...» на необходимые, по вашему мнению, реактивы, посуду, приборы. (3—9—73) 5-30. Максимальная плотность растворов уксусной кислоты в воде соответствует 80%-ной концентрации и равна 1,07,Предложите несколько способов определения концентрации кислоты с плотностью 1,057, если известно, что такой плотности отвечает как 97%-ная, так и 50%-ная уксусная кислота. Ответ обоснуйте. (6—8—69) 5-31. Какой объем 98%-ной серной кислоты (р—1,84 г/см3) может прореагировать с 2,72 г смеси меди и оксида меди (III), если известно, что при растворении такого же количества смеси в разбавленной азотной кислоте выделяется 448 мл нерастворимого в воде газа (в пересчете на нормальные условия)? (б—Ю-67) 5-32. При обработке серной кислотой 500 г медной руды, содержащей карбонаты меди, был получен раствор соли меди, при выпаривании которого выделилось 125 г медного купороса. Найдите содержание (в процентах по массе) меди в исследуемой руде. (2—8—74) 5-33. Определите молярную концентрацию раствора азотной кислоты, если известно, что при действии на 50 мл этого раствора избытка металлической меди выделилось 672 мл газа (в пересчете на нормальные условия). При пропускании через 40 мл 0,25 М раствора едкого барита газ частично поглотился, причем концентрация баритовой воды уменьшилась вдвое. (2—9, 10—67 заочн.) 89
5-34. Для полной нейтрализации 250 мл раствора, содержащего серную и соляную кислоты,^ потребовалось 23,15 мл 11,2%-ного раствора едкого кали (р—1,08 г/см3). При добавлении к полученному после нейтрализации раствору избытка раствора хлорида бария, выпало 4,66 г осадка. Определите нормальную концентрацию каждой из кислот в исходном растворе. (2, 3—9—66) 5-35. При взаимодействии 4,76 г смеси сульфата, сульфита и бисульфита натрия с избытком серной кислоты выделилось 672 мл газа (условия нормальные). Это же количество смеси реагирует с 24,04 мл 3,2%-ного раствора едкого натра (р— 1,04 г/см3). Определите содержание сульфита натрия в смеси (в процентах по массе). Какое количество осадка выпадет при обработке раствора того же количества смеси избытком раствора хлорида кальция? (Растворимостью гипса пренебречь.) (6—9—73) 5-36. Взяли два одинаковых по массе образца опилок сплава железа с медью и внесли в два сосуда одинаковой емкости. В первом сосуде находится хлор, во втором ^- хлороводород (давление в сосудах одинаковое). Оба сосуда герметически закрыли, нагревали до окончания реакций и охладили до начальной температуры. Найдено, что в первом сосуде давление уменьшилось на 55%, во втором — на 30%. Рассчитайте состав сплава. (4—8—74) 5-37. Определите состав смеси, содержащей железо, медь и алюминий, если известно, что для хлорирования некоторой навески этой смеси потребовалось 11,2 л хлора (условия нормальные), та же навеска реагирует с 292 г 10%-ного раствора соляной кислоты или со 100 г 8%-ного раствора едкого натра. (2—9—73) 5-38. Газообразные продукты, полученные при действии избытка концентрированной соляной кислоты на 7,46 г смеси хлората и бромата калия, пропустили через нагретую до 600°С трубку, в которую помещена лодочка с 15,00 г металлического олова. После окончания опыта масса лодочки уменьшилась на 8,9 г, а в охлаждаемом приемнике была получена дымящая на воздухе жидкость. Определите содержание в процентах по массе бромата в смеси и объясните количественные результаты опыта (считать, что реакции проходят количественно, растворимостью газов и потерями пренебречь). (5—10—76) 5-39. Тонко измельченный образец сплава, приготовленный для исследования, содержит алюминий, цинк, кремний и медь. При действии избытка соляной кислоты 1000 мг сплава выделяется 843 мл водорода (0°С, 1 атм), и при этом остается 170 мг нерастворимого остатка. 500 мг сплава выделяет из избытка раствора едкого натра 517 мл Нг (0°С, 1 атм), и в этом 90
случае тоже остается нерастворимое вещество. Определите состав сплава в процентах по массе. (7—10—75) 5-40. Навеска смеси алюминия, магния* и железа разделена на три равные части. Найдите состав смеси в процентах по массе, если известно, что при обработке одной части навески полностью прореагировало 48,78 мл 5,11%-ной соляной кислоты (р—1,025 г/см3), при растворении т*акой же части навески в 2 н. растворе щелочи выделилось 336 мл газа, а для хлорирования третьей части смеси металлов потребовалось 1680 мл хлора (условия нормальные). (6—9—69) 5-41. Определите количественный состав # смеси металлов, состоящей из железа, алюминия и меди, если в вашем распоряжении имеются вода, растворы гидроксида натрия, соляной кислоты, хлорида натрия, азотной кислоты, серной кислоты известной концентрации, а также весы и магнит. Предложите несколько вариантов решения этой задачи и экспериментально определите состав выданного вам образца, (6—9—74 эксп.) 5-42. Предложите способ для определения количественного состава смеси состоящей из оксида хрома (III), хлорида калия и оксида магния. (4—9—76) 5-43. Установите экспериментально эквивалент металла по объему выделенного им из кислоты газа. Определите, какой это металл. (6—9—74 эксп.) 5-44. В вашем распоряжении имеются неизвестный металл и соляная кислота. Используя реакцию замещения, определите приблизительное значение атомной массы неизвестного металла и с помощью химических реакций установите, какой металл дан вам для анализа. Напишите уравнения реакций, проведенных вами. Вычислите, на сколько отличается (в процентах) оп«* ределенная вами атомная масса от табличных данных. (0—8-— 76 эксп.) 5-45. Отмерьте мензуркой 100 мл водопроводной воды, прибавьте 1—2 капли раствора метилового оранжевого, оттитруйте бикарбонат кальция 0,1 н. раствором кислоты. Рассчитайте временную жесткость воды (в мг-экв) на 1 л раствора. Устраните временную и постоянную жесткость воды известными вам способами. Докажите, что полученная вода не обладает химической жесткостью. (6—9—67 эксп.) 5-46. В двух склянках находятся 0,1 н. раствор пермангана- та калия КМп04 и раствор сульфата неизвестного металла М, который может восстанавливать перманганат. Реакция между этими растворами протекает по следующей схеме: МпОг+5М2++8Н+=Мп2++ 5М3+-ИН*0. Путем качественных реакций установите, какой катион входит в состав неизвестной соли. Налейте в отдельную колбу 25 мл 9!
раствора исследуемой соли, 40 мл 4 н. серной кислоты.и 25 мл 0,1 н. раствора перманганата калия (серная кислота необходима для создания кислотности среды, при которой протекает окислительно-восстановительная реакция). По цвету получившегося раствора установите, какое вещество взято в избытке. В соответствии с этим прибавьте из бюретки 0,1 н. раствор перманганата или 0,1 н. раствор сульфата железа (II) до бледно-розового окрашивания. По объему добавленного раствора рассчитайте нормальность раствора сульфата. (6—9—67 эксп.) 5-47. При взаимодействии смесц гидридов кальция и натрия с водой выделилось 97,6 мл газа (100 кПа, 20°С). Полученный раствор нейтрализовали и ионы кальция осадили в виде окса- лата кальция (СаС204). Выпавший осадок отфильтровали, промыли и обработали разбавленной серной кислотой. Полученный бесцветный раствор оттитровали 0,1 г раствором перманганата калия, причем устойчивая розовая окраска появилась после прибавления 30 мл раствора перманганата. При титровании вы делялся газ, вызывающий помутнение известковой воды. Напишите уравнения всех описанных реакций и найдите массу ис ходной смеси. (3—10—70) 5-48. Для получения хлорида серебра взаимодействием хлорида калия и нитрата серебра одной из солей требуется на Юг меньше, чем другой. Вычислите, сколько миллилитров 40%-ного раствора нитрата серебра было взято для реакции (р— 1,47 г/см3). (3—9—67) 5-49. 112 мл оксида углерода (IV), измеренного при нормальных условиях, пропущено над 0,18 г раскаленного угля, и образовавшаяся газовая смесь пропущена при нагревании через трубку, содержащую 4 г оксида меди (II). Рассчитайте, каким минимальным количеством серной кислоты 19,6%-ной концентрации (р—1,Н г/см3) надо обработать полученную смесь, чтобы выделить металлическую медь. Сколько граммов меди образовалось? (2—9—75) 5-50. При нагревании 2,24 г железа в токе воздуха получили смесь оксида железа (II) и оксида железа (III). Определите мольное соотношение окислов в полученной смеси, если для ее растворения необходимо 13,94 мл 20%-ной соляной кислоты (р—1,10 г/см3). (2—10—74) 5-51.1 Взят 1 г смеси хлорного и сернокислого железа (безводные соли). Какое минимальное число элементов необходимо определить, чтобы рассчитать состав смеси в процентах по массе? Ответ подтвердите схемой расчета. (3—8—68) 5-52. Для полной нейтрализации раствора, содержащего серную и азотную кислоты, потребовалось 38,1 мл 5,6%-ного раствора едкого кали (р—1,05 г/<см3) Содержание (в процентах по массе) обеих кислот в растворе одинаково. Определите, какое количество осадка может выпасть при добавлении к нейтрали- 92
зованному раствору избытка раствора хлорида бария. (2—8, 9—67 заочн.) •54>3. Один литр смеси газообразного хлороводорода и бро- моводорода при нормальных условиях имеет массу 2,5 г. Определите состав смеси в процентах (по объему). (3—9—76) 5-54. Газ, выделившийся при обработке избытком серной кислоты 6,85 г смеси питьевой соды с кальцинированной, был поглощен избытком известковой воды, причем образовалось 7,5 г осадка. Определите состав исходной смеси. (4—8—74) 5-55. При действии нитрата серебра на раствор 2,66 г смеси хлорида натрия и хлорида калия было получено 5,74 г хлорида серебра. Сколько хлорида натрия и хлорида калия (в процентах по массе) содержалось в смеси? (5—8—66) 6-56. Раствор-смеси метафосфорной и пирофосфорной кислот разделен на две равные части, одна из которых сразу же нейтрализована содой, а другая сначала подвергнута кипячению, а затем нейтрализована содой. Для нейтрализации второй части раствора пошло в два раза больше соды, чем на нейтрализацию первой части. В каком соотношении находились мета- и пирофосфорная кислоты в исходном растворе, если считать, что нейтрализация проходит до конца с образованием средних солей? (4—10—71) 5-57. Навеска олеума равна 1,7985 г. На титрование ее раствора после разбавления водой израсходовано 38,16 мл 1,02 н. раствора едкого натра. Определите содержание свободного серного ангидрида (триоксида серы) в данном образце олеума. (2—9—76) 5-58. Для нейтрализации 20 мл раствора, содержащего одновременно соляную и бромоводородную кислоты, потребовалось 50 мл 0,4 н. раствора щелочи, а при действии на то же количество раствора избытка раствора соли серебра выпало 0,3315 г осадка. Определите концентрацию кислот в исходном растворе (в моль/л). (3—10—67) 5-59. В 100 г смеси соляной и азотной кислот может раствориться максимум 12 г оксида меди (II). После упаривания раствора и прокаливания масса остатка составляет 14,58 г. Напишите уравнения происходящих реакций и определите концентрацию соляной и азотной кислот в исходном растворе (в процентах по массе). (3—9—67) 5-60. Установите экспериментально (в процентах по массе) состав смеси, состоящей из цинка и магния, используя имеющиеся в лаборатории реактивы и принадлежности. (6—8—71 эксп.) 5-61. Некоторое количество водного раствора серной кислоты было обработано избытком сплава натрия и магния. Выделившийся водород составил 5% от массы исходного раствора. 93
Найдите процентную (по массе) концентрацию исходного раствора серной кислоты. (5—8—66) 5-62, При действии разбавленной соляной кислоты на*3,84 г смеси карбоната кальция и доломита выделилось 0,896 л газа (условия нормальные). Определите содержание (в процентах по массе) доломита в смеси. Как можно из данной смеси выделить индивидуальные карбонаты? (2—9—75) 5-63. При полной дегидратации 13,2 г смеси тригидрата и пентагидрата сульфата меди (II) выделилось 3,6 г воды. Определите мольное соотношение гидратов сульфата меди в исходной смеси. (3—8—75) 5-64. Смесь карбонатов натрия и калия обработали эквивалентным количеством серной кислоты. Полученный раствор пропустили последовательно через колонку с катионитом (содержащим подвижный ион водорода), затем через колонку с анио- нитом (содержащим подвижную гидроксильную группу). Най-' дите состав исходной смеси карбонатов (в процентах по массе), если известно, что масса катионита увеличилась на 12,0 г, а анионита — на 12,4 г. (4—9—75) 5-65. 7,53 г смеси шестиводного хлорида кальция и восьми- водного гидрата гидроксида бария растворены в воде. К полученному раствору прибавлен избыток раствора соды, выпавший осадок отфильтрован, промыт и растворен в избытке солян&й кислоты. При этом выделилось 0,672 л газа (условия нормальные, опыты проводились количественно). Определите (в процентах по массе) содержание каждого из веществ в исходной смеси. (3—8—73) 6-66. К раствору 3,076 г смеси медного купороса и глауберовой соли прибавили избыток раствора хлорида бария, при этом выпало 2,33 г осадка. Определите содержание (в процентах по массе) каждой соли в смеси. (3—8—70) 5-67. На одной чашке весов уравновешен стакац, содержащий 200 г 10%-ной соляной кислоты, кусок мрамора и кусок цинка. В раствор соляной кислоты опускают последовательно сначала мрамор, а затем цинк. Часть цинка остается при этом нерастворившейся. По окончании реакции для восстановления равновесия весов на эту чашку потребовалось добавить 5 г разновесов. Определите содержание (в процентах по массе) солей в растворе. (5—9—65) 5-68. В растворе хлорного железа растворили медный шарик и обнаружили, что к тому моменту, когда диаметр шарика уменьшился вдвое, прореагировала половина содержащегося в растворе хлорного железа. Рассчитайте, во сколько раз молярная концентрация непрореагировавшего хлорного железа будет отличаться от молярной концентрации образовавшейся хлорной меди к тому моменту, когда растворится весь шарик (изменением объема раствора пренебречь). (3—9—72) 94
5-69. Навеску смеси едкого натра, едкого кали и хлорида бария массой 3,4 г растворили в 16,6 мл воды. К раствору прибавили 25 мл 2 М раствора серной кислоты (содержащей 2 моль кислоты в 1 л раствора), при этом выпало 2,33 г осадка. К фильтрату прибавили раствор питьевой соды и при этом выделилось 1,68 л газа (условия нормальные). Найдите содержание (в процентах по массе) едкого натра в исходном растворе. (6— 8—69) 5-70. К 100 мл раствора сульфата серебра прибавили 100 мл раствора иодида бария, при этом выпало 21,09 г осадка. Выпавший осадок отфильтровали и к фильтрату добавили 120 мл 0,1 М раствора нитрата свинца, в результате этого бщю получено 4,61 г осадка. Найдите концентрацию (моль/л) исходных растворов. (3—8—71) 5-71. 37,55 г свежеприготовленной смеси сульфата аммония, нашатыря, кальцинированной соды и карбоната магния обработали сначала избытком серной кислоты, а затем прокипятили с избытком щелочи. На первом этапе выделилось 4,48 л, а на втором — 6,72 л газа (условия нормальные). Найдите состав смеси (в процентах по массе), если известно, что мольные количества нашатыря и соды равны. (4—9—74) 5-72. Смесь, состоящая из карбоната магния и бария и оксидов кальция и стронция, растворили в азотной кислоте. При этом выделилось 6,72 л газа (условия нормальные). Раствор Последовательно обработали сначала избытком сульфата натрия, а затем избытком щелочи. На первом этапе выпало 55,3 г осадка, а на втором 11,6 г. Найдите состав исходной смеси (в процентах по массе), если масса ее равна 52,5 г. (4—8—75) 5-73. Имеется смесь калийной селитры, бертолетовой соли и перманганата калия. Определите ее состав, если известно, что при нагревании 8,64 г этой смеси до 300—400°С выделяется 1232 мл кислорода, а при действии 15%-ной соляной кислоты на то же количество смеси выделяется 2464 мл хлора (условия нормальные). При решении задачи считать, что каждое из указанных соединений реагирует независимо от присутствия других. (5—10—66) 5-74. Растворено 1500 мг сплава, содержащего серебро, медь и хром. Раствор, содержащий ионы А&+, Си2+, Ст3+, разбавлен до объема 500 мл. Хром, содержащийся в десятой части раствора, после отделения серебра и меди окисляется (расставьте коэффициенты): Сг3++Н202+ОН-->Сг042-+Н20. К полученному раствору прилито 25,00 мл 0,1 М раствора соли ,Ре2+, которая окисляется: Ре2++Сг042"+Н+-> Ре3++Сг3++Н2е, 95
Избыточное количество ионов Ре2+ окисляется раствором пер- манганата (расставьте коэффициенты): Ре2++Мп04- +Н+-^ Ре3+ +Мп+2+Н20, причем полученный ранее раствор обесцвечивает 17,20 мл 0,0200 М раствора КМп04. 200 мл исходного раствора подвергнуты электролизу. Вследствие побочных реакций выход каждого из металлов по току равен 90%. При этом условии для полного выделения всех трех металлов требуется ток силой 2,00 А в течение 14 мин 30 с. Определите состав сплава в процентах по массе. (7—10—75) 5-75. При прокаливании 7,60 г смеси нитрата аммония, основного карбоната магния М{*2(ОН)8СОз, дихромата аммония и нитрата аммония выделилось 1344 мл газообразных веществ, 2,16 мл воды и осталось 3,12 г твердого остатка. Такое же количество смеси обработали избытком водного раствора щелочи, выделившийся газ пропустили через 50 мл 2 н..-раствора серной, кислоты, причем для полной нейтрализации раствора потребовалось добавить „еще 50 мл 1 М раствора едкого кали. Определите содержание белой магнезии в смеси, если предположить, что все реакции в смеси протекают количественно и независимо друг от друга, как для чистых веществ. (6—9—71) 5-76. Навеску смеси порошков цинка, железа и меди, массой 8,73 г, обработали 20,0 мл 20%-ного раствора едкого натра (р—1,2 г/см3). В результате реакции выделилось 224 мл газа (условия нормальные). Затем к реакционной смеси добавили 90мл 2М раствора соляной кислоты. После того как выделение газа прекратилось, твердый остаток (массой 6,96 г) отделили и растворили в азотной кислоте. Полученный раствор обработали избытком раствора едкого кали, выпавший осадок отфильтровали, промыли и прокалили. Определите возможный качественный состав и массу полученного после прокаливания вещества. (5— 9—76) 5-77. Над 4,72 г смеси металлического железа, свежеприготовленных оксида железа (II) и оксида железа (III) при нагревании пропущен водород. После окончания опыта в трубке находится. 3,92 г железа и образовалось 0,90 г воды. Внесение такого же количества исходной смеси в избыток раствора сульфата меди приводит к увеличению массы смеси до 4,96 г. Какое количество 7,3%-ной соляной кислоты (р—1,03 г/см3) потребуется для полного растворения 4,72 г исходной смеси и какой объем гаэа при этом выделится? (Условия нормальные.) (7—Ю—72) 5-78. Навеску чистого карбоната кальция растворили в избытке соляной кислоты. Выделившийся газ пропустили через 1 л 0,148%-ной известковой воды (р—1,00 г/см3). При этом было получено 0,1 г осадка. Определите величину взятой навески кар- 96
боната кальция. Какой объем газа (условия нормальные) был поглощен раствором? (6—8—74) 5^79. Какое количество карбоната кальция содержится в руде, если при обработке 1 г ее избытком соляной кислоты выделилось 0,2 л газа (условия нормальные)? Какая неточность содержится в условии? Почему при такой формулировке задача не имеет решения? Сформулируйте условие задачи правильно. (4—8, 9, 10—75) 5-80. Определите содержание (в процентах по массе) цинка в его техническом препарате (не содержащем примесей, реагирующих с соляной кислотой), если при обработке 20 г этого препарата соляной кислотой выделилось 5,6 л газа, измеренного при нормальных условиях. Какой объем 20%-ной соляной кислоты (р—1,10 г/см3) вступил в реакцию? (2—8—74) 5-81. Определите содержание железа (в процентах по массе) в техническом препарате, если при обработке 8,5 г этого препарата соляной кислотой выделилось 2,8 л газа (условия нормальные). Какой объем 20%-ного раствора соляной кислоты (р — 1,1 г/см3) потребовался для этого? Какие дополнительные условия и почему надо ввести в текст задачи, чтобы полученные вами ответы были правильными? (6—8, 9, 10—74) 5-82. Образец магниевой стружки сожгли на воздухе и золу растворили в 60 мл 1 М соляной кислоты. На нейтрализацию этого раствора пошло 12 мл 1 М раствора едкого .натра. После добавления избытка щелочи раствор прокипятили, а выделившийся при этом газ пропустили в колбу с 12 мл 1М соляной кислоты. На нейтрализацию раствора в колбе пошло 6 мл 1 М раствора едкого натра. Определите массу образца магния и состав золы (в процентах по массе). (3—8—76) 5-83. Растворимость безводного гидроксида бария при комнатной температуре по справочным данным равна 5,0 г. Исходя из этих данных, в лаборатории готовили насыщенный водный раствор этого вещества, использовав сухой свежеперекристалли- зованный препарат. При проверочном анализе было установлено, что действие избытка раствора серной кислоты на Юг приготовленного раствора приводит к выпадению 0,35 осадка, в то же время какие-либо посторонние примеси в растворе отсутствуют. Как можно объяснить результаты анализа? Какое количество исходного материала нужно добавить еще (в расчете на каждые 100 г уже приготовленного раствора), чтобы довести этот раствор до насыщения? (3—8—72) 5-84. Навеска смеси малахита и мелко измельченного угля массой 7,22 г прокалена при 600°С без доступа воздуха, при этом было получено 4,08 г остатка. Найдите состав исходной смеси (в процентах по массе) и предложите способ получения из остатка хлорной меди, если известно, что газ, выделявшийся 7 Заказ № 4074 91
при прокаливании, полностью поглощается раствором щелочи. (4—9—71) 5-85. При прокаливании без доступа воздуха 15,04 г смеси мелко измельченного угля й нитрата свинца получено8,64 гостатка. Определите состав исходной смеси (в процентах по массе), если известно, что в газообразных продуктах реакции содержатся только двуокись углерода и азот, а остаток только частично растворяется при нагревании с 5%-ной азотной кислотой. (4—10—71) 5-86. Смесь хлората и нитрата калия прокалили до постоянной массы при температуре 700°С Выделившийся газ занимает объем 448 мл (при нормальных условиях). Водный раствор твердых пгодуктов реакции полностью обесцвечивает 20,5 мл 3%-ногО раствора перманганата калия (р—1,03 г/см3), подкисленного серной кислотой. Определите массу и состав (в процентах по массе) исходной смеси солей. (3—10—75) 5-87. Свежеприготовленная смесь бисульфита натрия и карбоната кальция массой 25,4 г обработана соляной кислотой. Выделившийся газ пропущен через избыток раствора едкого кали, к полученному раствору добавлен избыток разбавленного раствора хлорида кальция; образовавшийся осадок прокален при температуре 500°С, и выделяющийся газ пропущен через 800 г 4%-ной бромной воды. Какой объем 18,25%-ной соляной кислоты понадобился для растворения исходного образца, если плотность раствора равна 1,1, и во сколько раз изменилась концентрация бромной воды, если плотность газа, полученного термическим разложением осадка, равна 2,321 г/л (в пересчете на нормальные условия)? (3—8—74) 5-88. Для определения концентрации соды и сульфита натрий в фотографическом проявителе 50 мл раствора проявителя было обработано избытком соляной кислоты. Выделившийся при этом газ был пропущен через 100 мл раствора, приготовленного растворением 149 г двухводного гидрата дихромата натрия и 100 мл концентрированной серной кислоты в воде в мерной колбе емкостью 1000 мл. Для полного перехода окраски взятого для анализа раствора потребовалось добавить 125 мл раствора, полученного растворением 166,8 г кристаллического железного купороса в мерной колбе емкостью 500 мл. Газ, прошедший через раствор дихромата, поглощен избытком 10%-ного едкого натра. К полученному раствору добавлен избыток раствора хлорида бария, выпавший осадок промыт и прокален при 1000°С. Масса полученного остатка равна 7,65 г. Определите концентрацию соды и сульфита натрия в граммах на 1 л раствора. (Растворимостью газов пренебречь). (6—10—75) 5-89. Три химика,определяли содержание кристаллизационной воды в сульфите натрия. Первый химик прибавил к раствору сульфита избыток раствора хлорида бария и к выпавше- 98
му осадку добавлял бромную воду до прекращения ее обесцвечивания. Второй —- прибавил к раствору сульфита равное количество едкого натра и добавлял бромную воду до появления окрашивания. Третий — медленно добавил к раствору сульфита равное по массе сульфита количество брома и затем прибавил щелочь до полного обесцвечивания раствора. Потом они добавили избыток раствора хлорида бария. Полученный осадок они промывали водой и прокалили при 1000°С. (Сульфат бария не разлагается при нагревании до 1500°С.) При этом из 2,52 г исходного сульфита первый химик получил 1,61 г, второй — 2,33 г и третий—1,7475 г осадка. Сколько кристаллизационной воды (в процентах по массе) содержал исходный образец? Объясните причины расхождения результатов. (6—8—74) 5-90. Смеси цинка и оксида меди (II) в количестве 8,50 г разделили на две равные части. Одну из них обработали избытком разбавленной азотной кислоты. К полученному раствору добавили избыток раствора едкого натра, выпавший осадок отфильтровали, промыли разбавленным раствором щелочи и водой, а затем прокалили в инертной атмосфере, в результате чего получили 2,01 г остатка. Ко второй части исходной смеси прибавили избыток разбавленной соляной кислоты, при этом выделилось 0,21 л газа (условия нормальные). Объясните количественный результат эксперимента и определите состав исходной смеси в процентах по массе. (6—9—71) 5-91. Порошок металлической меди массой 5 г нагрели с 6,2 мл 96%-ной серной кислоты (р—1,84 г/см3) до полного прекращения выделения газа. При этом было получено только 1100 мл газа, измеренных при 5°С и 790 мм рт. ст. (105,31 кПа). Как объяснить результаты опыта? (6—9—69) 5-92. При приливании 100 г раствора соляной кислоты к 100 г раствора соды образуется 200 г раствора продуктов реакции. При постепенном сливании тех же количеств исходных растворов в обратном порядке масса получающегося раствора оказывается равной 197 г. Объясните наблюдаемые явления и определите концентрацию исходной соляной кислоты (в процентах по массе). (3—9—67) 5-93. Смесь безводных поташа и соды в количестве 3,50 г растворена в 46,50 мл воды. К раствору очень медленно при непрерывном перемешивании и охлаждении прибавили некоторое количество 3,65%-ной соляной кислоты. При этом выделилось 224 мл газа (условия нормальные). При добавлении к образовавшемуся раствору избытка известковой воды выпало 2,00 г осадка. Во сколько раз изменилась масса раствора перед добавлением известковой воды? Сколько процентов (по массе) поташа содержалось в исходном растворе? (Растворимостью газа при условиях опыта пренебречь.) (6-8—71) 7* 99
5-94. В пятилитровом сосуде находилось 36 г смеси водорода, с кислородом, имеющей плотность 0,536 г/л в пересчете на нормальные условия. Смесь взорвали и сосуд охладили до исходной температуры. Во сколько раз изменилось давление в сосуде? (Считать, что упругость паров воды при 0°С равна 8 мм рт. ст. (1,07 кПа) и зависит линейно от температуры.) (6—8—76) 5-95. Измеренные при нормальных условиях 5,6 л смеси аммиака с двуокисью углерода, имеющей плотность по гелию 6,9, прлностью поглощены 43,1 мл воды. Найдите концентрацию полученного раствора в процентах по массе. (4—10—75) 5-96. В промышленности контроль за содержанием в кислороде для медицинских целей примеси двуокиси углерода осуществляется следующим образом: 20 мин со скоростью 1 л/час пропускают кислород через склянку со 100 мл 1%-ного раствора двукислотного основания при 20°С и давлении 1 атм (101,3 кПа). Для предельно допустимого содержания двуокиси углерода осадка выделяется столько же, сколько при добавлении 0,2 г 1%-ного раствора карбоната натрия в другую аналогичную склянку с раствором того же основания. Каково предельное содержание двуокиси углерода (в процентах по объему) в анализируемом кислороде? (3—8—76) 5-97. Рассчитайте количество примесей в железной руде, если при производстве чугуна на каждые 2000 т руды расходуется 300 т известняка и при этом получается 600 т шлака. (4—10—76) 5-98. Двойной суперфосфат получают взаимодействием фосфоритов Са3(Р04)2 с серной кислотой. Напишите уравнение реакции. Сколько дигидрофосфата в процентах по массе содержит такой суперфосфат, если содержание оксида фосфора (V) в нем может колебаться от 41 до 52%? (4—8—76) 5-99. Минимальное содержание фосфора (в пересчете на РгОб) в костяной муке должно составлять 30%, а кальция (в виде СаО) — 38%- Каково минимальное содержание в муке фосфата и карбоната кальция? (4—9—76)
Глава 6 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФОРМУЛ И СТРОЕНИЯ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ 6-1. В результате химического анализа был установлен количественный состав следующих пяти соединений: 1) СаСЬО, 2) НС1М&0, 3) Н2Си2С05, 4) Н4Ы203, 5) Ни2п50и. К каким классам относятся эти вещества? Напишите их структурные (графические) формулы и приведите по две реакции, характеризующие каждое из этих соединений. (6—8—70) 6-2. При взрыве смеси, состоящей из 1 моль некоторого газа с 2 моль кислорода, образовалось только 2 моль углекислого газа и 1 моль азота. Установите формулу газа. (2—8—72)] 6-3. 4 мл некоторого газа в результате взаимодействия с 6 мл кислорода дали 4 мл сернистого газа и 4 мл водяных па-, ров. Все газообразные при условиях реакции вещества изме-. рены при одинаковых условиях. Установите формулу газа, (1—9—74) 6-4. Смесь 40 мл неизвестного газа с 30 мл кислорода после окончания сожжения дала 20 мл азота и такое количество воды, которое может при действии избытка металлического натрия выделить 30 мл водорода. (Объемы газов измерены при одинаковых условиях.) Определите формулу газа. (2—8—68) 6-5. При полном сгорании 0,68 г сложного вещества получено только 1,28 г сернистого газа и 0,36 г воды. Установите формулу этого сложного вещества. (5—8—65) 6-6. Какой хлорид и в каком количестве можно выделить из раствора, полученного при обработке 5,6 г железа 16,6 мл 20%-ного раствора соляно„й кислоты (р—1,1 г/см3)? (1—8—76) 6-7. При нагревании 12,8 г белого кристаллического вещества оно полностью разложилось на азот и воду. При 0°С я давлении 1 атм (101,3 кПа) объем выделившегося азота составил 4,48 л. Определите, какое вещество было нагрето. (2—8— 71 заочн.) 6-8. При восстановлении а г оксида железа Ь г водорода масса образовавшегося газообразного продукта превышает массу водорода, необходимого для полного восстановления на 64 г. 101
