Текст
СБОРНИК
ОШ • КОНКУРСНЫХ ЗАДАЧ
ПО ХИМИИ С РЕШЕНИЯМИ
Под редакцией М. А. ВОЛОДИНОЙ
ИЗДАТЕЛЬСТВО
МОСКОВСКОГО УНИВЕРСИТЕТА 1983
УДК 54
Сборник конкурсных задач по химии с решениями/Под ред.
М. А. Володиной. — М.: Изд-во Моск, ун-та, 4983. — 248 с.
Практическое пособие ставит задачу выработать у изучаю-
щего химию логику мышления в процессе решения задач, научить
самостоятельно решать сложные химические задачи, осмысленно
используя и закрепляя теоретический материал.
Книга содержит материал в объеме программ средней школы
и подготовительных отделений вузов. При расположении мате-
риала учитывается последовательность программных тем с посте-
пенным усложнением задач. В конце сборника предложены задачи
без их решения в целях дальнейшей самостоятельной проверки
полученных навыков.
Для поступающих на естественные факультеты университетов.
Печатается по постановлению ________
Редакционно-издательского совета----- ----г Л7 R I
Московского университета d у Ч О v I __________J
Рецензенты: ; ^,4 |
докт. хим. наук В. М. Потапов;\ --------------—----1
канд. хим. наук Е. Е. Миллиоресси
СБОРНИК КОНКУРСНЫХ ЗАДАЧ ПО
ХИМИИ С РЕШЕНИЯМИ
Зав. редакцией Н. М. Глазкова. Редактор Л. И. Чиркова.
Обложка художника В. В. Гарбузова. Художественный редак-
тор Л. В. Мухина. Технический редактор К. С. Чистякова.
Корректоры М. И. Эльмус, Л. А. Костылева, Л. А. Куз-
нецова.
Тематический план 1983 г. № 97.
ИВ № 1336
Сдано в набор 20.12.82. Подписано к печати 04.05.83. Формат 70Х
Х84'/1б- Бумага тип. № 3. Гарнитура литературная. Высокая печать.
Усл. печ. л. 16,9. Уч.-изд. л. 16,21. Тираж 42000 экз. Заказ 521/4730.
Цена 80 коп. Изд. № 1782
Ордена «Знак Почета» издательство Московского университета.
103009, Москва, ул. Герцена, 5/7.
Отпечатано в Московской, тип. № 6 Союзполиграфпрома, Москва,
109088, Южнопортовая ул., 24, с набора тип. ордена «Знак Почета»
изд-ва МГУ, Москва, Ленинские горы.
1802000000—102
077(02) — 83
© Издательство Московского университета, 1983 г.
СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие ...................................................... 4
Замечания к пользованию «Сборником конкурсных задач по химии с решениями» 5
П р и л о ж е н и е № 1 ......................................... 6
Неорганическая химия (условия задач) . .......................... 7
Органическая химия (условия задач)................................ 35
Неорганическая химия (решения задач)...............................55
Органическая химия (решения задач)................................192
Приложение № 2 (в конце книги)
ПРЕДИСЛОВИЕ
«Сборник конкурсных задач по химии с решениями» рассчитан на
слушателей подготовительных отделений и заочных подготовительных
курсов вузов, поступающих в вузы. Сборник может быть полезным по-
собием для учащихся и преподавателей химии средних учебных заве-
дений и техникумов.
Принимая вступительные экзамены по химии в Московском уни-
верситете, преподаватели обратили внимание на то, что абитуриенты
затрудняются обычно в решении усложненных задач, связанных с ря-
дом последовательных химических превращений, распознаванием от-
дельных компонентов смесей, установлением строения органических
соединений на основании их свойств и наоборот — определением
свойств веществ на основе их строения.
Трудности при решении задач, по мнению авторов, возникают не
столько из-за недостаточных знаний химических и физических свойств
конкретных веществ, сколько из-за неумения логически связывать в
целое отдельные явления.
Для решения задач по неорганической химии необходимо знание не
только химических, но и физических свойств веществ; качественных
реакций на катионы и анионы; способов разделения смесей веществ;
окислительно-восстановительных реакций. Чтобы решить задачи по
органической химии, нужно знать теорию химического строения орга-
нических соединений, генетическую связь между различными клас-
сами органических соединений, установление строения веществ по
их свойствам, возможные, наиболее рациональные пути синтеза
некоторых органических веществ, механизм и условия осуществле-
ния тех или иных химических реакций. Задачи в сборнике составлены
таким образом, что для успешного решения каждой из них должны
быть использованы знания нескольких разделов химии. Во всех зада-
чах числовые значения подобраны так, чтобы они составляли кратные
доли моля, не требуя длительных арифметических операций и фикси-
руя основное внимание на химических превращениях. Решения задач
вынесены в самостоятельный раздел сборника с тем, чтобы читатель,
ознакомившись с содержанием задачи, мог попытаться самостоятель-
но наметить пути ее решения, а затем воспользоваться готовым реше-
нием для самоконтроля.
«Сборник конкурсных задач по химии с (решениями» составлен кол-
лективом преподавателей и научных сотрудников химического факуль-
тета МГУ: докт. хим. наук М. А. Володиной, канд. хим. наук Р. А. Гра-
чевой, 3. С. Новиковой, Т. П. Толстой, докт. хим. наук Н. П. Шуше-
риной (раздел органической химии), канд. хим. наук Г. М. Попович
(раздел неорганической химии).
4
ЗАМЕЧАНИЯ К ПОЛЬЗОВАНИЮ «СБОРНИКОМ КОНКУРСНЫХ ЗАДАЧ
ПО ХИМИИ С РЕШЕНИЯМИ»
1. В тексте задач и решений указанные объемы газообразных веществ
даны для нормальных условий.
2. Если в тексте задач не указан выход продуктов реакций, его сле-
дует считать количественным.
3. При упоминании в тексте задачи ,и решения «эквивалентные коли-
чества» следует обратить внимание на уравнение реакции, относя-
щееся к данному контексту.
4. Над стрелкой в схемах или знаком равенства в уравнениях реакций
указывается катализатор или реагент, использующийся в данной
реакции. Под стрелкой указывается сущность превращения' (отщеп-
ление воды, водорода, присоединение воды и т. д.).
5. В решениях приводятся все уравнения (или схемы) реакций, имею-
щие отношение к каждой задаче. Уравнения (схемы) нумеруются,
нумерация затем используется в тексте решения задачи.
6. В разделе неорганической химии вычисления в процессе решения
(составление пропорций) ведутся непосредственно под соответст-
вующим химическим уравнением.
7. При решении задач следует пользоваться Приложениями № 1 и №2.
Приложение № 1
ПЕРИОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА
ЭЛЕМЕНТОВ Д. И. МЕНДЕЛЕЕВА
Пери- оды Ряды| г р . у п п Ы
1 II III |V V
1 I (Н)
2 II 3 Li 6,941 4 Be 9,01218 Бериллий 5 В ’0.81 6 c 12,011 Углерод 7 N 14,0067
3 III и Na 22.98977 12 Mg 24.305 Магний 13 Al 26.98154 Алюминий 14 Si 28,086 НремннЙ 15 P 30,97376 Фосфор
4 IV 19 К 3* .098 Келий 20 Са 40,08 Кальций 21 Sc 44,9559 Снеидйй 22 Ti 47,90 23 V 50,941 < ВаиаДнй
V 29 Си 63,54 8 Медь зо Zn 65.38 Цинн 3i Oa 69,72 Галлий 32 Ge 72.5» Г Врианий 33 As 74,9216 Мышьяк
5 VI 37 Rb 65,46 7 а Рубидий 38 Sr S7.62 Стронций 39 V 86,905° 40 Zr 91,22 Цирнои"й 41 Nb 92.9D64 Ниобий
VII 47 Ag '07,868 Серебро 48 Cd 112,40 Кадмий 49 In 114.82 Индий 50 Sn 118,6» Олово 51 Sb 121,75 Сурьма
6 VIII 55 Cs 132.9054 Це»ий 56 Ва 137,3* 57 La* ’38,905s 72 Hf 178,4 » Гафний 73 Та 180,947? Тантал
IX 79 Au 196,9665 Золою во Hg 200,5» 81 T1 204.37 Таллий 82 Pb 207,2 Свинец 83 BI 208,9804 Висмут
7 X 87 Ег 1 [223] ®РаициЯ 88 Ra • 226.02*4 89 Дс** [227] *нтиннй io4 Ku [261] Нур-ат»аиД 105 (Ns) (Нильсбории/
г р. • у п п ы £ h E 0
VI VII VIII
1 н 1,0079 Водород 2 Не 4,00260 Гелий I 1
8 О 15,999и Кислород 9 F 18,99840 Ю Ne 20,17» 11 2
16 S 32,Об 17 CI 35,453 18 Ar 39,949 111 3
24 Сг 51,996 Хром 25 Мп 54,9380 Марганец 26 Ее 55,84? Железо 27 Со 58,9332 Кобальт 28 Ni 58,70 IV 4
34 Se 78,9« Сел»н 35 Вг 79,904 36 Кг 83.80 • Криптон V
42 Мо 95,9и Молибден 43 ТС 98 9062 Технеций 44 Ru 101,0? Рутений 45 Rh 102.9055 46 Pd 106,4 ’ Палладий VI 5
52 Те 127,60 Тел/'УР 53 I 126,9045 Йод 54 Хе 131.30 цсенок VII
74 W 183,8s Вольфрам 75 Re 186.2D7 76 Os 190,2 Осмий 77 Ir J 92,21 Иридий 78 Pt Платина V1H 6
84 Ро [20’] Полоний 85 At bw] 86 Rn [222] Радо" IX
В квадратных скобках приведены массовые числа наиболее устойчивых изиюлив.
Названия и символы элементов, приведенные в круглых скобках, не является
общепринятыми.
Точность последней значащей цифры ±1 ИЛц jt.l, если она выделена мелким
шрифтом.
* Л .А Н Т А н О И Д Ы
58 Се 140,12 Церий 59 Рг 140,9077 СраэвсАим 60 Nd 144,2* неодим 61 Pm [1<5] Прометий 62 Sm 150, 4 Самари Я 63 Ец 151,96 ЕаРОлий 64 Od 157,2$ Гадолиний
** А Н Т И Н О И Д-Ы
90 Th 232,0381 Торий 91 Ра 231,0359 Прбтант.1иий 92 U 238,02» 93 Np 237.04В2 Наги уний 94 Ри [244] ПлУЮиин 95 Am [243] Америция 96 Ст [ш] Кюрий
65 Tb 158,9254 ТаРбий 66 Dy 162, So Диспрозий 67 Ho 164,9304 Гольмии 69 Er 167,2» Эрбнй 69 Tm 168,9347 70 Yb 473,04 Иттербий 71 Lu 174,97 Лютеций
97 Bk [2.7] Барнлнй 98 Ct [2S>] Калифорний 99 Es [25.] Эйнштейний IOO Em [257 ] Фермин 101 Md [25«] МеиДелеаин !02(No) [255] 1 Небе >ий) юз (Lrl [254] (Лоуренсий)
НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
(условия задач)
1. При разложении 49 г неизвестного вещества выделилось 13,44 л
кислорода и осталось твердое вещество, содержащее 52,35% калия и
47,65% хлора. Определите формулу неизвестного вещества.
2. 32 г тонкой металлической проволоки, предварительно нагретой,
при опускании в колбу с неизвестным газом раскаляется и сгорает.
Если через раствор соли двухвалентного металла, образовавшейся в
результате сгорания, пропустить ток сероводорода, то выпадает 48 г
черного осадка,. Из какого металла сделана проволока? Сколько грам-
мов оксида марганца (IV) и миллилитров 36,5%-ного раствора соля-
ной кислоты (пл. 1,19) нужно, взять для получения неизвестного газа
в количестве, необходимом для полного сгорания исходной прово-
локи?
\ 3. В каком объеме воды необходимо растворить хлороводород, об-
разующийся при слабом нагревании 234 г хлорида! натрия с концентри-
рованным раствором серной кислоты, чтобы получить 20%-ный раствор
соляной кислоты?
4. 88,81 мл раствора бромида калия (пл. 1,34) количественно про-
реагировали с 4,48 л хлора. Рассчитайте концентрацию использован-
ного раствора бромида калия.
5. Из хлористого водорода, выделившегося при обработке 200 г тех-
нической поваренной соли серной кислотой, получен хлор, который пол-
ностью прореагировал с 20,8 г хрома. Рассчитайте процентное содер-
жание поваренной соли в техническом препарате.
6. После термического разложения 197 г смеси хлорида калия и
бертолетовой соли в присутствии МпО2 получили 149 г остатка, расплав
которого подвергли электролизу. Какое количество кремния способно
прореагировать с газом, выделившимся при электролизе?
7. К 100 г раствора, содержащего, одинаковое количество хлорида
и фторида одного и того же металла,, прилили избыток раствора нит-
рата серебра. Выделившийся осадок отфильтровали, промыли, высу-
шили и взвесили. Масса его 'Оказалась равной 14,35 г. Исходные соли
7
окрашивают пламя в желтый цвет. Определите качественный и количе-
ственный состав (в процентах) солей в исходном растворе.
8. При нагревании бертолетовой соли часть ее разложилась с выде-
лением кислорода, а часть — с образованием КСЮ4 и хлорида калия.
Определите массу и состав остаща, если при нагревании 73,5 г бер-
толетовой соли выделилось 6,72 л кй.
9. В раствор, содержащий 51 г нитр„ а серебра, прилили 16,59 мл
10%-ного раствора соляной кислоты (пл. 1,1). Какой объем 26%-ного
раствора хлорида натрия (пл. 1,2) потребуется для полного осаждения
серебра из оставшегося раствора нитрата, серебра? Определяйте общее
количество хлорида серебра, осажденного из исходного раствора! нит-
рата серебра.
10. Смесь трех газов смешали в замкнутом сосуде и взорвали. Ка-
кая кислота образовалась при этом и какова ее концентрация в раство-
ре, если первый газ был получен действием соляной кислоты на 21,45 г
цинка,.второй — разложением 25,5 г нитрата натрия и третий — дей-
ствием избытка соляной кислоты на. 2,61 г оксида мар ганца (IV) ?
11. В трех пробирках находятся растворы нитрата1 серебра, берто-
летовой со ли' и дихромата! калия. При действии одного и того же реак-
тива на содержимое трех пробирок в первой из них выпадает 57,4 г
белого осадка, а во второй и третьей пробирках за счет протекающих
в них реакций образуется по 13,44 л хлора. Назовите формулу исполь-
зованного реактива. Определите исходные количества соли в про-
бирках.
\/12. В раствор гидроксида натрия пропустили неизв1естный газ жел-
то-зеленого цвета с резким запахом. При этом образовался раствор
смеси двух солей^ применяемый для отбеливания тканей и бумаги.
11, 7 г одной из полученных солей -при взаимодействии с раствором
нитрата серебра дает 28,7 г белого творожистого осадка. Рассчитайте
объем израсходованного при этой реакции 10%-ного- -раствора нитрата
серебра (пл. 1,,1). Назовите формулы образовавшихся двух солей.
/13. Соль А окрашивает пламя в желтый цвет и с раствором нитрата
серебра образует белый творожистый осадок. При нагревании соли А
с концентрированной серной -кислотой выделился газ', который раство-
рили в воде. Получившаяся при этом кислота- взаимодействует с
26,1 г оксида, содержащего 63,21% четырерсвалентного- элемента, .с об-
разованием г-аза X, способного обесцветить влажную -бумагу, окрашен-
ную фиолетовыми чернилами. Назовите вещества А и X. Определите
количество израсходованной соли А и объем выделившегося газа X.
14. Фотографирование основано на разложении соли металла А под
действием света, и черное изображение на проявленной фотопленке
образовано мельчайшими частицами выделившегося (металла. Если ме-
талл А, входящий в состав соли, растворить в концентрированной
8
азотной кислоте, то выделится 4,48 л 6ypoiro газа и образуется 34 г
нитрата одновалентного (металла, дающего (белый творожистый осадок
с раствором хлорида натрия. Анионом исходной -соли является анион
кислоты, которая образуется наряду с серной кислотой в результате
взаимодействия бромной воды и сернистого газа. Определите состав
соли, применяемой в фотографии.
15. При взаимодействии средней соли неизвестного металла, окра-
шивающей пламя в желтый цвет, с. избытком соляной кислоты выде-
лилось 4,48 г оксида серы, содержащего 50% серы. Определите форму-
лу и количество- исходной соли.
16. Газ, получаемый при сжигании сероводорода в избытке кисло-
рода, прореагировал с 250 мл 25%-н-ого раствора гидроксида -натрия
-(пл. 1,28) с образованием кислой -соли. Рассчитайте объем израсходо-
ванного сероводорода.
17. Смесь веществ, полученных после прокаливания смеси цинка и
серы без доступа воздуха, растворили в -избытке соляной кислоты; при
этом осталось 24 г нерастворимого -вещества и выделился газ, при
сжигании которого- -в избытке кислорода- образуется новый газ, способ-
ный восстановить 104,8 г дихромата натрия, подкисленного серной
кислотой. Определите состав -исходной смеси цинка и- -серы.
18. При пропускании сероводорода через 16 г раствора сульфата
меди(П) может -образоваться 1,92 г черного -осадка-. Рассчитайте кон-
центрацию И'спользо-ванно-roi раствора сульфата- меди и- объем израсхо-
дованного сероводорода.
19. При сжигании на во-здухе 9,7 г сложного -вещества образуются
8,1 г растворимого в щелочи оксида, содержащего 80,2% -металла(II),
и газ, плотность которого по водороду ра-в-на 32, который может обес-
цветить раствор, содержащий 16 г Вг2. Определите исходное вещество.
20. В двух лит-рах воды растворили 134,4 л оксида -серы, содержа-
щего 50% серы. Рассчитайте объем 25%-ного- раствора гидроксида
натрия (пл. 1,28), который необходимо добавить к полученному раст-
вору, чтобы получить среднюю соль.
21. Для полного- осаждения меди в виде сульфида! -из 291 мл
10%-ного раствора- сульфата меди -был (Использован газ, полученный
при (Взаимодействии 17,6 г -сульфида железа с избытком соляной кис-
лоты. Рассчитайте плотность 10%-ного раствора сульфата -меди.
. '22. 165 г технического' препарата сульфида железа обработали со-
ляной кислотой. Газом, полученным при сжигании выделившегося -се-
роводорода в избытке (Воздуха, полностью нейтрализовали раствор
гидроксида натрия. Образовавшаяся после нейтрализации соль в сре-
де серной кислоты может перевести 131 г дихромата -натрия, подкис-
ленного серной кислотой, в соль трехвалентного хрома. Определите
процентное содержание сульфида железа в (исходном препарате.
о
23. При взаимодействии газа, полученного при обжиге 8,8 г суль-
фида, железа (II) и 12 г пирита, с раствором гидроксида натрия обра-
зовалась средняя соль. Рассчитайте объем израсходованного 25% иного
раствора гидроксида натрия (пл. 1,28).
' 24. При растворении 14 г неизвестного металла в разбавленной
серной кислрте выделяется 5,6 л водорода и образуется соль МеБОд,
из которой можно получить 69,5г кристаллогидрата, используемого в
производстве красок и пропитке древесины, предотвращающей ее от
гниения. Определите формулу этого кристаллогидрата.
25. При обжиге в избытке воздуха 29,1 г соли двухвалентного ме-
талла получили смесь двух оксидов, один из которых газообразный.
Такое же количество газообразного оксида выделяется при нагревании
концентрированной серной кислоты с 19,2 г меди. 24,3 г второго1 оксида,
содержащего 80,25% двухвалентного металла, растворили в соляной
кислоте и к получившемуся при этом раствору прилили гидроксид нат-
рия. Образовавшийся раствор с осадком разлили в две пробирки. В од-
ну из пробирок прилили соляную кислоту, а в другую — раствор гид-
роксида натрия. В обеих пробирках произошло растворение осадка.
Определите формулу- исходной соли. Объясните все наблюдаемые яв-
ления.
26. При сжигании на воздухе простого желтого вещества А обра-
зуется газ Б с резким запахом. Газ Б получается также при обжиге
минерала В на воздухе. При действии соляной кислоты на вещество' Г,
состоящее из таких же элементов, что и минерал В, но другого про-
центного состава, выделяется гав Д с запахом тухлых яиц и образует-
ся раствор, который с красной кровяной солью дает темно-синий оса-
док. При пропускании смеси газов Б и Д через воду выпадает вещест-
во А. Назовите вещества А, Б, В, Г и Д. Напишите уравнения проте-
кающих реакций. Какое количество соли образуется при пропускании
5,6 л газа Д через 296,7 мл 18%-ного раствора сернокислой меди
(ПЛ. 1,2)?
27. Через электролизер, содержащий 1454,6 мл 10%-ного раствора
сульфата меди (пл. 1,1), пропустили электрический ток. Спустя неко-
торое время ток отключили. В оставшийся после электролиза раствор
пропустили избыток газа А. При этом получилось 48 г черного осадка.
При сжигании газа А в избытке кислорода образуются вода и газ Б,
обесцвечивающий бромную воду. Рассчитайте объем газа, выделивше-
гося на аноде, и объем 60 %-ной азотной кислоты (пл. 1,37), необхо-
димой для растворения меди, осажденной на катоде. Определите газы
А и Б.
28. 60 г металла II группы периодической системы элементов, взаи-
модействуя с азотом, образуют нитрид, при гидролизе которого- полу-
чаются гидроксид соответствующего металла и аммиак. При катали-
10
тическом окислении выделившегося аммиака образуется 21,96 л оксида
азота (II) с выходом 98%. Определите исходный металл.
29. При. нагревании 12,8 г соли: образуется 7,2 г воды и 4,48 л хи-
мически малоактивного газа, плотность которого по водороду равна 14.
Определите формулу соли.
30. При пропускании на воздухе электрических искр между конца-
ми проволок образуется 8,96 л бурого газа с резким запахом. Такое
же количество бурого газа выделяется при взаимодействии 12,8 г ме-
талла с 60%-ным раствором азотной кислоты (пл. 1,375) с образова-
нием Me(N03)a. Определите металл и рассчитайте объем израсходо-
ванной азотной кислоты.
31. Смесь двух неизвестных газов, не имеющих цвета и запаха, про-
пущена при нагревании над катализатором, содержащим железо. По-
лученный при этом газ растворен в воде. На нейтрализацию образо-
вавшегося раствора израсходовано 69,6 мл 10 %-кого раствора соляной
кислоты (пл. 1,05); полученная при этом соль при нагревании с гид-
роксидом натр>ия выделяет бесцветный газ с резким запахом. Опреде-
лите количественный и качественный состав исходной газовой смеси.
32. При взаимодействии 6,4 г неизвестного металла с концентриро-
ванным раствором кислоты образуется соль двухвалентного металла! и
выделяется 4,48 л газа, содержащего 30,43% азота и 69,57% кислоро-
да. Плотность газа по водороду равна 23. Назовите неизвестный ме-
талл.
33. Имеется смесь хлорида калия, калийной селитры и бертолето-
вой соли. Определите ее количественный состав, если известно, что при
нагревании 8,49 г этой смеси выделяется 1,12 л га’за, а при действии
соляной кислоты на то же количество смеси выделяется 1,344 л газа.
34. Определите объем газа, выделившегося при нагревании 340 г
вещества, состоящего из трех элементов, окрашивающего пламя в жел-
тый цвет и содержащего 16,47% N и 57,47% О. Назовите формулу ис-
ходного вещества.
35. Прокалили смесь двух нитратов одновалентных металлов; сум-
марный объем выделившихся при этом газов оказался равным 8,96 л.
При обработке твердого остатка водой часть его растворилась. Нерас-
творимое в воде вещество обработали избытком концентрированной,
азотной кислоты. Объем выделившегося газа бурого цвета — 4,48 л.
Нитраты каких металлов были взяты, если масса одного -из нитратов
равна 34,0, а второго — 20,2 г?
36. Соль А, окрашивающая пламя в желтый цвет, при нагревании
до температуры 300°С плавится, при дальнейшем нагревании' переходит
в соль другой кислоты и при этом выделяется газ В, в котором очень
быстро сгорает раскаленный уголь. При нагревании соли С выделяет-
ся такой же объем газа В, но наряду с этим образуется 40 г оксида,
содержащего 80% двухвалентного .металла, и выделяется газ бурого
цвета. При нагревании с концентрированной серной кислотой кристал-
лов как соли А, так и соли С отгоняется жидкость, в которой раство-
ряется медь. Определите состав и количество исходных солей А и С.
37. При окислении фосфора 60%-ным раствором азотной кислоты
(пл. 1,37) получена ортофосфорная кислота, на нейтрализацию которой
потребовалось 25 мл 25%-ного раствора гидроксида: натрия (пл. 1,28),
при этом образовался дигидрофосфат натрия. Рассчитайте объем азот-
ной кислоты, израсходованной на окисление фосфора.
38. При гидролизе .36,4 г фосфида, кальция образуются гидроксид
кальция и фосфористый водород, который сжигают. Образовавшийся
оксид фосфора(У) растворяют в 50 мл 25%-ного раствора 'едкого нат-
ра (пл. 1,28). Определите состав образующейся соли и ее концентра-
цию в растворе.
39. При обработке 291,2 г фосфида кальция соляной кислотой об-
разуются фосфористый водород и хлорид кальция. Оксид фосфора(V),
полученный после сжигания фосфористого водорода, растворили в 0,8 л
25%-ного раствора гидроксида натрия (пл. 1,28). Определите состав и
количество образовавшейся соли.
40. 12,4 г простого вещества, смесь которого1 с бертолетовой солью
воспламеняется даже при слабом трении или нажиме, сожгли в из-
бытке кислорода. Твердое белое вещество, получившееся в результате
сгорания, растворили в 150 мл 25%-ного раствора гидроксида натрия
(пл. 1,28). При этом образовалась соль А, которая с раствором нит-
рата серебра дает ярко-желтый осадок. Определите неизвестное про-
стое вещество, состав соли А и ее концентрацию в растворе.
41. При обработке смеси гидроксида и гидрокарбоната калия из-
бытком раствора соляной кислоты образовалось 22,35 хлорида калия
и выделилось 4,48 л газа. Рассчитайте процентный состав, исходной
'смеси.
42. Определите количество и состав соли, образовавшейся при, рас-
творении в 38,4 мл 25%-ного раствора гидроксида натрия (пл. 1,25)
газа, получившегося в результате сжигания на воздухе 6,72 л газооб-
разного вещества, плотность которого по водороду равна 8 и состоя-
щего из 75% углерода и 25% водорода.
43. Смесь двух газов, один из которых был получен обработкой
50 г карбоната кальция соляной кислотой, а второй — взаимодейст-
вием 43,5 г оксида марганца(1У) с концентрированной соляной кис-
лотой, пропустили через 3018,2 мл 10%-ного раствора йодистого калия
(пл. 1,1). Определите объемный состав взятых газов после окончания
реакции.. Растворимостью газов пренебречь.
44. Белое кристаллическое вещество при взаимодействии с раство-
ром сильной кислоты выделяет газ, плотность которого по водороду
12
при нормальных условиях составляет 22. При .нагревании этого веще-
ства выделяется тот же газ, но в количестве в два раза меньшем. Пла-
мя горелки от .внесения этого вещества окрашивается в желтый цвет.
При действии избытка, соляной- кислоты на 8,4 г данного, вещества из
раствора упариванием можно1 выделить 5,85 г соли — продукта реак-
ции. Какое вещество было взято? Правильность ответа подтвердите
расчетами.
45. При обработке соляной кислотой смеси Веществ, получившихся
в результате прокаливания 30 г оксида кремния (IV) и 30 г магния,
выделилось 4,48 л водорода. Определите количество образовавшегося
кремния.
46. В результате электролиза, оксида алюминия с угольным анодом
образуется оксид углерода (IV), при пропускании которого, через рас-
твор гидроксида кальция образуется 48,6 г гидрокарбоната кальция.
Рассчитайте количество железной окалины, которое можно, восстано-
вить с помощью образовавшегося алюминия. Каков объем получив-
шегося оксида углерода (IV)?
47. При обработке 50 г смеси серебра, алюминия и. оксида магния
избытком раствора концентрированной азотной кислоты образовалось
4,48 л газа. При взаимодействии такой же навески1 исходной смеси, с
избытком гидроксида натрия выделилось 6,72 л газа. Рассчитайте про-
центный состав исходной смеси..
48. При действии соляной кислоты на 22,4 г неизвестного металла
образуется хлорид металла^!!) и выделяется 8,96 л газа. Определите
неизвестный металл.
49. Вещества, оставшиеся после прокаливания смеси алюминия с
РезО4 без доступа воздуха, растворили в щелочи, при этом выделилось
13,44 л газа. При растворении такого же количества этих веществ в
соляной кислоте выделилось 53,76 л газа. Определите количественный
состав исходной смеси алюминия и ВезОд.
50. 20 г сплава меди с алюминием обработали раствором щелочи.
Остаток растворили в концентрированной азотной кислоте, образовав-
шуюся при этом соль выделили и. прокалили. Масса остатка после
прокаливания составляет 8 г. Определите объем израсходованного
40%-ного раствора гидроксида, натрия (пл. 1,4).
51. На растворение смеси цинка, и оксида цинка, израсходовано
132,8 мл 20%-ного раствора соляной кислоты (пл. 1,1). Выделившийся
газ после сжигания образует 3,6 г воды. Определите процентное со-
держание металла в смеси.
52. После обработки 70 г смеси двух металлов концентрированной
азотной кислотой получили нитрат двухвалентного металла, .оксид
азота (IV) и осталось 54 г трехвалентного металла, который может
взаимодействовать с раствором щелочи и образует хлорад; реагируя с
13
67,2 л хлора!. Выделившийся оксид азота(1У) с гидроксидом калия
образует смесь солей, одна из которых при разложении превращается
во вторую соль с выделением 2,8 л кислорода. Определите исходные
металлы. Подтвердите ответ расчетами.
53. При растворении 260 г неизвестного металла в сильно разбав-
ленной азотной кислоте образуются две соли: Me(NO3)2 и соль X, при-
меняемая в качестве удобрения. При нагревании соли X с гидроксидом
кальция выделяется газ А, который с ортофосфорной кислотой обра-
зует 66 г гидрофосфата. Определите неизвестный исходный металл.
54. При растворении смеси опилок меди, железа и золота в концен-
трированной азотной кислоте образовалось 6,72 л газа и 8,55 г нерас-
творившегося остатка. При растворении такой же навески исходной
смеси в соляной кислоте выделилось 3,36 л газа. Определите процент-
ный состав исходной смеси.
55. При восстановлении водородом оксида меди(П), полученного
разложением нитрата меди, и поглощении продуктов реакции в труб-
ке с оксидом фосфора(У) масса этой трубки увеличилась на 3,6 г.
Какой объем 88%-ного раствора серной кислоты (пл. 1,8) потребуется
для растворения восстановленной меди? Рассчитайте количество раз-
ложившегося нитрата меди.
56. Стружки неизвестного, предварительно нагретого' металла сгоре-
ли в сосуде с газом, полученным при взаимодействии 34,8 г оксида
марганца(1У) и 336 мл (пл. 1,19) 36,5%-ного раствора соляной кис-
лоты. Образовавшееся в результате реакции вещество с желтой кро-
вяной солью дает темно-синий осадок (берлинская лазурь). Рассчи-
тайте исходное количество неизвестного- металла и назовите его.
57. Сплав алюминия и неизвестного двухвалентного металла раст-
ворили в концентрированной азотной кислоте. Объем выделившегося
газа равен 4,48 л. При обработке такого же количества сплава рас-
твором щелочи выделилось 6,72 л газа. Определите качественный и
процентный состав сплава, если известно, что при растворении в кон-
центрированной серной кислоте 12,8 г неизвестного металла, входяще-
го в состав сплава, выделяется 4,48 л оксида серы(IV). Рассчитайте
объем израсходованного. 40%-ного раствора гидроксида натрия
(пл. 1,44).
58. Неизвестный металл сгорает в кислороде, разбрасывая искры,
и образует 23,2 т оксида металла!. Для восстановления образовавше-
гося оксида необходимо затратить 8,96 л оксида углерода (II). Если
полученный при восстановлении металл растворить в разбавленном
растворе серной кислоты, то образовавшийся при этом раствор дает
темно-синий осадок с красной кровяной солью. Определите формулу
оксида металла.
14
59. При взаимодействии 83,5 г смеси неизвестного металла II груп-
пы периодической системы элементов и его карбоната с соляной кис-
лотой выделилось 11,2 л газов. После сжигания смеси газов и конден-
сации водяных паров объем газов уменьшился до 5,6 л. Назовите
неизвестный металл и рассчитайте его процентное содержание в сме-
си, если известно, что п.ри прибавлении к хлориду (исходного металла
раствора натриевой соли хромовой кислоты образуется нерастворимая
в воде соль, применяемая в качестве желтой минеральной краски.
60. При растворении сульфида двухвалетногО| металла в соляной
кислоте образовалось 7,62 г хлорида^ металла. На окисление его до
трехвалентного состояния требуется 196 г 1,5%-ного раствора дихро-
мата, калия, реакция идет в среде серной кислоты. Сульфид какого
металла был взят?
61. Для производства искусственных рубинов сплавляют оксид, со-
держащий 53% металла А (III), с небольшим количеством оксида ме-
талла Б (III), который можно получить термическим разложением ди-
хромата аммония. Назовите металлы А и Б. При обработке металла
А раствором гидроксида натрия выделился газ, который смешали с
воздухом и полностью сожгли. После сжигания газа и конденса-
ции водяных паров объем газовой смеси уменьшился на 5,04 л. Рассчи-
тайте объем 40%-ного раствора NaOH (пл. 1,4), израсходованный на
растворение металла А.
62. При взаимодействии щелочи с хлоридом металла(III) выпадает
осадок зеленого цвета, который при нагревании теряет воду, и обра-
зуется оксид соответствующего металла — тугоплавкое темно-зеленое
вещество, применяемое для изготовления масляных красок. Такое же
количество оксида металла можно получить при термическом разло-
жении 50,4 г дихромата аммония. Рассчитайте количество исходного
хлорида металла (III).
63. При электролизе раствора нитрата хрома(Ш) на катоде выде-
лилось 26 г хрома. Что и в каком количестве выделилось на аноде?
Выделившийся хром сожгли в хлоре. К водному раствору образовав-
шейся соли постепенно прилили раствор гидроксида натрия. Выпав-
ший при этом вначале осадок полностью растворился. Сколько! мил-
лилитров 40%-ного раствора гидроксида натрия (пл. 1,4) потребова-
лось для растворения выпавшего вначале осадка?
а 64. Соли, образовавшиеся при взаимодействии 18 г смеси железа и
меди с хлором, обработали избытком раствора' щелочи. Осадок отде-
лили, прокалили и получили 12 г черного порошка. Определите про-
центный состав исходной смеси.
65. При нагревании 11,2 г железа и 26 г цинка с избытком серы и
последующей обработке продуктов реакции избытком соляной кисло-
ты выделился газ, который иропустили через раствор сульфата меди.
15
Рассчитайте объем 10%-ноГо раствора сульфата меди (пл. 1,1), из-
расходованного на поглощение образовавшегося газа.
66. При обжиге 124,8 г пирита получили 44,8 л оксида серы(IV), ко-
торый предварительно тщательно очистили от примесей, а затем про-
пустили через 500 мл 25 %-ного раствора гидроксида натрия (пл. 1,28).
Какое количество К2СГ2О7 можно восстановить образовавшейся солью
в растворе, подкисленном серной кислотой? Определите процентное
содержание примесей в пирите.
67. 5,6 г углекислого газа пропущено над девятью граммами рас-
каленного угля. Образовавшаяся газовая смесь пропущена через на-
греваемую трубку, содержащую 72 г оксида неизвестного двухвалент-
ного металла. Какой объем 32%-ной азотной кислоты (пл. 1,2) потре-
буется для (растворения продуктов реакции? Известно, что оксид ме-
талла содержит 20% кислорода.
68. Имеется смесь кремния, алюминия и карбоната кальция. Опре-
делите ее количественный состав, если известно, что при обработке
этой смеси раствором щелочи выделяется 17,92 л газа, а при обработ-
ке такой же навески исходной смеси раствором соляной кислоты так-
же выделяется 17,92 л газа, пропускание которого через раствор гид-
роксида кальция приводит к образованию 16,2 г гидрокарбоната
кальция.
69. Вещества, образовавшиеся после нагревания смеси кальция и
фосфора, растворили в соляной кислоте, при этом выделилось 28 л га-
за, который затем' сожгли в избытке воздуха. Получившийся оксид
фосфора (V) прореагировал с раствором щелочи с образованием 142 г
гидрофосфата натрия. Определите состав исходной смеси.
70. Для обжига 100 г минерала черного цвета, содержащего 4%
примесей, израсходовано 0,5 м3 воздуха. Какой минерал был взят и
каков состав образовавшейся газовой смеси, если известно, что при
этом выделился газ с резким запахом, водный раствор которого имеет
кислую реакцию и обесцвечивает раствор брома в воде? Если остав-
шееся после обжига! вещество1 бурого цвета восстановить и образовав-
шееся вещество растворить в соляной кислоте, то полученный при этом
раствор дает темно-синий осадок с раствором красной кровяной соли.
71. 7,8 г смеси алюминия и оксида неизвестного двухвалентного
металла, обработали избытком раствора щелочи. При сжигании на
воздухе выделившегося газа, можно получить 5,4 г воды. Для раство-
рения твердого вещества, оставшегося после обработки смеси (раство-
ром щелочи, потребовалось 5,04 мл 36,5%-вого 'раствора соляной кис-
лоты (пл. 1,19). Определите формулу исходного оксида неизвестного
металла.
72. К 912 г раствора соли MeSO< (необходимо добавить раствор,
подкисленный серной кислотой и содержащий 29,4 г КаСгаО?, чтобы
16
соль MeSO4, содержащуюся в исходном растворе, полностью окис-
лить до Me2(SO4)3.
При реакции исходной соли MeSO4 с красной кровяной ‘солью об-
разуется интенсивно окрашенный синий осадок, а. при взаимодействии
образовавшейся в результате окисления соли Mea(SO4)3 с желтой кро-
вяной солью выпадает темно-синий осадок. Определите катион неизве-
стного металла и рассчитайте процентную концентрацию MeSO4 в ис-
ходном растворе.
73. Сколько граммов красного фосфора и бертолетовой соли было
израсходовано, если при растворении образовавшегося в результате мх
взаимодействия оксида! фосфора (V) в 400 мл 85%-ного раствора фос-
форной кислоты (пл. 1,7) концентрация фосфорной кислоты увеличи-
лась на 9,2%?
74. При разложении 8 г нитрата аммония образовалась вода и вы-
делился ок-си^ азота (I). Такое же количество оксида азота;(I) полу-
чается при растворении 16 г неизвестного металла! в 60 %-ном 'растворе
азотной кислоты (пл. 1,37), при этом образуется еще соль Me(NO3)2.
Назовите металл, рассчитайте объем (израсходованной азотной кисло-
ты. Какое количество' соли можно получить, если исходную навеску
металла обработать водой ih в образовавшийся раствор пропустить из-
быток углекислого газа?
75. При сжигании простого вещества А желтого цвета!, масса мо-
лекулы которого равна 5,316-10—23 г, образуется газ Y с резким запа-
хом. Этот же газ получается при обжиге минерала! В, состоящего из
атомов металла' и простого вещества А. При обработке соляной кис-
лотой вещества С такого же качественного, но другого процентного
состава, что да минерал В, выделяется газ Д, при -взаимодействии ко-
торого с 296,7 мл 18%-ного раствора сульфата меди (пл. 1,2) выпа-
дает черный осадок. Раствор- соли, образовавшейся после обработки
вещества С соляной кислотой, с красной кровяной солью дает темно-
синий осадок. При пропускании газов D и Y через воду выпадает в
осадок исходное вещество А. Определите все неизвестные вещества и
рассчитайте количество израсходованного 'вещества С.
\/76. Даны три соли. Первая соль окрашивает пламя в фиолетовый
цвет, вторая — в желтый.. Раствор третьей соли дает белый осадок с
раствором первой соли, желтый осадок с раствором -второй и -белый
творожистый осадок с раствором нитрата серебра. При охлаждении
насыщенного1 при 60°С раствора первой соли до 0°С выкристаллизо-
валось 108,5 г соли. Сколько было взято воды и соли для перекри-
сталлизации, если 'растворимость этой соли при 60°С -равна 18,2 г, а
при 0°С составляет 7,3f) т? Назовите заданные -соли, ответ подтверди-
те соответствующими уравнениями реакций.
______77. При полном разложении, смеси карбоната кальция и неизвест-
уд. .№ 50 8 07 6 ~"3 и
... ¥11111
ной соли А образуется 43,2 г смеси твердых веществ, 7,2 г воды и выде-
ляется 13,44 л (24,8 г) смеси двух газов, один из которых, В, нераст-
ворим в воде и химически малоактивен. После обработки продуктов
реакции избытком воды остается 15,2 г нерастворимого в воде оксида,
содержащего' 68,5% металла;(III). Молекулярная масса исходной соли
А равна 252. Определите формулу соли А. Ответ подтвердите расче-
тами.
78. Через электролизер, содержащий 500 мл 4,6%-ного раствора
гидроксида натрия (пл. 1,05), пропустили электрический ток. Спустя
несколько часов концентрация гидроксида натрия в электролизере до-
стигла 10%.
Определите объем газов, выделившихся на электродах. К остав-
шемуся после электролиза раствору прилили фосфорную кислоту, по-
лученную при окислении фосфора, азотной кислотой. Рассчитайте ко-
личество и состав образовавшейся соли, если известно, что при окис-
лении фосфора азотной кислотой выделилось 11,2 л оконца азота(II).
79. Газ, получившийся при действии 38,84 мл 7,3%-ного раствора
соляной кислоты (пл. 1,03) на 1,12 г неизвестного' металла, пропущен
через трубку, содержащую 1,6 г ок сида; меди(II). Сколько миллилит-
ров 32%-ного раствора азотной кислоты (пл. 1,2) потребуется для
растворения содержимого трубки после реакции? Известно, что, соль,
полученная растворением неизвестного металла в кислоте, с красной
кровяной солью дает темно-синий осадок. Назовите неизвестный ме-
талл.
80. При сжигании 36,8 г сульфидной руды на воздухе образуется
смесь трех оксидов, один1 из которых газообразный и способен, всту-
пить в реакцию с 100 мл 25%-ного' раствора NaOH (пл. 1,28), образуя
среднюю соль. При растворении, 16 г образовавшегося второго оксида
в соляной кислоте получается раствор, который с желтой кровяной
солью дает темно-синий осадок. При восстановлении водородом 16 г
третьего оксида металла(П) получается 12,8 г металла. Молекуляр-
ная масса исходной руды равна 184. С помощью расчетов определите
состав' исходной руды.
81. При обжиге минерала, состоящего из двух элементов, получили
оксид металла(III), содержащий 70% металла, и газообразный оксид,
содержащий 50% элемента (IV), который количественно взаимодейст-
вует с 117,6 г дихромата калия в .растворе, подкисленном серной кис-
лотой. Для восстановления металла из полученного, оксида необходи-
мо 16,2 г алюминия. Определите количество исходного минерала, на-
зовите его, подтвердите ответ расчетами.
82. Даны три соли А, В и С. Соль В окрашивает пламя в желтый
цвет, а при нагревании ее с концентрированной серной кислотой отго-
няется жидкость, в которой растворяется медь с выделением бурого
18
газа. При нагревании соли В выделяется 11,2 л газа. Соли А и С со-
держат одинаковый катион. При нагревании соли А наблюдается яв-
ление, напоминающее подобие извержения вулкана с выделением
44,8 л бесцветного, малоактивного газа. Соль С, взаимодействуя с рас-
твором нитрата серебра, дает 57,4 г белого творожистого! осадка, а
при нагревании ее со щелочью выделяется газ с резким запахом. Оп-
ределите количество и состав 'исходных солей.
83. При охлаждении 400 мл 25 %-кого раствора сульфата меди
(пл. 1,2) выкристаллизовалось 50 г медного купороса. Выпавший оса-
док 'отфильтрован. Какое количество осадка образуется при; пропуска-
нии через фильтрат 11,2 л сероводорода? Сколько сульфата, меди ос-
танется в избытке?
84. Сернистый газ пропустили через 150 г 6,8%-ного раствора ам-
миака. Определите количество образовавшейся соли, если известно, что
исходным количеством сернистого газа можно восстановить 52,4 г ди-
хромата натрия, подкисленного серной кислотой.
85. В трех склянках без этикеток находятся различные вещества,
окрашивающие пламя в желтый цвет. При взаимодействии первого
вещества1 с соляной кислотой выделяется 2,24 л газа с неприятным
запахом, при пропускании которого, через раствор нитрата свинца вы-
падает осадок черного цвета'. При приливании раствора хлорида бария
к раствору третьего вещества выпадает 25,3 г желтого осадка. При
приливании раствора хлорида бария к раствору второй соли выпа-
дает 69,9 г белого осадка. Определите, какие вещества, и в каком ко-
личестве находятся в каждой склянке.
86. Оксид фосфора (V), получившийся при окислении фосфора, рас-
творен в 25%-ном растворе гидроксида натрия (пл. 1,28) с образова-
нием 24 г дигидрофосфата натрия. Рассчитайте количество окисленно-
го фосфора и объем 'Израсходованного раствора гидроксид а натрия.
87. Сколько миллилитров 32%-ного раствора гидроксида натрия
(пл. 1,35) потребуется для растворения кремния, образовавшегося при
прокаливании 12 г магния и 12 г оксида кремния (IV)?
88. При разложении смеси двух солей А и Б, применяемой в меди-
цине и производстве зеркал под названием «ляпис», образуются ме-
талл, соль и 14,19 л смеси газов. А и Б — соли одной и той же кис-
лоты. Определите состав и соотношение весовых частей исходных со-
лей А и Б, если известно, что соль А при. термическом разложении
образует 21,6 г металла и смесь двух газов, один из которых бурого
цвета. Если растворить образовавшийся металл в концентрированной
азотной кислоте, то получится 'Исходная соль А и бурый газ. Одна из
исходных солей окрашивает пламя в фиолетовый цвет, а при обработ-
ке смеси исходных солей раствором хлорида натрия выпадает белый
творожистый осадок.
19
89. Какой концентрации получится кислота, если весь хлороводо-
род, полученный ив хлорида калия, имеющегося в 100 г смеси хлори-
да и нитрата калия, растворить в Н6,8 мл воды? Известно, что при
прокаливании 100 г исходной смеси хлорида и нитрата калия обра-
зуется 93,6. г твердого остатка.
90. При взаимодействии оксида, марганца-(IV) с хлороводородом,
выделившимся из 400 г технической поваренной соли (при нагревании
до 110°С), обработанной серной кислотой, получен хлор, который пол-
ностью прореагировал с 41,6 г хрома. Рассчитайте процентное содер-
жание поваренной соли в техническом препарате?
91. Рассчитайте объем 32 %-ного, раствора азотной кислоты (пл. 1,2),
необходимый для растворения меди, выделившейся, при полном элек-
тролизе 800 мл 25%-ного раствора сульфата меда. (пл. 1,2).
92. 39 г смеси алюминия и оксида неизвестного моталла(И) обра-
ботали избытком раствора щелочи. Выделившийся газ после сжигания'
на воздухе пр-ивел к образованию 2'7 г воды. Для растворения твер-
дого вещества, остав.шегося после обработки смеси раствором щелочи,
потребовалось 25,2 мл 36,5%-ного раствора соляной кислоты (пл. 1,19).
Назовите оксид неизвестного металла.
93. При обработке 47,5 г смеси меди, железа и алюминия концен-
трированным раствором азотной кислоты выделилось 6,72 л газа, а при
растворении того же количества смеси металлов в соляной “кислоте
выделилось 25,76 л газа. Определите количественный состав (исходной
смеси металлов.
' 94. При взаимодействии 44' г сульфида неизвестного металла(II) е
избытком соляной кислоты выделилось 11,2 л газа, (который пропусти-
ли в 200 мл 25%-ного раствора гидроксида натрия (пл. 1,28). Опреде-
лите состав образовавшейся при этом -соли, а также назовите, сульфид
какого металла был взят.
95. Масса железного стержня после выдерЖ'Иван1ИЯ в водном раст-
воре нитрата меди увеличилась на 1,6 г и составила 23,2 г. Рассчи-
тайте массу железного стержня до погружения в раствор нитрата ме-
ди и его количественный состав после реакции.
96. Через озонатор пропустили кислород, полученный при разложе-
нии 122,5 г бертолетовой соли,; при этом 5% его превратилось в озон.
Определите состав озонированного кислорода в объемных процентах.
97. При нагревании 54,2 г смеси нитратов натрия и калия выдели-
лось 6,72 л газа. Рассчитайте количество нитрата калия и натрия в ис-
ходной смеси солей.
/98. К 50 г водного раствора, содержащего хлорид калия и натрия,
прилили избыток раствора нитрата серебра. Выделившийся осадок от-
фильтровали, промыли, высушили и взвесили. Масса его оказалась
I '
20
равной 57,4 г. Рассчитайте концентрацию солей в «сходном растворе,
содержащем 26,6 г хлоридов калия и натрия.
99. К 200 г раствора серной кислоты прилили 1040 г 10%-ного рас-
твора хлорида бария. Выпавший осадок отфильтровали. Для полной
нейтрализации оставшегося фильтрата потребовалось 250 мл 25% иного
гадроксида- натрия (пл. 1,28). Рассчитайте концентрацию серной кис-
лоты в исходном растворе.
100. 18 г -смеси оксида углерода(П) и оксида углерода (IV) зани-
мают объем 11,2 л. Определите объем, занимаемый оксидом углеро-
да (II), после -пропускания исходной смеси газов над раскаленным
углем.
101. После сжигания -смеси сероводорода с избытком кислорода ее
объем уменьшился на- 67,2 л. Полученный газ пропустили через
285,7 мл 40%-ного раствора гидроксида натрия (пл. 1,4). Определите
состав обр азов а вшейся со ли.,
102. При прокаливании 64,4 г кристаллогидрата соли А теряется
36 г воды. Установите формулу -исходного кристаллогидрата, -если из-
вестно, что1 соль'окрашивает пламя в желтый цвет, а при взаимодей-
ствии -исходной -навески соли с раствором хлорида бария образуется
26,6 г белого осадка, нерастворимого в воде и кислотах.
103. Рассчитайте процентное содержание КМпО4 в техническом
препарате, -если при действии на 25 г препарата раствором соляной
кислоты образуются хлорид марганца (II) -и такое количество хлора,
которое способно вытеснить весь йод из раствора, -содержащего- 83 г
йодида калия.
104. При реакции газа, полученного- действием избытка -соляной
кислоты на гидросульфит натрия, -с газом, образовавшимся в резуль-
тате взаимодействия -избытка -соляной кислоты с- сульфидом желе-
за (II), получили 9,6 г осадка. Рассчитайте исходные количества солей
гидросульфита натрия -и сульфида железа (II). .