При восстановлении а г оксида железа Ъ г оксида углерода (II), выделяется 12,0 г металла. Определите, какой оксид железа взят для восстановления, если считать, что при действии оксида углерода (II) он восстанавливался до железа количественно. (5—8—75) 6-9. Навеску смеси серы с углем массой 7,92 г нагрели без доступа воздуха при 300—400°С, при этом образовалось жидкое вещество А и твердый остаток В. При сжигании жидкости А образовалось 6,72 л смеси газов, а остатка В — 0,224 л резко пахнущего газа (условия нормальные). Установите (путем расчета) формулу вещества А. (2—8—75) 6-10. Сульфид меди растворен в избытке концентрированной азотной кислоты. На полученный раствор подействовали избытком щелочи. Образовавшийся осадок отделили и прокалили. Напишите уравнения всех реакций, если извество, что единственным газообразным продуктом реакции с кислотой является оксид азота (II), а масса осадка после прокаливания равна массе взятого сульфида. (4—10—76) 6-11. Смесь равных объемов газообразных простых веществ взорвали в закрытом сосуде. Давление после взрыва уменьшилось в 1,33 раза по сравнению с исходным перед взрывом (в пересчете на одинаковую температуру) и резко начало падать при охлаждении сосуда. Определите, смесь каких веществ могла находиться в сосуде перед взрывом. (3—8—76) 6-12. В замкнутом объеме взорвана стехиометрическая смесь газов. При конденсации продуктов взаимодействия образовалась 69%-ная плавиковая кислота. Назовите компоненты исходной смеси и вычислите ее плотность (в г/л) при нормальных условиях. (6—8—76) 6-13. В таблице приведены результаты точного количественного анализа некоторого кристаллического минерала: алюминий—52,684%, бериллий—1 МО-4%, железо— 7,4-10~5%,кальций —0,009%, кислород—46,786%, кремний—0,079%, натрий — 0,0043%, хром—0,419%. Что это за минерал? Что вы знаете о нем? Составьте его простейшую формулу. (6—8—69) 6-14. Соединение А по результатам химического анализа имеет следующий состав: К—38,62%; N—13,86%; О—47,52%. При нагревании А превращается в В, имеющее следующий состав: К—45,88%; N—16,47%; 0—37,6%. О каких химических соединениях шла речь? Приведите уравнение химической реакции. (7—10—69) 6-15. Одно из соединений сурьмы содержит 25,36% сурьмы, 14,35% натрия, 3,74% водорода, 26,61% серы и 29,94% кислорода. При растворении 6,4 г этого соединения в 203,6 мл воды получается 0,2 н. раствор (р—1,05 г/см3).* Установите формулу соединения, предложите его название и способ получения в лаборатории. (6—10—71) 102
~1>-16. Неорганическое соединение содержит 19,6% серы, 49,1% кислорода и 31,3% некоторого элемента, удельная теплоемкость которого в виде простого вещества равна 0,16 кал/г-град (0,681 Дж/г-град). Известно, что атомная теплоемкость моля атомов для большинства твердых веществ приблизительно одинакова и равна в среднем 6,2 кал/град (26 Дж/град) (правило Дюлонга и Пти). Определите формулу неизвестного вещества, если она при действии раствора хлорида бария образует осадок белого цвета, нерастворимый в азотной 'кислоте и не реагирующий, с ней. Какое значение имеет это соединение в химической технологии? (6—10—74) 6-17. Минерал берилл содержит 31,3% кремния, 53,6% кислорода, алюминий и бериллий. Выведите простейшую формулу берилла. (6—8—74) 6-18. Состав горной породы выражается формулой хА120з-. •уЗЮгТ В каком мольном отношении входят эти оксиды в состав породы, если она содержит а% алюминия по массе? (2—8, 9, 10—68 заочн.) 6-19. Лавуазье был установлен следующий состав одного из распространенных в природе веществ: «живительный воздух»— 13 унций 7 скрупулов 13,6 грана, «горючий воздух или горючее водное начало»—2 унции 58,4 грана. Какое это вещество? Определите его состав в процентах по массе и сравните точность анализа с современными данными. 1 унция равна 31,1 г, 1 скрупул—1,3 г, а 1 гран—65 мг. (6—8—68) 6-20. При окислении 2 г четырехвалентного элемента получено 2,54 г оксида этого элемента. Какой это элемент? Где он применяется? (5—8—65) 6-21. При разложении 5,26 г кристаллогидрата сульфата никеля (II) было получено 2,16 г воды. Найдите формулу кристаллогидрата. (1—8—74) 6-22. При восстановлении водородом 4,975 г оксида двухвалентного металла было получено 3,910 г металла. Какой оксид был взят для реакции? Какой объем водорода (в пересчете на нормальные условия) прореагировал при этом? (6—8—73) 6-23. В одном из опытов раствор 1,450 г хлорида трехвалентного элемента обработали раствором нитрата серебра и получили при этом 2,298 г хлорида серебра. Какой это элемент? (3—8—67) 6-24. На нейтрализацию 20,1 г 20%-ного раствора одноосновной кислоты, образованной элементом VII группы периодической системы Д. И. Менделеева, израсходовано 80 мл 0,5 М раствора едкого кали. Какая кислота была дана в растворе? (3-^8—76) 6-25. Высший оксид элемента VIII группы Х04 восстанавливается соляной кислотой с образованием продукта ХС13 и выделением хлора. При взаимодействии 0,2 г оксида с хлоро- 103
водородом может быть получено 68 мл хлора (при нормальных условиях). Где и кем был открыт этот элемент? Объясните происхождение его названия. (5—9—66) 6-26. Масса смеси, состоящей из трехвалентного металла и его оксида, равна 0,2 г. При обработке этого количества серной кислотой выделилось 125 мл водорода (при нормальных условиях). На реакцию потребовалось 17 мл 1 н. раствора серной кислоты. Определите состав смеси в процентах по массе. Какой способ производства этого металла сильно снизил его стоимость? В чем сущность производства получения этого металла? Опишите процесс и укажите сырьевые ресурсы СССР. (5—9—66) 6-27. Навеску хлорида двухвалентного металла в количестве 1,04 г растворили в воде и к полученному раствору прибавили избыток раствора карбоната калия. Выпавший осадок растворили в избытке соляной кислоты и к образовавшемуся раствору добавили избыток серной кислоты. Выделившийся осадок отфильтровали, промыли водой и высушили до постоянной массы. При этом было получено 1,165 г белого ..порошка. Определите, хлорид какого металла был взят, и напишите уравнения всех проведенных реакций. Почему осадок надо было промывать водой? (3—9—67) 6^28. При растворении оксида двухвалентного металла в необходимом количестве 20%-ной серной кислоты получился 22,6%-ный раствор его соли. Оксид какого металла был взят для исследования? Может ли эта задача иметь решение, если не указана валентность металла или вместо валентности указана группа периодической системы, в которой расположен данный металл? Имеет ли данная задача решение, если для проведения реакции взята горячая концентрированная серная кислота? (6—8—75) 6-29. Навеска смеси металлов массой 1,57 г, проявляющих в своих соединениях степени окисления +2 и +3, полностью растворена в избытке соляной кислоты. При этом выделилось 784 мл газа (в пересчете на нормальные условия). Определите, какие металлы входили в состав смеси, если атомная масса одного из металлов примерно в 2,4 раза больше атомной массы другого металла, а их атомное отношение в смеси равно 2:1. (3-8-68) 6-30. Навеска смеси металлов массой 0,94 г, проявляющих в своих соединениях валентность 2 и 3, полностью растворена в избытке раствора едкого натра. При этом выделилось 896 мл газа в пересчете на нормальные условия. Определите, какие металлы входили в состав смеси, если атомная масса одного из металлов примерно в 1,5 раза больше атомной массы другого металла, а их атомное соотношение в смеси равно 2:1. (2—8—69 заочн.) 104
6-31. Твердую массу, полученную путем длительного нагревания 5,78 г смеси лития и некоторого щелочноземельного металла в токе водорода, внесли в 1 л воды. Выделившийся при этом газ занял объем 7,457 л (98,64 кПа, 22°С). Опыт был повторен два раза. К полученным водным растворам прибавили в одном случае избыток раствора карбоната натрия и получили 14,77 г осадка, при растворении которого в избытке соляной кислоты выделилось примерно 3,7 л газа, измеренного при тех же условиях. Во втором опыте полученный водный раствор обработали избытком раствора сульфата калия и получили при этом 9,18 г осадка, нерастворимого в кислотах. Какой из щелочноземельных металлов был добавлен к литию? Напишите уравнения всех описанных процессов и подтвердите ответ количественным расчетом. (3—9—74) 6-32. Твердое вещество, полученное при длительном пропускании тока водорода над 8,90 г смеси щелочного и щелочноземельного металлов, внесено в 1 л воды. При этом выделилось 6,955 л газа (781 мм рт. ст., 104,1 кПа 17°С). При добавлении к полученному раствору избытка раствора соды выпало 7,38 г осадка, при растворении которого в избытке соляной кислоты выделилось 1,12 л газа (условия приведены к нормальным). Во втором опыте, поставленном с такими же количествами веществ, к водному раствору был добавлен избыток раствора сульфата меди. Выпавший осадок был прокален при температуре 150—200°С и его масса оказалась равной 21,1 г. Какие щелочной и щелочноземельный металлы были взяты для проведения опыта? Ответ подтвердите уравнениями реакций и количественным расчетом. (3—10—74) бтЗЗ. Платиновую пластинку, * покрытую слоем некоторого металла, поместили в раствор медного купороса, где она находилась до прекращения изменения массы. Затем пластинку вы-, нули из раствора, промыли, высушили и взвесили. Ее масса увеличилась по сравнению с первоначальной на 0,28 г. После этого пластинку поместили в раствор сульфата ртути до прекращения изменения массы. Масса пластинки при этом возросла еще на 4,88 г. Какой металл и в каком количестве б-цл нанесен на первоначальный образец? (Растворы солей взяты в избытке^ все металлы в описанных превращениях проявляют одинаковую степень окисления, механическими потерями в ходе эксперимента можно пренебречь.) (6—8—75) 6^-34. При нагревании эквимолекулярной (т. е. содержащей равные количества молей) смеси карбонатов двух металлов второй группы периодической системы масса смеси уменьшилась на 32,3%. Карбонаты каких металлов могли быть взяты для приготовления смеси? (6—8—73) 6-35. При прокаливании 80 г безводного сульфата трехвалентного элемента получается его оксид (III) в количестве на 105
24 г меньше, чем атомная масса металла, выраженная в граммах. Определите, какой это металл. Свой ответ обоснуйте расчетом. (6—9—68) 6-36. При прокаливании 1 моль сульфата двухвалентного элемента получилось а г оксида этого элемента состава МО. При прокаливании а г того же сульфата образовалось Ь г того же оксида, а при прокаливании Ь г того же сульфата получено 20 г оксида. Сульфат какого элемента был взят для исследования? Какое применение находит в технике этот металл и его соединения? (6—10—68) 6-37. Гидриды некоторых редкоземельных элементов имеют состав МНХ, где х непрерывно меняется в пределах от 1 до 3. Для определения их состава навеска а г гидрида растворяется в соляной кислоте. При этом выделяется Ь мл водорода (условия нормальные) и образуется трихлорид редкоземельного металла. Выведите общую формулу для расчета значения величины х в этих соединениях. (6—9—70) 6-38. Образец кристаллической соды массой 1,287 г реагирует с избытком соляной кислоты, при этом освобождается 100,8 мл газа (условия нормальные). Для разложения 0,715 г другого образца требуется 50 мл 0,2 н. серной кислоты, причем избыток серной кислоты после полного разложения соды был нейтрализован'50 мл 0,1 н. едкого натра в присутствии метилового оранжевого, а) Сколько молей воды связано с 1 моль карбоната натрия в первом образце? б) Одинаков ли состав двух образцов соды? (7—10—70) 6-39. Препарат кристаллического железного купороса Ре504-Н20 массой 5,56 г нагрет с избытком 96%-ной серной кислоты (реакция 1). Выделившийся при этом газ пропущен через раствор (реакция 2), полученный электролизом 250 мл 0,5 н. раствора бромида натрия электрическим током силой 1,5 А в течение 1 ч 47 мин 13 с (реакция 3). К образовавшемуся после реакции 2 раствору добавлен избыток раствора иодида калия (реакция 4), а затем раствор тиосульфата натрия (реакция 5). Для обесцвечивания раствора при реакции 5 потребовалось 80 мл 0,5 М раствора тиосульфата. Напишите уравнения реакций и определите: а) объем газа, выделившегося при реакции 1 (условия нормальные); б) количество молекул воды, входящих в состав железного купороса; в) с каким объемом 3,4%-ного раствора нитрата серебра (р—1,05 г/см3) может прореагировать раствор, полученный при реакции 3, (3— 10—68) 6-40. Навеска смеси нитрата серебра и кристаллогидрата нитрата меди с неизвестным содержанием кристаллизационной воды общей массой 9,94 г растворена в воде и раствор обработан 5 г порошкообразного железа. Осадок, отделенный от раствора, промытый водой и высушенный на воздухе, имеет массу 106
7,36 г. Определите состав кристаллогидрата, если известно, что прокаливание такого же количества смеси дает 4,84 г остатка, для растворения которого требуется 45,45 мл 10,08%-ной азотной кислоты (р—1,10 г/см3). (6—10—72) 6-41. Неизвестное неорганическое соединение А содержит 18,55% натрия и 25,80% серы. При нагревании оно легко превращается в жидкость, которая при нагревании с карбидом кальция (определение воды) выделяет ацетилен. 1,680 г исследуемого вещества могут выделить 0,379 л ацетилена (условия нормальные). Вещество А содержит кислород. Установите формулу вещества А и укажите, реагирует ли оно: 1) с соляной кислотой, 2) с хлором, 3) с хлоридом серебра. Если указанные реакции происходят, напишите уравнения. Из каких доступных в лаборатории соединений можно получить вещество А? Ответ мотивируйте уравнениями реакций. (3—10—73) 6-42. Во время создания периодического закона (о каких годах может идти речь?) металлам А и В приписывали атомный вес 11Й. Между тем наименьший эквивалент металла А был 29,5, а для В известен только один эквивалент — 58,03 (величины несколько уточнены по современным данным). Для одного из этих металлов Д. И. Менделеев сразу определил место в периодической системе, а для другого предложил значительное исправление атомного веса. Пользуясь таблицей периодической системы, установите, что это за элементы. (5—9—66) 6-43. Некоторый природный минерал содержит элемент А. В результате химического исследования установлено, что в различных соединениях этот элемент проявляет при экспериментальном определении эквиваленты, равные 44,5±1,0; 59,0±1,0; 120,0±1,0 и не имеет меньших значений эквивалента. Какой элемент входит в состав минерала? Ответ мотивируйте и подтвердите расчетом. (5—8—76) 6-44, Соберите водород, выделяющийся при действии выданного вам образца известного металла на ~10 мл 2 н. соляной кислоты, в измерительном цилиндре над водой. По количеству водорода вычислите количество взятого металла. При расчетах обратите внимание, что измеренный объем следует привести к нормальным условиям. (7—10—69 эксп.) 6-45. При сгорании 4,14 г металла получилось 8,94 г его оксида. Какое количество водорода (условия нормальные) можно получить при взаимодействии 15,3 г этого металла с водой? (5—Ю—65) 6-46. Навеску окисного минерала массой 200 мг обработали некоторым фторирующим агентом, переведя тем самым оксиды во фториды. Избыток реагента и летучие продукты удалили нагреванием и получили 255 мг сухого остатка. Определите содержание кислорода в исходном минерале (в процентах по 107
массе). Примеси каких элементов могут помешать проведению этого анализа и почему? (3—8—72) 6-47. В колбу помещено 150 мл 10%-ной соляной кислоты и 2,4 г металла А. На горло колбы одета резиновая оболочка детского шарика. После завершения реакции вес колбы с шариком уменьшился на 2,9 г. Определите металл А. Натяжением резиновой оболочки пренебречь. (4—10—73) 6-48. На двух чашках весов уравновешены сосуды с раствором соляной кислоты, В одном из сосудов было полностью растворено 28,2 г некоторого карбоната. Для восстановления равновесия в другой сосуд пришлось добавить 19,7 г карбоната бария, а) Сколько карбоната бария потребовалось бы внести в один из сосудов, если неизвестный карбонат предварительно подвергнуть прокаливанию? б) Какое количество неизвестного карбоната следовало бы добавить во второй сосуд, если ту же надеску (19,7 г) карбоната бария предварительно сильно прокалить, а потом внести в один из сосудов? Соляная кислота взята в избытке. Потерями жидкости при реакции и растворимостью оксида углерода (IV) пренебречь. (5—9—75) 6-49. Для восстановления 3,2 г оксида металла требуется 1,344 л водорода. В то же время при растворении полученного металла в избытке соляной кислоты выделяется только 896 мл водорода (объемы газов даны в пересчете на нормальные условия). Объясните это явление. Какой это металл? (6—9—67) 6-50. При электролизе раствора 12 г некоторого химического вещества А, состоящего из двух элементов, в расплавленном фториде натрия на аноде выделилось *Д моль водорода. Какое вещество подвергалось электролизу? Напишите химическую формулу вещества и опишите его свойства. (3—9—67) 6-51. В истории открытия одного из элементов имел место следующий эпизод: прокаливая окисел с углем, получили тяжелое кристаллическое вещество с металлическим блеском* которое при высокой температуре восстанавливало водяной пар; по этим признакам его сочли за новый металл. Однако впоследствии было обнаружено, что этот предполагаемый металл при прокаливании с углем в атмосфере хлора образует окислы углерода и летучий хлорид, причем из 27 массовых частей взятого «металла» получилось 38 массовых частей хлорида. О каком элементе идет речь? Приведите уравнения описанных реакций, если валентность элемента в «металле» и хлориде одинакова. (6—9—72) 6-52. Образец хлорида трехвалентного элемента А массой 631 мг обработали эквивалентным (т. е. необходимым согласно уравнению реакции) количеством раствора нитрата серебра в 109 мл 10%-ной азотной кислоты (р-^1,06 г/см3) (реакция 1). При этом выпал белый осадок, который отделили от раствора. 106
После того как к полученному прозрачному раствору прилили 291 мл 0,63 н. раствора едкого кали, снова выпал белый осадок (реакция 2). Его масса равна 610 мг, причем известно, что он представляет собой индивидуальное химическое соединение, содержащее одну молекулу кристаллизационной воды на молекулу вещества. При полном разложении 610 мг осадка образуется 44,8 мл оксида азота (IV), 11,2 мл кислорода (объемы газов приведены в пересчете на нормальные условия), 466 мг оксида элемента и вода (реакция 3). В результате восстановления водородом всего получившегося оксида было выделено 418 мг простого вещества А (реакция 4). Напишите уравнения реакций 1—4, если считать, что все они протекают количест-. венно. Назовите элемент А. (6—9—73) 6-53. При действии на воду 4,6 г сплава рубидия и еще одного щелочного металла образуется 2,241 л водорода (0°С, 1 атм). Какой из щелочных металлов является вторым компонентом сплава и каков состав сплава в процентах по массе? (7—10—70) 6-54. При взаимодействии 1,0 г металлического сплава с разбавленной соляной кислотой выделилось 2,24 л газа (в пересчете на нормальные условия). Какой металл может являться основным компонентом этого сплава и в каких пределах может колебаться его содержание в процентах по массе? (3— 8—72) 6-55. Образец хлорида калия, содержащий примесь неизвестного вещества, не теряет массу при прокаливании на воз-, духе или в токе хлора. При обработке 2,44 г этого препарата концентрированной серной кислотой выделяется 0,896 л газа (условия нормальные). Прозрачный сернокислый раствор вы-, лит в избыток раствора карбоната калия, при этом выпал осадок, который после отделения, промывания и прокаливания дал 0,40 г нелетучего остатка. Какая примесь и в каком количестве содержалась в исходном препарате? (6—10—75) 6-56. Образец карбоната кальция, содержащего влагу и примесь неизвестного соединения магния общей массой 2,0 г при действии соляной кислоты выделяет газ, который не обесцвечивает бромную воду. Если этот газ пропустить над раскаленным углем, а затем смешать с равным объемом кислорода, то образуется взрывоопасная смесь. После взрыва смеси и приведения газов к нормальным условиям объем конечной газовой смеси равен 1,344 л. Определите полный состав исходного образца в процентах по массе, если дополнительно известно, что прокаливание 2,0 г исходного вещества дает 1,104 г нелетучего остатка. (3—9—75) 6-57. При сжигании 3,47 г некоторого металла на воздухе образовалось 7,28 г продуктов сгорания, которые были осторожно растворены в 200 мл. 3 н. соляной кислоты. Для полной 409
нейтрализации полученного раствора потребовалось прибавить 25 мл 2 н. раствора гидрокарбоната калия. При взаимодействии того же количества металла с 5%-ным раствором едкого натра выделилось 5,6 л газа (условия нормальные). Определите, какой был взят металл, и объясните результаты эксперимента. (6—9—70) 6-58. Закись одного металла содержит 22,56% кислорода, другой окисел того же металла содержит 50,48% кислорода (по массе). Вычислите атомную массу металла. (4—10—70) 6-59. При взаимодействии с углекислым газом вещества, полученного нагреванием 3,9 г металла А в атмосфере кислорода, образовалось 1,68 л кислорода. Назовите вступивший в реакцию металл. (4—8—74) 6-60. Один из оксидов неизвестного металла содержит 31,6% кислорода, другой — 52% металла. Какой это металл? В виде каких соединений и вместе с какими другими элементами следует его искать в природе? Дайте мотивированный ответ. (4—8—71) 6-61. Кислородное соединение некоторого металла содержит 41,0% кислорода, а его бромид —22,3% металла. Как могут быть получены эти соединения в лаборатории? Где они применяются? (4—9—71) 6-62. Галогенид некоторого металла содержит 64,5% галогена, а оксид того же металла—15,4% кислорода. Какой галогенид имеется в виду? Напишите его формулу. (3—10—76) 6-63. Высший оксид металла является ангидридом одноосновной кислоты, натриевая соль которой содержит 23,4% кислорода. Определите, какой это элемент. Не можете ли вы описать историю его открытия? (5—9—65) 6-64, Натриевая соль некоторой кислоты содержит 21,6% натрия, а калиевая соль —31,8% калия. Найдите формулу этой кислоты. (2—8, 9, 10—69 заочн.) 6-65. 'Образец эквимолекулярной (содержащей одинаковое количество молей) смеси малахита и азурита (оба минерала имеют одинаковый качественный состав) массой 5,42 г прокалили до прекращения изменения массы. Остаток, представляющий собой оксид меди (II), имел массу 4,0 г. Выделившийся газ (р —по водороду 22) поглощен избытком известковой воды, при этом образовалось 2,0 г осадка. Масса воды, образовавшейся при прокаливании смеси минералов, равна 0,54 г. Каковы возможные химические формулы малахита и азурита? (4—8—75) 6-66. Молекулярная масса оксида элемента А составляет 7/9 молекулярной массы его сульфида. Оцените величину атомного радиуса этого элемента, если известно, что атомные радиусы лития, натрия и калия соответственно равны 0,16; 0,19 и 0,24 нм. Как взаимодействует простое вещество А с водой и па
разбавленными растворами едкого натра и серной кислоты? (4—8—72) 6-67. При нагревании 10,4 г сульфита неизвестного металла получено столько граммов его оксида, сколько образуется при разложении 5,8 г его гидроксида. Сульфит какого металла был подвергнут разложению? (4—8—74) 6-68. При разложении 89,3 г карбоната некоторого металла объем выделившегося газа в литрах (при нормальных условиях) оказался численно равным эквиваленту этого металла. Карбонат какого металла был взят? Напишите уравнение реакции и докажите расчетом. (5—9—76) 6-69. При обработке 0,84 г опилок сплава двух элементов избытком соляной кислоты выделилось 224 мл водорода и осталось 0,28 г нерастворимого остатка. При действии на то же количество исходного сплава избытка раствора щелочи выделилось 448 мл водорода (объемы газов измерены при нормальных условиях) и осталось 0,56 г нерастворимого остатка. Определите состав сплава и укажите его применение в промышленности. (5—10—65) 6-70. Некоторое вещество, обладающее металлическим блеском и плавящееся при легком нагревании, окрашивает пламя в малиновый цвет. 5,75 г этого йещества при осторожном растворении в воде выделили 2,8 л газа (условия нормальные). Что представляет собой неизвестное вещество? Какое количество и какого осадка может выпасть при добавлении к образовавшемуся раствору при кипячении избытка раствора медного купороса? (6—8—76) 6-71. Образец сплава двух металлов массой 10,65 г при обработке 800 мл 3 н. раствора едкого натра образует 2,24 л водорода и черный порошок, самовоспламеняющийся на воздухе и являющийся активным катализатором гидрирования олефи- нов. То же количество сплава полностью растворяется в избытке соляной кислоты с выделением 5,6 л водорода (для газов условия нормальные). Из каких металлов состоял сплав? (4—Ю—72) 6-72. Смесь двух металлов, находящихся в двух различных группах периодической системы, полностью реагирует при нагревании с 56 см3 водорода (условия нормальные) и дает смесь двух ионных соединений. При растворении этой смеси в 270 мг воды происходит количественная реакция, в которой расходуется Уз количества воды. В результате реакции получается щелочной раствор 30,77%-ной концентрации и отделяется в виде осадка только одно твердое вещество, масса которого равна 58,2% от массы веществ, образовавшихся при второй реакции. Это полученное твердое вещество при обжиге теряет 27 мг своей массы. Если смесь, полученную при действии воды, обработать стехиометрическим количеством карбоната аммония, 111
то концентрация растворенного вещества составит 34%, а. если провести ту же реакцию с щелочным раствором, не содержащим осадка, то концентрация растворенного вещества будет 38% (предполагается, что образующиеся,осадки и газы полностью удаляются из растворов). Определите массу и состав исходной смеси металлов. (7—10—74) 6-73. При действии избытка разбавленной соляной кислоты на 10 г сплава двух металлов его масса уменьшилась на 2,3 г. При этом выделилось 1,12 л газа. При растворении 1 г остатка в избытке концентрированной азотной кислоты выделилось 224 мл оксида азота (IV) (объемы газов даны в пересчете на нормальные условия). Какие металлы могут входить в состав сплава? Что произойдет при действии на него разбавленной азотной кислоты? (2—9—72) 6-74. При действии на сплав двух металлов избытка разбавленной серной кислоты выделилось 2,24 л водорода, а его масса уменьшилась на 6,5 г. При растворении 1 г остатка в избытке концентрированной серной кислоты выделилось 112 мл сернистого газа (объемы газов даны при нормальных условиях). Какие металлы могут входить в состав сплава? Что произойдет при действии на цего разбавленной азотной кислоты? (2—9—72) 6-75. При прокаливании 8,56 г сплава двух элементов в токе кислорода (полное сгорание) образуется 14,96 г смеси оксидов. При действии на 4,28 г того же сплава избытка раствора щелочи выделяется 3,36 л водорода (условия нормальные) и остается 3,2 г кирпично-красного остатка, нерастворимого в соляной кислоте. Определите состав сплава и предложите способ выделения каждого компонента сплава в виде индивидуального простого вещества. (5—10—65) 6-76. Образец смеси двух твердых простых веществ массой 1,52 г обработан избытком 10%-ной соляной кислоты, при этом было получено 0,896 л газа и осталось 0,56 г остатка, нерастворимого в избытке кислоты. Во втором опыте 1,52 г той же смеси обработали избытком 10%-ного раствора едкого натра, при этом выделилось также 0,896 л газа и осталось 0,96 г вещества, нерастворимого в избытке раствора щелочи. В третьем опыте такое же количество исходной смеси прокалили без доступа воздуха при высокой температуре и поЛучили индивидуальное вещество, которое полностью растворяется в соляной кислоте с выделением 0,448 л некоторого газа А. Введение всего полученного газа А в однолитровый герметический сосуд, наполненный кислородом, привело к понижению давления внутри сосуда примерно в 10 раз. Напишите уравнения всех описанных реакций и докажите их расчетом. (Условия для газов считать нормальными, атомные массы округлять до целочисленных значений.) (7—10—72) 112
6-77. При взаимодействии 100 мл раствора неизвестной соли с-раствором нитрата серебра выпадает 2,87 г белого осадка, а при действии на то же количество раствора сульфата калия получено 2,33 г белого осадка. Определите состав и концентрацию исходного раствора соли, если известно, что в обоих случаях для полного осаждения потребовалось по 200 мл 0,1 н. раствора осадителя. (3—10—67) 6-78. При добавлении к раствору нитрата серебра раствора неизвестной соли калия выпал белый творожистый осадок массой 13,4 г. При его прокаливании выделилось 1,12 л ядовитого газа и 10,8 г серебра. О какой соли калия идет речь? Напишите уравнения происходящих реакций. (4—9—74) 6-79. К 50 г 35,6% -ного раствора галогенида щелочного металла добавили 10 г раствора нитрата серебра. После прекращения выделения осадка исходная концентрация галогенида уменьшилась в 1,2 раза. Какая соль находилась в растворе? Ответ докажите расчетом. (6—8—75) 6-80. При сливании двух растворов, содержащих соответственно 7,77 г некоторой соли угольной кислоты и 3,60 г сульфата двухвалентного металла, получилось 6,99 г осадка, причем обе соли прореагировали полностью. Какие вещества находились в исходных растворах? (6—9—71) 6-81. 50 г 13,6%-ного раствора неизвестной соли разделено на две равные части. Первая половина раствора обработана избытком раствора щелочи. При этом после высушивания было получено 2,32 г твердого осадка. Из второй половины раствора после обработки исходного раствора избытком раствора хлорида бария было получено 2,87 г осадка, практически нерастворимого в соляной кислоте. Определите, какая соль содержалась в исходном растворе, и предложите способ ее получения из металла. Составьте уравнения упомянутых в задаче реакций. (6—9—72) 6-82. Раствор, содержащий 22,8 г некоторой соли, разделен на две равные части. Одну половину прибавили к избытку раствора карбоната натрия, вторую — к раствору хлорида бария в кислой среде. После отделения и высушивания первый осадок имел массу 5,2 г, а второй — 23,3 г. Какая соль находилась в растворе? Приведите уравнения описанных выше реакций и подтвердите их расчетом. (5—9—76) 6-83. При внесении в воду 0,2 г вещества А выделился бесцветный газ, который при пропускании через раствор соли свинца (II) осаждает осадок черного цвета. Масса сухого осадка— 0,956 г. Что представляет собой вещество А? Как его можно получить? (4—9—74) 6-84. При сливании 50 г 10,44%-ного раствора нитрата одного из металлов с 200 г 1,36%-ного раствора хорошо растворимой соли серной кислоты выпало 4,66 г осадка. Определите, 6 Заказ № 4074 113
какие соли содержались во взятых растворах, если известно, что оба исходных соединения прореагировали полностью. (6— 8—72) 6-85. Если на раствор некоторого сульфата действовать избытком раствора галогенида калия, образуется осадок, имеющий массу в 1,2 раза больше, чем исходный сульфат (в расчете на безводную соль). А если тот же сульфат обработать щелочью, то полученный осадок после его отделения и слабого прокаливания будет иметь массу в два раза меньше, чем исходная безводная соль. Определите, о каком сульфате и о каком галогениде идет речь. Напишите уравнения происходящих реакций. (3—10—72) 6-86. Металл А при слабом нагревании реагирует с газом В, образуя соединение АВ. Как А, так и АВ энергично реагируют с водой, причем в обоих случаях образуются одни и те же продукты. Металл А можно получить электролизом его расплавленного хлорида; 3,86 Ач электрического тока выделяют 1 г металла А. Найдите А и В и напишите уравнения соответствующих реакций. (4—10—74) 6-87. Электролизу подвергнуто соединение МХ металла I группы периодической системы. При пропускании электрического тока силой 5 А в течение 10,7 ч на аноде выделяется 2 г газа. Какой это газ? Какими свойствами обладает соединение МХ? (Приведите три уравнения его реакций.) (4—10—74) 6-88. При электролизе водного раствора сульфата кобальта (II) на катоде выделяется металл. Если же соль растворить до насыщения в 40%-ной серной кислоте, то при электролизе выделения металла не происходит, зато у анода при охлаждении до 0°С выпадают в осадок кристаллы зеленовато-синего цвета, содержащие 16,2% кобальта (по массе). Определите химическую формулу этих кристаллов и опишите процесс электролиза в нейтральной и сильнокислой среде (на инертных электродах). (5—9—76) 6-89. Электролиз 100 г водного раствора вещества Э (концентрация раствора 16%) приводит к выделению двух газов — А2 и В2. Известно, что вещество имеет формулу АХВУС и молекулярную массу 40, элементы С и В могут образовывать соединение типа С2В2 с молекулярной массой 78, а элементы С и А образуют соединение СА. Напишите формулы всех неизвестных веществ. Определите концентрацию раствора после электролиза, если известно, что газа А2 выделилось 2 моль, а газа В2—1 моль, после чего электролиз прекратили. (3—9—75) 6-90. Шесть таблеток белого вещества общей массой 9,4 г растворили в воде и добавили порошок диоксида марганца Мп02. При этом выделилось 1,12 л газа А, который после пропускания через трубку, в которой происходит тихий электрический разряд, уменьшает объем, и полученный газ В при реак- 114
ции с раствором иодида калия выделяет иод, при этом объем газа не изменяется. Диоксид марганца отфильтровали и взвесили, предварительно высушив, его масса оказалась равной его исходной массе. К прозрачному фильтрату прибавили избыток раствора едкого натра. При кипячении было получено 4,48 л газа С, который при сгорании в атмосфере кислорода Дал 5,4 мл воды и 2,24 л газа X (р—1,25 г/л). Оставшуюся жидкость осторожно нейтрализовали и добавили избыток соляной кислоты. При этом выделялось 2,24 л газа V, который при пропускании через избыток известковой воды выделил 10 г осадка». При пропускании газа 2, выделяющегося при прокаливании этого осадка, над раскаленным углем .объем газа увеличивается вдвое. Оставшийся раствор содержит только соляную кислоту и хлорид натрия в количестве, соответствующем количеству добавленных реагентов. Определите формулу исходного вещества и объясните результаты проведенных опытов. (Объемы газов даны в пересчете на нормальные условия.) (6—9—74) 6-91. При действии на раствор яркоокрашенного неорганического вещества № 1 раствора хлорида бария выпадает белый осадок № 2, нерастворимый в кислотах и щелочах. Прокаливание осадка № 2 при 700°С с избытком угля дает соединение № 3, которое растворимо в соляной кислоте с выделением газа № 4. Раствор вещества № 1 выделяет при действии газа № 4 черный осадок вещества № 5, нерастворимого в соляной кислоте. При кипячении раствора вещества № 1 со щелочью выделяется газ № 6 и выпадает черный осадок соединения № 7, который при действии кислот дает раствор № 8. Действие соды на раствор № в приводит к выделению газа № 9 и образованию окрашенного осадка № 10, который при прокаливании дает тот же газ № 9 и уже упомянутое черное вещество № 7. При нагревании исходного вещества № 1 до 150—200°С образуется белый порошок вещества № 11, растворимый в воде с образованием окрашенного раствора, и выделяются летучие продукты № 12 (р — по водороду 8,6), полностью поглощающиеся серной кислотой. Пропускание вещества № 12 вад нагретым веществом № 7 приводит к изменению окраски и образованию вещества № 13, нерастворимого в соляной кислоте, а выходящий газ № 14 уже не поглощается полностью серной кислотой. Массы веществ № 5 и № 7, полученные из одного и того же количества соединения № 1, относятся между собой, как 1,2:1, а масса вещества № 11 составляет 0,65 массы соединения № 1. Что представляют собой вещества, обозначенные номерами 1—14? Напишите уравнения проведенных реакций. (6—10—74) 6-92. Образец кристаллогидрата некоторого соединения натрия, обозначенного № 1 и имеющий массу 7,44 г, при нагревании до 60—70°С превращается в жидкость, а при нагревании 8» 115
этой жидкости при 110—120°С образуется 4,74 г твердого вещества № 2, которое плавится без разложения при более высокой температуре. Полученное вещество № 2 общей массой 4,74 г разделено на три равные части. При внесении 1,58 г вещества № 2 в избыток горячей концентрированной серной кислоты при нагревании выделяется 896 мл газа № 3. При внесении 1,58 г вещества № 2 в избыток горячей концентрированной азотной кислоты выделяется 1792 мл газа № 4. При внесении 1,58 г вещества № 2 в избыток концентрированной соляной кислоты выделяется 224 мл газа № 3 и одновременно образуется 0,32 г осадка № 5 желтого цвета. Газы № 3 и № 4 реагируют между собой с образованием твердого вещества № 6 белого цвета и газа № 7, который может быть получен также при кипячении вещества № 5 с разбавленной азотной кислотой. При взаимодействии вещества № 5 с веществом № 6 в качестве единственного продукта реакции образуется газ № 3, причем из 0,32 г вещества № 5 получается 672 мл газа № 3. Определите формулу вещества № 1 и напишите уравнения всех описанных превращений. (Объемы всех газов даны в пересчете на нормальные условия.) (6—9—75) 6-93. Образец белого кристаллического вещества, обозначенного № 1, массой 5,740 г растворен в некотором водном растворе № 2. Полученный при этом раствор № 3 разделен на четыре равные части. При действии на первую четверть, раствора № 3 избытка азотной кислоты выпадает 1,435 г вещества № 1, прокаливание которого в токе водорода дает 1,08 г вещества № 4. При действии на вторую четверть раствора № 3 газа №5, имеющего плотность по водороду, равную 14, при нагревании выпадает 1,08 г вещества № 4, При пропускании через оставшуюся половину раствора № 3 газа № 6 выпадает 2,48 г осадка № 7. Прокаливание 1,24 г осадка № 7 в токе кислорода дает 1,08 г вещества № 4 и газ № 8, имеющий плотность по водороду, равную 32. Обработка 1,24 г осадка № 7 избытком пероксида водорода приводит к растворению осадка и образованию раствора № 9. Если раствор № 9 прокипятить с диоксидом марганца, а затем отфильтровать добавленный диоксид марганца и прибавить охлажденный раствор, полученный после кипячения к раствору иодида калия, то выпадает 2,35 г желтого осадка № 10. Известно, что газ № 6 и газ № 8 реагируют с раствором № 2 с образованием солей, а при взаимодействии между собой образуют жидкое вещество № 11 и твердое вещество № 12. Что представляют собой вещества, обозначенные номерами 1 —12? Напишите уравнения проведенных превращений. (6— 10—75) 6-94. Навеску соли металла, содержащей кристаллизационную воду и имеющей общую формулу МхАу-кН20, массой 116
2,3793 г смешивают с избытком хлористого тионила; Образующиеся пр>и этой реакции газы переводят током сухого азота в стакан с избытком солянокислого раствора хлорида бария, который содержит пероксид водорода. Увлеченный газами хлористый тионил предварительно отделяют с помощью ловушки- холодильника. После пропускания очищенного газа через раствор выпадает осадок массой 14,004 г, содержащий 13,74% серы. Другую пробу соли массой 1,1896 г растворяют в воде и раствор разбавляют до объема 100 мл. 75 часть полученного раствора эквивалентна 10 мл 0,2 н. раствора нитрата серебра. Масса осадка, образовавшегося при титровании, равна 0,28664 г (определение конечной точки проводилось кондуктометриче- ски). Напишите суммарную молекулярную формулу исследуемой соли. При решении обратите внимание, что в моль исследуемого соединения входит не более семи моль кристаллизационной воды. Какие это могут быть соединения, если последнее указанное ограничение не использовать? (7—10—76) 6-95. Образец соединения АХВУ массой 1,94 г слегка нагрели в токе смеси двух простых газообразных веществ. Твердый продукт реакции растворили в воде и добавили избыток нитрата свинца, при этом выпало 6,06 г остатка. Осадок отфильтровали и прокалили с углем. При этом было получено 4,78 г соединения общей формулы РЬтВп, содержащего 86,6% свинца. Написать уравнения всех упомянутых реакций. (6—10—72) 6-96. При смешивании растворов двух неизвестных веществ А и В в эквивалентном отношении образуется 1,25 г осадка. Этот осадок — соль двухвалентного металла М. Прокаливание осадка при 1100°С приводит к его разложению на твердый оксид металла МО массой 0,70 г и другой газообразный оксид X. Сухой остаток У, полученный после испарения фильтрата, имеет массу 2,0 г. Его термическое разложение при 215°С приводит к получению двух продуктов — газообразного оксида и 0,90 г водяных паров. Общий объем полученной газовой смеси — 1,68 дм3 (в пересчете на нормальные условия). Определите, что представляют собой неизвестные вещества, и напишите уравнения происходящих реакций. (7—10—73) 6-97. При осторожном внесении 5 г некоторого твердого вещества А в концентрированную соляную кислоту выделяется 2,78 л газообразного простого вещества В (условия нормальные). Какое вещество могло быть взято для проведения опыта и какой газ выделился? Ответ подтвердите расчетом. (6— 10—76) 6-98. В атмосфере кислорода сожгли 6 г вещества А. Полученное при сгорании вещество количественно поглотили 38,57 мл 37%-ного раствора едкого натра (р—1,40 г/см3). Содержание щелочи в образовавшемся растворе (в процентах по массе) 117
снизилось вдвое по сравнению с первоначальным, причем образовавшийся раствор может химически связать 11,2 л углекислого газа (в пересчете на нормальные условия). Какое вещество А было сожжено? (6—8—76) 6-99. Образец соединения АХВУ массой 10,78 г прокалили в токе водорода и получили при этом 6,02 г простого вещества А. При прокаливании вещества А на воздухе получено 6,94 г вещества АШСП- Последнее вещество нагревали с избытком разбавленной азотной кислоты и получили при этом 224 мл (в пересчете на нормальные условия) бесцветного газа, буреющего на воздухе. Что представляют собой исследованные вещества? Напишите уравнения всех описанных реакций, подтвердив их расчетом. (6—9—72) 6-100. Соединение АХВУ перевели в раствор кипячением с избытком концентрированной азотной кислоты. При добавлении к полученному раствору избытка раствора хлорида бария выпал белый осадок С. При добавлении к фильтрату избытка раствора сульфата серебра выпал осадок, который удалили фильтрованием, а к новому фильтрату осторожно прибавили раствор едкого кали до почти нейтральной реакции. При этом из раствора выпал .желтый осадок V. Определите формулу исходного вещества АХВУ, если масса осадка С в 1,2 раза меньше массы осадка О. Дайте мотивированный ответ. Как можно получить исходное соединение? (6—10—71) 6-101. Металлы А и В принадлежат к одному и тому же периоду и к одной группе периодической системы элементов. Все солл металла А с обычными кислотами растворимы в воде. Металл В восстанавливается из растворов своих солей серебром. Назовите оба металла. (5—9—66) 6-102. Анализируемое вещество было принято за карбонат стронция, что на первый взгляд точно подтверждалось результатом анализа по количеству выделяющегося из него диоксида углерода. Однако качественный анализ этого вещества показал полное отсутствие в нем других катионов, кроме ионов кальция и ионов бария. Какой .действительный состав анализируемого вещества в процентах по массе? (2—9—76) 6-103. Металл А и неметалл В находятся в одном периоде и в одном ряду. Их соединение имеет формулу АВ. Это вещество в воде не растворяется, при действии на него соляной кислоты выделяется газ Н2В с неприятным запахом. Какие это могут быть элементы? Опишите промышленное применение неметалла В. (5—9—66) 6-104. Два металла, находящиеся в одной группе периодической системы, нагрели без доступа воздуха. После охлаждения до комнатной температуры образовавшуюся жидкость (ее масса 6,2 г) обработали газообразным простым веществом, образованным элементом третьего периода, и получили 13,3 г 118
продуктов реакции» имеющих тот же состав, что и минерал, являющийся важным сырьем для химической промышленности. Назовите металлы, минерал и укажите, где они применяются. (3—8—71) 6-105. В двигателях внутреннего сгорания автомобилей вместо бензина в качестве топлива может использоваться водород, образующийся при действии воды на некоторое порошкообразное вещество А. Что может представлять собой это вещество А при условии, что на единицу массы оно должно выделять максимальное количество водорода? Возможно ли регенерировать это вещество, и если возможно, то как это сделать? Какие преимущества имеет использование в качестве топлива водорода по сравнению с бензином? Дайте мотивированный ответ. (6—9—76) 6-106. Вещество X состоит из элементов А и В, находящихся в одном периоде, и имеет формулу АВ. Водородные соединения элементов А и В содержат 21,43% и 17,65% (по массе) водорода соответственно. Определите, какое это вещество. Чем оно интересно? (6—8—70) 6-107. При взаимодействии с водой 3,48 г некоторого вещества А, образованного двумя элементами второго периода, после кипячения было получено 2,24 л газа (в пересчете на нормальные условия), а раствор при добавлении фенолфталеина окрашивался в малиновый цвет. Как можно получить вещество А? Может ли существовать другое соединение того же качественного, но иного количественного состава? (6—8—61, 4— 9—76) 6-108. Оксид неизвестного элемента А, находящегося в пятой группе периодической системы элементов, при взаимодействии с оксидом металла В, расположенного во второй группе периодической системы, образует соль, в которой на каждый атом элемента А приходится один атом металла В. Определите формулу соли, если известно, что на образование 2,226 г соли расходуется 0,8064 г оксида металла В. Как получают этот металл в свободном состоянии из его природных соединений? (6—9—72) 6-109. Соединение, имеющее формулу А2Вз, образовано элементами, находящимися в одном периоде периодической системы. Оксид элемента А содержит 47% кислорода, а водородное соединение элемента В содержит 94,1% элемента В. Назовите элементы А и В, кратко расскажите, где применяются простые вещества, соответствующие элементам А и В. Как можно получить соединение А2В3 и какими свойствами оно обладает? (3—8—70) 6-110, Смесь кислородных соединений двух элементов, находящихся во второй группе периодической системы, нагревали до прекращения выделения газа, а затем содержимое сосуда 119
растворили в избытке разбавленной азотной кислоты. При этом выделилось 1,12 л газа (в пересчете на нормальные условия). Полученный раствор не окрашивает пламя горелки в красные тона, а при действии избытка раствора сульфата аммония выделяет 0,5068 г осадка, нерастворимого в разбавленной соляной кислоте. Вычислите содержание оксидов в смеси (в процентах по массе), если дополнительно известно, что раствор не вызывает засвечивания фотопленки. (6—9—72) 6-111. Соединения А с В и А с С взаимодействуют с водой. Образовавшиеся водные растворы изменяют цвет лакмуса соответственно в красный и синий цвета. Соединение всех трех элементов нерастворимо в воде, но при одновременном действии воды и оксида углерода (IV) переходит в раствор. Назовите элементы А, В и С и напишите уравнения всех описанных реакций. (2—8—73) 6-112. Даны три элемента: А, В и С. Соединение В с С растворяется в воде, и полученный раствор окрашивает лакмус в синий цвет. А с В образует больше трех соединений. Среди соединений, в которые входят все три элемента, есть такое, в водном растворе которого растворяется серебро. Назовите элементы А, В и С и напишите уравнения всех описанных реакций. (2—9—73) 6-113. Элементы А, В и С расположены в периодической системе друг за другом. Соединение АС по своей твердости не уступает простому веществу, образованному одним из этих трех элементов. Из указанных элементов в соединениях между собой только два дают газообразное вещество формулы В2С2. Какие это элементы? (2—8, 9—68 заочн.) 6-114. Элементы А, В и С принадлежат к тому же периоду периодической системы, что и самый распространенный в земной коре элемент. Формальная положительная и отрицательная степени окисления элемента А имеют одинаковую величину. Элемент В — неметалл и образует с элементом А соединение, ,в котором на один атом элемента А приходится два атома элемента В. Элемент С образует с элементом В соединение ВС. О каких элементах идет речь? Напишите формулу соединения, в которое входят все три элемента, предскажите его растворимость в воде и напишите уравнения двух-трех реакций, в которые оно вступает. (2, 3—9—75) 6-115. Три элемента А, В, С находятся в одном ряду периодической системы и образуют соединения А2В и АС, которые при взаимодействии с соляной кислотой дают газообразные вещества, одно из которых самовоспламеняется, а другое может гореть на воздухе. Соединение А с хлором растворимо в воде, причем его раствор обладает слегка кислой реакцией; соединение В с хлором бурно реагирует с водой, а С образует с хлором несколько соединений, обладающих неприятным запахом. 120
Какие это элементы? Как получают и где применяют их оксиды? (3—10—71) 6-116. Элементы А, В и С находятся соответственно в I, Ни III периодах системы элементов Д. И. Менделеева. Они взаимодействуют друг с другом, образуя соединения АС, А2В и В2С2. Соединения АС и В2С2 реагируют с А2В, образуя щелочной раствор и два газа, реакция между которыми происходит при пропускании электрического разряда и приводит к одному из исходных соединений. Укажите, какие это элементы, напишите уравнения реакций. (6—9—68) 6-117. Некоторый элемент X образует более десяти кислот, в том числе кислоты А, В и С. Вещества А и В при их совместном нагревании ниже 150°С образуют как свободный элемент X в виде простого вещества, так и ангидрид кислоты С, а при более высокой температуре дают только ангидрид кислоты С и воду. Какой это элемент? Реагируют ли между собой вещества А и С? Где применяются названные вещества? (6—9—69) 6-118. Простые вещества А, В и С, образованные элементами, находящимися в разных группах периодической системы Д. И. Менделеева, при взаимодействии с водородом образуют вещества № 1, 2 и 3, а при сгорании в кислороде дают соответственно вещества № 4, 5 и 6. При действии воды на вещества № 1 и 4 получается один и тот же раствор № 7, который с веществами № 5 и 6 образует белые осадки веществ № 8 и 9. При смешивании газов № 2 и 5 образуется простое вещество В. Вещество № 2 горит с образованием воды и либо простого вещества В, либо вещества № 5. При сгорании вещества № 3 образуется вода и вещество № 6. Простые вещества А, В и С реагируют между собой с образованием веществ № 10, 11 и 12. Определите, о каких элементах идет речь, если их атомные массы относятся как 1,25:1:0,375. Напишите уравнения описанных реакций. (5—9—76) 6-119. Элемент А образует ряд соединений (№ 1—4) с другими элементами периодической системы, которые проявляют в этих соединениях соответственно следующие степени окисления: 3+(№ 1); 4+(№ 2), 2-(№ 3) и 3+или 5+(№ 4). При внесении твердого вещества № 1 в воду происходит полный гидролиз с выделением осадка № 5 и газа № 6. Вещество № 2 его-, рает в атмосфере кислорода с образованием газов № 3 и 7, причем газ № 3 реагирует с растворами перманганата и дихромата калия. Твердое вещество № 4 не взаимодействует с водой и раствором серной кислоты, но может реагировать с азотной кислотой, выделяя окрашенный газ № 8, а также с содой, щелочами, сульфидом и дисульфидом аммония. При взаимодействии газов № 3 и 6 выделяется простое вещество № 9, образованное элементом А. Что могут представлять собой названные вещества? Может ли реагировать вещество № 3 с 121
веществом № 8 или кислородом? Напишите уравнения описанных реакций. (5—10—76) 6-120. Элементы А и В находятся в одной группе элементов периодической системы. Две кислоты, образованные этими элементами, известны только в водных растворах, причем при взаимодействии этих кислот образуется только соль и вода. Какое применение находят элементы А и В в виде простых веществ и их соединений? (6—10—69) 6-121. Серебристо-белый металл горит на воздухе с образованием белого оксида состава МО. Оксид практически^" не растворяется в воде, хорошо растворяется в соляной, серной и азотной кислотах. При действии на раствор хлорида металла растворов карбоната, силиката или фосфата натрия выпадают осадки. Какой это может быть металл? Дайте мотивированный ответ с уравнениями соответствующих реакций. (Для реакций, проводимых с растворами, напишите ионные уравнения.) (6—10—73) 6-122. Бесцветный газ легче воздуха, с резким запахом, сожжен в кислороде. Продукты реакции цвета и запаха не имеют и не вызывают помутнения известковой воды. Сколько миллилитров 14,6%-ной соляной кислоты (р—1,08 г/см3) потребуется для поглощения 2,24 л (в пересчете на нормальные условия) этого газа? (6—9—73) 6-123. Водный раствор белого твердого вещества А имеет слабокислую реакцию. Вещество А при нагревании возгоняется, причем плотность его паров при 500°С по водороду (в расчете на одинаковые условия) равна 13,4. Определите, что это за вещество. (2—10—66 заочн.) 6-124. При взаимодействии трех твердых солей одной кислоты с равными количествами соляной кислоты выделяется один и тот же газ. Соли какой кислоты были взяты, если известно, что соляная кислота прореагировала полностью, а отношение объемов выделившихся газов при одинаковых условиях равно 1:2:4? (6—9—74) 6-125. Три навески тонко измельченной смеси металла с его оксидом, содержащие разные количества металла, внесли в соляную кислоту, В первом случае происходило выделение газа А, во втором случае — выделение газа В, в третьем случае выделение газа це наблюдалось. Смесь каких веществ могла быть использована для проведения опытов? Дайте мотивированный ответ и обсудите возможные варианты решений (6—9—75) 6-126. При введении весьма распространенного газа А в стеклянный сосуд, содержащий газ В, который имеет ту же плотность, что и газ А, в сосуде остается лишь мокрый песок. Как могут быть получены газы А и В в лаборатории? (4— 9—72) 122
6-127. При сжигании простого вещества А в газе В получается вещество С, которое при взаимодействии с водой выделяет газ В. Что это могут быть за вещества? Как изменится решение, если воду заменить на серную кислоту? (4—9—72) 6-128. При обжиге сульфида некоторого металла на воздухе не образуется твердого остатка. Какой цвет имеет исходное вещество? Где применяются соединения этого металла? (6— 8—70) 6-129. При сжигании магния на воздухе образуется смесь вещества, которая вступает в реакцию с водой. При этом ,вы- деляется газ А, который после окисления избытком кислорода в присутствии катализатора был поглощен раствором едкого натра. При сливании полученного раствора с раствором газа А в эквивалентном количестве соляной кислоты и нагревании выделяется газ В. Назовите газы А и В. Напишите уравнения реакций. (3—10—67) 6-130. Ярко-красное вещество А, нерастворимое в воде, переведено в раствор кипячением с концентрированной азотной кислотой. При действии на полученный кислый раствор нитрата бария выпадает белый осадок, а при добавлении к тому же раствору щелочи образуется желтый осадок, который разлагается при нагревании. При разложении этого осадка на холодных частях прибора появляются серебристые капли. Установите состав вещества А. (5—10—65) 6-131. При действии бесцветной вязкой маслянистой жидкости А на твердое белое кристаллическое вещество В, растворимое в воде, выделяется газообразное, с резким запахом вещество С. Растворение последнего в воде дает сильную неорганическую кислоту. Газ С можно получить и при взаимодействии двух газообразных веществ, одно из которых не имеет цвета и запаха, а второе имеет желто-зеленый цвет и характерный запах. Что представляют собой все названные вещества? Можно ли дать однозначный ответ относительно вещества В? (2—8—74) 6-132. При взаимодействии простого твердого вещества А, обладающего хорошей электропроводностью, с простым веществом В, представляющим собой жидкость, не проводящую электрический ток, может быть получено новое вещество С, водный раствор которого имеет голубую окраску, а при электролизе образует исходные вещества А и В. Что представляют собой описанные вещества? (1—9—74) 6-133. При прокаливании вещества А образуется белое вещество В, которое бурно реагирует с водой, причем образуется раствор, окрашивающий фенолфталеин в красный цвет, а также бесцветный газ С, пропускание которого в раствор вещества В в воде вызывает помутнение жидкости. При взаимодействии вещества В с углеродом образуется вещество О и выде- 123
ляется газ Е. При реакции вещества О с водой образуется бесцветный горючий газ Р. Горение газа Р дает воду и газ С. Назовите вещества А, В, С, О, Е, Р и напишите уравнения описанных реакций. (3—10—67) 6-134. При взаимодействии жидкости А и твердого вещества В образуется газ С и жидкость О. Газ С может быть окислен в веществе Е, которое реагирует с жидкостью О с образованием жидкости А. Какие это могут быть вещества? Напишите уравнения реакций. Существуют ли дополнительные решения задачи в том случае, когда при реакции веществ А и В образуется не два, а три вещества? Мотивируйте ваш ответ уравнениями необходимых реакций. (3—9—75) 6-135. Концентрированный водный раствор вещества X реагирует с двумя разными твердыми веществами А и В и образует при этом два газообразных вещества С и О, которые при взаимодействии между собой образуют исходное вещество X. Что могут представлять собой названные вещества? Напишите уравнения соответствующих реакций. (6—9—74) 6-136. Через подкисленный разбавленной серной кислотой раствор перманганата калия пропущен некоторый газ А. Раствор при этом обесцветился. Что может представлять собой неизвестный газ А? Что может представлять собой газ А, если не только произошло обесцвечивание раствора, но и одновременно происходило выпадение осадка? Напишите уравнения возможных реакций. (6—8—76) 6-137. Водный раствор соединения А при взаимодействии с веществом В образует водный раствор соединения С и несме- шивающуюся с водой жидкость Э. Какие вещества удовлетворяют условию задачи? Напишите уравнения реакций. (6— 8-74) 6-138. При нагревании голубого кристаллического вещества X выделяется смесь газов А и В, пары воды и остается твердое черное вещество С. Для получения чистого газа В смесь газов пропускают через раствор щелочи. Если очищенный газ В пропустить над металлом О, получается черное вещество С. Напишите формулы веществ А, В, С, О, X и уравнения происходящих реакций. (3—10—67) 6-139. Газ А, содержащий элемент X, реагирует с простым веществом В, образуя вещество С, обладающее неприятным запахом. Если вещества А и В реагируют в среде вещества О, то происходит образование двух соединений Е и Р, каждое из которых изменяет окраску лакмуса, причем вещество В также реагирует с веществом Э, образуя соединение Р, а также неустойчивое соединение О. Простое вещество X может реагировать только при нагревании с соединением Е, образуя вещества А и О, а соединение О при хранении на свету образует вещество Р и газообразное простое вещество V, которое медлен- 124
но превращает раствор А в О и раствор Е вБ. Определите, какие-вещества упомянуты в задаче, и напишите уравнения соответствующих реакций. Какие соединения, образованные одновременно элементами X и V, вам известны и как их можно получить? (6—9—72) 6-140. При взаимодействии двух веществ А и В выделяется газ С, в состав которого входит элемент X, содержащийся как в веществе А, так и в веществе В. Этот газ С взаимодействует с горячим раствором едкого кали, образуя при этом одно из начальных веществ А. Смесь того же газа С с другим газом V при сильном освещении быстро взаимодействует, образуя при этом второе начальное вещество В. Что представляют собой вещества А, В, С, X, V? Напишите уравнения описанных реакций. (5—9—76) 6-141. Кристаллическое вещество А при нагревании в присутствии катализатора В дает вещества С и Э, а при нагревании без катализатора В преимущественно образует соединения С и Е. В свою очередь соединение Е при сильном нагревании распадается на вещества С и О. Известно, что соединение А может быть получено при электролизе горячего водного раствора вещества С, Существует ли какое-либо другое вещество X, которое ведет себя сходно с веществом А, т. е. в зависимости от условий нагревания распадается по различным направлениям, выделяя вещество Е), причем одним из продуктов его разложения является вещество-катализатор В? Назовите описанные вещества и напишите уравнения этих реакций. (3—9—74) 6-142. При действии соляной кислоты на бесцветные кристаллические вещества А и В получаются соответственно два газа — С и О, обладающие неприятным запахом. При смешении этих газов в присутствии воды выделяется твердое вещество Е светло-желтого цвета, которое может растворяться при кипячении как в растворе вещества А, так и в растворе вещества В с образованием соответственно новых веществу? и О. При под- кислении растворов Р и О из них опять выпадает вещество Е. Напишите формулы указанных веществ и уравнения происходящих реакций. (2—10—66 заочн.) 6-143. Некоторая жидкость А долго стояла в темноте без изменений. После прибавления к ней вещества В стал бурно выделяться газ X, который отличается большой химической активностью. Газ X, взаимодействуя с двухвалентным металлом С, образует твердое соединение Е с ионной связью. Вещество Е обладает высокой тугоплавкостью. Каков может быть состав жидкости А, веществ X, В, С, Е? Напишите уравнения возможных реакций. (6—8—73) 6-144> Газы А, В и С имеют практически одну и ту же плотность по воздуху. А и В образованы элементом X, находящимся В;Том же периоде, что и элемент V, образующий простое ве- 125