105. Газ, получившийся при действии 77,68 мл 7,3%-н-ого раствора
соляной кислоты (пл. 1,03) на 2,24 г железа, пропущен- через трубку,
содержащую 3,2 г оксида меди-(П). Какие вещества образовались в
трубке и сколько миллилитров 32%-ного раствора- азотной кислоты
(пл. 1,2) потребуется для их растворения?
106. Рассчитайте количество йодида калия, выпавшего- при охлаж-
дении 58,4 г насыщенного- при 80°С раствора йодида калия (раствори-
мость 192 г) до 20°С (растворимость 144 г). Сколько граммов КМпО4
израсходуется, если при взаимодействии -его с избытком соляной кис-
лоты образуется МпСЬ -и необходимое количество хлора- для выд-еле-
н-ия всего йода из -оставшегося -после кристаллизации р-аствора йодида
калия?
107. При- прокаливании 25,9 г безводной -соли двухвалентного ме-
21
талла выделились вода, и оксид углерода (IV), объем которого после
пропускания над -раскаленным углем увеличился на 2,24 л. Определите
состав соли, взятой для прокаливания.
108. При; нагревании соли А образуется оксид металла(П) Б, со-
держащий 80% металла, бурый газ В и бесцветный газ С. Оксид Б
при нагревании восстанавливается водородом, образуя вещество Д,
растворимое в азотной кислоте. Рассчитайте, в каком случае больше
образуется газа В: при нагревании 18,8 г вещества А или при взаимо-
действии 8 г вещества; Д с 43,65 мл 96%-ного раствора азотной кисло-
ты (пл. 1,5)?
109. Неизвестный металл и сульфид того же металла растворили в
соляной кислоте. Если добавить к образовавшемуся раствору красную
кровяную соль, получается интенсивно окра шейный в синий цвет оса-
док. 8,96 л смеси -газов, выделившихся при растворении сплава в со-
ляной кислоте, пропустили через раствор нитрата свинца, при этом об-
разовалось 47,8 г черного осадка. Определите количественный состав
сплава. Назовите неизвестный металл.
ПО. После пропускания над раскаленным углем без доступа возду-
ха 22,4 л смеси оксида углерода(И) и оксида углерода (IV) объем га-
зовой смеси увеличился на 5,6 л. Смесь газов, полученную после реак-
ции с углем, пропустили через раствор гидроксида кальция; при этом
образовалось 20,25 г гидрокарбоната кальция. Рассчитайте процентный
состав исходной газовой смеси.
111. Газ, выделившийся при сжигании 5,6 л газообразного вещест-
ва, состоящего из 20% Н и 80% С (относительная плотность его по
водороду равна 15), пропустили через раствор, полученный взаимо-
действием неизвестного металла с водой. Определите состав образо-
вавшейся соли, если известно, что при взаимодействии 20 г неизвест-
ного металла; -с водой получается гидроксид металла(П) и выделяется
11,2 л газа.
112. При обработке нитрата металла (III) холодным раствором гид-
роксида натрия выделился осадок, при прокаливании которого- обра-
зовалось 32 г оксида металла (III), содержащего 70% металла. Рас-
считайте объем 36,5 %-ного раствора соляной кислоты (пл. 1,19), необ-
ходимый для растворения получившегося оксида металла (III).
113. При электролизе раствора хлорида натрия на катоде выдели-
лось 13,44 л водорода. Газ, .выделившийся на аноде, был пропущен
через горячий раствор гидроксида калия; при этом образовались хло-
рид калия и бертолетова соль. Рассчитайте количества образовавших-
ся солей.
114. При смешении 135 г 20 %-ного раствора хлорида меди(II) и
680 г 10%-ного раствора нитрата серебра образовалось 57,4 г осадка.
Оставшийся раствор отделили и подвергли электролизу. Определите
22
качественный и количественный состав веществ, выделившихся на
электродах.
115. Смесь карбоната кальция и цинка обработали избытком рас-
твора соляной кислоты; при этом выделилось 17,92 л газов. После
пропускания получившейся смеси газов через 32%-ный раствор гид-
роксида' калия (пл. 1,31) образовался карбонат калия, а. объем газо-
вой смеси уменьшился на 8,96 л. Рассчитайте исходные количества
карбоната кальция и цинка и объем израсходованного раствора гид-
роксида калия.
116. Газ, полученный действием избытка соляной кислоты на 40 г
карбоната кальция, поглотили раствором гидроксида натрия; при этом
образовался карбонат натрия. Рассчитайте объем 20%-ного гидрокси-
да натрия (пл. 1,22), израсходованный на поглощение газа, образо-
вавшегося при реакции карбоната кальция с избытком соляной кис-
лоты.
117. После электролиза раствора хлорида натрия получили рас-
твор, содержащий 20 г гидроксида натрия. Газ, выделившийся на
аноде, пропустили через 10%-ный раствор йодида калия (пл. 1,1).
Рассчитайте объем 1израсходованног0| раствора йодида< калия.
118. При нагревании 200 г соли образовался оксид металла (II),
содержащий 71,43% металла, и выделился газ, относительная плот-
ность которого по водороду равна 22. При растворении образовавше-
гося оксида металл а (II) в воде получили соответствующий ему гидро-
ксид, который, взаимодействуя с хлором, образует смесь солей, при-
меняемую для отбеливания тканей и бумаги. Назовите исходную соль
и подтвердите ответ расчетами. Определите объем хлора, необходимый
для реакции с гидроксидом металла (II).
/ 119. В трех склянках без этикеток находятся бесцветные растворы
солей. При прибавлении раствора нитрата бария к первому раствору
выпадает белый нерастворимый в воде и кислотах осадок. При до-
бавлении нитрата серебра к двум другим растворам выпадают также
белые осадки. Соль, содержащаяся во втором растворе, окрашивает
пламя в фиолетовый цвет. При нагревании первой соли с гидроксидом
натрия выделяется газ с резким запахом. Определите концентрацию
раствора третьей соли, если при взаимодействии 200 г этого раствора
с хроматом натрия образуется 25,3 г желтого осадка,. Назовите неиз-
вестные вещества. Ответ подтвердите соответствующими уравнениями
реакций.
120. При взаимодействии кон центрированного раствора серной кис-
лоты с сахарной пудрой получили 16,8 л смеси газов и воду. При про-
пускании образовавшейся смеси, газов через раствор КМпО4 получили
сульфаты калия и марганца(П) и серную кислоту. Определите каче-
ственный и объемный состав полученной газовой смеси. Раствори-
23
мостью газов пренебречь. Рассчитайте количество израсходованной
соли KMnOi.
121. 20 г сплава меди и алюминия растворили в концентрирован-
ной азотной кислоте. При электролизе образовавшегося раствора на
аноде выделилось 2,8 л газа. Определите процентный состав металлов
в сплаве. Рассчитайте объем газа, выделившегося при растворении
сплава в азотной кислоте.
122. Объем газа, образовавшегося при полном разложении озона,
больше объема, занимаемого чистым озоном, на 4,48 л. Полученный
после полного разложения озона, газ смешали с 8,96 л сероводорода и
сожгли, после чего продукты реакции растворили в 28,6 мл 40%-його
раствора гидроксида натрия (пл. 1,4). Рассчитайте количество и со-
став полученной соли!. Определите объем разложившегося озона.
123. Через два последовательно соединенных электролизера, за-
полненных 74,1 мл 18%-ного раствора сульфата меди (пл. 1,2) и 75 мл
26 % иного раствора хлорида натрия (пл. 1,2), пропустили электриче-
ский ток. После окончания электролиза получившиеся растворы в
первом и втором электролизе слили в один сосуд. Определите состав
соли, образовавшейся при слиянии этих растворов. Рассчитайте коли-
чества продуктов электролиза в первом и втором электролизерах.
124. Хром, полученный в результате электролиза нитрата, хро-
ма1 (HI), растворили в соляной кислоте, после чего раствор оставили
на воздухе, а затем к нему постепенно' прилили раствор гидроксида
натрия. Выпавший‘вначале осадок затем полностью растворился. Все-
го было' израсходовано 114,3 мл 40%-ного раствора гидроксида, нат-
рия (пл. 1,4). Рассчитайте количество хрома, выделившегося на катоде
при электролизе. Определите, что и в каком количестве выделилось
на аноде.
125. При взаимодействии смеси опилок железа п^меди с 'разбав-
ленной серной кислотой выделилось 4,48 л газа. При 'обработке такого
же количества, исходной смеси металлов концентрированной азотной
кислотой образовалась соль, при термическом разложении которой
может выделиться 11,2 л газа. Рассчитайте процентный (состав исход-
ной смеси, металлов.
А/126. В трех пробирках находятся различные вещества. В первой
пробирке находится оксид металла(II), содержащий 80,25% металла.
Во второй пробирке содержится соль А, которая с (раствором хлорида
натрия дает белый творожистый осадок; при нагревании соли. А вы-
деляется 6,72 л газа бурого цвета. Соль Б в третьей пробирке окра-
шивает пламя в фиолетовый цвет; при взаимодействии ее с водным
раствором нитрата бария образуется 93,2 г белого осадка. Назовите
исходные вещества. Рассчитайте количество солей, содержащихся во
второй 'И в третьей пробирках.
24
127. В замкнутом сосуде подожгли 5 л смеси водорода, кислорода
и азота. После приведения смеси к первоначальным условиям и кон-
денсации водяных паров объем газовой смеси стал равным 3,2 л.
К полученной смеси прибавили 5 л воздуха и снова подожгли. Объем
газовой смеси после взрыва, приведенный к начальным условиям, ра-
вен 6,4 л. Рассчитайте процентный состав по объему исходной газовой
смеси.
128. При взаимодействии оксида марганца1 (IV) с избытком соляной
кислоты выделившийся газ X смешали с 5,6 л водорода, который при
освещении прореагировал с газом X количественно. Оставшийся пос-
ле реакции избыток газа X может вытеснить из раствора йодида ка-
лия 63,5 г свободного йода. Рассчитайте количество1 затраченного ок-
сида марганца (IV).
129. В банках без этикеток находятся твердые вещества: фосфат
натрия, нитрат калия и сульфат меди. Определите, где какая соль на-
ходится, используя их химические свойства1. Рассчитайте объем газа,
выделившегося при электролизе 185 мл 18%-ного раствора сульфата
меди (пл. 1,2).
130. При действии щелочи1 на сульфат трехвалентного металла об-
разуется осадок зеленого цвета, при нагревании которого можно полу-
чить оксид, содержащий 68,5% металла(III). Рассчитайте количество
алюминия, необходимое для восстановления металла, из 38 г этого ок-
сида. алюмотерми'ческим способом. Назовите металл. Ответ подтвер-
дите соответствующими уравнениями реакций.
131. Рассчитайте количество соли и объем газа, образовавшиеся
при разложении 17 г соли, окрашивающей пламя в желтый цвет и со-
держащей 27,06% металла, 16,47% азота и 56,47% кислорода.
132. Определите количество дихромата калия и объем 37%-ного
раствора соляной кислоты (пл. 1,19), необходимые для получения
хлора, способного вытеснить весь бром из 266,4 мл 40%-ного раствора
бромида калия (пл. 1,34).
133. При растворении в горячей концентрированной серной кислоте
металла, предварительно полученного восстановлением 48 г оксида
металла(П) водородом, образовалась соль двухвалентного металла и
выделилось 1’3,44 л газа. Назовите металл.
134. При полном термическом разложении соли А получили 21,6 г
металла и 6,72 л смеси двух газов, один из которых бурого цвета.
При растворении 21,6 г получившегося .металла в азотной кислоте
образуется нитрат одновалентного металла и 4,48 л газа бурого цве-
та.. Определите формулу и количество исходной соли А. Ответ под-
твердите расчетами.
135. Водным раствором сернистого газа, полученного при сжигании
сероводорода, полностью нейтрализован раствор гидроксида натрия.
25
Образовавшаяся соль в растворе, подкисленном серной кислотой, мо-
жет перевести; 26,2 г дихромата натрия в соль сульфата хрома (III).
Рассчитайте объем сожженного сероводорода.
136. В двух сосудах находятся два различных газа А и Б. Оба газа
бесцветны, обладают неприятным запахом и вместе весят 6,8 г. При
горении на воздухе газа А образуется 5,4 г воды и газ С (простое ве-
щество), нерастворимый в 1воде и химически малоактивный. При сжи-
гании в избытке кислорода газа, Б образуются вода и газ Д, раство-
римый в воде и способный обесцветить 16 г Вг2. При пропускании га-
за Б через раствор нитрата свинца выпадает 23,9 г черного осадка.
Смесь газов С и Д весит 9,2 г и занимает объем 4,48 л. Назовите ис-
ходные газы. Дайте количественное обоснование ответа.
137. 120 г смеси сульфата меди(П) и сульфата. железа(Ш) обра-
ботали избытком горячего раствора гидроксида натрия. Выпавший
осадок отделили, высушили, затем прокалили и получили 40 г твер-
дого остатка. Определите количественный состав исходной смеси.
138. Для восстановления оксида железа (III) до металлического
железа потребовалось 0,672 л оксида углерода (II). Образовавшийся в
результате реакции газ поглотили раствором, содержащим 2,22 г
гидроксида кальция. Определите состав, и количество образовавшейся
соли, а также исходное количество оксида железа(Ш).
/139. 80 мл смеси азота, метана и водорода смешали с 150 мл кис-
лорода и подожгли. После реакции объем газовой смеси составил
122 мл. При пропускании продуктов реакции через раствор гидрокси-
да натрия объем газовой смеси уменьшился до 86 мл. Определите
объемный состав исходной смеси газов.
140. Газообразное соединение кремния с водородам — А, содержа-
щее 12,5% водорода, сожгли на воздухе. Сплавление образовавшегося
вещества Б со щелочью дает соль В. При действии на соль В соляной
кислотой выпал студенистый осадок, прокаливание которого дало 30 г
вещества Б. Известно, что 1 г газа А занимает объем 0,7 л. Рассчи-
тайте объем израсходованного исходного газа А и напишите его фор-
мулу.
141. Прокаливание 104 г нитратов меди(П) и свинца(П) привело
к образованию смеси твердых веществ, которые растворили в азотной
кислоте. При пропускании избытка сероводорода в образовавшийся
раствор солей получили 67,2 г черного осадка. Рассчитайте количест-
ва нитрата меди и нитрата свинца в исходной смеси солей.
142. Газ, выделившийся при обработке сульфида цинка, избытком ,
соляной кислоты, смешали с избытком газа, полученного термическим
разложением бертолетовой соли. После сжигания образовавшейся га-
зовой смеси объем ее уменьшился на 13,44 л. Рассчитайте количество
израсходованного' сульфида цинка.
26
143. При полном разложении 58,2 г смеси карбоната бария и неиз-
вестной 'соли образуется 38,6 г твердых веществ и выделяется 10,08 л
смеси трех газов, один из которых бурого цвета. После обработки
твердых продуктов реакции! избытком воды остается- 8 г нераствори-
мого в воде оксида металла(II), содержащего 80% металла. Опреде-
лите формулу исходной неизвестной соли. Ответ подтвердите расче-
тами.
144. При полном растворении в соляной кислоте 29,2 г гидрокар-
боната натрия и соли X, окрашивающей пламя в желтый цвет, обра-
зуется 5,4 г -воды за счет реакции и выделяется 6,72 л (17,2 г) смеси
двух газов. Один из газов является оксидом элемента (IV) и содержит
50% элемента, он способен обесцветить 32 г Вг2. Молекулярная масса
исходной соли X равна 104. Определите формулу соли А и ответ под-
твердите расчетами. Рассчитайте количество соли, образовавшейся
при растворении исходной смеси солей в соляной кислоте.
145. На окисление сульфата двухвалентного металла в растворе
серной кислоты потреб овал ось 58,8 г дихромата калия. Определите
количество растворенной исходной соли, 'если известно, что прибавле-
ние ее раствора к раствору красной кровяной соли вызывает выпаде-
ние -интенсивно окрашенного синего осадка.
146. Смесь медных и алюминиевых опилок обработали концентри-
рованной азотной кислотой. Объем выделившегося -газа равен! 4,48 л.
При действии на такое же количество исходной смеси раствором гид-
роксида натрия выделилось 6,72 л газа. Сколько атомов алюминия
приходится на один атом меди в данной смеси металлов? Рассчитайте
объем израсходованного 40%-ного раствора- гидроксида натрия
(пл. 1,44).
147. При обработке 80 г плавикового шпата раствором серной кис-
лоты получили фтористый водород, при взаимодействии которого с ок-
сидом кремния(IV) образовалось 5,6 л четырехфтористого кремния.
Рассчитайте процентное содержание фторида кальция в исследован-
ном плавиковом шпате.
148. При нагревании бертолетовой соли в отсутствие катализатора
получается хлорид калия и- соль X — соль сильной кислоты У, в ко-
торой хлор проявляет высшую положительную валентность. При дей-
ствии на соль X концентрированной серной кислотой может быть по-
лучена свободная кислота У, гГрм нагревании которой с оксидом фос-
фора (V) образуется ангидрид кислоты (Y). Напишите уравнения соот-
ветствующих реакций. Рассчитайте -объем хлора, который образуется
при взаимодействии 12,25 г бертолетовой соли с -избытком соляной
кислоты.
149. 8,96 л емеси газов оксида углерода(II) и оксида углерода(1У)
сожгли в избытке кислорода; при этом объем газовой смеси умень-
27
шился на 1,12 л. Образовавшийся газ провз а им о действовал количест-
венно с 29,6 г гашеной 1иввести, растворенной в воде. Определите со-
став исходной смеси газов, а также состав и количество образовав-
шейся соли.
150. При обработке смеси алюминия и оксида меди(II) раствором
гидроксида натрия выделилось 6,72 л газа. При растворении такого
же количества исходной смеси веществ в концентрированном растворе
азотной кислоты образуется 75,2 г соли. Рассчитайте массу исходной
смеси веществ.
151. В замкнутом сосуде смешали три газа, полученные следующим
образом: первый .— действием избытком концентрированной соляной
кислоты на 5,88 г дихромата калия, второй — при разложении 24,5 г
бертолетовой соли в присутствии катализатора — оксида марган-
ца (IV), третий — действием разбавленной серной кислоты на 37 г же-
леза. Полученную газовую смесь взорвали. Какая кислота и какой
концентрации образовалась?
152. Простое желтое вещество А при нагревании взаимодействует
с бесцветным газом Б, который можно получить при разложении бер-
толетовой соли, образуя газ В, обладающий резким запахом. При
пропускании газа В в раствор гидроксида натрия образуется соль Г,
которую применяют в фотографии. Базы Б и В реагируют при нагре-
вании над катализатором V2O5, образуя вещество Д. Это вещество,
растворяясь в воде, дает кислоту Е, которая с раствором ВаС12 обра-
зует белый нерастворимый в воде осадок. При действии кислоты Е
на соль Г выделяется газ В. Назовите вещества А, Б, В, Г, Д и Е.
Напишите уравнения соответствующих протекающих реакций. Какой
максимальный объем газа В Может быть поглощен 500 мл 10%-ного
раствора гидроксида натрия (пл. 1,11)?
153. В состав некоторой соли входит 26,53% калия, 35,37% хрома
и 38,1 % кислорода. Определите формулу соли. Рассчитайте массу со-
ли, израсходованной на ее взаимодействие с избытком соляной кис-
лоты, если при этом образовался хлорид хрома (III) и выделилось
6,72 л хлора.
154. При сжигании 27,4 г. неизвестного металла в избытке воздуха
получили оксид металла(II), который полностью растворили в избыт-
ке соляной кислоты. К образовавшемуся раствору прилили избыток
раствора сульфата калия, при этом образовалось 46,6 г белого нерас-
творимого в воде и кислотах осадка. Назовите неизвестный металл.
Ответ подтвердите расчетами.
155. При взаимодействии 52,2 г оксида марганца (IV) и 336 мл
36,5%-ного раствора соляной кислоты (пл. 1,19) выделился газ, кото-
рый собрали в колбу. При внесении в колбу с образовавшимся газом
48,8 г простого порошкообразного вещества А наблюдается «огненный
28
дождь»; вещество, сгорает с образованием соли металла, степень окис-
ления которого в этой соли <равна 3. Определите вещество А.
156. Сколько граммов дихромата калия и миллилитров 36,5%-,ного
раствора соляной кислоты (пл. 1,19) было (израсходовано, если полу-
чившийся в (результате их взаимодействия хлор способен полностью
провза1имодейство(вать при нагревании с 1,12 г железа?
157. Определите объем аммиака, выделившегося при (нагревании
503,7 г насыщенного при ,10°С раствора аммиака (растворимость
67,9 г) до 50°С (растворимость 22,9 г).
158. Какое количество (бертолетовой соли потребуется для получе-
ния кислорода, 'необходимого для каталитического окисления аммиа-
ка, образующегося при нагревании 500 г 13,2%-ного раствора сульфа-
та ,аммония и 100 г гашеной извести, содержащей 3,5 % примеси кар-
боната кальция.
159. Через раствор соды, содержащий 500 мл воды и 132,5 г без-
водного карбоната натрия, пропустили избыток оксида углерода (IV).
Рассчитайте количество образовавшейся соли,, которое образуется
после окончания (реакции, если' растворимость ее при температуре
опыта составляет 8 г.
160. На взаимодействие 29,4 г смеси железа, меди и алюминия из-
расходовано 17,94 л хлора. При- обработке такого же количества (ис-
ходной смеси металлов концентрированной азотной кислотой выдели-
лось 8,96 л газа бурого, цвета. Рассчитайте количественный состав (ис-
ходной смеси металлов.
161. Имеется 60 г смеси цинка, кальция и песка. Рассчитайте ко-
личественный состав этой смеси,’вели известно, что при обработке ее
избытком раствора соляной кислоты выделяется 13,44 л газа и остает-
ся 31 г нерастворимого остатка.
162. Определите количество, неизвестной соли А и (назовите ее, если
при ее каталитическом разложении (катализатор, МпО2) выделяется
6,72 л бесцветного газа X и образуется соль, которая окрашивает пла-
мя в фиолетовый цвет, а с раствором нитрата серебра дает белый
творожистый осадок. Известно, что газ X поддерживает горение и не
имеет запаха. Рассчитайте объем газа, который может получиться, ес-
ли на исходное количество соли А подействовать избытком соляной
кислоты.
163. Рассчитайте количество пирита, необходимое для получения
такого количества оксида серы(У1), чтобы при растворении последне-
го в 100 г 91 %-ного раствора, серной кислоты получить 12,5%-ный
олеум.
164. Кислород, полученный при, нагревании 51 г нитрата натрия,
пропустили через озонатор; при этом 5% кислорода превратилось в
29
«озон. Рассчитайте состав озонированного кислорода в объемных до-
лях процента.
165. Оксид фосфора(V), полученный сжиганием 15,5 г фосфора в из-
бытке кислорода, растворили в 187,5 мл 25%-ного раствора гидрокси-
да натрия (пл. 1,28). При обработке образовавшегося раствора из-
бытком раствора нитрата серебра выпал осадок желтого цвета,. Рас-
считайте количество выпавшего осадка.
166. При растворении меди в кислоте X в зависимости от ее кон-
центрации могут образоваться два газа А и Б. Бесцветный газ А при
взаимодействии с кислородом воздуха сразу же образует бурый газ Б,
который при взаимодействии с оксидом серы (IV) снова дает газ А.
Определите вещества А, Б и X. Ответ подтвердите соответствующими
уравнениями реакций. Одинаковое. ли количество кислоты X потребу-
ется для растворения 64 г меди, если в одном случае взять 60%-ный
раствор кислоты X (пл. 1,375), а в другом — 40%-ный раствор кис-
лоты X (пл. 1,25)?
167. Оксид фосфора1(У), образовавшийся в результате сжигания
фосфора в кислороде, растворили в 500 мл 85%-ного раствора фос-
форной кислоты (пл. 1,7); при этом концентрация фосфорной кислоты
увеличилась на 7,6%. Рассчитайте исходное количество сожженного
фосфора.
168. При обжиге на воздухе 9,7 г сульфида металла(II) получили .
газ, который может обесцветить раствор, содержащий 25,4 г иода.
Назовите металл.
169. 291,2 г фосфида кальция растворили в соляной кислоте; при
этом получили хлорид кальция и фосфористый водород. Оксид фос-
фора (V), образовавшийся после сжигания фосфористого водорода,
растворили в 400 мл 25%-ного раствора гидроксида натрия (пл. 1,28).
Определите состав образовавшейся соли и ее концентрацию в рас-
творе.
170. В 102 мл воды растворили смесь сульфатов натрия и калия.
К полученному раствору солей прилили 1664 г 10%-ного раствора
хлорида бария. Выделившийся осадок отфильтровали, промыли, вы-
сушили и взвесили. Масса его оказалась равной 139,8 г. При добавле-
нии к фильтрату избытка серной кислоты выпало 46,6 г осадка. Оп-
ределите концентрацию сульфата калия и сульфата натрия в исход-
ном растворе.
171. При нагревании смеси нитратов натрия и свинца образовалось
44,8 г оксида свинца (II) и выделилось 13,44 л смеси газов. Определи-
те массу исходной смеси солей.
172. При обработке сплава, золота и меди концентрированной азот-
ной кислотой выделилось 4,48 л газа. При растворении остатка, в цар-
ской водке (смесь трех объемов соляной кислоты и одного объема
30
азотной кислоты) образовался хлорид золота(Ш) и выделилось 4,48 л
оксида азота (II). Рассчитайте процентное содержание золота в сплаве.
173. При полном сгорании 6,8 г вещества получили. 12,8 г оксида,
серы (IV) и 3,6 т воды. Определите формулу исходного вещества. По-
лучившийся оксид серы (IV) пропустили через 50 мл 25%-ного раство-
ра гидроксида натрия (пл. 1,28). Каков состав образовавшейся соли
и какова ее концентрация в растворе?
174. На растворение смеси цинка и оксида цинка израсходовано
100,8 мл 36,5%-ного раствора соляной кислоты (пл. 1,19); при этом
выделилось 8,96 л газа. Рассчитайте массу исходной смеси веществ.
175. Природный кристаллогидрат содержит 56% кристаллизацион-
ной воды и 44% соли, окрашивающей пламя в желтый цвет и обра-
зующей с раствором хлорида бария белый, нерастворимый в. воде и
кислотах осадок. Выведите формулу кристаллогидрата.
176. Сульфат бария, содержащий примесь карбоната бария, обра-
ботали соляной кислотой. При этом получили 60,6 г нерастворимого
осадка и выделился газ, который при взаимодействии с гидроксидом
кальция образовал 16,2 г гидрокарбоната кальция. Рассчитайте про-
центный состав, исходной смеси солей.
,177. Рассчитайте концентрацию серной кислоты, если при полном
растворении меди в 78,4 г горячего раствора этой кислоты выделяется
газ, взаимодействие которого с избытком сероводорода дает 19,2 г
серы. Вычислите массу растворившейся меди, считая, что взаимодей-
ствие меди с раствором серной кислоты протекает количественно,.
178. Твердое, образовавшееся при термическом разложении нитра-
та свинца, вещество растворили в соляной кислоте. При пропускании
избытка сероводорода через полученный раствор выпало 24 г черного
осадка. Рассчитайте массу разложившегося при нагревании нитрата
свинца.
179. При нагревании смеси кристаллической соды и пидрокарбона-
та натрия ее масса, уменьшилась до 31,8 г и при этом выделилось
2,24 л оксида углерода (IV). Рассчитайте массу исходной смеси солей.
180. Через 200 г раствора нитрата свинца (II) пропустили избыток
сероводорода. Выпавший осадок черного цвета, отделили от раствора
и высушили, а затем растворили в, азотной кислоте; при1 этом образо-
вались сульфат свинца (II), вода и выделилось 17,92 л оксида азо-
та,(П). Рассчитайте концентрацию нитрата свиица(П) в исходном
растворе.
181. Газ А получили действием избытка соляной кислоты на 38,8 г
сульфида цинка. Газ Б образовался при термическом разложении
бертолетовой соли, в присутствии МпО2. Газы А и Б смешали и сожгли,,
а продукты реакции пропустили через избыток раствора гидроксида
кальция, при этом получили сульфит кальция и осталось 6,72 л газа.
31
не прореагировавшего с гидроксидом кальция. Определите количество
образовавшегося сульфита- кальция и -массу израсходованной бертоле-
товой с-ол-и.
182. 180,4 г смеси хлорида алюминия (III) ;и хлорида хрома (III)
обработали избытком раствора гидроксида натрия -и -бромной воды.
К полученному -раствору прилили избыток раствора хлорида -бария;
при этом образуется 101,2 г желтого осадка. Определите количествен-
ный состав- исходной смеси.
183. При восстановлении 12 г оксида меди(П) с помощью 1,7 г га-
за А образовалось 9,6 г меди, 2,7 г -воды и выделилось 1,4 г (1,12 л)
химически малоактивного газа Б. Определите формулу газа- А.
184. Газ, бурого цвета с резким запахом, получившийся при про-
пускании чер-ез воздух электрических -искр между концами проволок,
полностью прореагировал с раствором гидроксида натрия, образова-
лась смесь двух солей. Одна -соль при термическом разложении может
превратиться во вторую с выделением 2,24 л газа. Определите объем
бурого газа, полученного- -при пропускании электрических искр через
воздух.
185. При ркисл-ении простого вещества А азотной кислотой выде-
лилось 11,2 л оксида азота (II) и образовался раствор, -при нейтрали-
зации которого 25%-ным раствором гидроксида натрия (пл. 1,28) по-
лучили фосфат натрия. Определите -исходное количество простого ве-
щества А. Рассчитайте объем израсходованного раствора гидроксида
натрия -и количество образовавшегося фосфата натрия.
186. Через электролизер, содержащий 375 мл 25%-ного раствора
гидроксида натрия (пл. 1,28), пропустили электрический ток. Спустя
некоторое время ток отключили. Рассчитайте концентрацию гидрокси-
да натрия в растворе после -отключения электрического тока, -если -из-
вестно, что- в результате электролиза на аноде выделилось 56 л газа.
187. При прокаливании 20 г неизвестной соли без доступа воздуха
образуются твердый продукт А и газ X. При пропускании газа X в
раствор, полученный растворением твердого продукта А в- избытке во-
ды, раствор мутнеет. После про-пускания над -раскаленным углем без
доступа -воздуха смеси 4,48 л' окиси угл-ерода(П) -и газа X, образовав-
шегося при прокаливании исходной неизвестной соли, суммарный
объем газовой смеси увеличивается на 4,48 л. Назовите исходную не-
известную соль. Ответ подтвердите расчетами.
188. 31 г простого вещества при взаимодействии с магнием обра-
зует 67 г соединения Mg3X2, при обработке которого избытком -соля-
ной -кислоты выделилось газообразное вещество. Сжиганием в избытке
воздуха всего- газообразного вещества получили- твердое вещество, ко-
торое полностью растворили в 100 г воды. Рассчитайте концентрацию
полученного раствора. Определите -исходное простое вещество.
32
189. При взаимодействии смеси металлического цинка и его карбо-
ната с соляной кислотой выделилось 6,72 л газа. После сжигания об-
разовавшегося газа на воздухе и конденсации водяных паров объем
его уменьшился до 4,48 л. Рассчитайте процентное содержание цинка
в исходной смеси веществ.
190. Карбонат металла (II) обработали избытком раствора соляной
кислоты. К образовавшемуся раствору добавили некоторое количество
соли Na2CO3- 10Н2О. Выделившийся осадок отфильтровали и прока-
лили; при этом выделилось 11,2 л газа. Масса остатка после прокали-
вания составила 20 г. Назовите карбонат металла(П) и рассчитайте
массу израсходованной соли Na2CO3- ЮН2О.
191. Газом, выделившимся при обработке 100 г сплава меди с цин-
ком избытком раствора соляной кислоты, при нагревании полностью
восстановили оксид железа (III), при этом вес оксида железа (III)
уменьшился на 9,6 .г. Определите процентный состав исходного, спла-
ва меди с цинком.
192. К 1200 г раствора гидроксида натрия прибавили 490 г
40%-ного раствора серной кислоты. Для нейтрализации получившего-
ся раствора потребовалось 143 г кристаллической соды. Рассчитайте
концентрацию исходного раствора гидроксида натрия.
193. При пропускании газа,, получившегося при обработке смеси
веществ, полученных сплавлением 19,5 г цинка и 12 г серы, избытком
раствора соляной кислоты, через холодный раствор разбавленной
азотной кислоты образуются свободная сера, оксид азота(II) и вода.
Рассчитайте массу образовавшейся серы и объем выделившегося ок-
сида азота (II).
194. Оксид металла, содержащий 70% металла, полностью восста-
новили водородом до металла. При растворении 11,2 г полученного
металла в азотной кислоте средней концентрации образовался нитрат
металла(III) и выделилось 13,44 л оксида азота(IV). Рассчитайте
массу исходного оксида, металла и назовите его,.
195. Осадок, полученный при взаимодействии медного купороса с
раствором гидроксида натрия, прокаливают. При нагревании образо-
вавшегося вещества с углем получается металл (реакция протекает
количественно,), при растворении которого в горячей концентрирован-
ной серной кислоте выделяется 8,96 л газа. Рассчитайте исходное ко-
личество медного купороса.
196. При прок а л ив а нии смеси серы с 22,4 г неизвестного металла
без доступа воздуха протекает реакция с образованием сульфида ме-
талла (II). При, растворении продуктов реакции в избытке соляной
кислоты выделяется газ А и остается 6,4 г нерастворимого, вещества,
при сжигании которого в избытке кислорода, получается газ Б. Коли-
чественное взаимодействие газа А с газом Б приводит к образованию
2 Зак. 521/4730
33
19,2 г простого вещества. Определите неизвестный металл. Дайте ко-
личественное обоснование ответа. Рассчитайте количество серы, со-
держащейся в исходной смеси веществ.
197. Твердый продукт, получившийся при прокаливании карбоната-,
кальция, растворили в избытке воды. Взаимодействие образовавше-
гося раствбра с оксидом cepw(IV) дает 101 г гидросульфита кальция.
Определите массу образовавшегося газа и рассчитайте исходное ко-
личество карбоната кальция.
198. При электролизе 183 г 50%-ного раствора нитрата никеля(II)-
на катоде выделилось 29,5 г металла-. Рассчитайте процентную кон-
центрацию кислоты, образовавшейся в электролизере, и объем газа»
выделившегося на аноде.
199. Смесь меди и оксида меди (II) обработали 100,85 мл 36,5%-ногс-
раствора соляной кислоты (пл. 1,19). Нерастворившийся остаток от-
фильтровали, а затем растворили в концентрированной серной кисло-
те; при этом выделилось 11,2 л газа. К фильтрату прилили 25%-ныщ
раствор гидроксида натрия (пл. 1,28) до нейтральной реакции, при-
этом образовалось 39,2 г осадка. Рассчитайте процентный состав ис-
ходной смеси меди и оксида меди (II) и объем израсходованного-
25%-ного раствора гидроксида натрия.
200. Медный стержень, массой 140,8 г выдержали в растворе нит-
рата серебра, после чего его масса- составила 171,2 г. Рассчитайте,-
объем израсходованного 32%-ного раствора азотной кислоты (пл. 1,2)
на растворение медного стержня после выдерживания его в растворе:
нитрата серебра.
ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
। (условия задач]
1. При хлорировании метана получено 1,54 г соединения, плотность
паров по воздуху которого равна 5,31. Рассчитать, какое количество
оксида марганца (IV) потребовалось для получения хлора, если соот-
ношение объемов метана и хлора, введенных в реакцию, равно 1 : 12.
2. Газ, выделившийся при прокаливании смеси 20,5 г безводного
уксуснокислого натрия с избытком натронной извести, прореагировал
при освещении с хлором, который получили, использовав для этого
'130,5 г МпО2. По окончании исчерпывающего хлорирования газооб-
разные вещества из реактора растворили в воде. Рассчитать, сколько
литров 0,5 М раствора гидроксида натрия 1потребуется для нейтрали-
зации полученного водного раствора. (Считать, что все упомянутые
.реакции идут до конца.)
3. - При хлорировании углеводорода образовалось 9,675 г монохлор-
производного, которое при взаимодействии с разбавленным раствором
гидроксида натрия превратилось в некоторое кислородсодержащее
соединение. При окислении последнего получилось 9 г предельной од-
ноосновной органической кислоты, на нейтрализацию которой пошло
81 г 2М раствора гидроксида натрия (пл. 1,08). Найти формулу ис-
ходного углеводорода, считая, что все перечисленные реакции проте-
кают на 100%.
4. При сгорании пропана в избытке кислорода образовалось 1,12 л
ЧЗОг- Сколько и, какой соли получится в растворе, если пропустить
этот газ в 50 мл 12%-ного раствора гидроксида калия (пл. 1,1)? Ка-
кой объем пропана был сожжен?
5. При гидратации 20 л смеси бутана и одного из изомерных бу-
тенов получилось 37 г спирта С4Н10О, выход которого составляет 74 %
ют теоретического. Каков состав исходной смеси и каково строение
полученного спирта, если! известно, что' содержащийся в исходной сме-
си бутен может существовать в виде цис- и транс-изомеров?
6. Сколько поглотилось водорода при каталитическом гидрирова-
нии 16,8 л бутадиен а-1,3 (дивинила), если полученная смесь, состоя-
щая из бутана и изомерных бутенов, обесцветила 800 г 10%-iHoro рас-
твора брома в хлороформе?
2*
35
7. Бромированием неизвестного предельного углеводсфода получев
монобромид А, который обработкой разбавленным раствором гидро-
ксида натрия превращен в кислородсодержащее вещество Б. Пары
вещества Б с воздухом пропущены над раскаленной медной сеткой.
Пр и взаимодействии образовавшегося при этом газообразного веще-
ства В с избытком аммиачного раствора оксида серебра выделилось
43,2 г осадка. Какой углеводород был взят и в каком количестве, если-
при бромировании его получено 9,5 г монобромида А (выход на ста-
дии бромирования 50%, остальные реакции проходят количественно).
8. При высокотемпературном дегидрировании 25 л смеси этана и-
этилена выделилось 10 л водорода. Каков состав исходной и получен-
ной смеси газов, если принять, что в этих условиях этан дегидрирует-
ся до этилена?
9. Углеводород CnH2n, присоединив количественно 16,2 г бромисто-
го водорода, превратился во вторичный бромистый алкил, который пр»
нагревании с водным раствором гидроксида натрия дал 6 г соотвег-
ствующего спирта. Какова формула исходного углеводорода и полу-
ченного из него спирта, если выход спирта составляет 50%?
'.у 10. При дегидрировании смеси циклогексена и циклогексана в бен-
зол выделился водород в количестве, необходимом и достаточном для
полного восстановления 36,9 г нитробензола в анилйн. Найти про-
центный состав исходной смеси, если известно, что такое же количест-
во этой смеси может обесцветить 480 г 10%-ного раствора брома В'
ч етыр еххлористом у глероде.
\ 11. Дихлорид, полученный присоединением 6,72 л хлора к этиле-
новому углеводороду СпНгп, при гидролизе водным раствором щелочи
превратился в предельный двухатомный спирт (в количестве 22,8 г).
Какова формула этиленового углеводорода, если известно, что обе
реакции протекают с количественными выходами?
\ 12. Какова структурная формула этиленового1 углеводорода, если'
11,2 г его цри взаимодействии с избытком бромистого водорода пре-
вратилось в бромид, с положением брома у третичного углеродного
атома (в количестве 27,4 г).
13. Какова структурная формула углеводорода СпН2л, если: изве-
стно, что' 7 г его могут обесцветить 80 г 20 %-ного раствора брома в
CCU, а также известно, что углеводород СпНгп имеет цис- и транс'
изомеры?
14. Эквимолекулярная смесь двух газообразных углеводородов
(предельного и непредельного), содержащих одинаковое число атомов
углерода в молекуле, может обесцветить 80 г 20%-ного раствора бро-
ма в четыреххлористом углероде. При сожжении того же количества
смеси углеводородов образуется 134,4 л СО2. Какие углеводороды в
в каком количестве находятся в смеси?
36
15. Каково строение этиленового углеводорода СпНгл, если извест-
но, что он является цис-изомером и что 7 г его присоединяют 2,24 л
бромистого водорода с образованием бромида с положением брома у
вторичного углеродного атома?
\ 16. Имеется эквимолекулярная смесь двух изомерных углеводоро-
дов А и Б, относящихся к одному классу непредельных соединений,
но отличающихся положением кратных связей. При сожжении этой
смеси образуется 89,6 л СО2, а при полном каталитическом гидриро-
вании той же смеси может поглотиться 44 8 л- водорода . Какие угле-
водороды и в каком количестве находятся в исходной смеси, если из-
вестно, что при взаимодействии этой смеси соединений с аммиачным
раствором оксида серебра образуется осадок?
17. Для каталитического гидрирования этиленового углеводорода
СпН2п потребовалось 448 мл водорода. Это же количество углеводо-
рода при взаимодействии с бромом превратилось в дибромид (4 32 г)
с разветвленным углеродным скелетом. Какова структурная формула
исходного углеводорода?
18. -- Смесь газов, образовавшихся при термическом разложении
33,6 л метана, пропустили1 в избыток аммиачного раствора оксида се-
ребра, при этом объем- смеси газов уменьшился на 20 % • Какой объем
метана превратился в ацетилен? Какое количество ацетальдегида
можно было бы получить из образовавшегося ацетилена, если выход
в реакции Кучерова 70%?
19. Сколько' потребуется водорода для гидрирования 20 л смеси
углеводорода С4Н8 и бутадиена-1,3 (дивинила) до бутана, если изве-
стно, что углеводород QHs, содержащийся в исходной смеси, получен
(с выходом 80 %) дегидратацией 22,2 г спирта С4Н10О?
20. Эквимолекулярная смесь ацетилена и формальдегида пол-
ностью реагирует с 69,6 г оксида серебра, растворенного в водном
аммиаке. Определить процентный состав- -исходной -смеси.
21. В распоряжении химика имеются следующие вещества: С2Н5С1,
С2Н5ОН, СН3СООН, NaOH, H2SO4, МпО2. Какими из этих веществ и
в каких минимальных количествах он может воспользоваться для
получения 49,5 г 1,2-дихлорэтана? Напишите уравнения реакций.
22. Напишите схему синтеза 2,3-диметилбутана из пропилового
спирта. Какое количество 2,3-диметилбутана можно получить из 30 г
пропилового спирта, -если -известно, что -выход на последней -стадии
30%, остальные -стадии протекают с выходом 80%?
23. При дегидратации вторичного спирта СЛН2„+1ОН было получе-
но 201,6 г этиленового углеводорода, а при- действии -на такое же ко-
личество спирта избытка металлического натрия может выделиться
67,2 л водорода. Каково строение исходного спирта, если учесть, что
37
дегидратация спирта протекает с выходом 80%, а взаимодействие с
«атрием — с количественным выходом?
24. 26,22 г смеси бензола и толуола подвергли бромированию при
освещении без катализатора. Выделившийся при этом бромоводород
поглотили водой. Для нейтрализации образовавшегося раствора бромо-
водорода потребовалось 168 г 10%-ного раствора гидрокарбоната
натрия. Определите состав исходной смеси соединений и строение по-
лученного бромпроизводного, если известно, что оно содержит 46,8%
брома в молекуле.
25. При дегидратации спирта СЯН2Я+1ОН и последующем взаимо-
действии с хлором образовавшегося этиленового углеводорода (обе
реакции протекают с количественным выходом) было получено 59,4 г
дихлорида. Каково строение исходного спирта, если известно, что при
действии на такое же количество спирта избытком металлического
натрия может выделиться 6,72 л водорода?
26. Из «-пропилового спирта синтезирован изопропиловый эфир
пропионовой кислоты. Напишите схему синтеза. Сколько, граммов
Сложного эфира можно получить из 60 г «-пропилового спирта, если
для синтеза веществ, участвующих в последней стадии, использовали
по 30 г «-пропилового спирта? (Выходы на всех стадиях синтеза со-
ставляют 80%).
27. Какова: структурная формула спирта CnH2n+iOH, если известно,
что при взаимодействии его с бромистым водородом образуется бро-
мид с положением брома у вторичного углеродного атома, а при
действии избытка металлического натрия на 24 г спирта выделяется
водород в объеме, необходимом и достаточном для полного гидриро-
вания 5,4 г бутадиена-1,3 (дивинила)?
28. Из 30 г изопропилового спирта в результате двух последова-
тельных реакций получено соединение, при действии на которое гид-
роксида меди(П) появляется ярко-синее окрашивание. Какое количе-
ство этого, соединения получено, если выход на первой стадии — 80%,
а на второй — количественный?
29. При обработке раствора первичного спирта СяН2я+1ОН в ди-
этиловом эфире избытком металлического натрия выделилось 4,48 л
водорода. Какова структурная формула спирта, если известно, что при
дегидратации его в количестве, равном содержащемуся в исходном
растворе, образуется 22,4 г углеводорода СяН2я разветвленного- строе-
ния (с количественным выходом)?
30. Из этилового спирта в результате двух последовательных реак-
ций получено соединение, которое имеет нейтральную реакцию на
лакмус и растворяет свежеосажденный гидроксид Си (II). При взаи-
модействии этого соединения с избытком металлического натрия вы-
деляется 35,84 л водорода. Какое соединение получено и сколько
38
граммов этилового спирта вступает в реакцию, если выход на каждой
стадии синтеза — 80%?
31. При нагревании 23 г этилового спирта с каталитическим коли-
чеством концентрированного раствора серной кислоты образовалось
два/ органических соединения. Одно из них (газообразное) может
обесцветить 40 г 40%-HOiro раствора брома в четыреххлор истом угле-
роде. Второе соединение представляет собой легкокипящую жидкость.
Какие соединения и в каком количестве получились, если' считать, что
этиловый спирт вступил в реакцию количественно?
32. При гидролизе сложного' эфира этиленгликоля получено 36,6 г
ароматической одноосновной кислоты, на нейтрализацию которой по-
шло 108 мл 10%-ного водного' раствора гидроксида натрия' (пл. 1,11).
Установить структурную формулу исходного сложного эфира, если
известно, что- полученный при его гидролизе этиленгликоль может
прореагировать с осажденным из 37,5 г медного купороса гидроксидом
меди(П). Сколько (и какого?) эфира подвергли гидролизу?
33. При; дегидратации предельного первичного' одноатомного спирта
выделяется газообразный непредельный углеводород, объем которого
в 3 раза меньше объема оксида углерода(IV), образующегося при
сжигании того же количества спирта. Какой спирт был подвергнут
превращениям? Какое минимальное количество' 0,2 М раствора гид-
роксида' калия потребуется для поглощения СО2, если сжечь 3 г этого
спирта?
34. 16,6 г смеси этилового и пропилового спиртов обработали из-
бытком натрия, при этом выделилось 3,36 л водорода. Определить
Процентный состав смеси спиртов. Какое количество этой смеси по-
требуется для получения такого объема водорода, который мог бы
восстановить 24,6 г нитробензола, в анилин?
35. Дегидратацией некоторого количества предельного, первичного
спирта получен газообразный непредельный углеводород. Половина
образовавшегося объема' газа может обесцветить 120 г 200/о-ного рас-
твора. брома .в четыреххлористом углероде, а" при сожжении второй
половины объема углеводорода образуется 10,08 л СО2. Какой спирт
и в каком количестве был подвергнут дегидратации?
36. Известно, что при межмолекулярной дегидратации' спирта
CnHsn+iOH образуется 7,4 г простого эфира (CnHan+ihO. а при внут-
римолекулярной дегидратации того же количества спирта получается
4,48 л этиленового углеводорода. Какова формула исходного спирта,
если выходы эфира и углеводорода количественные?
37. При дегидратации .некоторого' количества предельного первич-
ного спирта получается газообразный непредельный углеводород,
объем которого в 3 раза, .меньше объема СО2, образующегося при
сожжении того, же количества спирта. Какой спирт и в каком количе-
39
стве был подвергнут дегидратации, если полученный непредельный
углеводород может полностью обесцветить 120 г 20%-ного раствора
брома в четыреххлористо1М углероде?
38. При окислении альдегида СпНзпО аммиачным раствором оксида
серебра выделилось 10,8 г осадка и образовалась кислота, которая
при кипячении с этиловым спиртом в присутствии серной кислоты
превратилась в 2,2 г соответствующего сложного эфира. Какова фор-
мула исходного' альдегида, если последняя реакция протекает с выхо-
дом 50 %?
39. Напишите схему синтеза этилового эфира монохлоруксусной
кислоты из ацетилена. Сколько потребуется ацетилена для получения
24,5 г этого эфира1, если известно', что. выход сложного эфира в расче-
те на использованный в, синтезе ацетилен составляет 50%?
40. 26,8 г смеси двух одноосновных органических кислот раствори-
ли в воде. Половину раствора обработали избытком аммиачного рас-
твора оксида серебра, при этом выделилось 21,6 г серебра. На ней-
трализацию всей смеси кислот потребовалось бы 200 мл 2 М раствора,
или 0,4 моля (16 г) NaOH. Определить структурные формулы кислот
и их количества в смеси (в граммах).
41. При взаимодействии 12,5 г смеси соединений, образующейся
при каталитическом окислении метилового спирта и не содержащей
СО2, с избытком аммиачного раствора оксида серебра выделилось
43,2 г осадка, а при обработке такого же количества той же смеси
избытком карбоната бария выделилось 1,12 л газа. Рассчитать, сколь-
ко процентов метилового спирта осталось в смеси, полученной при его
окислении.
42. Для количественного1 окисления 4,6 г эквимолекулярной смеси
двух предельных одноатомных спиртов в альдегиды потребовалось
7,96 г оксида меди (II). Определите строение исходных спиртов, если
при взаимодействии образовавшейся смеси альдегидов с аммиачным
раствором оксида серебра выделилось 32,4 г осадка.
43. Найти процент примеси бензойной кислоты в бензальдегиде,
постоявшем на воздухе, если известно, что при обработке одной из
двух равных порций такого альдегида избытком аммиачного раствора
оксида серебра образовалось 37,8 г осадка, а при обработке другой
порции избытком водного раствора гидрокарбоната натрия выделилось
336 мл газа.
44. Для получения уксусной кислоты в качестве исходного вещест-
ва был использован технический карбид кальция, содержащий '4%
примесей. Какое количество' карбида кальция было израсходовано,
если на нейтрализацию полученной уксусной кислоты потребовалось
224 г 20%-ного раствора гидроксида калия? Реакция Кучерова проте-
кает с выходом 80%.
40
45. При окислении 50 г смеси двух изомерных бутиловых спиртов
(первичного и третичного) образовалась кислота с разветвленной
цепью углеродных атомов состава С4Н8О2, которая была превращена в
ее этиловый эфир (23,2 г). Какие спирты и в каком процентном соот-
ношении входили в состав исходной смеси, если окисление протекает
с количественным выходом, а этерификация — с выходом 50%?