щество С. Вещества А и В реагируют с простым веществом О, образованным элементом 2, находящимся в следующем периоде; при этом образуется ценный растворитель и ядовитый газ. В то же время простыв вещества X и V непосредственно не реагируют с веществом О, хотя соединения X и V с 2 известны. Установите, какие вещества упомянуты в задаче и напишите уравнения всех реакций. (2—9, 10—67 заочн.) 6-145. Кристаллическое вещество А темного цвета, растворимое в воде, при прокаливании выделяет газ X. После нагревания в пробирке остается твердый остаток В, частично растворимый в воде. При действии концентрированной соляной кислоты как на исходное вещество А, так и на остаток В выделяется газ У, не взаимодействующий с газом X. Что представляют собой вещества А, В, X и У? Напишите уравнения проведенных реакций. Как, используя газ У, получить дополнительное количество газа X? Напишите уравнения соответствующих реакций. (5—8—76) 6-146. В результате некоторой реакции образовались два вещества с молекулярными массами 4 и 25. Напишите уравнение проведенной реа^цци. Рассмотрите возможность различных вариантов ответа. (6—9—71) 6-147. В оболочку «воздушного шарика» поместили два негазообразных вещества. Шарик прочно завязали и очень осторожно смешали исходные вещества. После окончания реакции шарик поднялся в воздух. Какие вещества могли быть помещены внутрь шарика? Ответ.обоснуйте и поясните уравнениями соответствующих реакций, а также укажите условия и особенности проведения предложенных вами реакций. (3—8—71) 6-148. Смесь трех растворимых в воде солей некоторой кислоты была прокалена и последовательно обработана водой и крепкой азотной кислотой. При действии воды растворилось только одно вещество, а при действии азотной кислоты — два других. Обработка продуктов разложения соляной кислотой не приводит к полному растворению остатка. Какие соединения могли входить в состав исходной смеси? Проанализируйте возможные варианты ответа, (6—9—-71)
Глава 7 ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ ,,7-1. В одной из легенд рассказывается, что мудрый садовник окуривал деревья ладаном для того, чтобы плоды скорее созрели. Экспериментальная проверка показала, что в дыме ладана действительно содержится чудодейственный газ. Назовите его. Укажите способы его получения и Химические свойства. Напишите схемы реакций. (5—10—66) 7-2. «...— не топливо! Топить можно и ассигнациями!» О каком природном продукте и каким русским ученым были сказаны эти слова? Что вы знаете о работах советских химиков в области химии и технологии- этого ценного природного сырья? (3—10—67) 7-3. В конце XIX — начале XX в. на границе органической и неорганической химии возникла новая, бурно развивающаяся пограничная область химии. Какая это область химии? Работы каких советских ученых в этой области вам известны? (3— 10—67) 7-4. «Из собственных моих опытов и опытов других ясно, что вряд ли возможно получение синтетического... вообще, особенно в России, где исходные материалы обходятся дорого... Химия не сможет конкурировать с рабским трудом в тропических лесах!» О каком природном органическом веществе были сказаны эти слова выдающимся американским изобретателем Т. Эдиссоном? Что вы знаете о работах советских ученых, опровергнувших эти мрачные прогнозы? (3—10—67) 7-5. Человек со средним весом около 70 кг потребляет примерно 2 л воды в сутки (с учетом влаги, содержащейся в пище), а из продуктов его жизнедеятельности можно выделить около 2,2 л воды. Как объяснить это явление? Предложите простейший, с вашей точки зрения, способ улавливания и возврата (с очисткой)^ этой воды в изолированной кабине космического корабля. (3—8—69) 7-6. Напишите структурные формулы всех изомеров, углеводородов, имеющих состав С4Н8. К каким классам они будут 127
относиться? Предскажите важнейшие реакции этих изомеров. (3—10—67, 4—10—70) 7-7. Изобразите структурные формулы изомерных соединений состава С5Н10. Сгруппируйте их по отношению к бромной воде. Напишите уравнения протекающих при этом реакций. (1—Ю—76) 7-8. Представьте себе, что вы имеете все возможные изомеры углеводородов состава С4Н6, причем все они находятся в равных количествах. Каждый из изомеров последовательно обработан водородом в присутствии катализатора (мольное отношение С4Н6 Н2=1 1), затем бромоводородом и, наконец, избытком водного раствора щелочи. Сколько химических соединений и в каких относительных количествах будет получено в результате этих превращений, если предположить, что все реакции могут быть проведены количественно. Дайте мотивированный ответ и напишите уравнения реакций. (3—10—73) 7-9. Напишите структурные формулы циклических углеводородов состава С6Нб. Может ли существовать углеводород такого состава, не имеющий кратных связей? (3—10—70) 7-10. Напишите структурные формулы соединений с элементным составом С8Н8, содержащих только фрагменты—С—Н. Попытайтесь посчитать максимально возможное число изомеров. Необходимо учитывать только структуры с различным способом последовательного соединения атомов. Варианты тех структур, которые различаются только углами между связями и пространственным строением, не учитываются. (3—10—76) 7-11. Напишите структурные формулы всех изомеров, имеющих состав С3Н60. К каким классам они будут относиться? Предскажите важнейшие реакции этих изомеров. (3—10—67) 7-12. Напишите структурные формулы всех соединений, имеющих состав С5Н10О. Какие из них, по вашему мнению, не могут существовать? Как можно различить остальные вещества? (3—10—68) 7-13, В природе встречаются вещества, имеющие состав С2Н206Са и СН205Си2. Напишите их структурные (графические) формулы и расскажите об этих соединениях. (2—8, 9, 10—68 заочн.) 7-14. Напишите структурные формулы нескольких реально существующих, по вашему мнению, изомеров вещества состава С3Н5С102 и напишите одно-два уравнения реакции, характеризующие химические свойства этих изомеров. (6—10—75) 7-15. Свет, в котором электромагнитные колебания происходят в одной плоскости, называется поляризованным. Существуют вещества, которые способны отклонять (вращать) плоскость поляризации такого света. Подобные вещества называют оптически активными. Обычно это явление связано с наличием в молекуле асимметрического атома, т. е. атома углерода, свя- 128
занного с четырьмя различными атомами или группами атомов, К таким соединениям относятся, например, молочная кислота СН3СН(ОН)СООН, бутанол-2 СН3СН2СН(ОН)СН3 и др. Ис^ ходя из представлений о пространственном строении органических соединений, предложите все возможные изомеры, которые могут существовать для винной кислоты НООС— —СН(ОН)СН(ОН)—СООН и ее производных. Будет ли отличаться поведение этих соединений (с точки зрения оптической активности) в растворах и в кристаллическом состоянии? (2— 10—69 заочн.) 7-16. В соединении С4Н4СЦ все атомы хлора структурно эквивалентны. Как это понять? Напишите возможные структуры изомеров соединения такого состава. (6—10—71) 7-17. Исходя из представлений о пространственном строении кратных связей, изобразите схемы пространственного располо-. жения атомов и электронных облаков связей в молекулах С3Н4 и Сз02. Какие свойства могут иметь, по вашему мнению, эти соединения? (2—9, 10—69 заочн.) 7-18. Простейшие из предельных углеводородов —метан, этан и др.— горят на воздухе бесцветным несветящим пламенем. Почему парафиновая свеча горит светящим пламенем, хотя общая формула гомологического ряда СпН2п+2 справедлива для всех парафинов? (2—10—67 заочн.) 7-19. В каких объемных соотношениях надо смешать смесь бутанов с озонированным кислородом, имеющим плотность 1,785 г/я (условия в пересчете на нормальные), чтобы углево-. дороды сгорели полностью? (4—10—73) 7-20. Какой объем водорода образуется при взаимодействии 2,00 л метана (условия нормальные) со всем хлором, полученным при действии избытка диоксида марганца на 50 г 28,2%-ной соляной кислоты? Приведите уравнения реакций. (2—Ю-75) 7-21. При прокаливании в пробирке ацетата меди на стенках остался налет, нерастворимый в воде. В чем его можно растворить? Дайте мотивированный ответ. (4—10—72) 7-22. Почему для получения высокотемпературного пламе*. ни, необходимого для сварки и резки металла, применяется ацетилен, а не этан, хотя теплоты сгорания этих двух газов, вычисленное при нормальных условиях, равны соответственно 1302 и 1562 кДж/моль. Дайте мотивированный ответ с уравнениями химических реакций. (6—10—72) 7-23. Какие из перечисленных в скобках газов (окись азота, двуокись азота, аммиак, двуокись серы, сероводород, кислород, хлор, хлороводород, углекислый газ, метан, ацетилен) могут быть собраны: а) над водой, б) непосредственным заполнением сосуда на воздухе (как должен быть расположен сосуд — дном вверх или вниз)? Дайте обоснованный ответ. (2—10—74) 9 Заказ № 4074 129
7-24, На основании полученных вами экспериментальных данных расположите в ряд по увеличению степени непредельности следующие жиры: коровье масло, подсолнечное масло, говяжий жир. (6—10—74 эксп.) 7-25. Объясните, как расположить в порядке возрастания температур кипения следующие вещества: воду, диэтиловый эфир, этиловый спирт, ацетальдегин, уксусную кислоту? (3—10—68) 7-26. Исходя из представлений о характере химических связей, охарактеризуйте агрегатное состояние, летучесть и отно-, шение к воде следующих соединений: диметилбериллий, диме- тиловый эфир, метиллитий, тетраметилметан, триметиламин, триметилбор, метилфторид. Ответ подтвердите уравнениями возможных реакций. (3—10—71) 7-27. Расположите по увеличению подвижности атома водорода в функциональной группе следующие соединения: масляный альдегид, масляную кислоту, бутиловый спирт. Сравните подвижность водорода в этих соединениях с подвижностью во« дорода в бутане и бутинах. (2—10—74) 7-28. Какая из кислот более сильная — хлоруксусная или хлормасляная? Почему? В чем это проявляется? (4—10—73) 7-29. Расположите в порядке возрастания кислотности, т, е. в порядке увеличения легкости диссоциации в водном растворе, следующие кислоты: монобромуксусную, монофторуксусную, уксусную, моноиодуксусную, пропионовую, монохлоруксусную — и объясните, почему вы выбрали предложенный вами порядок. (3—10—69) 7-30. Напишите структурные формулы этиленовых углеводородов, при присоединении к которым хлороводорода получаются: а) 2-хлор-2,4,4-триметилгексан, б) 5-хлор-2Д5-триме- тил-3-этилгептан. (2—10—73) 7-31. Напишите уравнение реакции брома со стиролом (ви- нилбензолом). Проведите эту реакцию экспериментально и вы* делите образующееся вещество. (6—10—74 эксп.) к 7-32. Напишите и объясните уравнения реакций, которые могут происходить при действии бромоводорода на пропин, 1,1Л-трибромбутеи-2 и акролеин- (4—10—71) 7-33. Какие реакции будут происходить при действии бромоводорода на~ 1,1,1-трифторпропен СРз—СН = СН2, аллиловый спирт СН2=СН—СН2ОН и акриловую кислоту СН2= =СН—СООН? Напишите уравнения реакций и объясните предсказанные вами превращения. (4—10—71, 6—10—69) 7-34. Установлено, что в результате присоединения чистого бромоводорода к изобутилену в темноте при комнатной температуре получается преимущественно только одно монобром- производное. Однако если реакцию проводить на свету, причем использовать бромоводород, разбавленный равным объемом воздуха, то образуется смесь двух изомерных монобромпроиз- 130
водных. Напишите уравнения реакций и предложите схемы ме-% ханизма реакций, объясняющие описанные явления. (5—10—76) 7-35. Какие соединения и в каком количестве образуются при взаимодействии 1 моль изобутана с 1 моль хлора, если из-, вестно, что замещение водорода при третичном атоме углерода происходит в три раза быстрее, чем каждого атома водорода при первичном атоме углерода, и реакция проведена так, что количественно получаются только монохлорпроизводные? Изобразите с помощью уравнений механизм этого процесса и предложите способ различения образующихся монохлорпроизводч ных. (3—10—69) 7-36. Напишите уравнения реакций сульфирования фенола, нитробензола и хлорбензола. Какие из этих соединений будут сульфироваться легче и почему? (4—10—71) 7-37. При хлорировании изобутана хлором на свету получили изобутилхлорид и третичный хлористый бутил в отношении 2:1. Какие продукты и в каком соотношении получатся при хлорировании 2,3-диметилбутана при тех же условиях? Как химическими методами различить полученные изомеры? Напишите уравнения реакций. (5—10—76) 7-38. Известно, что реакция изобутана с хлором в присутствии небольших добавок иода резко замедляется, а взаимодействие бензола с хлором в присутствии иода ускоряется. Как можно объяснить эти явления? Какие вещества будут преиму-. щественно образовываться при действии хлора на толуол в присутствии иода? Дайте мотивированный ответ. (6—10—76) 7-39. Напишите схему возможной реакции, протекающей при взаимодействии фенолята натрия с углекислым газом. Получите фенолят натрия и проведите эту реакцию, (6—10—74) 7-40. Можно ли хранить муравьиную кислоту и формальдегид, меченные изотопом 180 в водных растворах? Дайте обоснованный ответ, (6—10—71) 7-41. Какие примеси может содержать серный эфир, образующийся при нагревании винного спирта с купоросным маслом? Как можно очистить такой эфир от примесей, с тем чтобы получить совершенно чистый и сухой (абсол*дтный) растворитель для проведения различных реакций? (3—10—70) 7-42. Какие химические реакции могут происходить и какие внешние изменения будут наблюдаться, если 40%-ный раствор бромоводородной соли анилина обработать: 1) водным раствором нитрата серебра; 2) хлорной водой; 3) водным раствором хромата натрия; 4) баритовой водой; 5) раствором бертолетовой соли; 6) суспензией карбоната кальция при кипячении; 7) раствором формалина? Напишите уравнения возможных реакций. (6—10—74) 7-43. Почему свежеразрезанное яблоко на воздухе постепенно темнеет? Дайте мотивированный ответ. (2—8, 9, 10—68 заочн.) 9* 131
7-44. Почему для удаления лакокрасочных покрытий, изготовленных на основе натуральных высыхающих масел, применяют водный раствор едкого кали? (2—10—71 заочн.) 7-45. Какими химическими свойствами должно обладать соединение, строение которого отвечает формуле СН2=СНСН2ОН? Напишите пять из возможных для этого вещества уравнений реакций. (1—10—74) 7-46. Какие химические свойства можно ожидать у известного лекарственного вещества — ацетилсалициловой кислоты (аспирина), имеющей формулу О-СОСНз СООН Напишите уравнения реакций, в которые вступает это соединение. Как можно получить это вещество? (2—ЛО—73) 7-47. Какими химическими свойствами должен обладать витамин, имеющий следующую структурную формулу: СН2ОН-СНОН-СНОН-С(ОН)=С(ОН)-СНО? Напишите возможные уравнения (схемы) его реакций. (5— 10—65) 7-48. Какой объем при нормальных условиях займут продукты реакции, протекающей при действии избытка металлического натрия на смесь 31,2 г этилиодида и 28,4 г метилиодида? (2—Ю—73) 7-49. Какие процессы могут происходить при пропускании постоянного электрического тока через эмульсию смеси стирола и бутадиена в водном растворе ацетата натрия? Ответ иллюстрируйте уравнениями химических превращение и объясните их. (6—10—71) 7-50. Какое количество бензола, брома и олова потребуется для получения 66,0 г 2,4,6-триброманилина, если на каждой стадии синтеза выход необходимого продукта не превышает в среднем 80%? (3—10—71) 7-51. Для сульфирования бензола в технике используют 8%-ный олеум. Сколько 92%-ной серной кислоты и 60%-ного олеума необходимо для получения 1 т 8%-ного олеума? Напишите уравнение реакции сульфирования. (2—9—66 заочн.) 7-52. В замкнутом сосуде со свободным от твердых веществ объемом 1 л, наполненном активированным углем, находится ацетилен (условия в пересчете на нормальные). Сосуд нагрет до 300°С, выдержан некоторое время при этой температуре, а затем охлажден до 0° Давление в сосуде при этом понизилось в пять раз. Полученный при реакции продукт А может реагировать с бромом в присутствии соли железа, Газ, выделивший- (X 132
ся при этом, вступает в реакцию с 200 мл 0,04 н. баритовой воды. Определите выход вещества А в процентах от теоретически возможного, если считать, что при этом в реакции с бромом образуется только одно органическое соединение, которое имеет плотность паров по гелию, примерно равную 40. (6— 10—72) 7-53. Домашнее полоскание для горла часто приготовляют следующим образом: небольшое количество соды заливают кипящей водой и прибавляют несколько капель сниртового раствора иода. Обсудите, какие химические реакции могут происходить при этом и какими внешними признаками они сопровождаются, (3—10—72) 7-54. В круглодонную колбу налили около 150 мл купоросного масла, положили один кусочек пиленого сахара и медленно нагревали до кипения жидкости, продолжая нагревание до конца реакции. Укажите, с какими (приблизительно) количествами (в граммах) велся процесс. Опишите и объясните происходившие явления и напишите уравнения соответствующих реакций. Оцените примерную концентрацию веществ в растворе после окончания реакции. (2—10—68 заочн.) 7-55. Укажите, не допущены ли в следующих выражениях ошибки: 1) «раствор нафталина в горячей ледяной уксусной кислоте»; 2) «для проведения реакции пользуются насыщенным водным раствором серной кислоты»; 3) «глюкозу растворяют, прибавляя по каплям охлажденный до —5° 10° бензол»; 4) «для измерения температур в интервале —80° — 500°С пользуются ртутными термометрами»; 5) «коричнево-красный раствор иода в хлороформе обесцвечивается при пропускании через него сухого сернистого газа». Свой ответ мотивируйте и, если это возможно, дайте правильные формулировки. (2—10— 67 заочн.) 7-56. В цилиндре имеется смесь газов: бутана, бутадиена, ацетилена и аммиака. Какими реагентами надо подействовать на эту смесь, чтобы последовательно удалить один газ за другим? Напишите уравнения возможных химических реакций. (2—10—75) 7-57. Как можно разделить смесь муравьиной кислоты, метилового спирта и гексана химическими методами. Напишите уравнения реакций. (2, 3—10—66) 7-58. Разделите* экспериментально смесь бензола, фенола и анилина, выделив каждое из веществ в индивидуальном состоянии. Обоснуйте свой ответ уравнениями реакций. (6—10— 74 эксп.) 7-59. В вашем распоряжении имеются две смеси: а) бензол и р-нафтол' (2-оксинафталин, темп. пл. 97°С, по свойствам аналогичен фенолу) и б) толуол и анилин. Пользуясь химическими методами, практически разделите обе смеси. Докажите индивн- 133
дуальность полученных вами продуктов. Как можно объяснить увеличение кислотных свойств фенолов и ослабление основных свойств ароматических аминов по сравнению со спиртами и аминами жирного ряда? Укажите области применения исследуемых вами веществ. (6—10—67 эксп.) 7-60. Предложите способ разделения смеси фенола, анилина, уксусной кислоты и нитробензола. (4—10—74) 7-61. В лаборатории к раствору бутилового спирта (темп. кип. 117°С) в пропилбутиловом эфире (темп. кип. 117°С) случайно прилили уксусную кислоту (темп. кип. П8°С). Предложите несколько способов выделения каждого из названных соединений в индивидуальном виде. (3—10—70) 7-62. При проведении некоторой реакции в качестве отхода был получен этиловый спирт, содержащий небольшую примесь серной кислоты. При перегонке этого спирта температура паров перегоняющейся жидкости сначала соответствовала температуре кипения спирта, а затем постепенно начала падать, хотя скорость перегонки оставалась неизменной. Объясните причину этого явления и предложите способ очистки спирта от примеси серной кислоты. (3—10—69) 7-63. Из имеющихся в вашем распоряжении реактивов получите метан, этилен и ацетилен. Докажите при помощи характерных реакций, что вами получены указанные углеводороды. Напишите уравнения всех осуществленных вами реакций. Рассчитайте, сколько надо взять органического вешества для получения этилена, если с ним может прореагировать 8 г брома. Укажите, где применяются указанные углеводороды. {6—■ 10—67 эксп.) 7-64. Предложите возможные методы синтеза н-октана. Используя имеющиеся реактивы и оборудование, получите экспериментально это соединение. (6—10—74 эксп.) 7-65. Укажите все галогенопроизводные углеводородов, которые при взаимодействии с металлическим натрием будут образовывать следующие углеводороды: 2,3-диметилпентан, 2-ме- тилгексан. (1—10—76) 7-66. Предложите схему синтеза бромэтана разными методами. Используя имеющиеся реактивы и оборудование, экспериментально получите бромэтан и докажите, что получено именно соединение. (6—10—74 эксп.) 7-67. Получите в лабораторных условиях 25 г изоамилаце- тата. Пересчитайте мольные количества изоамилового спирта и серной кислоты в массовые и объемные. Обсудите, какая реакция произойдет при смещении изоамилового спирта с серной кислотой. Получающееся соединение далее взаимодействует с ацетатом натрия. Напишите схему реакции. Какая реакция происходит при промывании дистилата раствором соды? Вычислите теоретический выход изоамилацетата, исходя из количества взя- 134
того в реакцию ацетата натрия. Подсчитайте практический вы« ход изоамилацетата, полученного в вашем опыте, в процентах от указанного в методике. Укажите, где применяются сложные эфиры карбоновых кислот. (5—10—66 эксп.) 7-68. В лаборатории имеются этиловый спирт, уксусная и концентрированная серная кислота. Составьте подробный план- инструкцию для получения этилацетата. Составьте перечень всех необходимых приборов и посуды, а также всех вспомогательных материалов и реактивов; изобразите схемы всех используемых вами для синтеза, очистки и проверки чистоты полученного препарата приборов. (План эксперимента должен быть написан так, чтобы по нему мог провести работу любой из ваших товарищей.) (3—10—71) 7-69. Предложите способы получения этилового спирта, аце« тальдегида, уксусной кислоты, хлорвинила, бензола и анилина, исходя из известняка, угля и используя только неорганические вещества. Напишите уравнения реакций. (4—10—74) 7-70. Карбид кальция и вода являются исходными веществами для синтеза этанола, уксусной кислоты, этилена и полиэтилена, винилхлорида и бензола. Приведите уравнения основных химических реакций, которые используются для получения названных химических соединений. (7—10—69) 7-71. Какими способами можно получить винилхлорид из этилового спирта? Напишите уравнения соответствующих реакций и оцените практическую осуществимость и экономичность предложенных вами методов. (3—10—67) 7-72. Предложите возможные схемы получения поливинил- хлорида из природного сырья. Какая из предложенных вами схем дает наиболее дешевый полимер? (2—10—76) 7-73. При полимеризации винилхлорида обычно получается пространственно неупорядоченный (нерегулярный, атактиче- ский) полимер типа «голова к хвосту» (—СНС1—СН2—СНС1— СН2—СНС1—СН2—). Можно ли получить изомерное высокомолекулярное соединение типа «голова к голове, хвост к хвосту» (—СНС1—СН2—СН2—СНС1—СНС1—СН2—), используя какие- либо известные вам превращения, если полимеризация винилхлорида не дает полимера такого строения? Будет ли полимер, полученный по вашему способу, иметь упорядоченное, стереорегуляр* ное строение или нет? Ответ обоснуйте. (5—10—76) 7-74. Какими способами можно получить 1,2-дихлорэтан из карбида кальция? Напишите уравнения соответствующих реакций и оцените практическую осуществимость и экономичность предложенных вами методов. (3—10—67) 7-75. Какими способами можно получить трихлорэтилен (трихлорэтен) из винного спирта? Напишите уравнения реакций и оцените практическую осуществимость и экономичность предложенных вами методов, (3—10—67) 135
7-76. Что представляют собой следующие промышленные продукты: полиэтилен, ацетатный шелк, тефлон, лавсан, капрон? Какие реакции лежат в основе их получения? (5—10—65) 7-77. Какие продукты могут получиться при окислении этть лового спирта перманганатом калия? Проведите экспериментально такую реакцию и докажите образование предсказанных вами продуктов. (6—10—74 эксп.) 7-78. Получите экспериментально феншюформальдегидную смолу. Опишите ее образование схемами реакций. (6—10—74 эксп.) 7-79. Как получить первичный «-бутиловый спирт из природных неорганических веществ? (2—10—66 заочн.) 7-80. Как из 3,3,3-трифторпропена-1 можно получить ЗДЗ-трифторпропанол-1, 1,1Л-трифторпропанол-2 и 2,2,2-три- фторэтанол? Предложите схемы возможных путей синтеза названных соединений с указанием реагентов и условий, в которых будут происходить предложенные вами реакции. Обсудите, какой из названных спиртов будет обладать наибольшей, а какой— наименьшей кислотностью. (6—10—75) 7-81. Какими способами можно получить глицерин из нефти и из пищевого сырья? Ответ иллюстрируйте схемами химических превращений и укажите, в каких условиях протекают предложенные вами процессы. Можно ли современными методами научного эксперимента отличить два образца глицерина, полученные соответственно из нефти и пищевого сырья, если они оба подвергнуты одинаковой тщательной очистке? Если можно, то объясните, в чем заключается сущность используемого метода. (6—10—70) 7-82. Как можно получить ацетон (диметилкетон), исходя из пропанола-1? (4—10—73) 7-83. Получите экспериментально этиловый спирт «-масляной кислоты и докажите опытным путем, что образовалось это соединение. Напишите необходимые уравнения реакций. (6—10—74 эксп.) 7-84. Какими способами можно получить из каменного угля и природных неорганических веществ органическое соединение, которое раньше использовалось как взрывчатое вещество и как желтый краситель для шерсти? (2—10—66 заочн.) 7-85. Как можно получить анилин, используя в качестве исходных веществ только неорганические соединения? Укажите условия, в которых протекают предложенные, вами для синтеза реакции. (3—10—70) 7-86. В качестве жаропонижающего средства в медицине многие годы использовался антифебрин (ацетанилид) С6Н5ЫНСОСН3. Как можно получить его из неорганических веществ? Напишите'схемы возможных реакций. (3—10—68) 136
7-87. Какие вы знаете взрывчатые вещества? Как они получаются и где применяются? Какие меры предосторожности следует соблюдать при работе с ними? (4—10—73) 7-88. Используя известные вам свойства бензола и его производных, изобразите уравнениями реакций химические процессы, при помощи которых из бензола, используя другие неорганические и органические реактивы, можно получить кратчайшим путем этилбензоат и орто-, мета- и /шра-аминобензой- ные кислоты. (7—10—73) 7-89. Напишите схему реакций, с помощью которых можно однозначно доказать строение этилового эфира р-хлормасляной кислоты. Как можно получить это соединение из этилового спирта? Напишите уравнения реакций. (6—10—76) 7-90. Напишите структурные формулы всех изомеров, имеющих молекулярную формулу С3Н6С1Вг и предложите методы синтеза, по возможности каждого из них в индивидуальном состоянии. Укажите, в каких условиях вы предполагаете осуществить каждую стадию синтеза. (6—10—74) 7-91. Какими способами можно получить метан, содержащий изотоп углерода 13С, из меченого карбида кальция? (6— 10—69) 7-92. Каким образом можно получить меченые дейтерием этиловые спирты и уксусные кислоты следующего строения: С03С02ОН, СН2ОСН2ОН, СН02СООН, С03СООН, если в лаборатории имеется тяжелая вода? Дайте схемы реакций. (2— 10—67 заочн.) 7-93. Используя любые недейтерированные органические и неорганические реактивы и тяжелую воду, получите следующие соединения, свободные от примесей и содержащие дейтерий в указанных положениях: 1-дейтеробутанол-2, о-дейтеро- бутанол-2, 2-дейтеробутанол-2, З-дейтеробутанол-2, 4-дейтеро- бутанол-2, полностью дейтерированный бутанол-2. (6—10—72) 7-94. Осуществите следующие превращения: С*НзСООНч-НС*=С*Нч-СН3С*ООН, где С* представляет собой изотоп углерода ИС. (4—10—76) 7-95. Исходя из неорганических веществ, синтезируйте щавелевую кислоту, меченую полностью: а) изотопом водорода — дейтерием; б) изотопом углерода 13С; в) дейтерием и 13С< Исходным материалом для получения углерода 13С служит карбонат бария, меченый 13С. (2—10—71 заочн.) 7-96. В вашем распоряжении имеется карбонат кальция, содержащий меченый углерод 14С(С*). Как можно получить из него феноксиуксусные кислоты: а) СбН5ОСН2С*ООН; б) С6Н5ОС*Н2СООН; в) СвН5ОС*Н2С*ООН; г) С6*Н5ОС*Н2С*ООН, 137
содержащие углерод 14С в отмеченных знаком * положениях, если в вашем распоряжении имеются все остальные общедоступные органические и неорганические реактивы? Потеря активности вследствие разбавления другими изотопами углерода нежелательна. (6—10—68) 7-97. В нашем распоряжении имеется анилин С5Н5НН2, содержащий изотоп азота 15Ы. Как, исходя из этого меченого соединения, получить закись азота, одно- или двукратно меченую изотопом 1б№ (6—10—68) 7-98. Предложите принципиальную схему устройства, которое могло бы автоматически подавать звуковой или световой сигнал при появлении в атмосфере: а) метана; б) ацетилена. Дайте объяснение принципа работы вашего устройства. (6— 10—70) 7-99. В двух пробирках находятся бензол и толуол. Экспериментально установите, в какой из пробирок находится каждое из названных веществ. Напишите уравнения реакций. (6— 10—74 эксп.) 7-100. В отдельных пробирках находятся два изомерных соединения, имеющих формулы СН3СбН4ОН и СбН5СН2ОН. Экспериментально различите эти вещества. Напишите уравнения реакций и объясните их. (6—10—74 эксп.) 7-101. Имеется смесь уксусного альдегида, уксусной кисло* ты и бензола. Как обнаружить наличие каждого из этих веществ в данной смеси? (2, 3—10—66) 7-102. В четырех пробирках находятся хлороформ, бензол, уксусная кислота и смесь двух из указанных растворителей. Определите, в какой пробирке находится каждое из названных веществ и какие вещества входят в состав смеси. Напишите уравнения реакций. (5—10—65 эксп.) 7-103. В вашем распоряжении имеется три ароматических вещества. Характерными реакциями и методами качественного анализа установите, к каким классам относятся эти вещества. Получите из вещества, открытого вами в склянке А, вещество, находящееся в склянке В, и рассчитайте теоретический выход вещества В из 40 г вещества А. Укажите, где применяются указанные вами соединения. (6—10—67 эксп.) 7-104. Имеются три кислородсодержащие органические вещества. Установите опытным путем при помощи реактивов, к каким классам они относятся. Из двух открытых вами веществ синтезируйте новое вещество. Опишите его свойства. Приведите уравнения реакций всех проделанных опытов и дайте схему реакций полученного вещества. Укажите, где применяется полученное вами вещество. (6—10—67 эксп.) 7-105. Три образца, выданные в запаянных стеклянных ампулах, относятся к следующим классам ароматических соединений: углеводородам, фенолам и альдегидам. С помощью 133
имеющихся реактивов установите, к какому классу соединений относится содержимое каждой ампулы. Идентификации по фи- зическим свойствам (цвет, запах и т. д.) недостаточно. Уста-, навливать точные молекулярные формулы веществ не требуется. (7—10—75) 7-106. В четырех склянках без этикеток находятся: солянокислый анилин, мочевина, ацетамид и ацетат натрия. Поль-, зуясь предлагаемыми веществами, определите, в какой склянке находится каждое из указанных веществ. Напишите уравнения проделанных вами реакций и укажите, где применяются указанные вещества. (6—10—67 эксп.) 7-107. Проведите качественный анализ трех выданных вам образцов полимеров. На основании проделанных проб определите названия полимеров и напишите уравнения реакций их получения. (6—10—67 эксп.) 7-108. В пробирке находится жидкое растительное масло (подсолнечное). С помощью имеющихся реактивов докажите, что это соединение представляет собой сложный эфир ненасыщенной кислоты- и многоатомного спирта, и выделите эти комч поненты. (6—10—71 эксп.) 7-109. В склянках А и В находятся два дисахарида. Определите, какой из них восстанавливающий, а какой невосстач навливающий. Проведите инверсию невосстанавливающего дисахарида. Обьясните, как вы решили поставленную задачу и приведите схемы всех реакций. Рассчитайте, сколько серебра выделится при реакции 18 г глюкозы с аммиачным раствором оксида серебра. (6—10—67 эксп.) 7-110. В пробирках находятся фенол, л-метиланилин, дифе* нил С6Н5—СбН5 и уксусный ангидрид. С помощью имеющихся реактивов определите, что в какой пробирке находится. Выдеч лите производное л-метиланилина и уксусного ангидрида и оп« ределите ек) температуру плавления. (6—10—71 эксп.) 7-111. В четырех пробирках содержатся: соль органической (карбоновой) кислоты, фенол, сахар (углевод) и амид. Исполы зуя имеющиеся на столе реактивы, определите, в какой из про* бирок находится каждый из классов соединений. (7—10—74)! 7-112. В пяти пробирках под номерами 1—5 находятся] органическая кислота, одноатомный спирт, фенол или его гомолог, многоатомный спирт и смесь двух из названных ве^ ществ. Используя предложенное вам оборудование и реактивы, определите, в какой из пробирок находится каждое из веществ названных вам классов и какие из них использованы для при-: готовления смеси. Предложите план определения того, какие именно вещества содержатся в смеси. (Как выяснить формулы?) (3—10—74) 7-113. В пробирках № 1—2 находятся два из указанных пя* ти веществ: а) глюкоза, б) сахароза, в) мочевина, г) ацетат 139
натрия, д) щавелевая кислота. Установите, какие именно вещества выданы для проведения работы. (7—10—68) 7-114. В каждой из шести пробирок найдите одно из следующих соединений: бензойную кислоту, салициловую кислоту, лимонную кислоту, винную кислоту, щавелевую кислоту и глюкозу. Укажите, под каким номером находится каждое из этих веществ, и объясните, с помощью каких реакций это было сделано. (7—10—68 эксп.) 7-115. В шести пронумерованных пробирках находятся водные растворы следующих веществ: глицерина, формальдегида, уксусной к&слоты, едкого натра, медного купороса и смеси двух из названных соединений. Определите, в какой из пробирок находится каждый из названных растворов и смесь каких соединений дана для определения. (3—10—76 эксп.) 7-116. В десяти пробирках находятся следующие вещества: метиловый спирт, пропионовая кислота, муравьиная кислота, 2-метилгексен-З, соляная кислота, уксусный альдегид, раствор глюкозы, метилбутират, бензол и толуол. Предложите подробный и последовательный план определения содержимого каж* дой пробирки (мысленный эксперимент), напишите" уравнения реакций и укажите их характерные признаки, составьте список необходимого вам для анализа оборудования и реактивов. (4— 10—71) 7-117. В десяти пробирках находятся следующие вещества: этанол, пропанол-2, масляный альдегид, муравьиная кислота, раствор серной кислоты, глицерин, метилформиат, этилбензол, циклогексен, стирол. Предложите подробный и последовательный план определения содержимого каждой из пробирок, напишите уравнения реакций и укажите их характерные признак; (мысленный эксперимент), составьте список оборудования реактивов, необходимых вам для выполнения работы. (4— 10—71) 7-118. В двенадцати пробирках находятся растворы едкого натра, хлорного железа, медного купороса, соляной кислоты, глюкозы, а также бромная вода, формалин, некоторый фенол, ароматический амин, многоатомный спирт, непредельный спирт (не содержащие других функциональных групп), муравьиная кислота. Используя в качестве исходных только названные вещества, определите, в какой из пробирок находится каждое из названных соединений. Напишите уравнения реакций, с помощью которых вы различили эти соединения. (5—10—76 эксп.) 7-119. В десяти пронумерованных пробирках находятся десять неизвестных веществ. Среди них могут быть простые вещества, оксиды, гидроксиды, соли, органические вещества. Набор катионов для сложных веществ ограничен следующими ионами: аммонием,- натрием, калием, магнием, кальцием, барием, алюминием, железом (II), железом (III), медью (II), се- 140
реЯром, Набор анионов для солей ограничен следующими ионами.: нитратом, хлоридом, бромидом, иодидом, карбонатом, сульфатом, сульфидом, фосфатом. Среди органических веществ могут быть предложены предельные спирты, многоатомные спирты, фенолы, амины, альдегиды, карбоновые кислоты, предельные углеводороды, поливинилхлорид, полистирол, полиме- гшшетакрилат, полиэтилен. Используя имеющиеся в лаборатории реактивы, определите, какие вещества и под каким номером вам предложены! Получите производное амина (или фенола) и с помощью имеющихся таблиц температур плавления производных определите, какой именно амин (или фенол) предложен вам для определения. Напишите уравнения реакций, с помощью которых вы обнаружили каждое из соединений (для органических веществ (кроме фенола или амина) уравнения можно написать на примерах простейших представителей). (6— 10—67 эксп.) 7-120. В шести пронумерованных склянках находятся гек« сен, этилформиат, ацетальдегид, этанол, уксусная кислота и раствор фенола. Для установления содержимого каждой склянки были проведены реакции каждого вещества с бромной водой, раствором едкого натра, металлическим натрием и аммиачным раствором оксида серебра. При этом установлено, что при действии натрия газ выделяет вещества № 2, 3, 5 и 6, с бромной водой реагируют вещества № 2, 3, 4 и 6, причем обесцвечивание бромной воды веществами № 4 и 6 происходит сразу после встряхивания, а соединения № 2 и 3 обесцвечивают бромную воду медленно. С аммиачным раствором оксида серебра реагируют соединения № 1, 3, 5 и 6, причем вещество № 5 не образует черного осадка. При действии водного раствора щелочи легко реагируют вещества № 5 и 6, образуя растворимые в воде соединения; вещества № 1 и 3 также способны реагировать со щелочью, однако реакции происходят медленно, причем при нагревании соединения № 1 с раствором щелочи малиновая окраска добавленного дополнительно фенолфталеина постепен-, но исчезает. Определите, в какой из склянок находилось каждое из указанных веществ, и напишите уравнения всех упомянутых превращений. (6—10—68) 7-121. В герметически закрытой камере, предназначенной для работы 'с радиоактивными изотопами (защитный бокс) или для проведения работ в атмосфере инертного сухого газа, находится штатив с пробирками. В двенадцати из них налиты водные растворы бромида аммония, ацетальдегида, бромоводо- родной, уксусной и муравьиной кислот, бертолетовой соли, винного, нашатырного и аллилового СНг—гСН—СН2ОН спиртов, ацетата серебра, фенола и едкого кали. Камера снабжена перчатками илу манипулятором, позволяющим сливать растворы, и нагревателем, позволяющим нагревать их до 60—80°С. Как 141
можно определить, в какой из пробирок находится каждое из указанных веществ? Напишите уравнения реакций и укажите, по каким признакам вы определяете каждое из соединений. (6—10—72) 7-122. К 1 л смеси этана и этилена добавили 1 л водорода и полученную смесь пропустили под никелевым катализатором. Объем смеси после пропускания при тех же условиях составил 1,3 л. Установите состав исходной смеси в процентах по объему. (2, 3—10—66) 7-123. К 1 л смеси этана и ацетилена добавлено 2 л водорода. Полученная смесь пропущена над платиновым катализатором. Объем смеси после пропускания и приведения к исходным условиям составил 1,6 л. Определите состав исходной смеси в процентах по объему. (2, 3—10—66) 7-124. В замкнутом сосуде при 760 мм рт. ст. (101,3 кПа) девять частей по объему смешано с одной частью (также по объему) пропан-бутановой смеси неизвестного состава. Содержимое сосуда взорвано и после охлаждения до исходной температуры давление в сосуде составляло 537 мм рт. ст. (71,58 кПа). Чему равно объемное соотношение пропана и бутана а смеси? (Давление водяных паров при условиях опыта равно 12,0 мм рт. ст. или 1600 Па.) (4—10—74) 7-125. Какое минимальное количество монохлоруксусной кислоты должно быть сожжено, чтобы после поглощения всех образовавшихся газообразных продуктов сгорания 100 г 1,12%-ного раствора гидроксида калия не выпадал осадок от прибавления хлорида кальция? Вычислите процентную концентрацию веществ в растворе после поглощения всех продуктов сгорания. (2—10—75) 7-126. Газ, образовавшийся при полном сгорании 745,7 мл смеси пропана и метана (740 мм рт. ст., 98,64 кПа, 22°С), может быть поглощен 49,02 мл 5,6%-ного раствора едкого кали (р—1,02). Определите состав газовой смеси углеводородов (в процентах по объему), если известно, что раствор, полученный после пропускания продуктов сгорания через раствор щелочи, н*е вызывает появления осадка при добавлении к нему раствора хлорида кальция. Какой объем воздуха (в пересчете на нормальные условия) потребуется для полного сгорания указанной газовой смеси? (3—10—74) 7-127. В сосуд емкостью 1 л при 20°С к 1 л смеси бутана с* бутадиеном добавили 1 л бромоводорода. Через некоторое время давление в сосуде от 2 упало до 1,4 единиц давления и перестало меняться. Объясните происшедшие реакции и определите процентное (по объему) содержание бутана в исходной смеси. (6—10—76) 7-128. Содержание предельного углеводорода в смеси, состоящей из всех углеводородов, содержащих по два атома уг- 142
лерода, составляет 32,8% (по объему). 1 л смеси (условия в пересчете на нормальные) может присоединить 6,4 г брома. Найдите плотность смеси углеводородов (в г/л). (2—10—73) 7-129. К 560 мл смеси этилена и ацетилена прибавлено 1440 мл водорода. После пропускания полученной газовой смеси над платиновым катализатором и приведения к исходным условиям ее объем уменьшился на 33,6% по сравнению с общим объемом смеси до реакции. Рассчитайте состав исходной смеси этилена и ацетилена (в процентах по массе) и объем воздуха, необходимый при тех же условиях для полного сгорания смеси углеводородов. (3—10—68) 7-130. Смесь этана, этилена и пропилена имеет плотность по водороду, равную 15,9. К 1 л этой смеси прибавили 1 л водорода и полученную газовую смесь пропустили над нагретым платиновым катализатором. При этом ее объем уменьшился до 1,5 л (все газы измерены при нормальных условиях). Найдите состав исходной смеси в процентах по объему. (2—10—66 заочн.) 7-131. Добавлением к природному газу небольших количеств (0,001% по объему) изоамилмеркаптана С5Нц5Н пользуются для обнаружения утечки газа в жилых помещениях. Определите, к какому объему природного газа был добавлен меркаптан, если известно, что такая же навеска меркаптана была прибавлена к 50 мл 0,01 н. раствора иода в растворе иодида калия, в результате чего образовался дисульфид СбНцБЗСбНц, а на титрование избыточного количества иода потребовалось 30 мл 0,01 н. раствора тиосульфата натрия. Уравнения реакций! 2К5Н+12 = К55К+2Н1 12+2№25203=2Ыа1+Ыа25406 .(3—10—69) 7-132. В пробирке находится образец щавелевой кислоты, содержащей кристаллизационную воду. Определите содержание воды в выданном вам образце, используя объемные методы анализа. Вычислите формулу кристаллогидрата состава С2Н504-хН20 (с точностью х=0,1). (6—10—76 эксп.) 7-133. Выданный раствор содержит оксалат натрия и щавелевую кислоту. Используя 0,01972 М раствор перманганата калия, 0,1019 н. раствор едкого натра, концентрированную серную кислоту и спиртовый раствор фенолфталеина, определите, сколько миллиграммов каждого из веществ содержится во всем выданном вам объеме раствора. Полученные результаты представьте в виде заполненной таблицы 5. 7-134. Свежеприготовленная смесь пропилового спирта и пропионовой кислоты 1^ожет прореагировать со 100 мл 4,04%-ного раствора гидрокарбоната натрия (р—1,04 г/см3).Выделившийся при этом газ занимает в 18 раз меньший объем, чем тот же газ, образующийся при полном сгорании такого же ко- 143
Таблица опыта 1 2 4 5 Расход 0,1019 н. щелочи, мл, Расход 0,01972 М раствора КМпС)4, мл В растворе содержится ... мг оксала- та натрия, ... мг щавелевой кислоты. (7—10—76 эксп.) личества исходной смеси (объем газов измерен при одинаковых условиях). Найдите массу и (по массе) состав исходной смеси в процентах по массе. Изменится ли объем газа, выделяющегося при опытах, если для проведения опытов взять смесь, приготовленную неделю тому назад? (6— 10—73) 7-135. Для нейтрализации 125 г свежеприготовленной смеси этилового спирта с уксусной кислотой в гексане потребовалось 76,92 мл 5%-ного раствора едкого натра (р—1,04 г/см3), а пр« действии на то же количество раствора избытка натрия выделилось 3,36 л газа (условия нормальные). Определите содержание (в процентах по массе) этилового спирта в исходном растворе. (2—10—72) 7-136. При нейтрализации 250 г водного раствора фенола и уксусной кислоты потребовалось 44,25 мл 12%-ного раствора едкого натра (р—1,13 г/см3), а при действии на то же количество смеси избытка бромной воды выпало 16,55 г осадка. Определите (в процентах по массе) содержание уксусной кислоты в растворе. (3—10—72) 7-137. Для нейтрализации 10 г спиртового раствора смеси анилина и фенола потребовалось 49,02 мл 2,24%-ного раствора едкого кали (р—1,02 г/см3), а при добавлении к 5 г того же раствора избытка бромной воды получено 8,25 г осадка. Найдите концентрацию анилина и фенола в исходном растворе (в процентах по массе). (2—10—71 заочн.) 7-138. Газы, образовавшиеся при полном сгорании 1120 см3 смеси ацетилена и пропилена (условия нормальные), пропущены через 300 см3 0,5 н. раствора едкого кали. Полученный при этом раствор может поглотить еще 448 см3 диоксида углерода. Определите состав исходной смеси в процентах по объему. (4—10—71) 7-139. Месяц тому назад была приготовлена смесь некоторого количества муравьиной кислоты с неизвестным количеством этилового спирта. Смесь хранилась в герметически закрытом сосуде. Используя имеющиеся в лаборатории приборы и реактивы, определите полный количественный состав смеси в день эксперимента и вычислите, в каком соотношении кислота и спирт были смешаны первоначально. (7—10—72 эксп.) 7-140. Навеска смеси двух изомерных бутиловых спиртоз массой 22,2 г была количественно подвергнута окислению в ус- 144
ловиях, исключающих разрыв углеродной цепи. После окисления получено 23,2 г органических продуктов реакций. Установите количественный состав смеси. Если задача имеет несколько решений или условий недостаточно для установления строения взятых спиртов, проанализируйте эти решения и предложите простейшие дополнительные исследования, позволяющие выбрать однозначный ответ. (6—10—70) 7-141. На гидролиз 2,18 г смеси фенилацетата с бензилаце- татом (бензил — радикал СбН5СН2—) потребовалось 400 мл 0,05 М раствора едкого натра. Определите состав смеси исходных эфиров. (3—10—76) 7-142. В сосуде, полностью заполненном бутаном, проводят дегидрирование, в результате чего получают смесь бутана, водорода, бутенов и бутадиена. Равновесие устанавливается при степени дегидрирования — 0,1; причем отношение парциальных (относительных) давлений газообразных бутенов и дивинила равно 3. Определите, какое количество бутана было введено в реакцию, если известно, что давление в герметически закрытом сосуде объемом 20 л оказалось равным 253,2 кПа и весь процесс проводили при температуре 400°С. (3—10—71) 7-143. При нормальных условиях 0,7 г смеси этана, пропилена и ацетилена занимают объем 448 мл и могут обесцветить 40 мл 5%-ного раствора брома втетрахлорметане (р—1,6 г/см3). Минимальный объем 1 н. раствора едкого кали, которым можно химически связать весь углекислый газ, образовавшийся при полном сжигании 448 мл исходной смеси, равен 50 мл. Определите содержание (в процентах по объему) газов в исходной смеси. Какими химическими способами можно разделить эту смесь, выделив каждый из газов в чистом виде? (6—10—67) 7-144. При взаимодействии 25 мл бензольного раствора 3,66 г свежеприготовленной смеси фенола, этилового спирта и уксуейой кислоты неизвестного состава с избытком металлического натрия выделилось 672 мл газа (условия нормальные). Для полной нейтрализации того же количества смеси необходимо 18,18 мл 8%-ного раствора едкого натра (р—1,1 г/см3), а добавление бромной воды к полученному при нейтрализации раствору приводит к выделению 3,31 г осадка. Найдите концентрацию каждого из растворенных веществ (в моль/л) в исходном бензольном растворе. (6—10—68) 7-145, В результате окисления метанола кислородом воздуха на медном катализаторе был получен раствор формальдегида в спирте, содержащий примеси муравьиной кислоты и воды. Предложите план-инструкцию количественного анализа полученной смеси. Перечислите в виде списка-заявки все необходимые реактивы, посуду и оборудование, (3—10—73) 10 Заказ № 4074 145
7-146, Раствор 9,03 г смеси муравьиной, уксусной и щавелевой кислот в 11,42 мл воды разделен на три равные части. Для нейтрализации Уз полученного раствора понадобилось 150 мл 0,4 н. раствора баритовой воды. Вторую часть раствора оттитровали 0,1 М раствором марганцовокислого калия, подкисленным серной кислотой, до появления бледно-розовой окраски. При этом было затрачено 100 мл раствора. Последнюю часть раствора нагрели с избытком концентрированной серной кислоты и получили при этом 896 мл газа (в пересчете на нормальные условия). Найти концентрацию уксусной кислоты в исходном растворе (в процентах по массе). (6—10—69) 7-147. Напишите структурную формулу вещества, гор^нде которого протекает согласно уравнению пХ+ЗО2=ЗН2О+2С02» (2, 3—8, 9—73) 7-148. Может ли в 1 л газа при нормальных условиях содержаться по массе в пять раз больше водорода, чем в чистом водороде? Как выделить водород из этого газа? Дайте обоснованный ответ. (6—10—72) 7-149. В состав хлорофилла входит магний, связанный со сложным органическим остатком, содержащим углерод, водород, азот, кислород. Тв.ердый остаток, полученный после сожжения 50 мг хлорофилла, был растворен в 20 мл 0,01 н. соляной кислоты, причем на нейтрализацию оставшейся кислоты пошло 8,8 мл 0,01 н. раствора основания. Найдите молекулярные массы хлорофилла, если известно, что в состав его молекулы входит только один атом магния. (3—9—69) 7-150. Может ли органическое соединение содержать 40% водорода (по массе)? Если он существует, то как его можно получить? (6—10—67) 7-151. Воздушный шарик, заполненный распространенным в природе газом, имеет подъемную силу в 2,08 раза меньшую, чем такой же шарик, заполненный водородом. Какой это газ? (Натяжением резиновой оболочки пренебречь.) (6—10—67) 7-152. Каково строение изомера октана, образующегося в качестве единственного продукта при реакции первичного гало- генопроизводного с натрием, если известно, что при бромирова- нии он дает практически только лишь третичный монобромид. (6—10—69) 7-153. При действии брома на неизвестный углеводород было выделено только одно единственное галогенопроизводное, плотность паров которого в 5,207 раза больше плотности воздуха при одинаковых условиях. Определите структурную формулу исследованного углеводорода. (7—10—72) 7-154. При сжигании органического вещества, состоящего только из углерода и водорода, получилось 3,08 мг углекислого газа и 1,44 мг воды. Найдите простейшую формулу вещества. (4—8—70) 146
7-155. При сжигании 4,2 г вещества было получено 13,2 г углекислого газа и 5,4 мл воды. Плотность паров этого вещества по воздуху при одинаковых условиях равна 2,9. Определите молекулярную формулу неизвестного вещества. (1— 10—76) 7-156. При сгорании 1,76 г органического вещества образовалось 3,52 г диоксида углерода и 1,44 мл воды. Плотность паров этого вещества по воздуху (в одинаковых условиях) равна 1,52. Определите молекулярную формулу неизвестного вещества. Составьте возможные структурные формулы веществ, отвечающих этому составу, и дайте названия возможным изомерам. (1—10—74) 7-157. При разложении некоторого органического вещества образовалось только 3,6 г воды и 5,6 г диоксида углерода. Найдите простейшую формулу вещества. (4—8—70) 7-158. При сжигании 21 г вещества, состоящего из углерода и водорода, образовалось 66 г диоксида углерода и некоторое количество воды. Плотность вещества по воздуху равна 2,9 (в парообразном состоянии). .Выведите молекулярную формулу вещества, напишите формулы всех его возможных изомеров и дайте им названия. (1—10—71) 7-159. При полном сгорании 1,30 г вещества было получено 4,40 г диоксида углерода и 0,90 г воды. Плотность паров этого вещества по водороду равна 39. Установите молекулярную формулу этого вещества и напишите уравнения реакций, при которых образуются соединения, имеющие практическое приме* нение в народном хозяйстве, указав условия их проведения. (1—10—71) 7-160. При сжигании 23 г газообразного вещества, плотность которого при 0°С и давлении 1 атм (101,3 кПа) равна 2,05~г/л, получается 44 г С02 и 27 г Н20. Какова структурная формула этого соединения? (7—10—70) 7-161. При сжигании 1,64 г некоторого органического вещества А в избытке кислорода было получено 1,12 л углекислого газа, 1,26 мл воды (условия нормальные) и в трубке для сожжения осталось 1,06 г несгораемого остатка, представляющего собой карбонат натрия. Каким строением может обладать соединение А и как будут окрашены известные вам индикаторы в его водном растворе? Ответ поясните необходимыми уравнениями реакций. (2—10—76) 7-162. Для установления формулы газообразного углеводорода 5 мл его были смешаны с 12 мл кислорода и смесь была взорвана в эвдиометре. После приведения газовой смеси к нормальным условиям получилось 7 мл газа, а после пропускания этого газа через раствор щелочи его объем уменьшился до 2 мл, причем оставшийся газ поддерживал горение. Найдите формулу исходного углеводорода. (3—8—70) 10* 147
7-163. К Ю мл неизвестного газообразного углеводороде добавили 70 мл кислорода и смесь подожгла электрической искрой. После окончания реакции и конденсации образующегося водяного пара объем газа составил 65 мл. После встряхивания этой смеси с раствором щелочи объем уменьшился до 25 мл. Установите формулу углеводорода на основании приведенных данных, если объемы газов измерены при одинаковых условиях. (7—10—69) 7-164. При пропускании горючего газа в водный раствор перманганата калия или раствор брома в СС14, не происходит изменения цвета растворов. 142 мл газа измеренного при 20°С и 760 мм рт. ст. (101,3 кПа) имеют массу 0,331 г. Что это за газ? (3—10—67) 7-165. Углеводород, содержащий 14,28% водорода, имеет плотность паров 2,14 г/л при температуре 27°С и давлении 940 миллибар (95,25 кПа). Предложите подробный план установления строения этого углеводорода. (3—10—72) 7-166. При полном сгорании некоторого количества сополимера диметилбутадиена и акрилонитрила СН2=СНСМ в точно вычисленном количестве кислорода образовалась смесь газов, содержащая при 150°С 57,69% (по объему) углекислого газа. Определите мольное соотношение мономеров в полимере. (2— 10—68 заочн.) 7-167. В сосуде вместимостью 1 дм3 при температуре 406,5 К и давлении 1 атм (1,013-105 я/и2) находится смесь газообразного углеводорода и кислорода. Кислород взят в двухкратном избытке по отношению к необходимому для полного сгорания количеству. После сгорания углеводорода давление в сосуде, измеренное при той же самой температуре, повышается на 5%. Определите, какой это углеводород, если известно, что масса полученной воды равна 0,162 г. (7—10—73) 7-168. При сжигании 9,7 г неизвестного вещества получено 6,72 л диоксида углерода (в пересчете на нормальные условия), 8,1 мл воды и 2,8 г несгораемого остатка. Установите формулу неизвестного вещества, если весь несгораемый остаток образовался за счет наличия в веществе примеси гидроксида кальция. (4—8—71) 7-169. При сжигании 10,8 г неизвестного вещества получено 7,84 л диоксида углерода (в пересчете на нормальные условия), 5,4 мл воды и 2,8 г несгораемого остатка. Установите формулу неизвестного вещества, если весь несгораемый остаток образовался за счет наличия в веществе примеси карбоната кальция. (4—8—71) 7-170. Газообразное вещество, плотность паров которого при 20°С и давлении 1 атм (101,3 кПа) составляет примерно 1,91 г/л, в количестве 2,3 г нанесено на гидроксид кальция и вместе с носителем подвергнуто сожжению в атмосфере кислое 148
рода. При этом было получено 2,24 л диоксида углерода в пересчете на нормальные условия, 4,5 мл воды и 5,6 г несгораемого остатка. Установите структурную формулу неизвестного вещества. (4—10—71) 7-171. При сгорании 1,26 г некоторого вещества образуется 0,88 г диоксида углерода, 0,90 г воды и 224 мл азота (измеренного при 27°С и давлении 1,1 атм или 112 кПа). Обработка 0,63 г того же вещества щелочным раствором перманганата калия приводит к выделению 224 мл газа с плотностью 0,76 г/л, а подкнсление образующегося щелочного раствора соляной кислотой ведет к выделению 224 мл газа плотностью 1,96 г/л (в пересчете на нормальные условия). Определите строение неизвестного вещества и предложите способ его получения из доступного природного сырья. (5—10—75) 7-172. При сгорании равных объемов газообразных углеводородов, имеющих одну и ту же общую формулу, получается 1,964-а г углекислого газа и 0,8035а г воды, где «а» число атомов углерода в молекуле исходного углеводорода. Напишите все возможные формулы изомеров, содержащих пять атомов углерода, (6—10—69) 7-173. Существуют ли газообразные углеводороды, смеем которых с избытком кислорода или воздуха после взрыва (полное сгорание) в герметическом сосуде имеют то же давление, что и до опыта, если давление до и после опыта измерялось при постоянной температуре выше Ю0°С? Выведите общую формулу таких углеводородов, напишите структурные формулы 4—5 из них и опишите их химические свойства. (5—10—65) 7-174. Определите формулу одноосновной карбоновой кислоты, используя метод кислотно-основного титрования 1 н. раствором щелочи (индикатор — фенолфталеин). Образец кислоты перед анализом следует перекристаллизовать. (6—10—74эксп.) 7-175. Определите экспериментально формулу двухосновной органической кислоты, содержащей 2 моль кристаллизационной воды, используя метод кислотно-основного титрования 1 н. раствором щелочи (индикатор — фенолфталеин). (6—10—74) 7-176. Для нейтрализации 0,19 г органической кислоты, плотность пара которой формально в тридцать раз больше плотности водорода при тех же условиях, израсходовано 31,7 мл 0,1 н. раствора щелочи. Вычислите молекулярную массу кислоты, назовите ее и напишите структурную формулу (исходя из предположения, что это обычная одноосновная органическая кислота). (7—10—68) 7-177. При удалении из некоторого гомолога ароматического мононитросоедннения этильной группы содержание азота в полученном веществе повышается на 1,44% (по массе). Определите формулы исходного и конечного вещества. Сколько изомеров этих соединений, принадлежащих данному гомологиче- 140
скому ряду, может существовать у указанных веществ? Как можно осуществить упомянутое превращение? (2—10—69 заочн.) 7-178. При полном сгорании 2,72 г смеси двух гомологов предельных углеводородов, отличающихся по своему составу на два атома углерода, было получено 8,36 г диоксида углерода. Какие углеводороды и в каких количествах были смешаны? Можно ли найти общий метод решения подобной задачи для смесей двух гомологов, отличающихся на к атомов углерода? (6—10—73) 7-179. Смесь двух газообразных углеводородов с открытой цепью имеет плотность по водороду, равную 17. 560 мл этой смеси способны обесцветить 31,25 мл 6,4%-ного раствора брома в СС14 (р—1,60 г/см3), причем объем газа уменьшается до 336 мл (все объемы приведены к нормальным условиям). Определите молекулярные формулы взятых углеводородов. Какие структурные формулы могут им соответствовать? (6—10—74) 7-180. Для сгорания 1 моль некоторого органического соединения алифатического ряда с молекулярной массой меньше 100 требуется 78,4 л кислорода (в пересчете на нормальные условия), и при этом образуются только углекислый газ и вода. Предложите структурные формулы возможных соединений* (4—10—72) 7-181, Газовая смесь двух соседних в гомологическом ряду углеводородов объемом 16,8 дм3 подвергнута гидратации. Продукты реакции поглощены водой, причем получилось 350 г раствора. Пробу этого раствора массой 10 г нагревали с аммиачным раствором оксида серебра, который получен из 70 см3 1 н. раствора нитрата серебра. После отделения выпавшего осадка фильтрат подкислен азотной кислотой и к нему добавлен в избытке раствор бромида натрия. При этом образуется осадок с массой 9,4 г. Относительная плотность оставшейся смеси непрореагировавших углеводородов равна 14,4 по отношению к водороду. После смешения с избытком водорода и пропускания смеси над платиновым катализатором она уменьшает свой объем на 11,2 дм3. Какие углеводороды входили в состав исходной смеси? Выразите химическими уравнениями описанные процессы. Подсчитайте состав исходной смеси в процентах по объему. С каким выходом по отношению к соответствующим углеводородам смеси получены продукты гидратации? (Все объемы газов измерены при нормальных условиях.) (7—10—73) 7-182. Смесь 10 мл паров насыщенного углеводорода А, 10 мл ларов неизвестного углеводорода В и 120 мл кислорода взорвали; после охлаждения до исходных условий объем газо- еой смеси равен 85 мл, причем после пропускания через раствор 150
щелочи он уменьшается до 15 мл. Остающийся газ полностью поглощается при пропускании над нагретой медью. Углеводород В получают в промышленности из предельного одноатомного спирта С, причем плотность паров В примерно в 1,2 раза больше плотности углеводорода А, а 10 мл его после смешения с 30 мл водорода и пропускания полученной газовой смеси над платиновым катализатором дают 20 мл газовой смеси, не обесцвечивающей подкисленного раствора перманганата калия (все объемы газов измерены при 20°С). Определите строение углеводородов А и В и напишите уравнения всех описанных реакций. (5—10—76) 7-183. Навеску паров смеси трех углеводородов массой 5,6 г пропустили через поглотительную склянку с избытком раствора брома, в тетрахлорметане. Объем газовой смеси при этом уменьшился до 1,12 л, а из раствора в поглотительной склянке был выделен 1,2-дибромпропан и еще одно тетрабромпроизводное. При пропускании того же количества газовой смеси через аммиачный раствор оксида меди (I) масса смеси уменьшается на 2,7 г. Плотность исходной газовой смеси равна 1,667 г/л (все величины в пересчете на нормальные условия). Определите, какие вещества и в каких количествах могли входите, в состав газовой смеси. (6—10—75) 7-184. При нагревании органического бромпроизводного, содержащего 35% углерода и 6,6% водорода, со спиртовым раствором едкого натра образуется соединение, 210 мг которого при сжигании дают 660 мг диоксида углерода и 270 мг воды. Плотность паров последнего соединения по гелию равна И. Каким строением могли обладать исходное вещество и продукт реакции? Какие способы установления структуры этих веществ вы можете предложить? (3—10—67) 7-185. Вещества, полученные при пропускании паров метилового спирта над нагретым оксидом меди (II), растворены в воде, при этом образовалось 230 г раствора, содержащего 23,1% соединения, образующего при нагревании с фенолом смолу. Какое количество метилового спирта вступило в реакцию? (1— 10—74) 7-186. При окислении 16,2 г некоторого альдегида аммиачным раствором оксида серебра выделилось 48,6 г серебра. Вычислите молекулярную массу неизвестного альдегида и напишите структурные формулы его возможных изомеров. (2— 10—74) 7-187. Органическое соединение, плотность паров которого по аргону равна 2,55, при кипячении с раствором едкого кали образует кислородсодержащее вещество, содержащее 64,86% углерода и 13,51% водорода. При сгорании 306 мг исходного соединения образуется 660 мг диоксида углерода и 270 мг воды* Каким строением могли обладать исходное вещество и 151