46. Один моль предельного первичного одноатомного спирта А
окислили в соответствующую кислоту Б. Такое же количество' спирта
А подвергли дегидратации, а затем гидратации, в результате чего по-
лучился изомерный спирт В. Из кислоты Б и спирта В синтезировали
сложный эфир, при полном сожжении которого образовалось 67,2 л
СО2. Какое строение имеет сложный эфир, если выход сложного эфира
в реакции этерификации составляет 50%, остальные реакции проте-
к а ют количественно.
47. Сколько потребуется метанола для получения 182 мл 37,5 %-кого
водного раствора формальдегида, (пл. 1,1), при условии, что окисле-
ние метанола в формальдегид протекает с выходом 90%?
48. Предельный первичный одноатомный спирт А окислили в (соот-
ветствующую кислоту Б. Такое же количество спирта А подвергли
сначала дегидратации, а затем гидратации, в результате чего полу-
чили изомерный спирт В. Затем из кислоты Б и спирта В синтезиро-
вали сложный эфир. Какое строение имеет сложный эфир, если при
действии избытка металлического натрия на 30 г спирта А выделилось
5,6 л водорода?
49. При окислении смеси этилового спирта и 40%-ного водного
раствора формальдегида образовалось 15 г органической кислоты.
При обработке того же количества той же смеси веществ избытком
аммиачного раствора оксида серебра выделилось 43,2 г осадка. Опре-
делить количественный состав исходной смеси.
50. При окислении, предельного одноатомного спирта А получена с
выходом 80% кислота Б с тем же числом атомов углерода. При
действии на кислоту Б избытка металлического' цинка выделилось
4,48 л водорода. Какая кислота и в каком количестве была получена,
и сколько, и какого, спирта потребовалось для реакции, если при де-
гидратации спирта А образуется изобутилен?
51. Смесь метилового и этилового спиртов окислили подкисленным
раствором перманганата калия. Выделившийся газ пропустили в из-
быток баритовой воды, при этом выделилось 1,97 г осадка. Такое же
количество той же смеси сожгли в избытке кислорода. При пропуска-
нии образовавшегося газа в избыток баритовой воды получили 5,91 г
осадка. Определить молярный (состав исходной смеои.
52. Имеется 33,3 г смеси двух изомерных 'Соединений А и Б. При
окислении соединения А образуется н-масляная кислота. Соединение Б
41
можно получить из этилового спирта при нагревании его в присутствии
концентрированной серной кислоты. Какие вещества и в каком коли-
честве содержатся в смеси, если'при обработке ее избытком металли-
ческого натрия выделяется 3,36 л водорода?
53. При окислении 100 г раствора формальдегида и этилоного
спирта в воде перманганатом калия образовалось 30 г органической
кислоты и газообразное вещество, которое при пропускании в избыток
баритовой воды дает 20 г осадка. Определить процентную концентра-
цию формальдегида и спирта в смеси.
54. При сжигании предельного одноатомного спирта объем выде-
лившегося углекислого газа в 8 раз больше объема водорода, который
выделился бы при действии натрия на то же количество спирта. Ка-
кой спирт был взят? Какое количество' изомеров может иметь этот
спирт? Какое минимальное количество 2 М. раствора гидроксида ка-
лия потребуется для поглощения углекислого газа, если было сожже-
но 14,8 г этого спирта?
55. Имеется 22,2 г смеси предельной одноосновной кислоты А и
изомерного ей соединения Б (молярное соотношение веществ в смеси
1:1). При взаимодействии этой смеси веществ с избытком 10%-ного
водного раствора гидрокарбоната натрия выделяется ССК, объем ко-
торого в 6 раз меньше объема СОг, образующегося при сожжении
того же количества смеси. Какие соединения и в каком количестве
находятся в исходной смеси, если известно, что при взаимодействии
ее с аммиачным раствором оксида серебра металлическое серебро не
выделяется?
56. При нагревании 25,8 г смеси этилового спирта и уксусной кис-
лоты с несколькими каплями концевтрированной серной кислоты по-
лучено 14,08 г сложного эфира, а при ^сжигании того же количества
исходной смеси должно было бы образоваться 23,4 г воды. Найти
процентный состав исходной смеси, и рассчитать выход сложного' эфи-
ра в процентах.
57. 67,1 г смеси этилового спирта и уксусной кислоты нагрели с
несколькими каплями концентрированной серной кислоты. Для ней-
трализации полученной смеси веществ потреб овал ось 84 г 10 %-ного
водного раствора гидрокарбоната натрия. Какие вещества и в каком
количестве содержались в смеси после реакции, если в реакцию всту-
пило 80% исходной уксусной кислоты? (При расчетах не учитывать
расход гидрокарбоиата натрия, пошедшего на нейтрализацию серной
кислоты).
58. При щелочном гидролизе сложного эфира были выделены 28,8 г
натриевой соли бензойной кислоты и неизвестный спирт. Его сожгли,
и продукты сгорания пропустили через трубку, наполненную безвод-
ным сульфатом меди (II), который при этом увеличил свою массу на
42
14,4 г и изменил цвет (как и почему?). Установить структурную фор-
мулу и количество, исходного сложного эфира,, если известно, что вхо-
дящий в его состав 'Предельный одноатомный спирт окисляется (без
изменения скелета) с образованием вещества, вытесняющего СО2 из
водного раствора гидрокарбоната натрия.
59. При нагревании 23 г муравьиной кислоты с избытком предель-
ного одно атом ного спирта А в присутствии каталитического, количест-
ва концентрированной серной кислоты получено соединение Б с выхо-
дом 80% в расчете на исходную кислоту. Какое строение имеют сое-
динения А и, Б, если при сожжении полученного соединения Б может
образоваться 26,88 л СО2?
60. Для полного гидролиза смеси этиловых эфиров уксусной и про-
пионовой кислот потребовалось 40 г 20%-ного раствора гидроксида
натрия. При сожжении того же количества’ исходной смеси веществ
образовалось 20,16 л СО2. Определите процентный состав, смеси.
61. При обработке трех равных порций уксусной кислоты, содер-
жащей примесь этилового спирта и ацетальдегида: а) избытком вод-
ного раствора гидрокарбоната, натрия выделилось 11,2 л газа; б) из-
бытком аммиачного, раствора оксида серебра образовалось 2,16 г осад-
ка; в) при нагревании с несколькими; каплями концентрированной
серной кислоты образовалось 0,88 г сложного эфира. Определить про-
центное содержание примесей в уксусной кислоте.
62. При обработке 13,4 г' эквимолекулярной смеси предельной од-
ноосновной кислоты и первичного спирта, имеющих одинаковое число
атомов углерода в молекуле, избытком водного раствора гидрокарбо-
ната натрия выделился СО2, объём которого в 6 раз меньше объема
СО2, полученного при сожжении того же количества этой смеси. Ка-
кие вещества и ,в каком количестве находятся в смеси?
63. При гидролизе сложного эфира были выделены бензойная кис-
лота, на нейтрализацию которой пошло 72,1 мл 10%-ного, водного рас-
твора гидроксида натрия (пл. 1,11), и неизвестный спирт. При сожже-
нии спирта образовалось 13,44 л газа. Установить структурную фор-
мулу и количество исходного сложного эфира, если известно, что вхо-
дящий в, его состав, предельный одноатомный спирт окисляется (без
изменения скелета) с образованием вещества, вытесняющего СО2 из
водного, раствора гидрокарбоната натрия.
64. Смесь бутилового спирта и пропионовой кислоты обработали
избытком водного раствора, гидрокарбоната натрия. Объем выделив-
шегося при этом газа в 15 раз меньше объема того же газа, образо-
вавшегося при полном сгорании такого же количества исходной смеси.
Найти процентный состав исходной смеси соединений, если для ее
сожжения требуется 48,16 л кислорода.
65. Смесь н-пропилового спирта и уксусной кислоты обработана
43
избытком металлического цинка. Выделившийся при этом газ (в при-
сутствии платинового катализатора) полностью прореагировал с 15 мл
изопрена (пл. 0,68), превратив его целиком в смесь изомерных пен-
тенов (С5Ню).
Найти процентный состав исходной смеси, если известно, что при
нагревании такого' же количества ее е несколькими каплями концен-
трированной серной кислоты образовалось 16,32 г соответствующего
сложного эфира. (Считать, что последняя реакция прошла на 80%.)
66. При обработке 12 г смеси предельной одноосновной кислоты А
и одноатомного предельного спирта Б (весовое соотношение веществ
в смеси 1:1) избытком водного раствора гидрокарбоиата натрия вы-
делилось 2,24 л СО2- Какое строение имеют кислота А и спирт Б,
если они содержат одинаковое число атомов углерода в молекуле?
67. 58,2 г смеси пропилового спирта и предельной одноосновной
органической кислоты (в молекулярном отношении 2:1) обработаны
избытком цинковой пыли. Выделившийся при этом газ полностью
прореагировал (в присутствии платинового катализатора) с 3,36 л
бут а диена-1,3 (т. кип. — 4°С), превратив его целиком в смесь изомер-
ных бутенов. Какая кислота содержалась в исходной смеси?
68. Какова структурная формула предельной одноосновной кисло-
ты, если объем СО2, образующегося при сожжении некоторого ее ко-
личества, в 3 раза больше объема СО2, выделившегося при. действии
на такое же количество кислоты избытка водного раствора гидрокар-
боната натрия?
69. При нагревании смеси метилового спирта и уксусной кислоты
с несколькими каплями концентрированной серной кислоты обра-
зовалось 2,22 г сложного эфира. При обработке того же количе-
ства исходной смеси водным раствором гидрокарбоната натрия и про-
пускании образовавшегося газа в избыток баритовой воды выпало
11,82 г осадка. Определить количественный состав исходной смеси.
(Считать, что реакция этерификации проходит на 75%.)
70. Имеется 3 пробирки: с олеиновой кислотой, стеариновой кисло-
той и глицерином. Какими химическими реакциями можно определить,
в какой из пробирок находится каждое из перечисленных веществ.
Какое количество глицерина потребуется для получения 89 г тристеа-
рата глицерина?
71. Сколько граммов глицерида уксусной кислоты получится при
взаимодействии уксусной кислоты с избытком глицерина, если при
действии соды на такое же количество уксусной кислоты образуется
6,72 л СО2?
72. Какими химическими реакциями можно определить, в какой из
двух пробирок находится глюкоза или молочная кислота
(СН3СНОНСООН)? Какие количества этих веществ содержатся в
44
пробирках, если при сожжении всей глюкозы образуется 13,44 л СО2,
а объем СО2, полученный при сожжении всей молочной кислоты, в
2 раза меньше?
73. Сколько литров водорода потребуется для гидрирования олеи-
новой кислоты, которая образовалась при щелочном гидролизе 0,1 мо-
ля глицерида олеиновой кислоты и последующем подкислении концен-
трированным раствором НС1, если известно, что все реакции проте-
кают количественно?
74. При гидролизе сложного эфира образуются: одноосновная кис-
лота, на нейтрализацию которой идет 10,8 мл 10%-ного водного раст-
вора гидроксида натрия (пл. 1,11), и спирт, который можно получить
восстановлением этой кислоты. Определить количество взятого для
гидролиза сложного эфира и установить его структурную формулу, ес-
ли известно, что кислота, входящая в его состав, может быть получе-
на окислением углеводорода С7Н8.
75. Для полного каталитического гидрирования 250 г смеси олеи-
новой и стеариновой кислот потребовалось 16,8 л водорода. Каков со-
став исходной смеси и сколько стеариновой кислоты получилось после
гидрирования смеси?
76. Газ, выделившийся при получении бромбензола из 25 мл бензо-
ла (пл. 0,78), ввели в реакцию с 25 мл гексена-1 (пл. 0,67), который
целиком превратился при этом в один из изомерных бромгексанов
(какой?). Рассчитать выход бромбензола в процентах.
77. В отсутствие катализаторов на холоду 21 г раствора стирола
(СбН5СН = СН2) в этилбензоле обесцветил 16 г брома. Каков состав
исходной смеси? Сколько водорода может присоединить эта смесь в
условиях полного каталитического гидрирования?
78. При гидрировании бензола получили смесь циклогексана и
циклогексена, которая обесцветила 32 г 10%-ного раствора брома в
CCI4. Найти состав смеси, если равное исходному количество бензола
может полностью прореагировать при освещении с хлором, получен-
ным при использовании 26,1 г МпО2.
79. 68 г смеси бензола, толуола и этилбензола окислили подкис-
ленным раствором перманганата калия. При этом образовалось 36,6 г
бензойной кислоты и выделилось 2,24 л СО2. Определить процентный
состав смеси.
80. При дегидрировании смеси циклогексана и циклогексена обра-
зовался бензол, который полностью прореагировал при освещении с
хлором, полученным при использовании 26,1 г МпО2. Н,айти процент-
ный состав исходной смеси, если такое же количество этой смеси мо-
жет обесцветить 64 г 10%лногО’ раствора брома в CCI4.
81. Газ, выделившийся при получении бромбензола из 25 мл бен-
зола (пл. 0,78), ввели в реакцию с 4,48 л бутадиена-1,3 (т. кип. — 4°С;
45
условия нормальные). Каине вещества и в каком количестве могли бьв
образоваться при этом из бутадиена, если бромирование бензола про*
шло на 80%?
Й2. Определить, в каких молярных соотношениях находятся в сме«
си нитробензол и толуол, если известно, что при окислении перманга -
натом калия масса, смеси может увеличиться на 6 г, а при восстанов-
лении железом в присутствии соляной кислоты — уменьшиться на 3 г^
83. При окислении толуола получена бензойная кислота, из кото-
рой при этерификации образовалось 30 г этилового эфира бензойной
кислоты. Сколько' ,граммов толуола окислилось, если обе реакции про-
текают с выходом 50%?
84. Смесь бензола и циклогексана пропустили над нагретым пла-
тиновым катализатором (при этом выделилось количество' водорода,,
необходимое и достаточное для полного восстановления 24,6 г нитро-
бензола в анилин), затем обработали хлором при освещении. Найти
процентный состав исходной смеси, если масса продукта последней
реакции больше массы исходного' вещества (для этой реакции) на-
85,2 г.
85. Определить строение углеводорода C7Hg. Известно, что он не
обесцвечивает бромную воду, при окислении пер манг анатом калия1
превращается в кислоту; при гидрировании углеводорода над катали-
затором образуется метил циклогексан. Сколько литров водорода может
прореагировать с 46 г углеводорода C?Hg?
86. Сколько граммов этилбензола получится при гидрировании сти-
рола,, если известно,, что при бромировании этого, количества стирола
образуется 79,2 г дибромида? (Все реакции протекают количественно)*
87. Для получения бензойной кислоты окислили 32,4 г бензилового,
спирта (СбН5СН2ОН), окислителя оказалось недостаточно, поэтому
получилась смесь продуктов окисления. Для анализа смесь обработа-
ли сначала небольшим избытком водного раствора гидрокарбоната,
натрия (при этом выделилось 4,48 л газа), а затем избытком аммиач-
ного раствора оксида серебра, причем образовалось 10,8 г осадка. Оп-
ределить процентный состав смеси продуктов окисления.
88. При обработке смеси бензойной кислоты и бензилового спирта
С6Н5СН2ОН избытком водного- раствора гидрокарбоната натрия выде-
лилось 8,96 л газа. Определить процентный состав смеси, если изве-
стно, что при нагревании раствора такого же количества исходной’
смеси в бензоле в присутствии нескольких капель концентрированной'
серной кислоты может образоваться 10,6 г сложного эфира. (Считать,
что последняя реакция идет с выходом 100%) *
89. Газ, образовавшийся при получении бромбензола из бензола,,
пропустили в избыток водного- раствора метиламина. При упаривании1
досуха получившегося раствора осталось 11,2 г твердого вещества..
46
Какое количество бензола было взято, если выход бромбензола 80%?
‘Сколько! граммов бромбензола образовалось?
90. При окислении смеси бензола и толуола образуется 8,54 г од-
ноосновной органической кислоты. При взаимодействии этой кислоты
с избытком водного раствора гидрокарбоната натрия выделяется газ,
который занимает объем в 19 раз меньший, чем тот же газ, образую-
щийся при полном сгорании такого же количества исходной смеси
углеводородов. Найти процентный состав исходной смеси,
91. Вещество, имеющее формулу С7Н8О, при окислении целиком
превратилось в смесь веществ А и Б. При обработке одной из двух
равных порций этой смеси избытком аммиачного раствора оксида се-
ребра образовалось 32,4 г осадка, а второй — избытком водного рас-
твора гидрокарбоната натрия выделился газ, при пропускании кото-
рого в избыток баритовой воды образовалось 9,85 г осадка. Каково
строение исходного вещества (и веществ А и Б) и сколько его было
взято для окисления?
92. 47,4 г смеси паров бензола и циклогексана пропустили над на-
гретым платиновым катализатором. При этом выделился газ (в коли-
честве, необходимом и достаточном для' превращения 12,3 г нитробен-
зола в анилин) и вещество-, которое подвергли затем действию хлора
при освещении. Определить, электролизом какого количества пова-
ренной соли можно получить необходимый для последней реакции
хлор.
93. Газ, выделившийся при получении бромбензо л а из 7,8 г бензо-
ла, полностью прореагировал с эквивалентным количеством метилами-
на, находящегося в 50 г водного раствора. Определить процентную
концентрацию метиламина ® растворе, если в реакцию бромирования
вступило 80% бензола.
94. Газ, выделившийся при получении бромбензола из 30 мл бен-
зола (пл. 0,78), пропустили в бензольный раствор изобутилена. Рас-
считать, сколько- прореагировало изобутилена, если обе реакции про-
текают с выходом 80 %.
95. При нагревании 100 г раствора бензойной кислоты и бензило-
вого спирта (CeHsCH2OH) в бензоле в присутствии нескольких капель
концентрированного раствора серной кислоты образовалось 10,6 г
сложного эфира (считать, что реакция идет с выходом 100%). Опре-
делить содержание кислоты и спирта в бензоле, если известно, что
при обработке 100 г Исходного раствора избытком водного раствора
гидрокарбоната натрия может выделиться 4,48 л газа.
96. Смесь циклогексана и циклогексена может обесцветить 400 г
8 %-ного раствора брома в CCh. Найти состав смеси, если известно,
что при обработке бензола, полученного (укажите, каким образом) из
такого же количества исходной смеси, избытком хлора при освещении
47
масса образовавшегося вещества больше массы взятого бензола на
63,9 г.
97. Смесь толуола и «-гексана, защищенную от света, обработали
бромом при нагревании в присутствии бромного железа. При этом об-
разовалось 1,7 г смеси монобром производных. Такое же количество
той же смеси обработали бромом при освещении. При этом получи-
лось 3,3 г смеси других мо1нобромпроизводных. Определить состав ис-
ходной смеси углеводородов.
98. Для нейтрализации раствора бензойной кислоты и бензилового
спирта в толуоле потребовалось 84 г 10%-ного раствора гидрокарбо-
ната натрия. Выделившийся при этом оксид углерода (IV) занял
объем в 2 раза меньший, чем водород, который мог бы образоваться
при обработке того же количества, исходного раствора* натрием. Опре-
делить содержание бензойной кислоты и бензилового спирта в* то-
луоле.
99. Газ, выделившийся при сожжении смеси бензола и циклогексе-
на, пропустили в избыток баритовой воды. При этом образовалось*
35,5 г осадка. Найти процентный состав исходной смеси, если такое
же количество этой смеси может обесцветить 50 г бромной1 воды, кон-
центрация брома в которой 3,2%.
100. Смесь фенола и бензойной кислоты обработали бромной водой
до прекращения обесцвечивания. При этом образовалось 33,1 г осад-
ка, который отфильтровали. Для нейтрализации фильтрата после от-
деления осадка потребовалось 124 мл 10 %-ного водного раствора
гидроксида натрия (пл. 1,11). Найти процентный состав1 исходной
смеси.
101. Смесь фенола и стирола обработали бромной водой до1 пре-
кращения обесцвечивания, на это потребовалось 300 г бромной воды
(концентрация брома в которой 3,2%), затем нейтрализовали
10%-ным водным раствором гидроксида натрия (пл. 1,11), которого1
понадобилось 14,4 мл. Найти процентный состав исходной смеси.
102. 15,4 г смеси фенола и уксусной кислоты обработали 69 мл
15%-ного1 (пл. 1,46) водного раствора гидроксида натрия и затем в
раствор пропустили COs. Прореагировали 4,48 л СО^, и образовалась
кислая соль. Найти состав исходной смеси.
103. Смесь бензойной кислоты и фенола обработали бромной во-
дой до прекращения обесцвечивания, на что пошло 1,5 кг бромной
воды (концентрация брома в которой равна 3,2%), затем 10%-ным
водным раствором гидроксида натрия (пл. 1,11), которого потребова-
лось 180,2 мл. Найти процентный состав исходной смеси.
104. Смесь фенола и стирола обработали бромной водой до* пре-
кращения обесцвечивания, на это потребовалось 300 г бромной воды
,(концентрация брома в которой 3,2 %). Фильтрат нейтрализовали
48
10%-ным раствором гидроксида натрия (пл. 1,11), которого потребо-
валось 10,8 мл. Найти процентный состав исходной смеси.
105. Две равные порции смеси фенола и бензойной кислоты обра-
ботали: одну — 10%-ным водным раствором гидрокарбоната натрия,
(пл. 1,05), другую — 10%-ным водным раствором гидроксида натрия,
(пл. 1,11). Найти процентный состав исходной смеси, если в реак-
цию вступило 8 мл раствора гидрокарбоната натрия и 18 мл раство-
ра гидроксида натрия.
106. 20 г бензольного раствора фенола обработали избытком вод-
ного раствора гидроксида натрия, после чего водный слой отделили.
При обработке оставшегося вещества бромом (в присутствии железа)
образовалось 15,7 г монобромида (выход 50%). Определить содержа-
ние бензола и фенола в исходном растворе.
107. Смесь фенола и стирола обесцвечивает 0,3 кг бромной воды,
концентрация брома в которой равна 3,2%. Найти процентный состав,
смеси, если такое же количество этой смеси может вступить в реак-
цию с 3,6 мл 10%-ного водного раствора гидроксида натрия (пл. 1,11).
108. Смесь фенола и бензойной кислоты обработали бромной во-
дой до прекращения обесцвечивания, на что пошло 1,5 кг бромной во-
ды (концентрация брома в которой равна 3,2%). Найти процентный,
состав исходной смеси, если такое же количество этой смеси может
вступить в реакцию с 72 мл 10%-ного водного раствора гидроксида
натрия (пл. 1,11).
109. Смесь гидрохлорида метиламина и хлорида аммония обрабо-
тали водным раствором гидроксида натрия и нагрели. Выделившийся
газ сожгли в избытке кислорода и образовавшиеся газообразные про-
дукты пропустили в избыток известковой воды. При этом получили
1 г осадка. Такое же количество исходной смеси растворили в воде и
обработали избытком водного раствора нитрата серебра. При этом
получили 4,3 г осадка. Определить процентный состав исходной смеси.
110. Газообразные продукты сожжения смеси бензола и анилина
пропустили в баритовую воду, в результате выделилось 59,4 г осадка.
Определить процентный состав исходной смеси, если при обработке
такого же количества смеси сухим хлороводородом может образовать-
ся 2,59 г осадка.
111. Напишите схему превращения этилового спирта в аминоуксус-
ную кислоту. Какое количество аминоуксусной кислоты можно полу-
чить из 46 г этилового спирта? Сколько литров аммиака потребует-
ся для этой цели?
112. При сожжении смеси бензола и анилина образовалось 6,94 л
газообразных продуктов, при пропускании которых в избыток концент-
рированного водного раствора КОН не поглотилось 224 мл газа. Найти
процентный состав исходной смеси.
49.
113. В смесь аминоуксусной кислоты и безводного этилового спир-
та пропустили ток сухого хлороводорода, при этом образовалось 1,4 г
твердого вещества. Какое это вещество? Какое количество этилового
спирта прореагировало? *
114. При обработке 4,02 г смеси нитробензола и анилина (в абсо-
лютном бензоле) сухим газообразным хлороводородом выделилось
3,9 г осадка. Какое минимальное количество цинка и какой минималь-
ный объем 10%-ной соляной кислоты (пл. 1,05) потребуется для пол-
ного восстановления этой смеси? (Считать, что все реакции идут на
100%.)
115. Напишите трехстадийную схему получения гидробромида ани-
лина из бензола. Сколько потребуется бензола для получения 17,4 г
соли, если известно, что выход на последней стадии количественный,
а на двух предыдущих по 50%?
116. При сожжении смеси бензола ц анилина образовалось 6,94 л
газообразных продуктов, при пропускании которых в избыток бари-
товой воды образовалось 59,4 г осадка. Найти процентный состав
смеси.
117. Напишите схему синтеза аланина (а-аминопропионовой кисло-
ты) иЗ пропилового спирта. Какое количество пропилового спирта по-
требуется для получения 8,9 г аланина, если известно, что на первой
‘стадии выход 90%, на второй — 80%, остальные стадии проходят с
количественным выходом. Какое вещество и в каком количестве обра-
зуется, если в смесь аланина и безводного этилового спирта пропус-
тить ток сухого хлороводорода?
118. На нейтрализацию гидрохлорида анилина; полученного восста-
новлением нитробензола в среде соляной кислоты, пошло 18%-ного
раствора .гидроксида натрия в два раза больше, чем на нейтрализа-
цию газообразного продукта бромирования 39 г бензола в присутст-
вии катализатора. Выход на стадии бромирования 60%. Определить
количество взятого гидрохлорида анилина.