продукт реакции? Какие способы установления структуры этих веществ вы можете предложить? (3—10—67) 7-188. Органическое соединение А содержит 18,18% кислорода. Оно медленно реагирует с металлическим натрием, не изменяется под действием 2%-ного раствора перманганата калия, быстро реагирует с хлороводородом и при сгорании дает только углекислый газ и воду. Определите формулу строения вещества А. (6—10—75) 7-189. В 100 г 23%-ного раствора некоторого альдегида растворено 19 г альдегида, который занимает следующее место в гомологическом ряду альдегидов. 2 г полученного раствора выделяет 4,35 г серебра из аммиачного раствора нитрата серебра. С какими альдегидами проводили опыт? Напишите их структурные формулы. (7—10—75) 7-190. При окислении 6,2 г смеси двух предельных одноатомных спиртов оксидом меди (II) при нагревании образовалось 9,6 г металла. При действии смеси полученных органических веществ на избыток аммиачного раствора оксида серебра выделилось 54 г металла. Какие спирты и в каком количестве входили в состав смеси? (3—10—76) 7-191. Дана смесь двух кислородсодержащих органических веществ А и В, которые представляют собой жидкости, смешивающиеся между собой во всех отношениях. При окислении смеси на холоде в растворе остается только одно единственное соединение, реагирующее с бисульфитом натрия. В результате реакции с бисульфитом натрия молекулярная масса продукта реакции возрастает по сравнению с молекулярной массой исходного до 279,31%- При сжигании в эвдиометре смеси паров веществ А и В в присутствии стехиометрического количества воздуха (принять состав: 20% кислорода и азот) получается смесь газов, объем которых после приведения к нормальным условиям равен 5,432 л, а после пропускания этих газов через раствор гидроксида бария объем газа уменьшается на 15,46%. Определите структурные формулы и содержание веществ в смеси. Дополнительно следует решить задачу такого же содержания, но в предположении, что одно из веществ является углеводородом (при тех же мольных количествах). (7—10—74) 7-192. Вещество X можно получить многими путями, которые объединены в следующей схеме: кон нсы _ С1о А—>В- Н\Ю2 НСК | Мз н,о1 О ,ын., * Соединение А содержит 48,6% углерода, 8Д5% водорода и 43,3% кислорода; 0,74 г соединения А при действии оксида се- 152
ребра дает 1,81 г соли серебра. Соединение Е содержит 54,54 %^ углерода, 9,09% водорода и 36,37% кислорода, реагирует с бисульфитом натрия, образуя бисульфитное соединение, которое содержит 21,6% серы. Определите молекулярные формулы всех веществ, напишите уравнения всех превращений, возможные структурные формулы всех изомеров вещества X и объясните различие в типах изомерии. Укажите тип механизма каждой реакции и обсудите механизм превращений В в X и Е в Р. (7—10—74) 7-193. При взаимодействии органического вещества, содержащего 60% углерода, 13,33% водорода и кислород с муравьиной кислотой получено соединение, 176 мг которого при сгорании образуют 352 мг диоксида углерода и 144 мг воды. Плотность паров полученного соединения по азоту равна 3,14. Каким строением могли обладать исходное вещество и продукт реакции? Какие способы установления структуры исходного вещества вы можете предложить? (3—10—67) 7-194. Органическое кислородсодержащее вещество А содержит 41,38% углерода и 3,45% водорода. При нагревании с этиловым спиртом в присутствии кислоты оно превращается в соединение В, содержащее 55,81% углерода, 6,97% водорода и кислород. Исходное соединение А способно присоединять бро- моводород с образованием вещества С, которое при кипячении с водой превращается в соединение V, содержащее 35,82% углерода, 4,48% водорода и кислород. Известно, что 2,68 г вещества О реагируют с 20 мл 2 н. раствора едкого кали. Установите химическое строение (структурные формулы) всех названных веществ, если дополнительно известно, что вещество А при нагревании способно отщеплять воду. Напишите уравнения описанных превращений. (7—10—72) 7-195. Органическое вещество (жидкость) А перегоняющееся без разложения по данным элементного анализа содержит 40% углерода, 6,67% водорода и кислород. Плотность паров вещества А при некоторой температуре в 3,7 раза (±5%) превышает плотность воздуха при той же температуре, причем па«! ры не содержат продуктов разложения и полностью конденсируются с образованием исходной жидкости А. Вещество А растворимо в воде, причем его водный раствор реагирует как с гидроксидом меди, так и с оксидом \серебра. 0,6 г вещества А может вступить в реакцию с 1,16 г оксида серебра. Что прец* ставляет собой вещество А? Напишите его структурную формулу и приведите уравнения «пйти химических реакций, достаточно полно отражающих химические свойства вещества А. (6— 10—76) 7-196. Вещество А, которое содержится в природных продуктах, может быть получено в лаборатории синтетически при взаимодействии веществ В и С. Вещество В является бром- 153
производным углеводорода и при кипячении с водой образует соединение X, неспособное присоединять водород в присутствии катализаторов, растворяющее гидроксид меди в щелочной среде и не реагирующее с содой, 0,500 г вещества В при сгорании дают 0,2387 диоксида углерода и 0,0815 г воды, причем плотность паров вещества В по водороду равна 140,3. Второе вещество С получается при реакции аммиачного раствора ацетата серебра с соединением О, которое имеет неразветвленный углеродный скелет, содержит одну функциональную группу, растворимо в щелочах и не обесцвечивает бромную воду. Вещество О содержит 75% углерода, 12,5% водорода и кислород. Установите строение вещества А. (3—10—73) 7-197. В одном опыте при сжигании 1,18 г органического вещества А было получено 2,64 г диоксида углерода и 1,26 г воды. Во втором опыте при сжигании 0,60 г того же вещества А было получено 1,32 г диоксида углерода и 0,72 г воды. Исходное вещество А устойчиво к действию щелочей, оксиду серебра в аммиачном растворе при нагревании, бромной воде, гидрок- сиду меди, а также к металлическому натрию и уксусному ангидриду. Нагревание вещества А с водой в присутствии капли соляной кислоты ведет к образованию двух органических веществ: В и С. Вещество В дает реакцию серебряного зеркала, присоединяет водород в присутствии никеля, превращаясь при этом в соединение С. Окисление смеси В и С приводит к единственному органическому веществу О. Установите строение вещества А и напишите уравнения описанных превращений. В каком из приведенных анализов допущена ошибка? (6— 10—76) 7-198. В 1870 г. известный русский химик А. М. Зайцев при исследовании взаимодействия раствора едкого кали в этиловом спирте с йодистым я-бутилом получил масло, элементный анализ которого не соответствовал составу, ожидаемому для чистого вещества. Было найдено, что оно содержит 68,72% углерода и 13,76% водорода. На основании анализа было сделано предположение, что полученное масло представляет собой не чистое вещество А, а смесь его с другим веществом В, которое образуется побочно при данной реакции. Объясните результаты, полученные А. М. Зайцевым. Как определить, было лд получено индивидуальное вещество или смесь веществ? Какое количество каждого из возможных продуктов реакции могло содержаться в смеси, если А. М. Зайцевым была получена смесь только двух веществ? (4—10—72) 7-199, В четырех пронумерованных (№ 1—4) сосудах находятся четыре неизвестных органических вещества, принадлежащих к алифатическому ряду и имеющих общую формулу А—СНг—В. Часть из исследуемых веществ находится в водном растворе. Известно: 1) содержание углерода н водорода в 154
этих веществах (в процентах по массе) (А : С — 15,4; Н — 3,2; В С — 40,7; Н — 5,1; С:С — 40; Н — 6,7; О С — 53,3; Н — 15,6), 2) молекулярные массы этих соединений — 45, 60, 118, 156 (не соответствуют порядку А—О и № 1—4), 3) одно из исследуемых веществ образует внутренний ангидрид. Используя приведенные данные, а также: 1) определение величины рН; 2) реакцию ч: соляной кислотой; 3) щелочной гидролиз (пятиминутное кипячение с обратным холодильником) и последующее определение галогенид-ионов, определите группы * А и В для каждого из предложенных соединений А—СН2—В. Результаты опытов оформите в виде таблицы, обозначая результат эксперимента знаком" <<+» или «—». (7—10— 76 эксп.) Таблица 6 Образец № 1 2 з 4 Определение РН <7 | -7 : >7 Проб л НС1 Проба и л ионы С1- Вг- I- % С н м 1 !А~ С На -В 1 7-200. Образец моногалогенопроизводного предельного углеводорода массой 6,15 г кипятили со 150 мл 1 н. раствора едкого кали. После окончания реакции для нейтрализации пришлось добавить 21,74 мл 25,2% -ного раствора азотной кислоты (р—1,15 г/см3), затем прилили избыток 0,1 н. раствора нитрата серебра; при этом выпало 9,39 г галогенида. Какое строение может иметь исходное вещество? Как это можно установить? (5—10-66) 7-201. При нитровании гидроксипроизводного бензола полу-, чается соединение, содержащее 49% кислорода» Для полного электрохимического восстановления 0,458 г этого соединения необходимы 4350 Кл электричества при выходе по току 80%. Найти эмпирическую и структурную формулы соединения, если известно, что продуктом его восстановления является ароматическое аминогидроксипроизводное. Число Фарадея принять равным 96 500. (7—10—73) 7-202. При электролизе солей карбоновых кислот постоянным током ионы КСОО- на аноде окисляются с образованием углекислого газа и углеводорода, имеющего вдвое больше число атомов углерода, чем содержалось в радикале К, например: 2СН3СОО--2ё=СН3-СНз+2С02. 155
При электролизе 2 г некоторой соли карбоновой кислоты на аноде выделилось 0,495 л газа, измеренного при 20°С и 740 мм рт, ст* (98,64 кПа), а на аноде осело 0,426 г металла, причем в растворе осталось 0,6 г соли. Установите, какая соль была подвергнута электролизу. (3—10—69, 4—10—73) 7-203. Монохлорпроизводное некоторого углеводорода содержит 46,5% хлора, а его монобромпроизводное — 66,1% брома. Напишите структурные формулы всех возможных изомеров ионобромпроизводного. С каким4 количеством хлора может прореагировать 24,2 г мо- побромпроизводного? (3—10—75) 7-204. Некоторое количество углеводорода состава СпН2л-2 дает с избытком хлора 21,0 г тетрахлорида. То же количество углеводорода с избытком брома дает 38,8' г тетрабромида. Выведите молекулярную формулу неизвестного углеводорода и напишите структурные формулы всех его возможных изомеров. (1—10—76) 7-205. Некоторое количество ненасыщенного углеводорода при действии на него избытка раствора хлора в тетрахлорме- тане дает 3,5 г дихлорида, а при действии избытка брома в дихлорметане на то же количество исходного углеводорода получается 5,28 г дибромида. Какова структурная формула исходного углеводорода? Как его получают и где используют в промышленности? (6—10—71) 7-206. При взаимодействии одного из карбидов магния с водой образуется два изомерных газообразных углеводорода и гидроксид магния. Оба газообразных продукта реакции взаимодействуют с водой в присутствии соответствующих катализаторов по типу реакции присоединения без разрыва цепи атомов углерода, и оба превращаются при этом в ацетон. Определите, что это за соединения. Напишите уравнения реакций, о которых идет речь в задаче. Состав карбида магния необходимо определить, исходя из условий задачи. (3—10—72) 7-207. При пропускании оксида углерода над нагретым металлическим калием получается соединение А состава (СОК) п. Какое количество и какого вещества может быть получено при действии на соединение А избытка соляной кислоты, если известно, что: 1) все атомы, входящие в состав А, расположены в одной плоскости, причем при полном повороте вокруг одной из осей симметрии анион вещества воспроизводит свое положение в пространстве шесть раз; 2) все связи между одинаковыми парами атомов в молекуле вещества А имеют одинаковую длину; 3) масса углекислого газа, образующегося при полном сгорании в присутствии мелко измельченного кварца всего полученного вещества А, превышает массу вступившего в реакцию калия на 0,3 г. Дайте мотивированный ответ. (3— 10—74) 150
7-208. Образец некоторого органического вещества А массой 16,8 г прокипятили с 200 мл воды. Добавление избытка аммиачного* раствора оксида серебра (I), полученного из 20 г нитрата серебра, привело к образованию 23,5 г осадка. Органическое вещество В, выделенное из раствора, присоединяет бром с образованием соединения С. Продукт реакции 5,8 г вещества В с бромной водой обработали влажным оксидом серебра и получили при этом 9,2 г вещества X, представляющего собой вязкую жидкость, способную растворять гидроксид меди (II) в присутствии щелочи. При взаимодействии 4,6 г соединения X со смесью концентрированной серной и азотной кислот образуется 9,08 г легко взрывающегося от удара при нагревания жидкого соединения V (его выход составляет 80%* в расчете на взятое X). При восстановлении 5,6 г исходного вещества А водородом на никелевом катализаторе образуется 1,12 л газа, плотность которого по воздуху равна 1,517 (условия нормальные). Определите, что представляют собой описанные вещества, и напишите схемы соответствующих превращений. (6— Ю—74) 7-209, Органическое вещество А при окислении дает сначала вещество В, а затем вещество С, употребляемое при приготовлении пищи. Вещество А взаимодействует с металлическим натрием с выделением водорода, но не реагирует с раствором щелочи. Вещество С реагирует как с металлическим натрием, так и с раствором щелочи. Взаимодействие вещества А с концентрированной серной кислотой при нагревании приводит к образованию ненасыщенного соединения О, имеющего большое значение в производстве полимеров. Действие хлора на вещество ^ приводит к образованию ценного растворителя для жиров и может быть использовано для получения других растворителей жиров (каких?). Назовите все упомянутые в задаче вещества и напишите соответствующие уравнения реакций. (2—10—74) 7-210. Органическое вещество А — бесцветная жидкость с характерным запахом. Она легко реагирует с натрием. При этом одним из продуктов такой реакции является газообразное, без цвета и запаха простое вещество В. Вещество А, действуя на нагретый оксид меди (II), образует бесцветное, с резким запахом вещество С. Водный раствор вещества С применяется в медицине. В зависимости от условий вещество С можно превратить либо в органическую кислоту, либо в вещество А. Что представляют собой вещества А, В и С? Напишите уравнения реакций. (2—10—75) 7-211. Некоторое органическое соединение А реагирует с гидроксидом кальция с образованием вещества В. Прокаливание вещества В при высокой температуре приводит к веществу С. Если соединение С нагревать с избытком хромовой )57
смеси, то в растворе можно найти после окончания реакции только исходное органическое соединение А, но в количестве, примерно в два раза меньшем, чем было взято вначале. Указанную цепочку можно повторять до тех пор, пока вещество А практически полностью не исчезнет. Что представляет собой исходное вещество А? Напишите схемы описанных превращений. (6—10—74) 7-212. Органические вещества А и В при нагревании с концентрированной серной кислотой образуют соответственно газообразные (при комнатной температуре) вещества С и Э, имеющие одинаковый состав (в процентах по массе) и обесцвечивающие бромную воду. Вещество С при действии концентрированной серной кислоты и последующем разбавлении полученного раствора образует исходное вещество А. Соединение О в тех же условиях не образует исходного соединения В. Объем продуктов сгорания смеси одного моля С с одним молем ^ в шесть раз больше объема исходной смеси С и I) (при одинаковых условиях, исключающих конденсацию паров воды), причем для полного сгорания вещества О необходимо вдвое больше кислорода, чем для полного сгорания такого же количества вещества С. Какие продукты (кроме С и О) могли образоваться при нагревании смеси вещества А и В с концентрированной серной кислотой? Напишите уравнения всех описанных и возможных реакций. (3—10—75) 7-213. Вещество 1 при действии раствора щелочи образует газ 2 и из раствора можно выделить соединение 3. Сплавление вещества 3 со щелочью приводит к образованию газа 4 и соединения 5. Прокаливание вещества 3 дает соединение 6 и газ 4. При действии серной кислоты на вещество 3 образуется газ 7. При действии серной кислоты на вещество 5 образуется газ 8, При взаимодействии крепкой серной кислоты с веществом 0 получается смесь газов 7 и 8. Газы 2, 4 и 7 могут гореть в кислороде, причем при сгорании вещества 2 получается газ 9 и жидкость 10; при сгорании вещества 4 образуется только жидкость 10, а при сгорании газа 7 — газ 8. Определите вещество 1 и приведите уравнения всех указанных в условии реакций. (4—10—75) 7-214. Электролиз воды проводится в электролизе с платиновыми электродами. Электролизер соединен с батареей, состоящей из 10 гальванических элементов, соединенных последовательно. ЭДС каждого элемента составляет 1,5 В, внутреннее сопрртивление 0,4 Ома, сопротивление электролизера равно 0?5 Ом&, в ЭДС поляризации 1,5 В. Ток проходил через электролизер в течение 8 час 56 мин 7 с. Полученный водород используется для синтеза газообразного вещества А, которое каталитическим окислением и рйдом последовательных реакций 158
превращается в вещество В. С помощью вещества В приготовляется вещество С, которое восстанавливается водородом в вещество О, Соединение О при обработке концентрированной серной кислотой при 180°С переходит в сульфаниловую кислоту. Диазотированная сульфаниловая кислота при сочетании с диметиланилином переходит в краситель метиловый оранжевый. Напишите уравнения описанных превращений, вычислите количество полученного вещества О, укажите научное название красителя метилового оранжевого и объясните его превраще-. ние в кислой среде. (7—10—74) 7-215. При пропускании газов А, В, С, Э через бромную воду происходит обесцвечивание раствора, причем при пропускании газа А одновременно выделяется газ Е в количестве, равном половине прореагировавшего газа А, при пропускании газа В образуется жидкость Р, не смешивающаяся с водой; при пропускании газа С выделяется осадок О, а при пропускании газа Э происходит только обесцвечивание раствора. Что могут представлять собой газы А, В, С, Э и вещества Е, Р и О. Обсудите возможные варианты и напишите уравнения соответствующих реакций. (6—10—76) 7-216, Установите строение органического вещества, имеющего состав С2Н4О2, если известно, что оно дает реакцию серебряного зеркала, реагирует с металлическим натрием, окисляется раствором перманганата калия и способно присоединять водород в присутствии катализатора. Вещество, которое получается, в результате реакции серебряного зеркала, легко превращается в соединение состава С4Н4О4. (2—10—72) 7-217. Установите строение органического вещества состава С2Н4О2, если известно, что оно дает реакцию серебряного зеркала, а при нагревании с раствором щелочи образует водный раствор двух органических соединений, одно из которых (в чистом виде) при реакции с натрием, а второе при прокаливании с избытком щелочи выделяет газ, дающий в качестве единственного продукта сгорания на воздухе воду. (2—10—72) 7-218. При обработке соединения А, имеющего формулу СзНбОг, избытком аммиачного раствора оксида серебра выделилось металлическое серебро. Полученный раствор дает осадок с раствором хлорида бария. Что представляет собой вещество А, если осадок растворим в кислоте с выделением газа 9. (4—10—74) 7-219. К 8 г вещества С3Н602 прибавили аммиачный раствор оксида серебра, полуленный обработкой аммиаком 86,2 мл 17%-ного раствора нитрата серебра (р—1,16 г/см3). Выпавший осадок А отфильтровали, а к фильтрату прибавили 0,6 н. раствор Ва(ОН)2 до прекращения выпадения осадка В. Что представляют собой осадки А и В и какое количество раствора Ва(ОН)2 было добавлено? (4—10—75) 159
7-220. Органическое вещество состава С3Н602 нагрели с разбавленной серной кислотой, ббразовавдшйся при этом раствор приобрел резкий, раздражающий запах и дает реакцию серебряного зеркала. Содержащиеся в водном растворе органические соединения отделены от избытка воды перегонкой и нагреты на этот раз с концентрированной серной кислотой, при этом выделился ядовитый газ, который обесцвечивал бромную воду, но полностью ею не поглощался. Какое соединение было взято для исследования? Как его можно получить? (2—10— 68 заочн.) 7-221. Четыре часто встречающиеся в природе вещества имеют следующие молекулярные формулы: С2Н5М02(А), С3Н7Ж)2(В), С3Н7Ы02(С)> С9НцЖ)2ф). В нейтральном и кислом растворах они образуют соли по азоту, а в щелочной среде — соли по другому атому. Напишите структурные формулы веществ А—Э. а) Какие из упомянутых веществ А—О могут быть оптически активными и какие не могут быть оптически активными? б) Какая типичная для природных веществ группировка имеется в соединении, образующемся при реакции двух молекул вещества А между собой, и как называется класс природных соединений, к которому принадлежит продукт реакции? в) Некоторое технически важное циклическое соединение также содержит группировку, аналогичную той, о которой шла речь в пункте «б». Изобразите характерный фрагмент структурной формулы макромолекулы, которую можно получить из этого соединения; изобразите фрагмент структурной формулы другой, также технически важной изомерной макромолекулы; дайте название класса технически важных веществ, к которому принадлежат обе упомянутые макромолекулы, напишите структурную формулу циклического соединения, упомянутого в этом вопросе. (7—10—76) 7-222. Было осуществлено взаимодействие стехиометриче- ского количества вещества А с молекулярной формулой С4Н121ЧС1, все атомы углерода в котором эквивалентны, с оксидом серебра в водном растворе. В результате было получено 2,87 г практически нерастворимого в воде вещества В и 1 л водного раствора С. Напишите уравнение проведенной реакции, установив структурные формулы реагирующих и образующихся веществ. Вычислите величину рН полученного раствора (рН — отрицательный^ десятичный логарифм мольной концентрации ионов водорода, произведение мольных концентраций ионов Н+ и ОН- в водном растворе —величина постоянная и равная Ю-14) (3—10—75) 7-223. Установите строение вещества А (темп. кип. 108°С), имеющего состав С4НюО, если известно, что оно реагирует с металлическим натрием, при взаимодействии с хлороводородом образует, вещество состава С4Н9С1 (темп, кип. 69°С)% При дей- 160
ствии окислителей соединение А превращается в вещество С4Н80, дающее реакцию серебряного зеркала. Нагревание вещества А с концентрированной фосфорной кислотой приводит к углеводороду состава С4Н8, который присоединяет хлорово- дород с образованием вещества, формула которого С4Н9С1 (темп. кип. 51—52°С), При действии разбавленного родного раствора ^целочи последнее соединение дает вещество состава С4Н10О (темп, кип. 83°С.) и небольшое количество того же углеводорода состава С4Н8. Окисление последнего водным раствором перманганата калия на холоде дает вещество С4Н10О2, а при кипячении с подкисленным раствором перманганата (или хромата, дихромата) калия сначала образуется вещество С3Н60, не дающее реакции серебряного зеркала, а после длительного кипячения, сопровождающегося выделением оксида углерода (IV), в растворе обнаруживается только уксусная кислота. (5—10—65) 7-224. Установите строение вещества А, имеющего состав С5Н12О, если известно, что оно реагирует с металлическим натрием, а при нагревании с концентрированной серной кислотой дает некоторое количество вещества С10Н22О и углеводород С5Ню, способный присоединять бромоводород. Бромид В, образующийся при этом, отличается по своим свойствам от бромида С, полученного непосредственно из вещества А действием бромоводорода. Отщепление бромоводорода от бромида В и присоединение к нему воды приводит к единственному веществу О, имеющему тот же состав, что и А, но отличному от него по свойствам. Кроме того, известно, что при мягком окислении исходного вещества А сначала образуется вещество Е состава С5НюО, которое при избытке окислителя превращается в соединение Р, имеющее состав С5Н10О2 ,и реагирующее с содой с образованием углекислого газа и вещества О, которое при нагревании с твердым едким кали выделяет я-бутан. Как можно получить вещество А и как оно может быть построено пространственно? Ответ иллюстрируйте уравнениями всех указанных превращений и схематическим изображением шаро-стержневой модели соединения А. (6—10—68) 7-225. Определите строение и назовите соединение бензольного ряда состава СдНе, если известно, что оно обесцвечивает бромную воду, реагирует с водой в присутствии солей ртути, реагирует с амидом натрия. При окислении исходное соединение дает бензойную кислоту. (4—10—75) 7-226. При окислении озоном углеводорода СаН^ образует-! ся в качестве единственного продукта реакции вещество С4НвО, не дающее реакции серебряного зеркала. Дальнейшее окисление С4Н80 в жестких условиях приводит к образованию диоксида углерода и смеси уксусной и пропионовой кислот. И Заказ № 4074 161
Какова структурная формула углеводорода? (Напишите схемы реакций.) (5—10—66) 7-227. Циклогексилкарбинол С6НцСН2ОН нагрели с концентрированной фосфорной кислотой. Образовавшееся летучее вещество А, обесцвечивающее водный раствор перманганата калия, обработали хлороводородом. Полученное при этом соединение В добавили при нагревании к спиртовому раствору едкого натра. Образовавшееся вещество С прибавили к раствору брома в тетрахлорметане, который при этом обесцветился, и из раствора было выделено соединение Э. Соединение О прибавили к горячему 50%-ному раствору едкого кали и образующееся при этом соединение Е, не вызывающее появления зеленого окрашивания пламени при его сжигании на медной проволоке, прибавили к бромной воде, взятой в соотношении 1 моль галогена на 1 моль соединения Е. Бромная вода обесцветилась, и получилось соединение Р. Каким строением оно обладает? Напишите уравнения описанных реакций и объясните их с позиции электронной теории. (-3—10—76) 7-228. Установите строение вещества А, имеющего формулу С6Н10. Известно, что исходное вещество А реагирует с бромной водой и раствором перманганата калия, причем при последней реакции образуется соединение В имеющее состав С6Н1202- Вещество А реагирует, с бромоводородом, давая соединение С, состава С6НпВг, которое с водным раствором оснований образует соединение О, имеющее состав СвН^О. При действии спиртового раствора щелочи вещество С дает вещество А. Соединение Э при окислении образует сначала вещество Е, имеющее состав СбНюО, но не реагирующее с натрием, в отличие от вещества Э, а затем соединение Р, состава С6Н802, образующееся также при окислении соединения В. При дальнейшем - окислении вещества Р получается соединение О, имеющее состав С6Ню04 и способное к реакциям с натрием и содой. Продукт реакции вещества О с содой I при прокаливании с избытком щелочи дает «-бутан, а само вещество О имеет большое значение в синтезе пластических материалов и волокон. (6— 10-69) 7-229. Циклический углеводород А состава СбНю при контакте с металлической платиной при комнатной температуре превращается в смесь двух углеводородов: В и С, причем общая масса смеси В+С равна количеству А. В молекуле соединения С как атомы углерода, так и атомы водорода равноценны. Равные по массе количества вещества А и полученная из него смесь В+С при гидрировании над платиной поглощают одно и то же количество водорода, причем в обоих случаях получается одно и то же количество соединения В. При более высокой температуре равные по массе количества как исходного вещества А, так и смеси-В+С отщепляют одинаковое количе- 162
ство водорода, причем в обоих случаях образуется одно и то же количество соединения С. Углеродный скелет исходных и конечных веществ при всех описанных превращениях не меняется. Что собой представляют вещества А, В и С? Напишите, уравнения реакций. (3—10—71) 7-230. Соединение состава С6Н10О4 при нагревании с раствором едкого натра дает вещества, формулы которых СН40 и С4Н404Ыа2. Последнее вещество при подкислении выделяет кислоту, которая при нагревании теряет диоксид углерода и превращается в пропионовую кислоту. Изобразите структурную формулу исходного соединения. (4—10—76) 7-231. Прц каталитическом окислении некоторого углеводорода А, не содержащего кратных связей, он превращается ча-. стично во вторичный спирт В, частично в кетон С. Кетон С окисляется азотной кислотой с образованием соединения О, имеющего формулу СбНю04. Из соединения О в присутствии ангидрида уксусной кислоты получается другой кетон — Е, причем реакция сопровождается выделением диоксида углерода и воды. Соединения С и Е имеют сходное строение, а в молекуле Е отсутствует одна метиленовая группа по сравнению с молекулой С. Соединение Э является исходным веществом для синтеза одного из важных искусственных волокон, получаемых по реакции поликонденсации. Напишите структурные формулы соединений. (7—10—75) 7-232. Органическое вещество А с молекулярной формулой С6Н12О3 образует при омылении раствором едкого натра соединения В и Е. Вещество В можно окислить в две стадии до вещества С. В результате реакции вещества С с бромом образуется продукт замещения О, который в свою очередь омыляется раствором щелочи до того же вещества Е. При обработке веществ» Е эквивалентным количеством соляной кислоты образуется соединение Р, содержащее 40,0% углерода, 6,66% во^ дорода и кислород. Соединение Р представляет собой продукт обмена веществ и занимает поэтому особое место в биологи-, ческих процессах. При стоянии вещество Р путем отщепления 1 моль воды от двух молей Р превращается постепенно в неустойчивое соединение О. Вещество Р может быть получено в одну стадию из вещества (^, содержащего азот, при обработке его азотистой кислотой. При количественном превращении из 4,45 г вещества (^ получается 4,5 г Р. Напишите полные уравнения описанных реакций и приведите структурные формулы всех упомянутых органических соединений. (7—10—76) 7-233. Определите строение соединения, формула которого С*Нбг если известно, что оно обесцвечивает бромную воду, реагирует с аммиачным раствором оксида серебра, а также с водой в присутствии соединений ртути с образованием соединения состава С8Н80, которое присоединяет водород с образованы 163
нием вещества состава СвНюО, а при кипячении с подкисленным раствором перманганата калия дает соединение с формулой С7Н602, реагирующее с этиловым спиртом с образованием вещества состава СдНюОг. Исходное соединение легко присоединяет водород, образуя соединение с формулой СаНю, которое при действии смеси азотной и серной кислот дает соединение, имеющее состав С8Н9М02. Напишите уравнения всех описанных реакций. (4—10—71) 7-234. Каково строение соединения, имеющего состав С7Нв02, если оно реагирует с водным раствором щелочи, дает фиолетовое окрашивание с раствором хлорного железа, способно реагировать с уксусной кислотой, причем образуется соединение состава СдНюОз. Исходное вещество при осторожном окислении дает вещество с формулой С7Н602, реагирующее с аммиачным раствором оксида серебра с образованием соединения состава С7Н60з, широко использующегося как лекарственное вещество. Вещества состава С7Н802, С7Нб02 не реагируют с водой, а соединение, формула которого С7Н603, образует при действии соды новое вещество, прокаливание которого с избытком щелочи и подкисление продукта реакции ведет к веществу состава С6Н60, образующего с бромной водой осадок, растворимый в щелочи. Напишите уравнения всех описанных реакций. (4—Ю—71) 7-235. Можно допустить, что существует или промежуточно образуется неустойчивое органическое вещество состава СбНбО (№ 1), которое должно гидрироваться при комнатной температуре с образованием СбН^О (№ 2), а при действии разбавленного раствора перманганата калия будет образовывать соединение состава (^НюОб (№ 3), реагирующее с гидроксидом меди (II) в присутствии щелочей и присоединяющее водород с образованием вещества с формулой С6Н1205 (№ 4). Соединения № 2, 3, 4 реагируют с уксусным ангидридом, образуя соответственно вещества состава С8Н1402 (№ 5), СнН^Од (№ 6), С]бН220ю (№ 7). При действии на соединение № 2 окислителей в мягких условиях образуется вещество состава СбНюО (№ 8), а в более жестких условиях — другое вещество состава СбНю04 (№ 9), обладающее кислым характером и не обесцвечивающее бромную воду. При нагревании продукта нейтрализации вещества № 9 с большим избытком щелочи образуется «-бутан. При пропускании паров вещества № 2 над нагретым платиновым катализатором образуется соединение состава С6Н60 (№ 10), которое реагирует с раствором едкого натра, не присоединяет водород при комнатной температуре в присутствии катализатора, но обесцвечивает бромную воду с образованием белого осадка. Соединение № 10 не реагирует с уксусной кислотой, а продукт его реакции с едким натром при действии уксусного ангидрида дает вещество состава СвНв02 (№ 11). 164
Установите строение вещества № 1—11 и объясните их реакции, (6-10—71) 7-236. Органическое вещество А состава С7Н14О3, нерастворимое в воде, медленно растворяется при кипячении с разбав-. ленным раствором едкого кали с образованием раствора В, Если полученный однородный раствор В подвергать перегонке, то при температуре 87°С отгоняется жидкость С, которая после выдерживания в течение суток над прокаленным поташом повышает температуру кипения до 97°С и имеет состав СзН80. Масса этого соединения V составляет примерно 82% от массы исходного соединения А, Соединение Э реагирует с бромоводо- родом, образуя вещество Е состава С3Н7Вг и при нагревании с концентрированной серной кислотой выделяет газ Р, способ-, ный при реакции с бромоводородом образовывать соединеннее, имеющее состав С3Н7Вг, но отличающееся по свойствам от вещества Е. Установите строение всех названных веществ, напич шите уравнения происходящих реакций и объясните описанные явления. Что будет наблюдаться при добавлении к раствору В раствора едкого барита? Как можно синтезировать соединение А? (6—10—72) 7-237. Органическое соединение А имеет состав СжНу02 и обладает следующими свойствами: оно дает осадок при нагревании с аммиачным раствором оксида серебра (реакция 1); 1 моль вещества А легко присоединяет в присутствии катали- заторов 1 моль водорода по кратной углерод-углеродной связи (реакция 2), образуя вещество В. 5,1 г вещества В при нагревании со 100 г 5,6%-ного раствора едкого кали (реакция 3), дает жидкое вещество С и твердое вещество О, хорошо раство-, римое в воде, причем на нейтрализацию избытка щелочи после окончания реакции 3 требуется 100 мл 0,5 н. раствора соляной кислоты. 1 моль вещества С может в присутствии крепкой серной кислоты отщеплять I моль воды (реакция 4), образуя соединение Е. При присоединении воды к веществу Е (реакция 5), образуется соединение Р, имеющее тот же состав, что и соединение С, но отличное от него по свойствам. Соединение Р может быть окислено хромовой смесью в карбонилсодержащее соединение О (реакция 6). При нагревании 4 г исходного соединения -А с водой в присутствии следов кислоты (реакция 7) и добавлении к образующемуся раствору избытка водно-аммиачного раствора оксида серебра при нагревании выпадает 17,28 г осадка (реакция 8). Установите строение вещества А. Дайте обоснованный ответ и напишите уравнения всех указанных реакций. (6—10—72) 7-238. Установите формулу белого кристаллического вещества А, которое при нагревании без доступа воздуха распадается, причем из 2,2 г вещества А образуются 0,52 г простого вещества № 1 и 1344 мл газообразного соединения № 2. Твер- 165
дое вещество № 1 при растворении в избытке разбавленной соляной кислоты образует синий раствор вещества № 3, превращающийся при стоянии на воздухе в темно-зеленый раствор соединения № 4. При действии на раствор № 4 водного раствора щелочи сначала выпадает зеленый осадок № 5, который растворяется в избытке щелочи с образованием ярко-зеленого раствора № 6. Раствор № 6 при действии хлорной воды переходит в желтый раствор № 7, который при подкислении образует оранжево-красный раствор № 8. Раствор № 8 при добавлении избытка концентрированной соляной кислоты выделяет хлор и дает раствор № 4, а при действии большого избытка концентрированной серной кислоты на раствор № 8 выпадает красный осадок. № 9. Осадок № 9 легко растворяется в воде с образованием оранжево-красного раствора № 8, а в избытке щелачи; с образованием желтого раствора № 7. Раствор № 4 при действии вещества № 1 также может дать раствор № 3. Газообразное вещество № 2 при повышенном давлении и при нагревании способно реагировать с едким натром. При этом образуется вещество № 10, которое растворимо в воде, причем водный раствор вещества № 10 дает реакцию серебряного зеркала., При- нагревании раствора № 10 с разбавленной серной кислотой перегоняется легколетучая жидкость № И, которая при нагревании: с концентрированной; серной кислотой выделяет газ № 2, а при действии перманганата калия выделяет газ № 12. Шртс пропускании газа № 12 над раскаленным углем образуется только газ № 2, причем объем газа увеличивается вдвое (все объемы газов даны в пересчете на нормальные условия) . Установите формулу вещества А и напишите уравнения всех описанных превращений. (6—10—73)
Глава 8 НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ МЕТОДИКИ СОСТАВЛЕНИЯ ЗАДАНИЙ ДЛЯ ХИМИЧЕСКИХ ОЛИМПИАД ШКОЛЬНИКОВ Активное овладение теоретическим и фактическим мате* риалом химии невозможно без выполнения упражнений и решения задач, Поскольку химические олимпиады школьников решают задачи углубления интересов учащихся, способствуют расширению знаний и осмысленному усвоению учебного мате* риала, в задания всех этапов химических олимпиад включаются вопросы и задачи различной степени трудности. Задания химических олимпиад требуют не только- формального знания и наличия стандартных навыков в решении задач, но и умения творчески применять полученные знания к решению тех или иных проблем, некоторые принципы построения олимпиадных заданий на различных этапах рассмотрены в книгах1. Вкратце можно отметить следующие особенности: олимпиадные задачи, как правило, являются комплексными, с широким использованием межпредметных связей, т. е. при решении необходимо использовать различные учебные навыки и приемы, кроме того, в этих задачах часто поставлено несколько вопросов. Олимпиадные задачи требуют более тщательного и внимательного анализа условий, причем в зависимости от глубины такого анализа, равно как и от глубины знаний, одна и та же задача мо- жетрешаться по-разному. Задачи химических олимпиад составляются для того, чтобы участник олимпиады мог полностью раскрыть свои знания, умение доказывать и мотивировать свою точку зрения. Олимпиадное задание теоретического тура содержит обычно 4—7 вопросов и задач на экспериментальном туре (а его проведение является обязательным на областном, всесоюзном эта-. 1 См.: Чуранов С. С, Демьянович В. М. Химические олимпиады школьников. М., Знание, 1979. 167
пах) дается задание из 2—3 задач. Комплект задания, вне зависимости от этапа олимпиады, должен содержать как относительно простые задачи, доступные для большинства участников, так и достаточно сложные вопросы и задачи. Содержание задания обычно дается с учетом того, какие разделы программы пройдены на уроках к моменту проведения олимпиады, а также и наиболее важные и интересные разделы курса химии из программы предшествующих классов. Так учащимся десятых классов следует давать задания, составленные не только из вопросов по органической химии, но и с привлечением материала неорганической химии. Задачи и вопросы химической олимпиады должны давать возможность частичного решения и в то же время не должны ограничивать решение только теми сведениями и приемами, которые учащийся может почерпнуть из школьного учебника. Желательно, чтобы вопросы в задании были непосредственно связаны с жизнью или промышленностью города, области, республики. Очень сложным является вопрос о степени трудности сложных задач, о тех пределах, за которые можно выходить при составлении задания по сравнению со школьной программой. Однако следует подчеркнуть, что химические олимпиады являются научным соревнованием учащихся, в котором должны побеждать наиболее интересующиеся и наиболее глубоко понимающие предмет, Многие задачи требуют при решении знания физики и математики, использования химических процессов в технике и промышленности, понимания процессов жизни растительного, животного и минерального царств природы. Особенностью ряда задач является то, что ответа на них прямо в школьном учебнике нет, поэтому учащийся должен сопоставить известные ему факты и объяснить их, логически рассуждая, в новой ситуации. В методической литературе предложены различные способы классификации вопросов и задач, различные приемы типизации задач по химии. Наиболее общим методом можно»считать их подразделение на качественные (вопросы) и количественные (задачи). Классификация количественных задач обычно проводится по какому-либо стандартному элементу ( расчет по уравнению реакции, расчет с использованием мольного объема газа, расчет с использованием растворов и т. д.). Такие методы классификации задач и вопросов оказываются неприменимыми для комплексных и сложных задач химических олимпиад. Поэтому в практике работы Московской, Всероссийской и Всесоюзной методических комиссий химических олимпиад обычно используется подразделение задач на типы, формально, возможно, отвечающие проблемным ситуациям деятельности химика-исследователя или инженера. В своей практической деятельности химику приходится исследовать качественный и количе- 168
ственный состав веществ и устанавливать строение вещества. Ему бывает необходимо объяснять и предсказывать химические реакции или процессы физико-химического характера, иногда описывать превращения, происходящие с веществами. В процессе работы химик должен уметь конструировать приборы и аппаратуру, проводить синтез веществ и разделять смеси, образующиеся в результате превращений веществ. Достаточно часто химику приходится готовить смеси веществ, например растворы, или выяснять состав таких смесей. Поэтому представленные в книге задачи условно разделены на шесть групгк 1. Задачи и вопросы общего характера: описание, предсказание или объяснение свойств веществ или особенностей течения различных химических реакций (в основном качественного характера). 2. Качественный анализ веществ. 3. Синтез и разделение смесей вещества. 4. Расчеты по уравнениям реакций. Растворы и их классификация. Химическое равновесие. 5. Количественный анализ смесей. 6. Установление формул и строения веществ. В отдельную главу выделены сгруппированные по тому же принципу задачи и вопросы по органической химии, использование которых возможно только в X классе, задачи I—VI разделов могут быть предложены в VII—X классах. Задачи и вопросы могут быть использованы не только при составлении заданий химических олимпиад на школьном, районном и областном этапах* но также и при проведении заочных олимпиад и конкурсов. Многие из задач качественного характера можно предложить учащимся на практических занятиях химических кружков и в работе внешкольных секций. Некоторые задачи учитель может применить как дидактический материалу особенно при составлении дифференцированных по степени трудности заданий при индивидуальной работе с учащимися. Остановимся более подробно на построении отдельных глав книги с целью показать методические особенности некоторых типов имеющихся в ней задач и вопросов. Глава 1 начинается с задач на проверку «эрудиции» учащихся, знания ими особенностей и практического применения отдельных элементов и их соединений, знания истории химической науки и техники эксперимента в лабораториях и промышленности. Эти вопросы достаточно разнородны и могут широко найти применение при проведении викторин и вечеров занимательной химии, а также и при других формах внеклассной работы. Так, к примеру, вопрос об описании химических превращений в литературных произведениях может стать предметом докладов учащихся на школьных конференциях юных химиков. Задачи 1-44^-1-46.позволяют в некоторой степениоце- 169
нить эффективность школьного демонстрационного эксперимента и практических занятий по химии, помогают выявить учащихся, которые склонны к экспериментальной работе. Группа задач 1-48—1-69 направлена на выявление степени знания периодического закона и представлений об электронном строении атомов. Следует заметить, что при предсказании свойств веществ и возможности протекания химических реакций особое значение имеет умение мотивировать свои ответы, используя метод и сопоставление со свойствами изученных элементов. Состав атомных ядер и радиоактивность изучаются в школе как на уроках химии, так и на уроках физики, что позволяет при постановке задач и вопросов про радиоактивные элементы упрочить межпредметные связи между этими дисциплинами (задачи 1-71—1-88). Можно отметить, что при ответах на отдельные вопросы, как это часто бывает и в реальной жизни, невозможно дать однозначный ответ,— так, в задаче 1-84 при обсуждении проблемы получения кристаллического трития следует учесть тепловой эффект радиоактивного распада и связать его с особенностями физических свойств водорода; если учесть только низкие температуры плавления и кипения водорода, то можно сделать вывод о невозможности получения радиоактивного водорода в кристаллическом состоянии, учет же высокой теплопроводности водорода и относительно малой энергии р-распада позволяет выбрать при обсуждении противоположный ответ. Одним из недостатков, которые часто обнаруживаются при беседах с учащимися и на-олимпиадах, бывает представление об абсолютности имеющихся знаний, некритическое отношение к предсказаниям на базе недостаточно полных данных. Ряд задач и вопросов на предсказание возможности протекания различных реакций может быть поставлен экспериментально для проверки правильности этих предсказаний, например, на занятиях школьного кружка (1-89—1-96), Наряду с химическими реакциями обменного типа, при которых сохраняется степень окисления элементов, большое значение имеют окислительно-восстановительные реакции, поэтому следующая группа вопросов и задач связана с предсказанием, объяснением и подбором коэффициентов в уравнениях. Следует отметить, что, как и для других реакций, для предсказания направления окислительно-восстановительных превращений имеет большое значение обсуждение условий проведения процесса. При поиске ответа на ряд вопросов следует учесть необходимость анализа возможных вариантов решения. Например, в задаче 1-102 учащиеся обычно рассматривают только возможность реакции обжига сульфида ртути, не обращая внимание на термическую неустойчивость оксида ртути. Кроме того, при окислении того же вещества в мягких условиях, например при 170
медленном окислении кислородом влажного сульфида ртути, может образоваться либо свободная сера, либо сульфат ртути, В школьном курсе учащимся дается метод подбора коэффи- циентов для окислительно-восстановительных реакций с использованием электронного баланса, но на занятиях кружка с участниками олимпиад можно рассмотреть также и метод электронно-ионного баланса, позволяющий более внимательно учитывать роль кислотности среды и анализировать различные ва-< рианты протекания реакций в зависимости от конкретных условий. Ряд таких задач может быть дан в виде исследовательских работ на занятиях кружков или на практических работах при изучении факультативных курсов. Так, задача 1-126 может дать возможность проверить свои предсказания и возможные объяснения результатов опыта практически. В задачах 1-130—1-138 при рассмотрении возможностейЪро-, текания различных реакций следует обратить внимание на необходимость разделения продуктов реакции, так как участники олимпиад довольно часто предлагают исюодьзовать такие реак*» ции, в которых разделение продуктов реакции и выделение ад- левых веществ в чистом виде весьма затруднительно. Юные химики очень часто забывают о том, что работа в химической лаборатории сопряжена с использованием опасных в обращении или ядовитых веществ, поэтому ряд задач, например 1-139—1-140, направлены на воспитание у учащихся требовательности не только к соблюдению норм техники безопасности, но и на осмысливание проводимых работ с позиций безопасности эксперимента. В последние годы значительно возрос уровень теоретической подготовки, особенно в вопросах, связанных со строением вещества. Однако это иногда достигается ценой ослабления внимания к значению того фактического материала, без которого все теоретические рассуждения оказываются умозрительными. Поэтому довольно большое число задач в сборнике поставлено именно на описание свойств конкретных веществ и их превращений, многие из таких задач (1-141—1-156) могут быть выполнены учащимися на занятиях кружков как исследовательские работы. Задачи 1-1,64—1-165 могут найти применение при проведении викторин или вечеров занимательной химии. В задачах 1-171—1-180 следует обратить особое внимание иа процессы гидролиза и на роль воды при проведении реакций обменного типа. Ряд задач (1-166, 1-195, 1-196) направлены на поиск ошибок в описаниях опытов или их результатов, такие задачи допускают экспериментальную проверку ответов на занятиях кружка. Во второй главе собраны задачи на качественный анализ и различение неорганических веществ. Эти задачи можно практически проводить при подготовке участников к олимпиаде и на 171
занятиях химических кружков. При проведении анализа солей и других классов сложных неорганических веществ следует обращать внимание на однозначность и доказательность решений,— например, при доказательстве наличия в качестве одного 1?з объектов железного купороса необходимо доказать наличие не только катиона железа (II), но и сульфат-аниона, а если соль дается в твердом виде, то следует показать, что она содержит кристаллизационную воду. Для полнохы доказательства следует показать также, что в состав вещества не входит никаких других составных частей, например иона аммония, т. е. что анализируемое вещество не является двойной или смешанной солью. Задачи в этой главе сгруппированы таким образом, что сначала идут вопросы и задачи, при решении которых учащиеся могут пользоваться любыми или только некоторыми реагентами, причем количество анализируемых объектов постепенно возрастает. При оформлении решений задач на качественный анализ следует обращать внимание на необходимость описания тех изменений, на основании которых сделан вывод. Начиная с задачи 2-47 вводятся ограничения на использование •дополнительных реагентов, а с задачи 2-58 предлагается провести различение веществ без использования дополнительных реактивов. При решении таких задач целесообразно с методических соображений составлять таблицу, где предсказываются возможные результаты реакций (см. задачи 2-77). При решении ряда задач можно воспользоваться растворами, образующимися при взаимодействии различаемых веществ после отделения выпадающих при их реакциях осадков. Следует заметить, что ряд задач, например 2-18, предполагает понимание того, что результат реакции зависит от наличия избытка одного из веществ, в данном случае — от порядка смешения (добавления) реагентов. Глава по качественному различению веществ завершается задачами (2-91—2-95) с описанием результатов проведенного эксперимента, причем в задаче 2-99 даны не «се сведения относительно поведения каждого из описанных веществ. Разбор решения такой задачи на занятиях кружка позволяет на конкретных примерах показать необходимость полноты записей при проведении лабораторных работ. Вопросам и задачам, направленным на выбор методов синтеза неорганических задач, отведена третья глава, в которой представлено около 100 задач как непосредственно на выбор пути синтеза, так и на способы выделения веществ из смесей. При решении этих задач следует особое внимание обращать на условия проведения реакции и выделения веществ в чистом виде. г В задачах 3-21—3-33 требуется осуществить цепочки превращений, причем в некоторых случаях необходимые промежуточные стадии опущены,-—так, в задаче 3-31 от аммофрса (сме- 172
си моно- и дигидрофосфатов аммония) к фосфату кальция перейти непосредственно нельзя, точно так же как и от сульфата хрома (III) к хромату натрия в задаче 3-29. В этих случаях учащийся сам должен продумать промежуточные этапы синтеза, позволяющие осуществить получение необходимого вещества в чистом виде. В ряде задач, например в задаче 3-36, набор исходных веществ не позволяет сразу провести необходимую цепочку превращений и из имеющихся веществ получить те реагенты, ко* торые дадут возможность провести все реакции. Задачи 3-37, 3-38, 3-52 направлены на выработку у учащихся навыков предварительного обдумывания всего хода эксперимента и состав* ление плана работы. Некоторые из вопросов выходят за рамки учебника, но ответ на них можно достаточно легко найти в пособиях по факультативным курсам или в популярной литературе. Названия многих веществ в этой главе даются- не только по принятой в школе номенклатуре, но и те, которые широко используются в технике или в быту. Как и в предыдущих гла-. вах ряд задач, например, 3-67, 3-68, даны на объяснение и обсуждение правильности предложенных методов или экспериментальных деталей, существенных при проведении опытов* В задачах 3-79—3-82 предлагается осуществить синтез меченых радиоактивными изотопами соединений, при этом следует обч ращать внимание на то, чтобы полученные препараты не могли в ходе синтеза быть загрязнены другими изотопами тех же элементов. Задачи на разделение смесей предполагают использование не только физических методов, но и химических превращений, в результате которых образуются исходные вещества, но после их отделения от других. Так, в задачах 3-93—3-97 необходимо предварительно найти способы перевода исходных веществ в раствор. Глава завершается задачами на превращение веществ, при которых доказывается полный качественный состав с выделением всех входящих, в состав элементов в виде простых веществ и синтез тех же сложных соединений. В четвертую главу включены задачи, которые связаны с расчетами по формулам или уравнениям реакций, задачи на концентрацию растворов, а также вопросы и задачи физико-химического характера. Так, в эту главу включен ряд задач качественного характера, связанных с процессами гидролиза, электролиза, термохимии и учения о равновесии. Глава начинается с вопросов и задач на количественный состав веществ, вычисление относительных молекулярных масс и проведение расчетов, связанных с понятием «моль». В задачах 4-9, 4-14 необходимо использовать межпредметные связи (стереометрия). Задачи 4-11—4-13 на первый взгляд противоречат школьным представлениям о постоянстве объема моля, но требуют более глубокого представления о свойствах реальных, а не идеаль- 173
ных газов. Ряд задач (4-14—4-17) требуют умения проводить расчеты в общем виде. Такой же подход использован и в задачах 4-37, 4-39, 4-40, и в задачах на определение концентрации растворов (4-90—4-92, 4-204—4-209). Далее следуют задачи на вычисление состава газовых смесей при различных реакциях (4-19—4-27), на объяснение результатов опытов с участием газов. В ряде задач объемы газов указаны не при нормальных условиях, а при реальных условиях эксперимента. Для приведения объема газов учащиеся должны воспользоваться одной из формул, изучаемых в курсе физики. Значительное число расчетных задач требует комплексного подхода и содержит несколько элементов, используемых обычно в виде самостоятельных задач (расчет по уравнению реакции, определение избытка и недостатка, расчеты с использованием объема газа и концентрации растворов в одной задаче, кроме того, в ряде случаев, как, например, в задаче 4-42, необходимо воспользоваться алгебраическими методами решения систем уравнений). Так, в задаче 4-40 необходимо выразить в общем виде давление в сосуде, которое будет создаваться при разло- жейии смеси солей, и на основании данных об отношении давлений в сосуде для разных составов смеси, решая алгебраическое уравнение, определить состав смеси. В задачах 4-51—4-59 даны упражнения на тепловые эффекты химических реакций, к ним примыкают задачи на смещение химического равновесия и на так называемые «транспортные средства», связанные с процессами равновесия (4-63—4-66). Начиная с задачи 4-78 даются расчетные задачи и практические задания, связанные с приготовлением растворов, причем достаточно большое внимание обращается на приготовление раотворов на базе кристаллогидратов и на процессы очистки веществ кристаллизацией, а также на изменение веществ в процессе приготовления растворов. При решении задачи 4-83, которая давалась на заочной олимпиаде, учащиеся не только должны воспользоваться дополнительно таблицей плотности растворов, но и построить графическую зависимость, которая будет связывать количество поглощенных паров воды с изменением объема раствора. С объемными способами выражения концентрации растворов учащиеся в школе на уроках почти не знакомятся, только в разделе о скорости химической реакции приводится подобный способ выражения концентрации, однако, учитывая практическую важность молярной и нормальной концентраций в условиях лабораторий количественного анализа, в сборнике имеется достаточно большое число примеров задач с использованием этих видов концентрации. Следует обратить внимание на то, что нормальная концентрация растворов, очень удобная при проведении титрования, в высшей степени зависит от того, какая именно реакция будет осуществляться, поэтому, 174
если не учесть при решении задачи 4-93, что нормальность раствора перманганата калия указана для его реакции с солью железа, проводимой в кислой среде, при которой эквивалент КМп04 равен 7б моль, то ответ о вычисленной плотности окажется фантастически большим. В задачах на кристаллизацию веществ (4-108—4-115) следует обратить внимание на то, что в процессе кристаллизации кристаллогидратов количество воды в растворе изменяется, и поэтому удобнее сначала произвести расчет на содержание в растворе соли в виде кристаллогидрата и чистой воды — растворителя. Задачи 4-119 и 4-121 связаны с тепловыми эффектами в процессах растворения и требуют применения ряда положений, которые учащиеся получают в курсе физики. Задачи и вопросы, связанные с теорией электролитической диссоциации (4-122—4-142), дают не только качественное, ной количественное описание ряда процессов. В этих вопросах, например в задаче 4-137, обращается большее внимание на ступенчатую диссоциацию. Следует отметить, что и в других задачах, например в задаче 4-128, следует учитывать процессы гидролиза и силу кислот, поэтому ответ на эту задачу в предположении об образовании ортофосфата аммония, а не кислой соли будет ошибочным. При ответе на основной вопрос задачи 4-141 следует учесть, что скорость достижения равновесия для реакции диоксида углерода с водой заметно меньше, чем скорость ионной реакции нейтрализации, а в других случаях следует учитывать и разницу в характере реакций. Задачи 4-148—4-230 содержат различной сложности расчеты по уравнениям реакций, проводимых с участием растворов. При решении задачи 4-180 (ответ на вопрос «б») следует учесть не только закон сохранения массы, но и действие закона Архимеда при взвешивании на воздухе. Можно экспериментально проверить ответ и учащиеся при правильном подборе масс реагирующих веществ смогут убедиться, что вверх будет подниматься чашка весов, на которой происходит выделение более тяжелого, чем воздух, а не более легкого газа. При решении задачи 4-191 и ряда других следует учесть, что максимальное количество газа кислого характера будет поглощаться при образовании кислой соли. Возможность образования кислых солей следует учитывать и в других задачах,— так, решение задачи 4-202 завершается вычислением массы сульфата натрия, образующегося при прокаливании смеси гидросульфата с хлоридом натрия. "Процессам, происходящим при пропускании электрического тока через растворы, посвящены задачи 4-210—4-243, причем довольно много задач построено на рассмотрении не только качественной стороны процессов электролиза, но и количественной его стороны с использованием закона Фарадея. 175