119. При обработке смеси гидрохлорида анилина и бензойной кис-
лоты избытком водного раствора гидрокарбоната натрия выделилось
1,12 л газа. Если образовавшийся анилин сжечь в избытке кислорода,
то должно образоваться 336 мл азота. Найти процентный состав ис-
ходной смеси.
120. Написать схему трехстадийного синтеза 2,4,6-триброманилина
из бензола. Сколько граммов бензола потребуется для получения та-
ким путем 33 г триброманилина, если известно, что выход на послед-
ней стадии количественный, а на двух предыдущих — по 50%?
121. Напишите схему синтеза анилина из этилового спирта. Какое
количество этилового спирта потребуется для получения 18,6 г анили-
50
на, если известно, что на стадии получения бензола выход 30%..
остальные стадии проходят с выходом 80%.
122. В смесь бензола, фенола и анилина пропустили сухой газооб-
разный НС1. При этом выделилось 3,89 г осадка, который отфильтро-
вали. Бензольный фильтрат, промытый небольшим количеством воды,
от остатков НС1, обработали 10%-ным водным раствором гидроксида,,
натрия (пл. 1,11), которого пошло на реакцию 7,2 мл. Найти процент-
ный состав исходной смеси, если при сожжении такого же ее количе-
ства должно образоваться 20,5 л газообразных продуктов.
123. Смесь пропана и метиламина пропустили через избыток 2 М .
раствора соляной кислоты, при этом объем смеси уменьшился в 3 ра-
за. Такой же объем той же смеси пропана и метиламина' сожгли в.
избытке кислорода, а продукты сгорания пропустили в избыток вод-
ного раствора гидроксида бария, из которого при этом выделилось.
98,5 г осадка. Определите процентный состав исходной смеси газов.
124. Допустим, что 6,72 л метана при хлорировании полностью пре-
вратились в эквимолекулярную смесь трех соединений, плотности па-
ров по водороду которых соответственно равны 77, 59,75 и 42,5. Какие-
соединения находятся в смеси? Определить, какое количество 20%-но-
го водного раствора метиламина может прореагировать с образовав-
шимся при этом хлороводородом.
125. Продукты полного сгорания (в избытке кислорода) смеси,
пропана и метиламина обработали избытком баритовой воды. При
этом образовалось 137,9 г, осадка. Газообразные вещества, не погло-
тившиеся баритовой водой, были пропущены над раскаленной медной;
спиралью, после чего объем газа оказался в 2,5 раза меньше объема
исходной смеси пропана и метиламина. Определить процентный со-
став исходной смеси газов.
126. Для взаимодействия 38,7 г смеси бензойной кислоты с суль-
фатом первичного амина (RNHa-HjSOJ потребовалось 144 мл
10%-ного водного раствора гидроксида натрия (пл. 1,11). Определить,
сульфат какого амина находился в смеси, если известно, что при об-
работке такого же количества исходной смеси избытком водного ра-
створа хлорида бария должно выделиться 23,34 г осадка.
127. Газ, образовавшийся при сгорании 1,12 л смеси этана и ме-
тиламина в избытке кислорода, пропустили в избыток водного раст-
вора гидроксида калия. Непоглотившиеся rajbi пропустили над раска-
ленной медной сеткой. Объем газа в результате этих операций умень-
шился до 0,28 л. Определить количественный состав исходной смеси.
128. При обработке 30 г смеси бензойной кислоты и фенола бром-
ной водой на холоду получено 66,2 г трибромида. Какой трибромид
был получен и каков состав исходной смеси, если известно, что выход
продукта реакции количественный?
51.
129. При обработке 20 г смеси олеиновой (С17Н33СООН) и паль-
'митиновой (С15Н31СООН) кислот избытком брома (водного раствора)
получено. 13,26 г продукта бромирования. Каков состав исходной
смеси?
130. При взаимодействии 30,5 г бензойной кислоты со спиртом ROH
неизвестного состава получено 27,2 г сложного эфира (C6H5COOR).
Какой спирт был взят, если реакция протекает с выходом 80%?
131. Непредельный углеводород прореагировал с НВг с образова-
нием 12,3 г вещества А, при взаимодействии которого с металлическим
натрием образовалось только одно вещество Б, состоящее из 83,7%
углерода и 16,28% водорода и имеющее плотность паров по водороду,
равную 43. Определить строение веществ А и Б, а также исходного
углеводорода и рассчитать, сколько литров его пошло на реакцию.
132. 13,44 л смеси этана, этилена и ацетилена пропустили через
аммиачный раствор оксида серебра (I), взятый в избытке, в резуль-
тате образовалось 48 г осадка. При пропускании того же объема сме-
си газов через раствор брома в четыреххлористом углероде объем га-
за уменьшился в три раза. Определите молярное соотношение газов
в смеси.
133. Сколько граммов сложного эфира СНзСООСпН2п-н получится
из 13,8 г спирта CnH2n+iOH и избытка уксусной кислоты, если при дей-
ствии избытка натрия на 27,6 г этого спирта выделилось 6,72 л водо-
рода? (Считать, что последняя реакция протекает количественно, а
при этерификации выход эфира составляет 50%.)
- 134. 96%-ный спирт-ректификат (пл. 0,8) обработали техническим
карбидом кальция для удаления воды. При действии воды 100 г кар-
бида кальция выделяют 24,5 л газа. Какое минимальное количество
этого реагента потребуется для абсолютирования 4,5 л спирта?
135. Имеются три изомерных соединения .А, Б и В общей форму-
лы СпН2и+2О2. Соединения А. и Б можно получить из «-бутилового
спирта. Оба соединения реагируют с натрием и дают с гидроксидом
меди (II) ярко-синее окрашивание. Соединение В с натрием и гид-
роксидом меди (II) не реагирует. Напишите структурные формулы
этих соединений и схему синтеза соединений А и Б из н-бутилового
спирта.
136. Сколько литров водорода потребуется для каталитического
гидрирования одной двойной связи диенового углеводорода СПН2П_2
(5,4 г), если на бромирование такого же количества углеводорода до
т^трабромида СпН2л_2Вг4 пошло 32 г брома? Каков состав углеводоро-
да? Напишите все возможные изомеры.
137. Имеются два изомерных соединения А и Б, относящихся к од-
ному классу органических соединений. Соединение А дает ярко-синее
окрашивание с гидроксидом меди (II) и может быть получено окис-
52 * **
лением соответствующего этиленового углеводорода В. Определите
строение соединений А, Б и В, если известно, что соединения А и Б
содержат по 42% кислорода в молекуле. Напишите схему синтеза со-
единения А из непредельного соединения В.
138. При гидролизе 14,8 г сложного эфира СН3СООСпН2п+| избыт-
ком водного раствора гидроксида натрия выделено 13,28 г ацетата
натрия. Какова формула исходного' эфира, если выход ацетата нат-
рия 80 %?
139. Сколько граммов брома потребуется для бромирования 16,8 г
этиленового углеводорода СлН2л, если известно, что при каталитиче-
ском гидрировании такого же количества углеводорода присоедини-
лось 6,72 л Н2? Каков состав и возможное строение исходного угле-
водорода?
140. Сколько граммов изобутилового спирта потребуется для полу-
чения из него в две последовательные стадии 29,6 г трет-бутилового
спирта, если выход на каждой стадии синтеза составляет 80%. Напи-
шите схему получения трет-бутилового спирта из изобутилового спирта.
1411. Имеется смесь четырех изомерных органических соединений,
каждое из которых легко растворяется в соляной кислоте и содержит
в молекуле 23,7% азота. Определите строение этих соединений и ко-
личество исходной смеси соединений, если при сожжении всей смеси
образуется 4,48 л азота.
14'2. Этерификацией 27,6 г глицерина смесью стеариновой и олеи-
новой кислот получено некоторое количество сложного эфира, входя-
щего в состав жира. Сколько эфира было получено и какое количе-
ство олеиновой и стеариновой кислот вступило в реакцию, если для
гидрирования всего полученного эфира потребовалось 13,44 л водо-
рода?
143. Сколько литров хлора потребуется для получения тетрахлори-
да CnH2n_2CU из 21,6 г диенового углеводорода СпН2п-2, если извест-
но, что на бромирование одной двойной связи 16,2 г этого диена по-
шло 48 г брома?
144. При нагревании предельного одноатомного спирта А с кон-
центрированной бромистоводородной кислотой образуется соединение
Б, которое содержит 58,4% брома в молекуле. Определить строение
соединений А и Б, если известно, что при дегидратации спирта А ос-
новным продуктом реакции является непредельный углеводород В сим-
метричного строения.
145. При получении анилина восстановлением нитробензола желе-
зом в соляной кислоте реакция прошла плохо из-за недостаточной чи-
стоты железа. Отогнанный с паром анилин оказался загрязненным
нитробензолом. Для количественного определения примеси последнего
1/25 часть полученного анилина сожгли, газообразные продукты сгора-
53
ния поглотили избытком концентрированного раствора КОН. При
этом не поглотилось 0,448 л газа. Равную порцию полученного ани-
лина обработали 25 мл 20%-ного раствора серной кислоты (пл. 1,14)
в результате образовалось 6,88 г осадка. Сколько было получено ани-
лина и сколько процентов нитробензола он содержал?
146. При гидрировании углеводород, А (16,2 г) количественно пре-
вращается в смесь двух соединений Б и В. Соединение Б легко при-
соединяет бром, при этом образуется 43,2 г бромпроизводного, содер-
жащего 74% брома в молекуле. Определить строение соединений А„
Б и В и процентный состав смеси соединений Б и В, если известно,,
что при взаимодействии соединения А с аммиачным раствором оксида:
серебра (I) выделяется осадок.
147. Одноатомный спирт, имеющий состав: углерод — 52,17%; во-
дород — 13,04%; кислород — 34,78%, прореагировал с неизвестной
органической кислотой (в присутствии концентрированной H2SO4) с.-
образованием сложного эфира, плотность паров которого по водороду
равна 58. Какое строение могут иметь исходные спирт и кислота?
148. При присоединении брома к этиленовому углеводороду А об-
разуется дибромпроизводное Б симметричного строения, которое со-
держит 74% брома в молекуле. Определите строение соединений А и.
Б и напишите все соединения, изомерные соединению А.
149. При омылении жира и последующем подкислении было
выделено три соединения А, Б и В. Соединение А дает ярко-синее
окрашивание с гидроксидом меди (II). Соединения Б и В окрашивают-
лакмус в красный цвет. При обработке соединения Б избытком бром-
ной воды получено дибромпроизводное, в молекуле которого содер-
жится 36,2% брома. Соединение В имеет неразветвленную цепь угле-
родных атомов, не присоединяет бром и содержит в молекуле 36,3%
кислорода. Какое строение имеют соединения А, Б и В?
150. При хлорировании углеводорода получили вещество А, имею-
щее состав: 37,21 % углерод; 7,75% водород; 55,04% хлор и плотность,
паров по водороду, равную 32,25. При взаимодействии вещества А с
разбавленным раствором гидроксида натрия образовалось кислород-
содержащее соединение Б. Половину его обработали при нагревании
раствором КМпО4 и получили при этом вещество В. При последую-
щем нагревании смеси веществ Б и В с несколькими каплями концент-
рированного раствора H2SO4 образовалось 13,2 г сложного эфира.
Определить количество исходного углеводорода и его строение, если
считать, что вещество А образовалось с выходом 50%, последняя ре-
акция прошла на 60%, а остальные реакции — количественно.
НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
(решения задач)
1. Из условия задачи ясно, что исходное вещество состоит из ка-
лия, хлора и кислорода. Определим массу выделившегося кислорода!
22,4*л|О2 имеет массу 32 г
13,44 л хг г
xt = 19,2 г.
В таком случае масса оставшегося после нагревания вещества рав«
«а: 49—19,2 = 29,8 г. Найдем массу калия, содержащегося в твердом
остатке:
29,8 г составляет 100%
х2 г 52,35%
х2 — 15,6 г.
Масса содержащегося в твердом остатке хлора равна: 29,8—15,6=
= 14,2 г. Примем, что исходное вещество имеет формулу KxClyOi:
= . Л12---= 0,4 : 0,4 : 1,2 = 1 : 1 : 3,
39 35,5 ' 16
следовательно, исходное вещество — КСЮз.
2. Неизвестный газ — хлор, образующийся в результате реакции!
МпО2 +
1 моль (87 г)
0,5 моля (43,5 г)
4НС1
4 моля (146 г)
2 моля (73 г)
4- С12 + 2Н2О
1 моль (22,4 л)
0,5 моля (11,2 л)
МпС1, +
(1)
При сгорании неизвестного'металла (II) образуется хлорид:
Me + С12 = MeCIj
(х) 1 моль (х + 71) г (2)
0,5 моля (32 г) 0,5 моля у г
55
При взаимодействии МеС12 с сероводородом выпадает осадок суль-
фида неизвестного двухвалентного металла:
МеС13, + H2S = MeS 4- 2НС1 (3>
(х + 71) г (х + 32) г
у г 48 г .
На основании уравнений (2, 3) можно рассчитать атомную массу
неизвестного металла, приняв ее за х. В результате проведенных рас-
четов получим х = 64, т. е. очевидно, что неизвестным металлом явля-
ется медь.
Для полного сгорания 0,5 моля Си (32 г) необходимо 0,5 моля С12.
Из уравнения (1) ясно, что для получения 0,5 моля С12 необходимо
иметь 0,5 моля МпО2 (43,5 г) и 2 моля НС1 (73 г).
100 г раствора содержит 36,5 г НС!
г г 73 г
z = 200 г раствора, или 200 : 1,19 = 168 мл 36,5 %-ного раствора НС1.
3. NaCl + H2SO4 = NaHSO4 + НС1
1 моль (58,5 г) 1 моль (36,5 г)
4 моля (234 г) 4 моля (146 г)
При слабом нагревании хлорида натрия с концентрированной сер-
ной кислотой образуется кислая соль NaHSO4 и выделяется хлорово-
дород.
При взаимодействии 234 г NaCl (4 моля) с концентрированной сер-
ной кислотой, согласно уравнению (1), выделяется 146 г хлороводо-
рода (4 моля).
100 г 20 %-ного раствора НС1 содержат 20 г НС1
х г 146 г НО
х = — = 730 г раствора НО;
730—146 = 584 г Н2О, или 584 мл Н2О.
4.
2КВг + С12 = 2KC1 + Br2 (1)
2 моля (2-119 г) 1 моль (22,4 л)
0,4 моля (47,6 г) 0,2 моля (4,48 л)
Из уравнения (1) видно, что на поглощение 4,48 л С12 (0,2 моля)
необходимо 47,6 г КВг (0,4 моля). Масса используемого раствора
КВг равна: 88,81 • 1,34= 119 г.
56
Определим концентрацию раствора бромида калия:
119 г раствора содержат 47,6 г КВг
100 г х г
100-47,6 ,п Г7п
х =-------------= 40 г КВг.
119
Следовательно, концентрация бромида калия в растворе составляет
5. NaCl + H2SO4 = NaHSOi 1 моль (58,5 г) 2,4 моля (140,4 г) + НС1 1 моль 2,4 моля (1)
МпО2 + 4НС1 = 4 моля 2,4 моля МпС12 + С12 + 2Н2О 1 моль 0,6 моля (2)
2Сг 2 моля (2-52 г) 0,4 моля (20,8 г) + ЗС12 3 моля 0,6 моля 2СгС13 (3)
Из уравнения (3) видно, что для хлорирования 0,4 моля хрома
(20,8 г) необходимо 0,6 моля хлора. Согласно уравнению (2), для по-
лучения 0,6 моля хлора потребуется 2,4 моля НС1, а в соответствии с
уравнением (1) для выделения 2,4 моля НС1 необходимо затратить
2,4 моля NaCl, что составляет 140,4 г. Таким образом, в 200 г техниче-
ского препарата содержалось 140,4 г NaCl, или -^^-^- = 70,2%.
6. После термического разложения масса исходной смеси уменьши-
лась на 48 г (197—149) (О2).
жао. W 2КС1 +
2 моля (2-122,5 г) 2 моля (2-74,5 г)
1 моль (122,5 г) 1 моль (74,5 г)
ЗО2 (1)
3 моля (96 г)
1,5 моля (48 г)
Следовательно, в смеси было: 197—122,5 = 74,5 г КС1. В результате
реакции (1) образовалось также 74,5 г КС1. Таким образом, элект-
ролизу было подвергнуто. 74,5 + 74,5=149 г КС1.
Катод: К+ + е -> К 2
Анод: 2С1 —2е->-С12 1
электролиз
2КС1 ---------------—- 2К + С1а
расплав
2 моля (2-74,5 г) 1 моль (22,4 л)
2 моля (149 г) 1 моль (22,4 л)
(2)
57
Si + 2C12 = SiCl4 (3>
1 моль (28 г) 2 моля (44,8 л)
0,5 моля (14 г) 1 моль (22,4 л)
Исходная смесь солей содержит =37 8% КС1 и 62,2% КСЮ3.
197
7. Пламя окрашивают в желтый цвет соли натрия. При взаимодей-
ствии нитрата серебра с хлоридом и фторидом натрия, согласно урав-
нениям (1) и (2), образуются хлорид и фторид серебра:
NaCl + AgNO3 = AgCl + NaNO3 (1>
1 моль (58,5 г) 1 моль (143,5 г)
0,1 моля (5,85 г) 0,1 моля (14,35 г)
NaF + AgNO3 = AgF + NaNO3 (21-
Как известно, фторид серебра, в отличие от хлорида серебра; ра-
створим в воде. Следовательно, осадок, образовавшийся в результа-
те взаимодействия нитрата серебра с хлоридом и фторидом натрия,
содержит только одну соль — хлорид серебра.
Зная количество образовавшегося хлорида серебра, по уравнению
(1) можно рассчитать массу хлорида натрия в исходном растворе;
она составляет 5,85 г.
Поскольку, согласно условию задачи, количество хлорида и фтори-
да в исходном растворе одинаково, то и концентрация их также оди-
накова и составляет 5,85%.
8. 2КС1О3 =
2 моля (2-122,5 г)
0,2 моля (24,5 г)
+ ЗО2
3 моля (3-32 г
0,3 моля (9,6
2КС1 +
2 моля (2-74,5 г)
0,2 моля (14,9 г)
(1>
(3-22,4 л)
। (6,72 л)
Можно рассчитать количество бертолетовой соли, разлагающейся
по уравнению (1); оно равно 24,5 г. Зная это количество бертолетовой
соли, можно определить количество КСЮ3, разлагающейся по урав-
нению (2), оно равно: 73,5—24,5 = 49 г (0,4 моля).
4КСЮ3
4 моля (4-122,5 г)
0,4 моля (49 г)
КС1 +
1 моль (74,5 г)
0,1 моля (7,45 г)
ЗКС1О4 (2)-
3 моля (3-138,5 г)
0,3 моля (41,55 г)
Масса хлорида калия, образовавшегося в результате реакций (1)
и (2), равна: 14,9+7,45 = 22,35 г. Согласно уравнению (2), образуется!
41,55 г КСЮ4. Масса всей смеси, оставшейся после выделения кисло-
рода, равна: 73,5—9,6 = 63,9 г.
58
9. По условию задачи, в исходном растворе нитрата серебра со-
держится 51 г AgNO3, что составляет 0,3 моля. При взаимодействии
нитрата серебра с раствором соляной кислоты образуется белый оса-
док AgCl:
AgNO3 + НС1 = AgCl + HNO3
1 моль (1.70 г) 1 моль (36,5 г) 1 моль (143,5 г) (1)
0,1 моля (17 г) 0,1 моля (3,65 г) 0,1 моля (14,35 г)
Имеется•1-6-1 --'-1- -2— =3,65 г (0,1 моля) НС1. Взаимодействие 0,1 моля
юо
НС1 с нитратом серебра по уравнению (1) вызывает образование
0,1 моля (14,35 г) AgCl; при этом расходуется 0,1 моля (17 г) AgNO3.
Следовательно, после реакции (1) остается неизрасходованным 0,3—
—0,1 =0,2 моля AgNO3.
AgNO3 + NaCl = AgCl + NaNO3 (2)
1 моль (170 г) 1 моль (58,5 г) 1 моль (143,5 г)
<0,2 моля (34 г) 0,2 моля (11,7 г) 0,2 моля (28,7 г)
На взаимодействие 0,2 моля нитрата серебра с хлоридом натрия
по уравнению (2) необходимо затратить 0,2 моля NaCl (11,7 г); при
этом образуется 0,2 моля (28,7 г) AgCl. Рассчитаем объем 26%-ного
раствора хлорида натрия (пл. 1,2), необходимый для полного осаж-
дения серебра из раствора нитрата серебра, оставшегося после реак-
ций (2):
100 г 26%-ного раствора содержат 26 г NaCl
х г 11,7 г NaCl
„ 11,7-100 11,7-100 г
х =---------= 45 г, или ----— = 37,0 мл 26 % -
26 26-1,2
ного раствора NaCl. Таким образом, общее количество хлорида сереб-
•ра, выделившегося в результате реакций (1) и (2), составит:
14,35+28,7 = 43,05 г AgCl.
10. Первый газ, выделяющийся при действии соляной кислоты на
цинк — водород:
Zn + 2НС1 = ZnCl2 + Н2 (1)
1 моль (65 г) 1 моль (22,4 л)
0,33 моля (21,45 г) 0,33 моля (7,392 л)
Второй газ, полученный при разложении
род:
2NaNO3 = 2NaNO2 +
2 моля (2-85 г)
0,3 моля.(25,5 г)
нитрата натрия — кисло-
О2 (2)
1 моль (22,4 л)
0,15 моля (3,36 л)
59
При действии избытка соляной кислоты на оксид марганца (IV)
образуется хлор:
МпО2 4- 4НС1 = МпС12 + С12 + 2Н2О
1 моль (87 г) 1 моль (22,4 л)
0,03 моля (2,61 г) 0,03 моля (0,672 л) (3)
На основании уравнений (1), (2) и (3) и исходных данных можно
рассчитать количества образовавшихся газов.
В результате взрыва смеси газов водорода, хлора и кислорода об-
разуются вода (уравнение 4) и хлороводород (уравнение 5):
2Н2 + О2 2Н2О (4)
2 моля (2-22,4 л) 1 моль (22,4 л) 2 моля (2-18 г)
0,3 моля (6,72 л) 0,15 моля (3,36 л) 0,3 моля (5,4 г)
Н2 + С12 = 2НС1 (5)>
1 моль (22,4 л) 1 моль (22,4 л) 2 моля (2-36,5 г)
0,03 моля (0,672 л) 0,03 моля (0,672 л) 0,06 моля (2,19 г)
По уравнению (4) из 6,72 л водорода (0,3 моля) и 3,36 л кисло-
рода (0,15 моля) образуется 5,4 г воды (0,3 моля). По уравнению (5)
из 0,672 л водорода (0,03 моля) и 0,672 л хлора (0,03 моля) синте-
зируется 2,19 г хлороводорода (0,06 моля).
Таким образом, водорода было израсходовано: на реакции (4) и
(5): 6,72 л+ 0,672 л = 7,392 л. Следовательно, все исходные газы про-
реагировали полностью. После реакций образовавшийся раствор соля-
ной кислоты весит: 5,4 г Н2О-|-2,19 г НС1 = 7,59 г.
7,59 г раствора содержат 2,19 г НС1
100 г х г НС1
х = = 28,8 г, или 28,8%-ный раствор НС1.
11. Использованным реактивом на содержание всех трех солей (нит-
рата серебра, бертолетовой соли и дихромата калия) является хлоро-
водород — НС1:
AgNO3 + НС1 = AgCl + HNO3 (1)
1 моль 1 моль
0,4 моля (68 г) 0,4 моля (57,4 г)
КС1О3 + 6НС1 = КС1 + ЗС12 + ЗН2О (2)-
1 моль 3 моля (3-22,4 л)
0,2 моля (24,5 г) 0,6 моля (13,44 л)
60
К2Сг2О7 + 14НС1 = 2КС1 + 2СгС13 +
1 моль (294 г)
0,2 моля (58,8 г)
+ ЗС12 + 7Н2О (3>
3 моля (3-22,4 л)
0,6 моля (13,44 л)
В результате реакции (1) образуется белый осадок, по-видимому,,
используемый в эксперименте реактив содержит хлорид-ионы.
Бертолетова соль и дихромат калия — окислители. Они окисляют
НС1, и в результате этих реакций выделяется хлор (уравнения 2 и 3).
На основании расчетов с использованием условий задачи и в соответ-
ствии с уравнениями (1), (2) и (3) можно определить исходное ко-
личество нитрата серебра, бертолетовой соли и дихромата калия в
пробирках. Оно составляет: 68 г AgNO3; 24,5 г КСЮ3; 58,8 г К2Сг2О7.
Использованный реактив — НС1.
12. Неизвестный газ желто-зеленого цвета с резким запахом —-
хлор. При взаимодействии раствора гидроксида натрия с хлором об-
разуется водный раствор, содержащий гипохлорит и хлорид натрия,
называемый Жавелевой водой и употребляемый для отбеливания хлоп-
чатобумажных тканей и бумаги:
Cl2+2NaOH = NaCl + NaClO + H2O (1)
При взаимодействии раствора нитрата серебра с хлоридом натрия
образуется белый творожистый осадок хлорида серебра:
NaCl + AgNO3 = AgCl + NaNO3 (2)
1 моль (58,5 г) 1 моль (170 г) 1 моль (143,5 г)
0,2 моля (11,7 г) 0,2 моля (34 г) 0,2 моля (28,7 г)
Расчеты, проведенные на основании исходных данных в соответ-
ствии с уравнением реакции (2), подтверждают правильность сделан-
ных предположений. 11,7 г NaCl (0,2 моля) при взаимодействии с
раствором нитрата серебра действительно могут привести к образова-
нию 28,7 г хлорида серебра, как это было указано в условии задачи.
По уравнению (2) можно рассчитать количество израсходованного
нитрата серебра; оно равно 34 г (0,2 моля).
100 г 10%-ного раствора содержат 10 г AgNO3
х г 34 г AgNO3
----:---= 34О г раствора AgNO3, или 340:1,1 = 309,1 мл.
13. Соль А — NaCl, так как окрашивает пламя в желтый цвет и,
61
‘согласно реакции (1), с раствором нитрата серебра дает белый тво-
рожистый осадок:
NaCl 4- AgNOd = AgCl + NaNO3 (1)
2NaCl + H2SO4 = Na2SO4 + 2HC1 (2)
2 моля (117 г) 2 моля
1,2 моля (70,2 г) 1,2 моля
Согласно уравнению (2), выделяется газ — хлороводород, который
хорошо растворяется в воде, образуя соляную кислоту. Определим
'формулу оксида четырехвалентного элемента RO2:
32 вес. части кислорода составляют 36,79%
х 100%
• 87—32 = 55, т. е. неизвестным оксидом является оксид марганца (IV).
MnO2 + 4НС1 = МпС1а +
1 моль (87 г) 4 моля (146 г)
0,3 моля (26,1 г) 1,2 моля (43,8 г)
+ С12 + 2Н2О (3)
1 моль (22,4 л)
0,3 моля (6,72 л)
Выделившийся в результате реакции (-3) -газ — хлор при взаимо-
действии с водой образует смесь соляной и хлорноватистой кислот:
Н2О+С12 = НС1+НСЮ.
Как известно, хлорноватистая кислота непрочная и легко распадается
с образованием атомарного кислорода, который легко реагирует с
окисляющимися веществами, в том числе и с красителями.
Белящие свойства хлора проявляются только в присутствии влаги.
Именно на этом явлении основано обесцвечивание влажной бумаги,
окрашенной фиолетовыми чернилами.
На основании исходных данных и уравнений (3) и (2) можно рас-
считать объем выделившегося хлора (газ X) (он оказывается равным
6,72 л) и количество израсходованной соли NaCl (оно составляет
70,2 г) .
14. При растворенйи металла, входящего в состав соли, в концент-
рированной азотной кислоте выделяется оксид азота (IV) — газ бу-
рого цвета и образуется нитрат серебра, так. как раствор хлорида нат-
«2
рия дает белый творожистый осадок с раствором, содержащим Ag+:
AgNOa + NaCl = AgCl + NaNO3 (1 >
Me + 2HNO3 = MeNO3 + NO2 + H2O (2)
1 моль конц. 1 моль (x г) 1 моль (22,4 л)
0,2 моля (34 г) 0,2 моля (4,48 л)
Обозначив массу моля нитрата одновалентного металла за х, на осно-
вании уравнения реакции (2) можно убедиться, что металл, входящий
в состав соли, — это серебро:
^34^4^^
4,48
170—62=108 г, т. е. расчеты подтверждают правильность предположе-
ния, что металлом, входящим в состав соли, употребляемой в фотогра-
фии, является серебро.
При взаимодействии Вгг с сернистым газом образуются две кисло-
ты, одна из которых серная, а другая бромистоводородная:
Br2+SO2+2H2O = H2SO4+2HBr. (3>
Следовательно, анионом исходной соли является Вг~ и формула соли,
употребляемой в фотографии — AgBr.
15. Окрашивание пламени в желтый цвет указывает на присутст-
вие в веществе натрия. Определим формулу неизвестного оксида се-
ры, содержащего 50% серы:
—----— = 1,56: 3,12 = 1:2.
32 16
Таким образом, в оксиде серы на каждый атом серы приходится
два атома кислорода. Формула оксида серы — SO2. Очевидно, неиз-
вестной солью является натриевая соль сернистой кислоты:
Na2SO3 + 2HCl = 2NaCl + SO2 + Н2О (1)
1 моль (126 г) 1 моль (22,4 л)
0,2 моля (25,2 г) 0,2 моля (4,48 л)
Из уравнения (1) следует, что для получения 4,48 л SO2 необходимо
иметь 25,2 г Na2SO3.
18. 2HaS 2 моля (2-22,4 л) SO2 + 1 моль 2 моля + ЗО2 — 2SO2 + 2Н2О (1)' 2 моля NaOH = NaHSO3 (2) 1 моль 2 моля ба
Масса израсходованного раствора гидроксида натрия равна:
----—— = 80 г (2 моля) NaOH. Из уравнения (2) видно, что на
нейтрализацию 2 молей NaOH потребуется 2 моля сернистого газа.
Согласно уравнению (1), на образование 2 молей SO2 необходимо за-
тратить 2 моля H2S, что составляет 44,8 л H2S.
Zn + S
1 моль (65 г) 1 моль (32 г)
1,2 моля (78 г) 1,2 моля (38,4 г)
ZnS
1 моль
1,2 моля
(1)
ZnS +
1 моль
1,2 моля
2H2S 4- ЗО2 =
2 моля
1,2 моля
3SO2 4-
3 моля (3-22,4 л)
1,2 моля (26,88 л)
2НС1 = ZnCl2 4-
H2S
1 моль
1,2 моля
2SO2 + 2Н2О
2 моля
1,2 моля
Na2Cr2O7 4”
1 моль (262 г)
0,4 моля (104,8 г)
(2)
(3)
+H2SO4 = Na2SO4 4- Cr2'(SO4)3 + H2O (4)
Согласно уравнению (4) на восстановление 0,4 моля (104,8 г)
Na2Cr2O7 требуется 1,2 моля SO2- В соответствии с уравнением (3) на
образование 1,2 моля SO2 расходуется 1,2 моля H2S. По уравнениям
(1) и (2) можно рассчитать, что при прокаливании исходной смеси
получено 1,2 моля ZnS, на образование которого израсходовано 1,2 мо-
ля Zn (78 г) и 1,2 моля S (38,4 г).
То, что при растворении в избытке соляной кислоты продуктов, по-
лученных после прокаливания серы с цинком, выделяется только серо-
•водород и не выделяется водород, подтверждает, что весь цинк про-
реагировал с серой, а оставшийся нерастворимый в соляной кислоте
осадок — это избыток серы. Следовательно, в исходной смеси было
78 г цинка и 62,4 (38,44-24) г серы.
18. При взаимодействии раствора сульфата меди (II) с сероводо-
родом образуется осадок сульфида меди (II)
CuSO4
1 моль (160 г)
0,02 моля (3,2 г)
+ H2S
1 моль (22,4 л)
0,02 моля (0,448 л)
CuS 4- H2SO4
1 моль (96 г)
0,02 моля (1,92 г)
О)
-64
На основании исходных данных и уравнения (1) получаем, что объ-
ем израсходованного сероводорода равен 0,448 л, а количество суль-
фата меди(II), затраченного на реакцию (1), равно 3,2 г.
Следовательно,
16 г раствора содержали 3,2 г CuSO4
100 г х г C11SO4
х = 3,216100 = 20 г, т. е. 20%-ный раствор CuSO4.
19. Неизвестное вещество +О2=МеО+газ. Содержание кислорода
в оксиде: 100—80,2== 19,8%.
16 вес. частей кислорода составляют 19,8%
х 100%
81—16 = 65, т. е. неизвестным металлом является цинк.
Оксид цинка,(II) |растворяется как в кислотах, так и в щелочах:
2NaOH + ZnO = Na2ZnO2 + H2O (1)
М = 2-£»н; М = 2-32 = 64; так.как масса 1 моля неизвестного газа равна.
64, и, согласно условию задачи, он обесцвечивает бромную воду, то
можно сделать вывод, что неизвестный газ — SO2.
Вг2 + SO2 + 2Н2О = 2НВг + H2SO4 (2)
1 моль (160 г) 1 моль (64 г)
0,1 моля (16 г) 0,1 моля (6,4 г)
Исходным веществом, по-видимому, является ZnS
81 . г ZnO содержит 65 г Zn
8,1 г ZnO х г Zn
х = 6,5 г Zn.
64 г SO2 содержат 32 г S
6,4 г SO2 у г S
6,5 гф-3,2 г = 9,7 г, т. е. получилось исходное количество неизвестного
вещества, следовательно, это ZnS.
3 Зак. 521/4730 65
20. Соотношение S:O в оксиде равно:
— : — = 1,56:3,12 = 1:2.
32 16
Следовательно, формула оксида серы (IV) — SO2.
При растворении оксида серы(IV) в воде образуется сернистая
кислота:
Н2О + SO2 = H2SOs (1)
1 моль (18 г) 1 моль (22,4 л) 1 моль
6 молей (108 г) 6 молей (134,4 л) 6 молей
На основании уравнения (1) и заданного объема воды (2 л) для
растворения оксида серы(IV) можно сделать заключение, что вода
взята в избытке, так как на взаимодействие 6 молей SO2 с водой не-
обходимо 6 молей Н2О, что составляет 108 г.
H2SOs + 2NaOH = Na2SOs + 2Н2О (2)
1 моль 2 моля (80 г)
6 молей 12{молей (480 г)
Для образования средней соли сернистой кислоты Na2SO3 в соответ-
ствии с уравнением (2) на 6 молей H2SO3 необходимо иметь 12 молей
NaOH (480 г).
100 г 25%-ного раствора содержат 25 г NaOH
х г , 480 г NaOH
х = 480 ' 100 =1920 г, или 122. — 1500 мл 25 %-ного раствора NaOH.
25 25 * 1,28
21. FeS + 2НС1 = FeCl2 + H2S (1)
1 моль (88 г) 1 моль
0,2 моля (17,6 г) 0,2 моля
OiS04 + H2S = CuS + H2SO4 (2)
1 моль (160 г) 1 моль
0,2 моля (32 г) 0,2 моля
Согласно уравнению реакции (1) из 17,6 г сульфида железа
(0,2 моля) образуется 0,2 моля H2S. На поглощение 0,2 моля H2S в
соответствии с уравнением реакции (2) необходимо 0,2 моля CuSO*
(32 г).
Определим массу используемого раствора сульфата меди:
100 г 10%-ного раствора содержат 10 г CuSO4
х г 32 г CuSO4
х=320 г.
66
В таком случае плотность 10%-ного раствора CuSCh равна отноше
нию его массы к занимаемому объему — 320:291 = 1,1.
22. FeS 1 моль (88 г) 1,5 моля (132 г) + 2НС1 = FeCla + HaS 1 моль (22,4 л) 1,5 моля (33,6 л) (1)
2HaS 2 моля 1,5 моля + ЗОа = , 2SOa + 2 моля 1,5 моля 2НаО (2)
2NaOH + SOa = NaaSO3 1 моль 1 моль 1,5 моля 1,5 моля + нао (3)
3NaaSO3 3 моля 1,5 моля + Na2Cr2O7 + 4HaSO4=4NaaSO4 1 моль (262 г) 0,5 моля (131 г) + Cra(SO4)3 + 4НаО (4)
По уравнению (4) получаем/что на 131 г дихромата натрия необхо-
димо 1,5 моля NaaSOs. Из уравнения (3) следует, что для образова-
ния 1,5 моля Na2SO3 необходимо 1,5 моля SO2. В согласии с уравне-
нием (2) 1,5 моля оксида серы(1У) образуется при сжигании 1,5 мо-
ля сероводорода.
Из уравнения (1) следует, что для образования 1,5 моля H2S не-
обходимо иметь 1,5 моля FeS, что соответствует 132 г FeS. Содержа-
ние сульфида железа в исходном препарате равно:
13?d.°o.==8O%.
165
23. При обжиге сульфида железа(II) и пирита образуется оксид
серы (IV):
4FeS + 7Оа = 2Fe2O3 + 4SOa (1)
4 моля (4-88 г) 4 моля (4-22,4 л)
0,1 моля (8,8 г) 0,1 моля (2,24 л)
4FeSa + l-10a=2Fea03 + 8SOa (2)
4 моля (4-120 г) 8 молей (8-22,4 л)
0,1 моля (12 г) 0,2 моля (4,48 л)
На основании исходных данных и расчетов, проведенных по урав-
нениям (1) и (2), видно, что при обжиге 8,8 г сульфида железа
(0,1 моля) образуется 2,24 л SO2 (0,1 моля), а при обжиге 12 г пи-
рита выделяется 4,48 л SO2 (0,2 моля); в сумме 2,24 + 4,48 = 6,72 л
SO2 (0,3 моля).
3*
67
При взаимодействии оксида серы (IV) с раствором гидроксида иат-
рря в соответствии с условием задачи образуется средняя соль:
2NaOH: : + SO2 = Na2SO3 + Н2О (3)
2 моля (80 г) 1 моль (22,4 л)
0,6 моля (24 г) 0,3 моля (6,72 л)
Согласно уравнению реакции (3) на 0,3 моля SO2 необходимо за-
тратить 0,6 моля NaOH (24 г).
100 г 25%-ного раствора содержат 25 г NaOH
х г . 24 г NaOH
х = 24 ' 100 = 96 г, или 24 , = 75 мл 25%-ного раствора NaOH.
,25 25’1,28
24. Me + H2SO4 = MeSO4 + H2 (1)
1 моль (х г) 1 моль 1 моль (22,4 л)
0,25 моля (14 г) 0,25 моля 0,25 моля (5,6 л)
Согласно расчетам, проведенным по уравнению (1) на основании
исходных данных:
22.4-14 сс
х = —------= 56.
5,6
Таким образом, атомная масса неизвестного двухвалентного металла
равна 56 у. е., следовательно — это железо.
Масса 1 моля FeSOi, образующегося в результате реакции (1),
равна 152 г, а 0,25 моля — 38 г.
38 г FeSO4 может дать 69,5 г FeSCVx^O
152 г у г FeSO4-xH2O
252^5 = 278 г
38
Итак, масса моля FeSO4-xH2O составляет 278 г, и на долю кри-
сталлизационной воды приходится: 278—152 = 126 г Н2О.
Масса 1 моля НгО равна 18 г, поэтому число молекул кристалли-
зационной воды в кристаллогидрате FeSO4-xH2O равно 7(126:18).
Формула кристаллогидрата, используемого в производстве красок и
пропитки древесины — FeSO4-7H2O.
25. При взаимодействии концентрированной серной кислоты с
медью выделяется газ:
Си + 2H2SO4=CuSO4 + SO2 + 2Н2О(1)
1 моль (64 г) 1 моль (22,4 л)
0,3 моля (19,2 г) 0,3 моля (6,72 л)
68
На основании уравнения реакции (1) можно сделать заключение,
что одним из продуктов сжигания неизвестной соли является серни-
стый газ, который занимает объем 6,72 л (0,3 моля). Определим ме-
талл, входящий в состав другого оксида, имеющего формулу
МеО: 100—80,25=19,75% кислорода.
16 весовых частей кислорода составляет 19,75%
х 100%
81—16 = 65, т. е. неизвестным металлом, входящим в состав исходной
соли, является цинк.
Неизвестная соль+О2=ZnO+ SO2
81 г ZnO содержит 65 г Zn
24,3 г ZnO z/i г Zn
У\ = 19,5 г Zn.
22,4 л SO2 содержит 32 г S
6,72 л SO2 У2 г S
19,5 г+9,6 г = 29,1 г.
Очевидно, исходная соль состояла только из двух элементов: цинка
и серы
Zn:S = -^--.-^- = 0,3:0,3= 1 : 1,
65 32
следовательно, формула исходной неизвестной соли — ZnS.
Проследим за всеми превращениями, которые наблюдаются с ок-
сидом цинка (II), полученным в результате обжига сульфида цинка на
воздухе:
2ZnS + ЗО2 = 2SO2 + 2ZnO (2)
2 моля (2-97 г) 2 моля (44,8 л) 2 моля (2-81 г)
0,3 моля (29,1 г) О.З моля (6,72 л) 0,3 моля (24,3 г)
ZnO+2HCl = 2пС12+Н2О (3)
ZnCl2+2NaOH = Zn(OH)2+2NaCl (4)
Zn(OH)2+2HCl=ZnCl2+2H2O (5)
Zn (OH)2+2NaOH = Na2ZnO2+2H2O (6)
69
Образовавшийся в результате последовательных реакций (3) и (4)
гидроксид цинка(II) проявляет как свойства основания (уравне-
ние 5), так и свойства кислоты (уравнение 6).
26. Простое желтое вещество А — сера.
Газ Б — SOa:
S + O2=SO2 (I)
4FeS2+HO2=2Fe2O3+8SO2 (2)
Минерал В — FeS2. Вещество Г — FeS, при взаимодействии с кис-
лотой оно дает газ Д — сероводород и соль двухвалентного железа,
которая с красной кровяной солью образует темно-синий осадок
(турнбулеву синь):
FeS+2HCl = FeCl24-H2S (3)
3FeCl2+2K3{Fe(CN)6] =Fe3[Fe(CN)6]2+6KCl (4)
SO2+2HaS = 3S-|-2H2O (5)
CuSO4 + H2S = CuS + H2SO4 (6)
1 моль (160 г) 1 моль (22,4 л) 1 моль (96 г)
0,25 моля (40 г) 0,25 моля (5,6 л) 0,25 моля (24 г)
Согласно условию задачи имеется 5,6 л H2S (0,25 моля). Масса
раствора CuSO4 равна 296,7-1,2 = 356 г.
100 г 18%-ного раствора содержат 18 г CuSO4
356 г х -г C11SO4
х=64 г (0,4 моля) C11SO4.
Таким образом, из уравнения (6) видно, что C11SO4 дан в избытке.
Образуется 0,25 моля сульфида меди (24 г).
27. Масса исходного раствора равна:
1454,6-1,1 = 1600 г раствора CuSO4.
100 г 10%-ного раствора содержат 10 г CuSO4
1600 г х г C11SO4
х=160 г (1 моль) CuSO4.
CuSO4 + H2S = CuS + H2SO4 (1)
1 моль (160 г) 1 моль (96 г)
0,5 моля (80 г)' 0,5 моля (48 г)
Газ А — сероводород, так как черным осадком является сульфид
меди (уравнение 1). Подтверждением этому служат уравнения (2) и
70
(3):
2H2S+3O2 = 2SO2+2H2O
S O2 4- В г2 4“ 2H2O = 2HB г4” H2SO4
(2)
(3)
Сероводород, сгорая в избытке кислорода, образует оксид се-
ры (IV) — газ Б, который обесцвечивает бромную воду (уравнения 2
и 3).
По уравнению (I) можно рассчитать массу CuSO4, оставшегося в
электролизере после окончания действия тока, она равна 80 г, что со-
ставляет 0,5 моля C11SO4. Следовательно, электролизу подверглось
80 г (160—80)CuSO4.
Катод: Си2+ + 2е = Си 2
Анод: 4ОН" — 4е = 2НаО + О2 1
2CuSO4 2 моля (2-160) 0,5 моля (80 г) + + 2Н2О электролиз = 2Си + 2 моля (128 г) 0,5 моля (32 г) О2 + 2H2SO4' (4) 1 моль (22,4 л) 0,25 моля (5,6 л)
Си + 1 моль (64 г) 0,5 моля (32 г) 4HNO3 = Cu(NOs)2 + 2NO2+ 2НаО (5) 4 моля (252 г) 2 моля (126 г)
Согласно уравнению (4) при электролизе 80 г CuSO4 (0,5 моля) на
катоде осаждается 32 г меди, а на аноде выделяется 5,6 л О2. В со-
ответствии с уравнением (5) на растворение 0,5 моля меди необходи-
мо 126 г HNO3.
100 г 60%-ного раствора кислоты, содержат 60 г HNO3
У г 126 г HNO3 __126ИОО_ 2 У 60
или 210:1,37 = 153,3 мл 60%-ного раствора HNO3.
28. При взаимодействии с азотом образуется нитрид металла(II):
ЗМе + N2 = Me3N2 (1)
3 моля 1 моль
1,5 моля (60 г) 0,5 моля
Me3N2 + 6Н2О = ЗМе(ОН)2 + 2NH3 (2)
1 моль 2 моля
0,5 моля 1 моль
71
4NH3 . + 5O2 = 4N0 + 6H2O (3)
4 моля 4 моля
1 моль 1 моль
Теоретически в результате реакции (3) должно было выделиться:
---—----г = 22,4 л (1 моль) NO,
Зная количество образовавшегося оксида азота (II), на основании
уравнений (1) — (3) можно рассчитать число молей исходного металла.
Получаем 1,5 моля неизвестного металла, что составляет, согласно ус-
ловию задачи, 60 г. Таким образом, масса 1 моля составляет 40 г,
т. е. неизвестным двухвалентным металлом является кальций.
29. Молекулярная масса газа равна: Mn-DH = 2-Da=2-14=28, т. е.
образовавшийся газ — Nj.
28 г N2 занимает объем 22,4 л
х г N2 4,48 л
х = 5,6 г N2.
Определим количество водорода, содержащегося в 7,2 г воды:
18 г Н2О содержат 2 г водорода
7,2 г Н2О у г водорода
7 2-2
у = —1--= 0,8 г водорода.
18
В таком случае количество кислорода, содержащегося в воде, равно:
7,2—0,8 = 6,4 г.
Таким образом, 12,8 г исходной соли состоит из азота, водорода и
кислорода и других элементов не содержит, так как: 5,6 г N-)-0,8 г Н+
+ 6,4 г 0=12,8 г.
Соотношение элементов, входящих в состав неизвестной соли:
N: Н : О =:= 0,4 : 0,8 : 0,4 = 2 : 4 : 2,
14 1 16
т. е. простейшая формула — N2H4O2 или NH4NO2..
Действительно, при нагревании нитрита аммония образуются вода
и азот:
NH4NO2 = N2+2H2O
30. При пропускании через воздух электрических искр азот соеди-
няется с кислородом, образуя бесцветный оксид азота (II):
N2+O2 = 2NO (1)
72
Оксид азота (II) уже при обычной температуре присоединяет кислород
с образованием оксида азота (IV), газообразного при обычных усло-
виях, но имеющего характерный бурый цвет и запах.
2NO+O2==2NO2 (2)
Me + 4HNO3 = Me(NO3)2 +
1 моль (x г) 4 моля (252 г)
0,2 моля (12,8 г) 0,8 моля (50,4 г)
+ 2NO2 + 2Н2О (3)
2 моля (44,8 л)
0,4 моля (8,96 л)
На основании уравнения (3) и исходных данных можно рассчитать
массу 1 моля неизвестного металла (64 г) и установить, что это медь.
Из уравнения (3) следует, что для растворения 12,8 г меди необ-
ходимо иметь 0,8 моля HNO3 (50,4 г).
100 г 60%-ного раствора HNO3 содержат 60 г HNO3
х г 50,4 г HNO3
х = = 84 г’ или 84 • 1,375 = 61 мл 66%-ного раствора HNO3.
31. Соль соляной кислоты, при нагревании которой со щелочью вы-
деляется газ с резким запахом, является солью аммония:
NH4C1 + NaOH NaCl + NH3 + Н2О (1)
Хлорид аммония образовался при взаимодействии:
NH3 + НС1 = NH4C1 (2)
1 моль 1 моль
0,2 моля 0,2 моля
„ 69,6^ 1 ,05 -10 -7 0 /Л г> X
Согласно условию задачи, имеется-------—---- =-- 7,3 г (0,2 моля)
НС1. Из уравнения (2) следует, что NH3 было 0,2 моля.
ЗН2 + N2 = 2NH3 (3)
3 моля (3-22,4 л) 1 моль (22,4 л) 2 моля (44,8 л)
0,3 моля (6,72 л) 0,1 моля (2,24 л) 0,2 моля (4,48 л)
На образование 0,2 моля аммиака, согласно уравнению (3), необходи-
мо иметь 0,3 моля Н2 (6,72 л) и 0,1 моля N2 (2,24 л), т. е. всего
8,96 л смеси азота и водорода. Следовательно, состав смеси: 6,72 л
Н2 и 2,24 л N2. '
73
32. Соотношение N:O в выделившемся газообразном веществе:
30,43-1 69,57 = 2,17: 4,34 = 1:2.
14 16
Следовательно, простейшая формула газа — NO2.
Молекулярная масса газа = 2-£>н = 2-23 = 46, что подтверждает
правильность проведенного расчета. Следовательно, неизвестный ме-
талл был растворен в концентрированной азотной кислоте:
Me 4- 4HNOa = Me(NOs)2 + 2NOa + 2H2O
1 моль (х г) 2 моля (2-22,4 л)
0,1 моля (6,4 г)| 0,2 моля (4,48 л)
На основании этого уравнения можно рассчитать атомную массу не-
известного металла, она равна 64, т. е. неизвестный металл — медь.
33. При нагревании соли KNO3 и КС1О3 будут разлагаться с вы-
делением кислорода:
2KNO3 = 2KNO2 + О2 (1)
2 моля*(2-101 г) 1 моль (22,4 л)
0,04 моля (4,04 г) 0,02 моля (0,448 л)
2КС1О3 = 2КС1 + ЗО2 (2)
2 моля (2-122,5 г) 3 моля (67,2 л)
0,02 моля (2,45 г) 0,03 моля (0,672 л)
KClOg'i + 6НС1 = КС1 + ЗС12 + ЗН2О (3)
1 моль (122,5 г) i 3 моля (67,2 л)
0,02 моля (2,45 г) 0,06 моля (1,344 л)
f
Зная объем выделившегося хлора (1,344) л, по уравнению ,(3) рассчи-
тываем количество КС1О3 в исходной смеси, оно равно 2,45 г (0,02 мо-
ля). Из уравнения (2) следует, что при разложении 0,02 моля КСЮз
выделяется 0,672 л О2.