В пятой главе собраны задачи и вопросы, связанные с количественным анализом, с определением состава смесей веществ. Наряду с расчетными задачами в ней имеются также и практические работы, которые предлагались на областных и всесоюзных олимпиадах. Достаточно широко представлены в этой главе также и задачи алгебраического характера на составление и решение систем уравнений. Особый интерес представляет задача 5-68, где наряду с несколько необычной для многих учащихся реакцией хлорида железа (III) с медью, имеющей большое практическое значение при изготовлении печатных схем, учащийся должен проявить также понимание зависимости линейных размеров и объема тела. При решении задачи 5-89 необходимо проанализировать условия, с тем чтобы установить, какой же из растворов был взят в избытке. При решении задачи 5-103 следует обсудить легкость и скорость протекания гомогенной и гетерогенной реакций и на основании этого обсуждения выбрать из трех- результатов наиболее достоверный, а затем уже и проводить вычисления. При решении задачи 5-90 необходимо учесть, что при действии соляной кислоты на смесь цинка с оксидом меди ("II) компоненты смеси будут подвергаться нескольким типам превращений, иначе один из ответов противоречит другому. Анализ условий задачи также необходим и при решении вопроса, по какому же уравнению будет реагировать смесь карбонатов при постепенном добавлении к ней при охлаждении и перемешивании соляной кислоты, так как при неправильном выборе уравнения реакции ответ отличается от правильного в несколько раз. Глава зат вершается несколькими задачами производственного характера. В шестой главе сосредоточены задачи и вопросы на установление молекулярных и структурных формул неорганических веществ. Она начинается с несложной, но нестандартной задачи на опознавание формул хорошо известных веществ при непривычной записи этой формулы. Так, брутто-формула кристаллогидрата сульфата цинка включает одновременно все элементы. Затем следуют классические задачи на определение качественного и количественного состава различных веществ, а также установление молекулярной формулы по результатам сожжения, по данным процентного состава, по результатам химического анализа с полными или неполными данными. Значительный интерес представляет задача 6-17. На первый взгляд данных для решения кажется недостаточно, однако, используя представления о валентности бериллия и алюминия, можно получить ответ. В расчетных задачах, имеющихся в этой главе, достаточно часто используется представление о химическом эквиваленте, однако подавляющее большинство таких задач может быть решено и методом обычного стехиометрического расчета с ис- 176
пользованием гипотез о возможных формулах исследуемого вещества (например, предположив, что оксид элемента имеет формулу Х20, т. е. элемент проявляет степень окисления +1» можно проверить, существует ли элемент с вычисленной атомной массой в природе, затем подобный же анализ проводится для оксида состава ХО и т. д.). В большом числе задач заранее оговорена степень окисления или валентность элемента в соответствующих соединениях. Однако следует обратить внимание при решении подобных задач на полноту доказательств и проверку соответствия полученного решения всем данным задачи. Так, к примеру, если установлено значение эквивалента равное 7, то в соответствии с данными задачами надо выяснить, какой из элементов — литий или кремний — удовлетворяет условиям задачи. В шестой главе имеется большое количество не только расчетных задач, но и задач и вопросов качественного характера. Особенностью многих из них является то, что требуется не только установить формулу какого-то соединения, но достаточно часто в качестве равноправных вопросов той же задачи выдвигается проблема поиска метода синтеза, выделения, применения в технике или народном хозяйстве или анализа соответствующего вещества. Задачи этого раздела тесно связаны с представлениями о методах установления структуры веществ в лабораторных условиях и требуют не только хорошего знания свойств веществ, но и достаточно хорошего представления о физических методах выделения и исследования веществ. В седьмой главе собраны задачи и вопросы по органической химии. Хотя собственно материал органической химии изучается в X классе, некоторые из вопросов общего характера (7-5, 7-13, 7-21, 7-43, 7-53, 7-55 и др.) могут представлять интерес не только при работе с учащимися X класса. Построение этой главы в целом напоминает построение предшествующих разделов книги. Глава начинается с вопросов общего характера, в том числе на специфические для органической химии явления существования гомологических рядов и изомерии. Значительно большее внимание, как это делается и в школьном курсе, привлечено к вопросам строения органических веществ, более глубоко; чем в разделах неорганической химии, затрагиваются проблемы электронного и пространственного строения органических соединении. Значительный интерес представляют вопросы на объяснение правил присоединения к ненасыщенным соединениям (7-32, 7-33, 7-34, 7-35, 7-47). При рассмотрении задачи 7-42 с учащимися необходимо использовать сведения об окислительно-восстановительных реакциях солей галогеноводородных кислот и представления о смещении химического равновесия. При обсуждении реакций ор- 12 Заказ № 4074 177
ганических веществ значительно большее внимание следует уделять обсуждению возможности протекания реакций одного и того же вещества по различным направлениям. Так, рассматривая реакции аллилового спирта (7-45), следует подчеркнуть, что, например, реакции с бромоводородода для этого соединения должны протекать как по непредельной группировке, так и по гидроксильной группе. После задач на предсказание свойств и направления реакций органических веществ следуют задачи на синтез и разделение смесей (7-56—7-22), причем значительный интерес представляют задачи на распознавание одновременно органических и неорганических веществ. Эти задачи позволяют активизировать знания учащихся по неорганической химии и показать общность изучаемых на разных этапах обучении процессор и законов химии. Целенаправленный синтез веществ с точно определенным положением различных атомов иллюстрируют задачи на синтез меченых радиоактивными* изотопами соединений. При обсуждении с учащимися задачи на синтез глицерина можно не только затронуть проблемы получения пищевых продуктов из непищевого сырья, но и побеседовать с учащимися о радиоуглеродном методе определения возраста органических веществ биогенного происхождения (этим методом можно отличить глицерин, получаемый из крекинг-газов — продуктов переработки нефти, от глицерина, получаемого гидролизом жиров^. Следует отметить, что при решении задач по органической химии точно так же, как и при решении задач из различных областей неорганической химии, необходим тщательный анализ и обсуждение данных, имеющихся в условиях задачи,— так, задача 7-140 дает два различных ответа в зависимости от того, какие из четырех изомерных бутиловых спиртов присутствовали в смеси. Задача 7-146 на определение состава смеси трех веществ кажется перегруженной лишними условиями, но при правильном выборе метода решения, действительно, можно обойтись для получения ответа на вопрос задачи (спрашивается содержание только одного из компонентов) без~ ряда данные, если же решать ее, устанавливая содержание каждого из компонентов, то могут оказаться полезными все данные в условиях задачи. Как и в области неорганической химии при решении задач на установление формул органических веществ или при предсказании возможных реакций важно хорошо знать физику и математику. Так, при решении задачи 7-151 необходимо хорошо понимать закон Архимеда, так как первый ответ, который обычно приходит в голову учащимся (неизвестным газом с подъемной силой на воздухе вдвое меньшей, чем у водорода, обладает гелий), оказывается неверным, что легко устанавливается расчетом с использованием формул физики для вычисления подъемной силы. Задачи на установление формул строения органических веществ, естественно, оказываются 178
более разнообразными, чем в неорганической химии, поскольку постоянно приходится решать вопросы о выборе одного из возможных структурных изомеров. В некоторых случаях, .например в задаче 7-171, школьник может прийти к неправдоподобной на первый взгляд формуле СН5М02, но обсуждение реакций вещества позволяет установить, что это вещество со столь странной формулой просто представляет собой формиат аммония. Собранные в настоящем сборнике задачи могут оказать заметную помощь в подготовке ко всем этапам олимпиад и в повышении уровня внеклассной и внешкольной работы с учащимися средних школ и производственно-технических училищ, .способствуя развитию и углублению интереса к химии. ПРИЛОЖЕНИЕ Некоторые физические постоянные и переводные коэффициенты Число Авогадро 6,02-1026 кмоль Кл .Число Фарадея 9,65-107 кг-эквив Объем моля газа при нормальных условиях 22,4 =22,4 л кгмоль 1 л=10-3 м3=1000 мл 1 ч = 60 мин = 3600 с 1 кал = 4,19 Дж 1 атм = 760 мм рт. ст. = 101,3 кПа Константы кислотности и основности некоторых соединений | Соединение 1 Я0Да Перекись водорода Фтороводородная кислота Муравьиная кислота Уксусная кислота 1 Фенол 1 Сернистая кислота 1 Сероводородная кислота Угольная кислота Фосфорная кислота Аммиак Анилин 1 Метиламин Серебра оксид Кальция гидроксид Формула Н20 н2о2 НР , нсоон СНзСООН СбН5ОН [Н2503] Н25 [Н2С03] Н3Р04 ын3н2о сбн5ын2 СН3Ш2 А&20 Са(ОН)2 Константа кислотности К или основности К 1.810-16 2,6-10-12 6,5 Ю-4 1,8-Ю-4 1.8- Ю-5 1 Ю-10 К\ 1,3- Ю-2; Кч 6,8.10-* К| МО"7; К2 1,3- Ю-13 Кх 45- Ю-7; К2 5-10-" КГ"7-Ю-»; К2 6,2-10-* /(з 4,7 Ю-12 1.8- Ю-5 з.з-ю-10 5,4-Ю-4 1 1,1.10-* К2 4,3-10-» 12* 179
Таблица растворимости некоторых веществ в воде 1 р~ 1 с1~ 1 Вг~~ | !- | ОН" | N0^ $2" 50з" [ 5°4~ [ Р04~ 1 5Ю!~ ео!~ | НСОО~ 1 сн,соо~ | С,7НвСОО~ н+1 р р р р р р м р р н - р р н лн^1 р р р р р р р р - — р р р 1 м Ма+' р р р р р р р р р р р р р р 1 м к+| р 1 р р р р р р р р р р р р р | - г, 2+ Ва М Р Р Р Р Р Г н н и н 1 н р р Са2+ н р р р м р г н м н н н р г> 1 н 2+ н ' р р р н р г м р н - н р р "з+| А1 м р р р н р г - р н - р 3+1 Сг м р р н р г р м ~ р 3+1 Ре м р р н р н н - - 2 + Ре М Р Р ! Р н р н н р и н - р 2 + 1 Мп Р р Р Р н р н р н н р р 2+ 2о м р р р н р н м р н н н р р н А8+ р н н н р н и м н н р н не+ г н н н г н н н н м м 2+ г р р н р н г н р 2+ Си м р р н р н р н р р н 2+ РЬ н м м м н р н и н н н н р р н 3+ В1 н г н н г н г н 2+ $п р р р м н г н р н г р — растворимо (>1 г в 100 мл воды); м — малорастворимо (0,1—1 г в 100 мл воды); н — нерастворимо (<0,1 г в 100 мл воды); г — разрушается водой (сильный гидролиз). Знак —. обозначает, что данные о существовании или растворимости вещества в справочнике химика не приведены. Электрохимический ряд напряжений металлов !«■ ''N3 Ва Са м$ А1 Ве Мл 2п Сг Ре Со N1 5п РЬ » Н В1 Си н? А* Р1 Аи
ОТВЕТЫ Глава 1. 1-82. 0,12 млн. т. 1-83. В предложении полноты распада до свинца и гелия 2,5 атм. (До ^8Тп и гелия не изменится). 1-85. 12,69 л. 1-86. Около 6 млрд. лет. Глава 2. 2-91. № 1 — Р205, № 2 — СаО, № 3 — РЬ(ЫОз)2, К? 4 —СаС12. 2-92. № 1 — СиО, № 2 — МгЮ2, №3 —РеЗ, № 4 —С. 2-93. № 1—ВаС12, И» 2 — СаС12, № 3 — N301, №4 — N32504, №5- К2СО3. 2-94. № 1— Ва^ОэЬ, № 2 —СаС12, № 3 — N301, № 4 — РЬО, № 5 — №N03, ^ 6 — К2СО3. 2-95. № 1 — Мп02, № 2 — СиО, № 3 — N301, № 4 — РЬОу № 5 (СиОНЬСОз, № 6 —СиС12, № 7 — Н^О, № 8 —СаСОз, № 9 —Ре5, № ю —КСЮ8. Глава 4. 4-4. 1,63-Ю-23. 4-5. 3,3-Ю* 4-6. N2 — 2,15-1022; С02—1,37 1022. 4-7. Лития примерно в 30 раз больше. 4-9. 75,6%. 4-10. 22,26 л =^22,4 л. -4-11. В сосуде с N2 12 атм (1216 кПа). В сосуде с ЫНз часть аммиака сжижится и давление будет определяться упругостью паров жидкого аммиака при 20°С. 4-14. А2В; р= -д ^^ ; 4-15. Неограниченное (теоретически) количество, повторяя процесс 2Н^+ +02^2Н&0(12>1,). 4-16. 0,037 АВ при использовании С02 в качестве окислителя. 4-17. 16,07 г Н20; осталось 8,16 г Н2. 4-18. Для Не —0 атм (сосуд пуст), для N6 — 0,6 Ро, для Аг —0,9 Ро. 4-19. Около 0,503 атм (51 кПа). 4-20. 39,25 г 0О2. 4-21. Не сгорит, хотя формально избыток 02. (9*0,04 л 02 на 2,96 л N2+002). 4-22. Оптимальное 9,1% (1 * Ю), максимальное 13,8% (1:6,25). 4-23. 267 кал (1118 Дж). 4-24.00-40%; Н20 — 60%. 4-25. С02 —36%; Н2 — 36%; СО — 24%; Н20-4%. 4-26. 18,75% С12 и 81,25% Н2. 4-27. Образуется СО, а не С02. 4-29. Давление около 10,6 атм (1074 кПа), в сосуде Н2 и 57,64 г 6,3%-ной соляной кислоты. 4-30. Кольцо появится примерно в 40 см от тампона, смоченного соляной кислотой. 161
4-31. Примерно 1,07 кг. 4-32. Возрастет на 36 кг; 324 кг А1. 4-33. 1,193 г/л; <1,76 г Н20. 4-34. Перетянет чашка с цинком. 4-35. В ИНз превратилось 20% исходного азота, уровень подъема жидкости возрастет за счет растворения (поглощения) аммиака затворной жидкостью. 4-36. 207,6 м3 воздуха; Ы2 —73,95%; С02 —21,8%; Н20 —2,45%; 02 — 1,8%. 4-37. 33,3% 02. ас2(к— 1) 4-38. сх = а-кс2+ Уш . 4-40. 37,8% (ЫН4)2С03. 2МА—Ш 4-43. <х = МА а = 57% (при диссоциации только на Н20 -и 503). Для процесса (т+п)МА—М А-> лВ+тС,- а= -——— —. (т+п)ЫА—МА 4-44. Возрастет. 4-47. В предложении мономолекулярной адсорбции площадь примерно в 550000 больше. 4-48. Около 18,7 г. 4-51. 70,4 ккал/моль (295 кДж/моль). 4-52. 191,7 ккал/моль (803 кДж/моль) 4-54. Процесс экзотермический (С2 ^ 14 ккал/моль или 58,6 кДж/моль). 4-55. Процесс экзотермичен. 4-56. Процесс экзотермичен, К= = 10,4 моль-1. 4-57. Примерно 1 11. 4-58. А1 —35,5%. 4-59. Лучше В2Н6 (452 ккал/моль или 1893 кДж/моль)). 4-60. При повышении давления и понижении температуры равновесие сместится влево. 4-61. При повышении давления и понижении температуры равновесие сместится вправо. 4-62. При полном превращении кислорода в озон Р1^0,662 Я0. 4-67. В 2 раза. 4-68. V! : у2 Уз: V^=2^I* : 3 : 3Я/а»26 = = 5,66 : 3 : 5,2 : 32= 1,89 : 1 : 1,73 ! 10,7. В 5,66 раза. 4-69. 40 мин. 4-70. 80,7; 95%; 6,6 моль Н2 на1 моль иода. 4-71. При повышении давления растворимость увеличится. 4-75. Добавить еще 4,828 объема (а не 2!) любого из газов; добавить еще 2 (л— 1)+Ул2—п объемов любого газа. 4-76. Вычислить степень диссоциации 503 (а = 48,4%) при /(== = 2,13-103 м/л. 4-77. 1,2-10-4 см. 4-78. 50 г Си504-5Н20 и 270 мл воды. 4-79. 4*1,2%; 31,75 мл. 4-82. 10%, если не происходит реакций, ведущих к образованию новых веществ. 4-83. Строгое решение требует построения графика зависимости изменения объема раствора Н2504 при разбавлении (с использованием табличных данных по плотности); поглотилось 114 мл Н20. 4-85. Примерно 169,5 мл. 4-86. 54 г кристаллогидрата и 146 мл воды. 4-87. На 1 вес. часть Ыа2504- 10Н2О, 1,54 объемной части 5%-ного раствора (38,46 г и 59,0 мл). 4-89. Растворить 1,125 г смеси в 18,75 мл 0,5 М Н2504. 100-а А, 4-90. с= —%; не всегда. Ст (хА+уВ) 4-01 Г - ——- о/ Сп = Ст-х1-у1, где х1 и у1- 4-92. Ст = - валентности А и В. 1000 Ср (100-Ср)(хА+уВ) ' 1000 Ст 1000<*-С,„(хА+уВ) ' 4-93. 1,053 г/мл. С„ = 182
4-95.0,126 т. 4-96. 32%-ный олеум. 4-97. 0,51 4-98. Примерно 29,3%. 4-99. Около 0,56%. 4-100. 7,04 г. 4-101. 41,11 г. 4-102. С< 10°-А(А+>7' % Ю0-Г-/ИА—тА/А в пределах растворимости. 132а 4-103. С<—-%. а+Ь 4-104. 4,06 г. 4-105. 9,08%. 4-107. Около 29,5%. 4-108. Потери 61,5%. 4-109. Выпадет 21,15 г. 4-110. 18 г кристаллогидрата. 4-111. 632,5 г раствора. 4-112. «25,7%. 4-113. 128,8 г Ре504-7Н20. 4-114. Выпадают кристаллогидраты различного состава СаС12лН20. 4-115. 78,4%. 4-118. 1Лё — 2067, № — 435. 4-121. 3,55 г №2504, а не №С1+ +ЫаН504; г = 24°С. 4-129. 0,18 мг/100 г раствора. 4-130. а) 1,9-Ю-3; б) рН = 0,7; в) 40 мл; г) 2,54 л. 4-131. 413 л. 4-132. В 1 л 2 н. раствора больше. 4-133. 9-10-2 и 1,3-104 моль/л. 4-134. В 117,6 раза. 4-135. 2-Ю-5 Мкон/л, рН 5,6. 4-136. рН 11,82. 4-137. 3,2 моль/л; 137,5 мл. 4-138. а) рН = 3,9; б) СН3СООН; 0=0,126; НОС1, а=310-<; в)а = =6-10-*. 4-143. Слабокислая. 4-147. 0,05 м/л. 4-148. 2,83 мл. 4-149. 10,1%. 4-150. 1 ; 1,526. 4-151. 25,2 г Ре; 150 мл раствора. 4-152. 1,32 л газа; 7,6% Н2. 4-153. 10,56 мл. 4-154. 91,12 мл. 4-155. 40,5%; 155 л. 4-156. 4,37 раза. 4-157. 1 :3,75. 4-158. 22 года. 4-159. ^9,8 л. 4-160. ^97,9 г. 4-161. 42,76 мл. 4-162. 17,15%. 4-163. 43 мл. 4-164. 176,8 мл, т. е. примерно в 4 раза больше. 4-165. 1,08 г А1. 4-166. 417,8 мл. 4-167. После катализатора Ы2— 24,3%, Н2 —47,2%; ЫН3 —28,4°/ после кислоты N2 — 34%, Н2 — 66%. 4-168. 114,1 л С02; 566 мл раствора (МН4НС03). 4-169. 52,8 мл. 4-170. 200 мл. 4-171. 170 мл. 4-172. 78% по СаР2, 83% по Н2504. 4-173. Выход 72,6% по соли, 71% по известняку. 4-174. 0,32 г Мо52. 4-175. Достаточно. 4-176. 0,68 г А1203. 4-177. 0,8 атм (81 кПа). 4-178. Равновесие не изменится. 4-179. Если кислота в недостатке, равновесие не изменится; если кислоты достаточно для растворения цинка или обоих металлов, перетянет чашка с цинком. 4-180. В открытых сосудах перетянет сосуд с цинком, в сосудах с надувающимся шариком (закон Архимеда) перетянет сосуд с СаС03. 4-181. а) Стакан с НС1 станет на 0,35 г легче; б) стакан с Н2504 станет на 6,05 г легче стакана с на. 183
4-182. НС1 —0,39%; НЖ)3 —0,18%. 4-183. КС1 —9,9%; СаСЬ —7,4%. 4-184. 0и5О4 —8,4%. 4-185. 4,58-1024 молекул. 4-186. НС1—0,073%; ЫН4С1 — 0,054%. 4-187. КН504—11,8%; Н250д-14,1%. 4-188. 25 г раствора ЫаОН. 4-189. 250 мл. 4-190. Газы прореагируют полно- стью. 4-191. $>0,2М (^4,48 л). 4-192. >*б,2М 1^4,48 л). 4-193. 20,3% ЫаН503. 4-194. 0,2 М Са(НС03)2. 4-195. 2МКН503. 4-196. ^58,9% (в зависимости от растворимости!) КН2Р04. 4-197. 1,94% КН2Р04 и 4,97% К2НР04. 4-198. а) в растворе 0,1 М КН2Р04 и 0,1МК2НРО4; б) ^3,36 л (1 :12 Й Н2; в) 3,36 л Н2+ +3,36 л ЫН3. 4-199. Дополнительное количество водорода (0,2 М) выделилось за счет реакции цинка с гидролизованным раствором 2п504. 4-200. а) 5,95 мл; б) при реакции 2 выделится 149,3 мл N0, при реакции 5 выделится 294 мл С02 (или 588 мл СО), или 735 мл (Ы2+С02) или 1176 мл (Ы2+СО); в) 0,4М КЖ>3 и 0,135М НN03 в 1 л. 4-201. 56 мл N0 4-202. 52,6 г Ыа2504. 4-203. В первом — 0,007 М А^03, во втором — 0,009 М. 1,23АВС 4-207. 261,2/ла 4-204. 4-205. А (В+80С-0ДЮ61ВС+ВБ) 255,6/иа 4-206. Ы(а+Ь) 183,8/па сё(а+Ы) сс1(а+Ь) 4-208. % ВаС12= 41,баш % А1С13=- За^+^2-0,116 4,46-Ж N. л ллл „, 100 (1,244а-V) 4-209. %м«~ 0>ЗПа ; 326У объем соляной кислоты = —;—'. Ы 4-224. з|) 36 г Н20 и 196 г Н2504? в) 1362 или 1725 т; г) ~ 106 мл. 4-226. 6 батареек. 4-227. 49 л Н2 и 24,5 02. 4-228. 1867 атм (189127 кПа). 4-229. 14 ч 53,5 мин. 4-230. Около 25% (1=1,341иэм). 4-231. 9,5% ЫаСЮз и 26% N30. 4-232. 17,3% КНС03; 54 г А1. 4-233. 12,7% ЫаС1 (выпадение Си(ОН)2) или 11,6% (выпадение Сц20), а не 8,4% №ОН. 4-234. 8,6% ЫаОН. 4-235. N301— 14,4%, ЫаОН — 9,6%; N32003 — 0,4%; N3010 — 0,056%. 4-236. 15,82 л. 4-237. 5,62% N2. 4-238. 0,2а. 4-239. 3,95% КОН. 4-240. Учесть реакцию меди с азотной кислотой. 4-241. 6,8 г №25О410Н2О. 4-242. На анодах 112 мл С12, в растворе РеС12, на катоде 0,28 г Ре, в растворе РеС13, на катоде металл не выделится. 4-243. а) из первого Ш РсС13-6Н20, из второго и третьего по 0,5М №25О4-10Н2О; б() в первом газ не выделится; во втором—11,2 л водорода (катод), в третьем— 11,2л Н2 (катод) и 11,2 л 502 (из раствора). Глава 5. И. 44,40 Си. Б-2. 17,7% СаО и 82,3% Са(ОН)2. 184
5-3. 28,6% РЬ и 71,4% РЬО. 5-4. 28,8 г Си504. 5-5. 6,4 г Си. 5-6. 35,1 г РЬ(Ы03)2. 5-7. 10,143 г; 18,6%. 5-8. 18,8% Ре; 16,3% АёЫ03. 5-9. 6,15% НС1. 5-10. 13,5% С12. 5-М. 502 — 66,7%, N2 — 33,3%. 5-12. 52,7% Си. 5-13. 0,353% №1, 1,33% ЫаС1. 5-14. 3 г Ре. 5-15. 75,3% Ад. 5-16. 3,7% МаВг. 5-26. 6,5%. 5-27. Взять около 7,1—7,2 мл кислоты и 45 мл Н20. 5-29. /янс1 = 39,2 (2,4-а[Н+]ВКСп); тНа504 =Ю5ИН+]экс-1,47). 5-31. 3,8 мл. 5-32. 6,4%. 5-33. 1,2 М. 5-34. 0,16н. Н2504; 0,04н. НС1. 5-35. 26,5% Ыа2503; 2,56 г. 5-36. Си - 27,6 %, Ре — 72,4 %. 5-37. Ре — 39,5 %; А1 — 38 %; Си — 22,5%. 5-38. 67,2% КВгОз. 5-39. А1 — 61,8%, 2п —21,2%, 51 — 12%, Си-5% 5-40. А1 —8,2; Ре — 33,8 %; Си —58 %. 5-47. 0,15 г. 5-48. 45 г (^30,6 мл) раствора АдЫОз. 5-49. 17,55 мл; 0,64 г Си. 5-50. РеО:Ре203=18: 1. 5-52. 2,62 г Ва$04. 5-53. 56% НС1. 5-54. 38,7 №2С03; 61,3% №НС03. 5-55. 44% №С1 и 56% КС1. 5-56. НР03:Н4Р207=1 ; 2. 5-57. 26,75%. 5-58. 0,05 н. НС1; 0,05 н. НВг. 5-59. НС1 — 4,38%; НЖЭ3 — 11,34%. 5-61. 15,8% Н2504. 5-62. 47,9% СаСОз-МеСОз. 5-63. Си504-ЗН20:Си5045Н20=== -511, 5-64. Ка2С03-43,4%; КгСОз-56,6%. 5-65. СаС12-6Н20— 58,2%; Ва(ОН)2-8Н20— 41,8%. 5-66. №25О4-10Н2О — 83,75%; Си504-5Н20 —16,25%. 5-67. 10,3% СаС12, 4,6% 2пС12. 5-68. В 1,5 раза. 5-69. ЫаОН — 1 %; КОН —5,6 %; ВаС12 — 10,4%. 5-70. 0,ЗМ Ад2504 и 0,4М Ва12. 5-71. (ЫН4)2504—35%; 1ЧН4С1-14%; №2С03—28%; М^СОз—22%. 5-72. М^СОз —32%; ВаСОз -37,5%; СаО —10,7%; 5Ю—19,8%. 5-73. КШ3-35%; КМп04-36,6%; КСЮз—28,4%. 5-74. Си —60,4 %; Ад —30,6 %; Сг-9%. 5-75. Мд2(ОН)2С03—37,4%; 1\Н4Ы02 —8,4%; (ЫН4)2Сг207 — 33,2%; МН4М03—21%. 5-76. 9,93 г^т^8,7 г (могло остаться железо в остатке, так как вся кислота прореагировала). 5-77. 135,9 мл кислоты и 448 мл Н2, а не 155,4 мл кислоты и 672 мл газа. 5-78. 0,1 г СаСОз и 22,4 мл С02 или 1,99 г СаСОз и 873,6 млС02. 5-79. Формально 89,3%, но не известны примеси. 5-80. 81,25% 2п; 41,5 мл кислоты. 5-81. Формально 41,5 мл, но не известны примеси. 5-82. 0,504 г Мд; 38,5% МдО и 61,5% М^. 5-83. 4,45 г Ва (ОН) 28,1 Н20. 5-84. Си2(ОН)2С03-.91,7%. 5-85. РЪ(М0з!)2-88%. 5-86. 2,235 г; КЖ>3 — 45,2%; КСЮ3 — 54,8%. 5-87. 72,7 мл кислоты; примерно в 2 раза. 5-88. 189 г №2503 и 106 г №2СОа. 5-89. 50%. 5-90. СиО — 47,3%; 2п—52,7% (а не 2п—38,2%). 5-91. Разбавление 96%-ной Н2504. 185
5-92. Примерно 5%. 5-93. 2,76% К2СО3; в 1,8 раза (а не в 1,4 раза). 5-94. При 0°С в 8512 раз, при 100°С в 8,96 раза. 5-95. 10,3% (МН4)2СОз и 7% Ш4НС03. 5-96. 0,13%. 5-97. 21,6%. 5-98. 67,6-85,7%. 5-99. Са3(Р04)2—65,5%; СаС03 — 2,7%. Глава в. 6-1. Са(ОС1)С1; Ме(ОН)С1; [Си(ОН)]2С03; Ш4Ж)3; 2п504- •7Н20. 6-2. (СГМ)2. 6-3. Н2$. 6-4, ЫН3. 6-5, Н25. 6-в» 6,35 г РеС12 или 11,75 г РеС13- •6Н20. 6-7, ЫН4М02. 6-8. Ре304. 6-9. А—С52; В —избыток серы. 6-10. Си25. 6-11. Н2+02. 6-12. Р20+Н2; 1,25 г/л. 6-13. Рубин А1203 (следы Сг). 6-14. А - КШ3; В - КШ2. 6-15. Ыа35Ь54-9Н20. 6-16. У0504. 6-17. Ве3А12516018. 6-18. х : у=-60а : (5400—102а). 6-19. Н20(Н+2,63%, 0-2,63%) 6-20. Олово. 6-21. №5046Н20. 6-22. N40; 1,49 л Н2. 6-23. НоС13 или ЕгСЦ. 6-24. НСЮ4. 6-25. Ки04. 6-26. 50% А1 и 50% А1203. 6-27. Барий. 6-28. М^О. 6-29. А1+2п. 6-30. Са+А1. 6-31, 2Ц-5г. 6-32. №+5г. 6-33. 1,96 г Ре. 6-34. СаС03+Сс1С03 +2пС03. 6-35. Ре2($04)2. 6-36. Си504. ЬМ-ЗЗбООа 6-37. х = или 5гС03+ 11 200а-6 6-38. а) Ыа2С03-ЮН20; б) одинаковый.* 6-39. а) 224 мл 502; б) Ре5047Н20; в) 119,05 мл раствора. 6-40. Си(Ы03)2-ЗН20. 6-41. №25203.5Н20. 6-42. Олово и уран. 6-43. Уран. 6-45. 24,8 л. 6-46. 40%. 6-47. Магний. 6-48. а) не надо; б) 28,2 г (МН4)С03. 6-49. Железо. 6-50, ЫаН. 6-51. Уран. 6-52. Висмут. 6-53. Литий 23,9%, рубидий 76,1%. 6-54. 72—90% бериллия. 6-55. 38,9% М^С12. 6-56. 95% СаС03; 4,2% МеС03; 0,8% Н20. 6-57. Литий (образование У^+ +ЬЬО). 6-58. Марганец. 6-59. Калий. 6-60. Хром. 6-6Ь Натрий. 6-62. Стронций (или гафний). 6-63. Рений. 6-64. НСЮ3. 6-65. Малахит Си(ОН)2-СиС03; азурит 2Си(ОН)2-СиС03. 6-66. Кальций; 0,19 нм<г^0,24 им. 6-67. Ме$03. 6-68. СаС03. 6-69. 66,7% Ре+33,3% 51. 6-70. Сплав лития с калием; 20 г СиО. 6-71. А1+Ж 6-72. Натрий 0,46 г, кальций 0,6 г. 186
6-73. Ыа+Нд. 6-74. 2п+Нд. 6-75. 25,2% В+74,8% Си. 6-76. 36,85% $1+63,15% Ме. 6-77. 1 М (2 н.) ВаС12. 6-78. КСN. 6-79. 2Ю. 6-80. Ва(НС03)2 и М#504. 6-81. А^03. 6-82. А12(504)3. 6-83. А1253. 6-84. Ва(М)ГЬ и КН$04 (а не Са504). 6-85. Си5. 6-86. А — литий, В — водород, АВ-21Н. 6-87. Водород. 6-88. Со2(504)з'18Н20. 6-89. 0 — водород, В — кислород, О —№ОН; 25%. 6-90. (1ЧН4)2С03Н202 — гидроперит. 6-91. [Си(ЫН3)4]504-20. 6-92. №25203-5Н20. 6-93. № 1 — А^С1; № 2 — водный раствор аммиака, № 5 — СО, № 6 —Н2$. 6-94. СоС12-6Н20 (а не 5пС14.12Н20 или УС13'9Н2а)§ 6-95. АХВУ—2п$, простые вещества 03+02 или 03+№, РЬтВп-РЬ5. 6-96. А—Са(Ы03)2, В— (МН4)2С03. 6-97. А—Са (или КН). 6-98. У —водород. 6-99. АХВУ—Ре52, АтСп—Ре304. 6-100. Р253. 6-101. Цезий и золото. 6-102. 33,7% СаСОз и 66,3% ВаСОэ. 6-103. Цинк и селен. 6-104. Калий и натрий (сплав), сильвинит КСЬЫаС1. 6-105. 21Н. 6-106. Нитрид бора ВЫ. 6-107. Нитрид лития И^Ы, 6-108. 5гУ2Об (хуже ВаЫЬОв). 6-109. А1253. 6-110. 2% ВаО; 98% Н^О. 6-111. А — кислород, В — углерод, С — кальций. 6-112. А — кислород, В — азот, С — водород. 6-113. А — бор, Б — углерод, В — азот. 6-114. А — углерод, В — кислород, С — бериллий (или азот); ВеСОз или органическое вещество, например С(Ш2)4. 6-115. А—магний, В — кремний, С — сера. 6-116. А — водород, В — кислород, С — натрий, В2С2—Ыа202. 6-117. X —сера, А-Н2$, В-Н2504. 6-118. А— кальций, В — сера, С — углерод. 6-119. А—сера; 1 — А1253; 2 — С$2; 3 —502; 4 —5Ь253 или Аз253. 6-120. X —сера, У—хром. 6-121. Магний или цинк. 6-122. Аммиак; 23,15 мл раствора. 6-123. Нашатырь ЫН4С1. 6-124, Основная, серная и кислая соли угольной кислоты. 6-125, Смеси Мп4-Мп02 или Сг+ -т-СгОз разного состава. 6-126..X —5Ш4, У —02. 6-127. А —N3 или К; В —02; С — перекись. 6-128. Красный или черный, Н^5, 6-129. А —ЫН3; В — Ы2 (из ЫН4Ы02). 6-130. X — Н^5 (киноварь). 6-131. А —конц. Н2504 или Н3Р04, В — хлорид. 6-132. А — медь, С — бром. 6-133. А — карбонат кальция. 6-134. А — конц. Н2504; С — сера (для трех веществ В — восстановитель (С, Си, 2п, РеЗО^) или сульфит. 6-135. Хг- НС1, А —активный металл, В — окислитель. 6-136. А — газ — восстановитель (502, Н25, С2Н4, НС1>. 6-137. А — раствор соли ртути, В — металл или А — бромид, В — хлор, другой окислитель, или А — бромная вода, В — непредельный углеводород. 187
6-138. X —Си504-5Н20 (или нитрат меди). 6-139. А —502, В — С12, Э — Н20. 6-140. А — КСЮз, В — НС1. 6-141. А — КС103, Е — КСЮ4, X — КМпО*. 6-142. А — сульфит, В — сульфид щелочного металла. 6-143. А — Н202, В — Мп02 или иной катализатор (РЬ, КМп04, К2Сг207), С — кальций или магний, 6-144. А —С2Н4, В —СО. 6-145. А — КМп04. 6-146. Возможно, 020+2и 6-147. Возможно, 2Ш+Н20 (Р Архимедова Н2>т21+'ян2о). 6-148. Возможно, нитраты (например, №и03+РЬ(ЫОз)2+АеШ3, Глава 7. 7-8. На 1 моль бициклобутана — 1 моль циклобутана — 3 моль ме- тилциклопропана и 4 моль бута- нола-2 или на 1 моль циклобутана — 1,5 моль 2-метилбутано- ла-2 и 2 моль бутанола-2. 7-19. На 1 л С4Ню — 5,2 л (50%) о2+о3. 7-20. 2,24 л. 7-22. Учесть теплоту испарения воды. 7-35. (СН3)2СНСН2С1 (СН3)3СС1 = =3 1. 7-36. (СН3)2СНСН(СН3)СН2С1! (СНз)2СНСС1(СН3)2=1,5:1. 7-48. 4,48 л (СгНб+СзНв+С.Ню). 7-50. 30,46 г бензола; а) 55,3 г олова и 120 г брома или б) около 186 г брома и 2—3 г олова (катализатор), 7-51. 456 кг олеума и 544 кг кислоты. 7-52. 67,2% на прореагировавший ацетилен. 7-54. Около 276 г 96% Н2504 и 5 г сахара; р*92%. 7-120. № 1—НСООС2Н5; № 2 — С2Н5ОН; № 3 —СНОСНО; № 4 — СбН,2, № 5 —СНзСООН; № 6- СвН5ОН. 7-122. 70% С2Н4. 7-123. 70% С2Н2. 7-124. С3Не:С4Н10=4:1. 7-125. 0,63 г С1СН2СООН, 0,85% КС1 и 2,33% КНСОэ. 7-126. 33,3% С3Н8 и 66,7% СН4; ^10,1 л воздуха. 7-127. 20% бутадиена. 7-128. 1,259 г/л или 14,104 Онг или 0,973 Овозд. 7-129. 18,84% С2Н2; 81,86% С2Н4; ^8,12 л воздуха. 7-130. С2Н6 —50%; С3Н6 — 30%; С2Н4—20%. 7-131. 448 л. 7-134. 21,5 г; 14% С3Н7ОН; 86% С2Нб СООН. 7-135. 4,25% СНзСООН; 7,36% С2Н5ОН. 7-136. 2,4% СНзСООН. 7-137. 18,8% С6Н5ОН; 46,5% СбН5ЫН2. 7-138. 40% С2Н2 и 60% С3Нб. 7-140. 23,8% первичного спирта и 76,2% третичного спирта или 33,3% первичного спирта и 66,7% вторичного. 7-141.31,2% СН3СООС6Н5 и 68,8% СН3СООСН2СбН5. 7-142. 0,8 моль С4Н10 (46,4 г). 7-143. С2Нв -25%; С3Нб-50%; С2Н2 — 25%. 7-144. 0,4 М раствор СбН&ОН; 0,8 М раствор С2Н5ОН; 1,2 М раствор СНзСООН. 7-146. 6% СНзСООН, 7-147. СН3ОН. 7-148. С4Н,0. 7-149. Около 905 у. е. 7-150. СЭ4. 7-151. СН4, а не Не. 7-152. 2,5-диметилгексан. 7-153. 2,2-диметнлпропан. 7-154. С7Н,б. 7-155. СбН12. 7-156. С2Н40 (2 изомера!). 188
7-157. СН202 (НСООН). 7-158. СбН12. 7-159. СбН6. 7-160. СНзОСНз, а не СН3СН2ОН. 7-161. С3Н70№. 7-162. СН4. 7-163. С4Н2. 7-164. С4Н8 (циклобутан или метил- циклопропан). 7-165. С4Н8 (6 изомеров). 7-166. С6Н10:СзН3Ы^1:3. 7-167. С3Нб. 7-168. С3Н80. 7-169. С3Н60. 7-170. СНзОСНз, а не С2Н5ОН. 7-171. НСООNН4. 7-172. С5Ню (10 структурных-И пространственных изомера). 7-173. СхН4. 7-176. СНзСООН. 7-177. С8Н8(С2НБ)Ы02 (27 изомеров); С8НдШ (9 изомеров) диме- тил- и этилнитробензолов. 7-178. 26,5% С8Н12 и 73% С7Н16или 79% С6Н,4 и 21% С8Н18; (0,45$+0,3186)а-&6 0,455а 6-0,318а ' <П Ь-0,318а * где а — вес С02, Ь — вес углеводородов СпН2п+2 И С(п+Л)Н(2п+2А+2). 7-179. С2Нв-т-СзН4. 7-180. С2Нв; С3Н40 (4 изомера), СЭН602 (7 изомеров), С3Н803 (1 изомей), С4Н202; С4Н403. 7-181. 46,7% С2Н2 и 53,3% СН3С= =сн. 7-182. А —пропан, В — бутадиен, С — этанол. 7-183. 33,3% СН4, 33,3% СН3СН2С^СН и 33,3% С2Нб; 44,5% СН3СН=СН2 или 33,3% С2Н6; 44,5% СНзС^СН и 22,2%. СН3СН = СН2. 7-184. Изомеры С4Н9Вг и С4Н8. 7-185. ^56,7 г. 7-186. М=72, С3Н7СНО. 7-187. Изомеры НСООС4Н9. 7-188. 2-метилбутанол-2. 7-189. НСНО и СНзСНО. 7-190. 3,2 г СНзОН и 3 г СН3СН2СН2ОН. 7-191. 20,55% СН3СНОНСН3 и 79,45% СНзСОСНз. 7-192. А — С2Н5СООН. Е - СН3СНО. 7-193. СН3СН2СН2ОН или СНзСНОНСНз; НСООС3Н7. 7-194. А — малеиновая кислота, О — яблочная кислота. 7-195. СНзСООН, а не СН2ОНСИОНСНОНСНО. 7-196. А — трипальмитат глицерина, В — 1,2,3-трибромпропан. С — лаль- митат серебра. 7-197. СН3СН (ОС2Н5)2, а не С3Н80. 7-198. 30—33% С4Н9ОН и 67-70% С4Н9ОС2Н5. 7-199. Н—СН21; Н—СН2-ЫН2; Н—СН2—СООН; НООССН2^ —СН2—СООН. 7-200. С3Н7Вг (2 изомера). 7-201. 2,4,6-тринитрофенол. 7-202. (С2Н5СОО)2Си. 7-203. С3Н5Вг (5 изомеров); присоединит 4,48 л хлора. 7-204. С5Н8 (10 изомеров). 7-205. С6Н5СН = СН2 (или СН2= = (—СН = СН—)а = СН2). 7-206. М^2С3; СН2=С=СН2 и СНзС^СН. 7-207. 2,61 г С6(0Н)6. 7-208. СН2=СН—СН21. 7-209. А—С2Н5ОН. 7-210. А — метанол. 7-211. А —уксусная кислота, С — ацетон. 7-212. А —этанол, В —бутанол-1 или 2-метил-пропанол-1. 7-213. 1 — НСООШ4; 4 — Н2; 6 — оксалат, 10 — Н20. 7-214. А — пропанол-2 и ацетон. 7-215. А — аммиак, В — непредельный углеводород, С — Н25 или непредельный углеводород, И — 502 (возможны варианты). 189
7*219* Гликолевый альдегид Н0СН2СНО. 7-217. НСООСНз. 7-218. НСООС2Н5. 7-21?. А —серебро, В —ВаС03, 167 мл раствора. 7-22р. НСООС2Н5. 7-221. А —глицин, В и С а- и (5-ала- нины, Э — фенилаланин, Е — кап- ролактам. 7-222. А —(СН3)4^С1-, рН=12,3. 7-223. 2-метилпропанол. 7-224. 2-метилбутанол-1. 7-225. СбН5СН2С = СН. 7-226. 3,4-диметилгексен-З. 7-227. Преимущественно 3,6-дибром- Ьметилциклогексен-1, но не 1,2- дибром-1 -метилциклогексен-1. 7-228. Циклогексен. 7-229. А —циклогексен, В —цикло- гексан, С — бензол. 7-230. Диметиловый эфир метилма- лоновой, а не янтарной кислоты СН3СН(СООСНз)2. 7-231. А — циклогексан, Е — цикло- пентан. 7-232. А-СН3СН(ОН)СООСН2- -СН2СНз. С?—а—аланин. 7-233. С6Н5С^СН / СН2ОН 7-234. \ОН 7-235. СН2 < \ С = 0 или \сн=сн/ 7-236. А-(СНзСН2СН20)2СО—ди-к- пропилкарбонат. 7-237. НСООСН = СНСН2СН3. 7-238. Сг(СО)*.
ОГЛАВЛЕНИЕ Предисловие .. . 3 Глава 1. Строение вещества. Предсказание свойств веществ и направления реакций 7 Глава 2. Качественный анализ неорганических веществ 28 Глава 3. Неорганический синтез и разделение смесей 42 Глава 4. Расчеты по уравнениям реакций. Растворы и их концентрация. Химическое равновесие 54 Глава 5. Количественный анализ смесей неорганических веществ 86 Глава 6. Определение формул и строения неорганических веществ 101 Глава 7. Органическая химия 127 Глава 8. Некоторые вопросы методики составления заданий для химических олимпиад школьников 167 с1егеууаЬа