Следовательно, при разложении нитрата калия по уравнению (1)
получается 0,448 (1,12—0,672) л кислорода. 0,448 л (0,02 моля) кисло-
рода выделяется при разложении 4,04 г (0,04 моля) нитрата калия.
Количество КС1 в смеси равно: 8,49—4,04—2,45 = 2 г.
34. Окрашивание пламени в желтый цвет указывает на присутст-
вие в веществе натрия.
Соотношение Na:N:O в веществе:
27,06 16,47 t 56.47 = 1 18:1 18:3,6 = 1: 1:3,
23 14 16
следовательно, формула исходного вещества — NaNO3.
74
При разложении нитратов щелочных металлов образуются их нит-
риты и выделяется кислород:
2NaNO3 = 2NaNO2 + О2 (1)
2 моля (2-85 г) 1 моль (22,4 л)
4 моля (340 г) 2 моля (44,8 л)
Зная исходное количество нитрата натрия 340 г, по уравнению реак-
ции (I) можно рассчитать объем выделившегося кислорода, он равен
44,8 л.
35. Разложение солей двух нитратов одновалентных металлов
идет в соответствии с уравнениями (1) и (2):
2MeNO3 = 2Ме + 2NO2 + О2 (1)
2 моля (2х г) 2 моля 2 моля (44,8 л) 1 моль (22,4 л)
0,2 моля (34 г) 0,2 моля 0,2 моля (4,48 л) 1 моль (2,24 л)
2MeNO3 = 2MeNOa + О2 (2)
2 моля (2г/ г) 1 моль (22,4 л)
0,2 моля (20,2 г) 0,1 моля (2,24 л)
При обработке водой остатка растворился MeNO2. Взаимодействие
Me с концентрированной азотной кислотой приводит к образованию
оксида азота(IV):
Me + 2HNO3 = MeNO3 + NOa + H2O (3)
1 моль 1 моль (22,4 л)
0,2 моля 0,2 моля (4,48 л)
Согласно уравнению (3), провзаимодействовало 0,2 моля Me и, сле-
довательно,. при реакции (1) было прокалено 0,2 моля MeNO3. При
этом выделилось 0,3 моля газов (NO2+O2), занимающих объем
6,72 л. Таким образом, в результате реакции (2) выделилось 2,24
(8,96—6,72) л Ог (0,1 моля), на что необходимо было затратить
0,2 моля MeNO3.
Следовательно, молекулярные массы используемых нитратов равны
170 и 101; массы металлов, входящих в состав солей, равны: 170—62 =
= 108 и 101—62 = 39. Исходными солями являются нитраты серебра и
калия.
36. Окрашивание пламени в желтый цвет указывает на присутствие
в соли А натрия. Нагревание солей А и С с концентрированной серной
кислотой, приводящее к получению жидкости, в которой растворяется
медь, позволяет предположить, что это азотная кислота, так как
Cu+4HNO3 = Си (NO3)24-2NO2+2H2O (1)
Следовательно, соли А и С являются нитратами, тем более, что, со-
гласно условию задачи, при разложении соли С образуется бурый
75
газ, окраска которого свойственна оксиду азота(IV). Таким образом,
можно заключить, что исходной солью А является нитрат натрия, ко-
торый при нагревании переходит в нитрит натрия, и при этом выде-
ляется газ 02(B), поддерживающий горение, и в нем быстро сгорает
раскаленный уголь:
С + О2 = СО2 (2)
2NaNO3 = 2NaNO2 + О2 (3)
2 моля (2-85 г) 1 моль (22,4 л)
0,5 моля (42,5 г) 0,25 моля (5,6 л)
Выведем формулу оксида неизвестного металла МеО:
100%—80% =20% О.
16 вес. частей О составляют 20%
х 100%
х _ 16 1OO = 8Q
20
Таким образом, неизвестным двухвалентным металлом с атомной
массой 64 (80—16) у. е. является медь. На основании анализа исход-
ных данных можно сделать заключение, что соль С — Cu(NO3)2.
При разложении нитрата меди образуются оксид меди (II), оксид
азота(IV) (газ бурого цвета) и кислород (газ В):
2Cu (NO3)2 = 2CuO + 4NO2 + О2 (4)
2 моля (2-188 г) 2 моля (2-80 г) 1 моль (22,4 л)
0,5 моля (94 г) 0,5 моля (40 г) 0,25 моля (5,6 л)
На основании условий задачи и заданного количества образующе-
гося оксида меди (II), по уравнению (4) можно рассчитать исходное
количество соли С — Cu(NO3)2, оно оказывается равным 94 г
(0,5 моля), и объем выделившегося кислорода — 5,6 л (0,25 моля).
Согласно условию задачи, объем кислорода (газ В), выделившегося
в результате реакции (4), такой же, как и по реакции (3); расчет,
проведенный по, уравнению (3), позволяет определить исходное ко-
личество нитрата натрия (соль А), оно равно 0,5 моля (42,5 г) NaNO3.
37. Н3РО4 + NaOH = NaH2PO4 + Н2О (1)
1 моль (98 г) 1 моль (40 г)
ОД моля (19,6 г) 0,2 моля (8 г)
ЗР + 5HNO3 + 2Н2О= ЗН3РО4 + 5NQ (2)
5 молей (5-63 г) 3 моля (3-98 г)
0,33 моля (21 г) 0,2 моля (19,6 г)
76
25‘1 28-25
Имеется----------=8 г (0,2 моля) NaOH, которое согласно урав-
нению (1), может нейтрализовать 0,2 моля (19,6 г) Н3РО4, а, по урав-
нению (2), для получения 0,2 моля Н3РО4 необходимо иметь 0,33 мо-
ля (21 г) HNO3.
100 г 60%-ного раствора кислоты содержат 60 г HNO3
х г 21 г HNO3
х _ Jj1 •„ 109. _>35 г или 35 ; 1 37 = 25,5 мл 60%-ного раствора HNO3.
60
38. Са3Р2 + 6Н2О = ЗСа(ОН)2 + 2РН3 (1)
1 моль (182 г) 2 моля
0,2 моля (36,4 г) 0,4 моля
2РН3 + 4О2 = Р2О6 + ЗН2О (2)
2 моля 1 моль (142 г)
0,4 моля 0,2 моля (28,4 г)
При взаимодействии Р2О5 с раствором щелочи возможно образо-
вание трех типов солей в соответствии с уравнениями реакций (3),
(4) и (5):
Н2О + Р2О6 + 2NaOH = 2NaH2PO4 (3)
1 моль 2 моля 2 Моля (240 г)
0,2 моля 0,4 моля* 0,4 моля (48 г)
Р2ОБ + 4NaOH = 2Na2HPO4 + Н2О (4)
1 моль 4 моля
Р2О6 + 6NaOH = 2Na3PO4 + ЗН2О (5)
1 моль 6 молей
Масса раствора NaOH равна: 50-1,28 = 64 г.
100 г раствора NaOH содержат 25 г NaOH
64 г х г
х=16 г (0,4 моля) NaOH.
Таким образом, на 0,2 моля Р2О5 приходится 0,4 моля NaOH. Из урав-
нений (3) — (5) видно, что реакция идет по уравнению (3) и образу-
ется 48 r NaH2PO4 (0,4 моля).
Масса раствора после реакции равна: 64 г раствора NaOH +
+ 28,4 г Р2О5 = 92,4 г раствора.
92,4 г раствора содержат 48 г NaH2PO4
100 г х г ЫаНгРО4
77
= _484Щ0_=519 92,4 или 51,9% NaH2PO4.
39. Са3Р2 + 6НС1 = ЗСаС12 + 2PHS (1)
При 1 моль (182 г) 1,6 моля (291,2 г) 2РНа + 4О2 = 2 моля 3,2 моля растворении Р2О5 в щелочи 2 моля 3,2 моля РА + ЗН2О (2) 1 моль 1,6 моля возможно образование солей трех
типов: н2о + Р 2О5 + 1 моль Р2О5 + 4NaOH 1 моль 4 моля (160 г) 1,6’моля>- 6,4 моля (256 г) Р2О6‘ + 6NaOH 1 моль 6 молей 2NaOH = 2NaH2PO4 (3) 2 моля 2Na2HPO4 + Н2О (4) 2 моля (2-142 г) 3,2 моля (454,4 г) = 2Na3PO4 + ЗН2О (5)
По условию задачи дано: 800'1’28,25 =256 г NaOH (6,4 моля). Таким
образом, на 1,6 моля Р2О5 приходится 6,4 моля NaOH. Из уравнений
(3) — (5) видно, что реакция пойдет по уравнению (4), и при этом об-
разуется 3,2 моля NajHPOi, что составляет 454,4 г.
40. 6Р+5КС10з=5КС14-ЗР205
(1)
(Реакция происходит всякий раз при зажигании спичек).
Неизвестное вещество — фосфор; чтобы убедиться в этом, проведем
расчеты:
4Р 4 моля (4-31 г) 0,4 моля (12,4 г) + 5О2 = ' 2РаО& 2 моля 0,2 моля (2)
РА + 6NaOH 1 моль (142 г) 6 молей 0,2 моля (28,4 г) 1,2 моля = 2Na3PO4 + ЗН2О 2 моля (2-2332) 0,4 моля (93,2 г) (3)
Na8PO4 t 3AgNO8 = Ag3PO4 + 3NaNO3 (4)
осадок ярко-желтого
цвета
78
Если наше предположение правильно, то сжигание фосфора приво-
дит к образованию РгО5, а взаимодействие оксида фосфора (V) с
NaOH может дать среднюю соль фосфорной кислоты Na3PO4. Как из-
вестно, качественной реакцией на ионы РО43- служит их реакция с
нитратом серебра (уравнение 4).
Количество гидроксида натрия в исходном растворе составляет
150-1,28-25 =48г (1 2 моля) NaQH
100
По уравнению (2) образовалось 0,2 моля Р2О5, которые, реагируя
с 1,2 моля NaOH, могут дать соль Na3PO4 в соответствии с уравнением
(3). Следовательно, соль А — Na3PO4; ее концентрация в растворе
93 2*100
равна: или 42,3% (где 192 — масса раствора NaOH;
28,4 — масса PaOs).
41. КНСО3 + НС1 = КС1 + Н2О +
1 моль (100 г) 1 моль (74,5 г)
0,2 моля (20 г) 0,2 моля (14,9 г)
’ + СО2 (1)
1 Моль (22,4 л)
0,2 моля (4,48 л)
КОН + НС1 = КС1 + Н2О (2)
1 моль (56 г) 1 моль (74,5 г)
0,1 моля (5,6 г) 0,1 моля (7,45 г)
Так как при взаимодействии гидрокарбоната калия с соляной кис-
лотой выделяется 4,48 л оксида углерода(IV) (0,2 моля), то из урав-
нения (1) можно рассчитать массу образующегося при этом хлорида
калия — 0,2 моля (14,9 г) и исходное количество гидрокарбоната ка-
лия — 20 г (0,2 моля). Зная общее количество образовавшегося хло-
рида калия в результате реакций (1) и (2) из условия задачи и массу
хлорида калия, получившегося в результате реакции (1), можно опре-
делить массу хлорида калия, образованного в результате реакции (2):
22,35—14,9=7,45 г КС1 (0,1 моля).
Из уравнения (2) видно, что для получения 0,1 моля КС1 необходимо
иметь 0,1 моля КОН (5,6 г). Следовательно, содержаиие исходных
компонентов в смеси равно:
5,6- 100 = 21 g кон и 20-100 = 781 КНСО
25,6 25,6
79
42. Соотношение С:Н в газообразном веществе:
— : — = 6,25 : 25 = 1 : 4,
12 1
следовательно, простейшая формула газообразного вещества — СН4,
а его молекулярная масса равна: 2-£)н = 2-8= 16. Таким образом, ис-
ходным газообразным веществом является метан — СН4. При сжига-
нии метана на воздухе образуется оксид углерода (IV):
СН4 + 2О2 = СО2 + 2Н2О (1)
1 моль (22,4 л) 1 моль (22,4 л)
0,3 моля (6,72 л) 0,3 моля (6,72 л)
В результате реакции (1) из 6,72 л метана образуется 0,3 моля ок-
сида углерода(IV), при пропускании которого через раствор гидрок-
сида натрия может образоваться либо кислая (уравнение 2), либо
средняя соль (уравнение 3):
NaOH
1 моль (40 г)
0,3 моля (12 г)
2NaOH
2 моля (80 г)
+ СО2 = NaHCO3
1 моль (22,4 л) 1 моль (84 г)
0,3 моля (6,72 л) 0,3 моля (25,2 г)
+ СО2 — Na2CO3 + LH.,0
1 моль (22,4 л)
(2)
(3)
По условию задачи имеется:—2— = 12,3 NaOH (0,31 моля).
На основании уравнений (2) и (3) и данных задачи можно заклю-
чить, что образуется 0,3 моля ИаНСОз (25,2 г).
43. При взаимодействии карбоната кальция с соляной кислотой вы-
деляется оксид углерода (IV):
СаСО3 + 2НС1 = СаС12 + СО2 + Н2О (1)
1 моль (100 г) 1 моль (22,4 л)
0,5 моля (50 г) 0,5 моля (11,2 л)
При обработке оксида марганца(IV) концентрированной соляной
кислотой образуется хлор:
MnO2 + 4НС1 = МпС12 + С12 + 2Н2О (2)
1 моль (87 г) 1 моль (22,4 л)
0,5 моля (43,5 г) 0,5 моля (11,2 л)
При пропускании смеси оксида углерода(IV) и хлора через рас-
твор йодида калия в реакцию вступает только хлор:
2KI
2 моля (2-166 г)
1 моль (166 г)
С12 = 2КС1 +
1 моль (22,4 л)
0,5-моля (11,2 л)
12 (3)
80
г 3018,2-JO-1,1 ,,ОГ1 TZ1 ,o 4 -
Согласно условию задачи, дано:----—------= 332 г К1 (2 моля). Следо-
вательно, исходное количество йодида калия, исходя из уравнения (3),
дано в избытке, так как на 0,5 моля С12 необходимо 1 моль KI- Таким
образом, образовавшийся в результате реакции хлор весь поглотится
йодидом калия и останется 11,2 л СО2 (0,5 моля).
44. Искомое вещество — натриевая соль, так как пламя окраши-
вается в желтый цвет. Молекулярную массу газа, выделившегося при
взаимодействии исходного вещества с сильной кислотой (этот факт
позволяет сделать предварительный вывод, что образуется ангидрид
слабой кислоты), можно рассчитать: Мн-£’н = 2-22 = 44. Очевидно,
неизвестным газом является углекислый газ — СО2. В таком случае
можно предположить, что исследуемое вещество — натриевая соль
угольной кислоты. Известны две натриевые соли угольной кислоты:
Na2CO3 — средняя и NaHCO3 — кислая соль.
При действии сильной кислоты углекислый газ будет выделяться
в обоих случаях:
Na2CO3+2HCl = 2NaCl+H2O+CO2 (1)
NaHCQ3 + НС1 = NaCl + H2O + CO2 (2)
1 моль (84 г) 1 моль (58,5 г) 1 моль (22,4 л)
0,1 моля (8,4 г) 0,1 моля (5,85 г) 0,1 моля (2,24 л)
При нагревании углекислый газ будет выделяться только из кис-
лой соли, так как карбонаты щелочных металлов устойчивы до темпе-
ратуры 600° С.
2NaHCO3 = Na2CO3 + СО2 + Н2О (3)
2 моля 1 моль (22,4 л)
1 моль 0,5 моля (11,2 л)
Из сказанного следует, что искомое соединение — NaHCO3.
Подтвердим наши выводы расчетом. При нагревании 1 моля
NaHCO3 выделяется 11,2 л СО2 (уравнение 3), а при действии кисло-
ты на эту же соль выделяется газа вдвое больше, т. е. 22,4 л СО2
(уравнение 2). Из уравнения (2) видно, что из 0,1 моля NaHCO3 дол-
жна образоваться также 0,1 моля NaCl (т. е. 58,5-0,1 = 5,85 г NaCl),
следовательно, исследуемая соль — бикарбонат натрия NaHCO3.
45. При прокаливании смеси оксида кремния (IV) и магния про-
текает реакция:
2Mg + SiO2 = 2MgO + Si (1)
2 моля (48 г) 1 моль (60 г) 1 моль (28 г)
1 моль (24 г) 0,5 моля (30 г) 0,5 моля (14 г)
81
Получившийся в результате реакции (1)‘кремний взаимодействует с
избытком магния согласно уравнению:
2Mg + Si = Mg2Si (2)
2 моля (48 г) 1 моль (28 г)
0,05 моля (1,2 г) 0,025 моля (0,7 г)
При обработке смеси кремния, оксида магния, силицида магния и
магния соляной кислотой возможны следующие реакции:
MgO+2HCl = MgCl2+H2O (3)
Mg2Si+4HCl = 2MgCl2+SiH4 (4)
Mg + 2НС1 = MgCla + H2 (5)
1 -моль (24 г) 1 моль (22,4 л)
0,2 моля (4,8 г) 0,2 моля (4,48 л)
На основании реакций (3) — (5) можно заключить, что водород выде-
ляется только при взаимодействии соляной кислоты с магнием в со-
ответствии с уравнением (5). Согласно условию задачи, имеется 30 г
(0,5 моля) оксида кремния (IV) и 30 г (1,25 моля) магния. В соответ-
ствии с уравнением (5) выделилось 4,48 л водорода. Из уравнения (5)
можно рассчитать, что при выделении 0,2 моля водорода (4,48 л) с со-
ляной кислотой вступает в реакцию 0,2 моля магния (4,8 г). Следо-
вательно, 0,2 моля магния осталось в избытке, а на реакции (1) и (2)
было израсходовано (1,25—0,2) = 1,05 моля магния. Из уравнения (1)
видно, что с 0,5 моля SiO2 реагирует 1 моль магния (24 г), и при этом
образуется 0,5 моля кремния (14 г).
Таким образом, на реакцию (2) было израсходовано (1,05—1) =
= 0,05 моля магния (1,2 г) и 0,025 г моля кремния (0,7 г). Следова-
тельно, в результате реакций (1) и (2) образовалось (0,5—0,025) =
= 0,475 моля кремния, что составляет (14—0,7) =13,3 г.
46, Катод: А13+ + Зё = А1 2
Анод: О2- — 2е = О 3
2А1аО3 = 4А1
4 моля (4-27 г)
0,8 моля
Анод: 2С + О2 = 2СО
2СО + О2 = 2СОа
С + Оа = СО2
1 моль 1 моль
0,6 моля 0,6 моля
+ ЗО2 (1)
3 моля (67,2 л)
0,6 моля
(2)
82
Са(ОН)2 + 2CO2 = Ca(HCO3)2 (3)
2 моля (44,8 л) I моль (162 г)
0,6 моля (13,44 л) 0,3 моля (48,6)
Согласно уравнению (3), на образование 48,6 г Са(НСО3)2
(0,3 моля) потребуется 0,6 моля (22,4-0,6=13,44 л) СО2, а по урав-
нению (2) для получения 0,6 моля СО2 необходимо 0,6 моля О2. По урав-
нению (1) при выделении на аноде 0,6 моля О2 на катоде выделяется
0,8 моля алюминия, что составляет (27-0,8) =21,6 г А1.
3FeaO4 + 8А1 = 9Fe + 4А12О3 (4)
3 моля (232 г) 8 молей (216 г)
0,3 моля (69,6 г) 0,8 моля (21,6 г)
Из уравнения (4) видно, что. с помощью 21,6 г алюминия (0,8 мо-
ля) можно восстановить 69,6 г железной окалины (0,3 моля).
47. Алюминий не растворяется в концентрированной азотной кис-
лоте.
Ag + 2HNO3 = AgNO3 + NOa + H2O (1)
1 моль (108 г) 1 моль (22,4 л)
0,2 моля (21,6 г) 0,2 моля (4,48 л)
Взаимодействие оксида магния с азотной кислотой, не приводит к
выделению газа.
MgO+2HNO3=Mg(NO3)2+H2O (2)
Значит, выделившийся в результате обработки азотной кислотой ис-
ходной смеси газ образовался в результате реакции (1). Зная объем
выделившегося оксида азота (IV), можно рассчитать исходное количе-
ство серебра в смеси, оно равно 21,6 г.
В избытке раствора' гидроксида натрия растворяется алюминий с
выделением водорода:
2А1 + 2NaOH + 4Н2О = 2NaH2A103 + ЗН2 (3)
2 мол:} (2-27 г) 3 моля (67,2 л)
0,2 моля (5,4 г) 0,3 моля (6,72 л)
Из уравнения (3) видно, что 6,72 л водорода выделяется при раство-
рении 5,4 г алюминия в избытке гидроксида натрия. Следовательно,
в исходной смеси содержалось 21,6 г серебра, 5,4 г алюминия и 23 г
оксида магния (50—21,6—5,4 = 23), а соотношение компонентов в ис-
ходной смеси равно:
21,6-100 ^ 43 20/д серебра,
50
5’4'10- =10,8% алюминия,
50
83
——— ==46% оксида магния.
50
48. Me + 2НС1 = МеС12 + Н2 (1)
1 моль (х г) 1 моль (22,4 л)
0,4 моля (22,4 г) 0,4 моля (8,96 л)
Используя уравнение (1) и исходные, данные задачи, можно рассчи-
тать молекулярную массу неизвестного металла; она равна 56 г, не-
известный металл, по-видимому, — железо. Действительно, при раст-
ворении железа в соляной кислоте образуется хлорид железа (II).
49. 8А1 + 3Fe3O4 = 9Fe + 4А12О3 (1)
8 молей (216 г) 3 моля (696 г) 9 молей (504 г)
1,6 моля (43,2 г) 0,6 моля (139,2 г) 1,8 моля (100,8 г)
2А1 + 2NaOH + 4Н2О = 2NaH2A103 + ЗН2 (2)
2 моля (54 г) 3 моля (67,2 л)
0,4 моля (10,8 г) 0,6 моля (13,44 л)
Fe3O4+N'aOH#= (3)
Fe +NaOH#= (4)
Al2O3+2NaOH+H2O = 2NaH2AlO3 (5)
2A1 + 6HC1 = 2A1C13 + 3H2 (6)
2 моля 3 моля (67,2 л)
0,4 моля 0,6 моля (13,44 л)
Fe + 2НС1 = FeCla + Н2 (7)
1 моль 1 моль (22,4 л)
1,8 моля 1,8 моля (40,32 л)
Ре3О4+8НС1 = РеС12+2РеС1з+4Н2О (8)
А120з+6НС1 = 2А1С1з+ЗН2О ' (9)
Из уравнений всех возможных процессов видно, что при растворе-
нии продуктов прокаливания в щелочи газ (водород) может выделить-
ся только за счет растворения алюминия, а в кислоте — за счет взаи-
модействия алюминия и железа.
По уравнению (2), зная объем выделившегося Н2, можно рассчи-
тать избыток алюминия после прокаливания. Получается 10,8 г А1
(0,4 моля).
В результате реакции (6) при растворении в соляной кислоте
0,4 моля алюминия выделяется 13,44 л Н2 (0,6 моля). В таком слу-
чае при растворении металлического железа в соляной кислоте вы-
84
делится: 53,76—13,44 = 40,32 л (1,8 моля) Н2. Зная объем выделивше-
гося водорода, по уравнению (7) можно определить количество вос-
становленного железа; оно равно 1,8 моля (100,8 г).
Из уравнения (1) узнаем, что в реакцию вступило 1,6 моля А1
(43,2 г) и 0,6 моля Fe3O4 (139,2 г). Следовательно, всего алюминия
в смеси было: 0,44-1,6 = 2 моля, что составляет 54 г, a Fe3O4—139,2 г.
50. 2А1 + 2NaOH + 4H2O=2NaH2AlO3 + 3H2 (1)
2 моля (54 г) 2 моля (80 г)
0,504 моля (13,6 г) 0,504 моля (20,16 г)
Си + 4HNO3
1 моль (64 г)
0,1 моля (6,4 г)
Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2Н2О (2)
1 моль (188 г)
0,1 моля (18,8 г)
2Cu(NO3)2 = 2СиО + 4NO2 4- Ог (3)
2 моля (376 г) 2 моля (160 г)
0,1 моля (18,8 г) 0,1 моля (8 г)
Зная количество образовавшегося оксида меди (8 г), что составляет
0,1 моля, на основании уравнений (2) и (3) получаем, что меди в
сплаве было 6,4 г (0,1 моля). Следовательно, алюминия в сплаве
было: 20—6,4=13,6 г. По уравнению (1) на растворение 13,6 г А1
(0,504 моля) необходимо иметь 20,16 г NaOH (0,504 моля).
100 г 40%-ного раствора NaOH содержат 40 г NaOH
х г 20,16 г NaOH
х = 2Q’16-' = 50,4т, или 50,4 : 1,4 = 36 мл 40%-ного'NaOH.
40
51. Zn +
1 моль (65 г)
0,2 моля (13 г)
ZnO
1 моль (81 г)
0,2 моля (16,2 г)
2НС1 = ZnCl2 + Н2
2 моля (73 г) 1 моль (22,4 л)
0,4 моля (14,6 г) 0,2 моля (4,48 л)
+ 2НС1 = ZnCl2 + Н2О
2 моля (73 г)
0,4 моля (14,6 г)
2Н2 4- О2 = 2НаО
2 моля (44,8 г) 2 моля (36 г)
0,2 моля (4,48 г) 0,2 моля (3,6 г)
(1)
(2)
(3)
Зная количество образовавшейся в результате реакции (3) воды
(0,2 моля), можно найти объем водорода, выделившегося по реакции
(1), и по нему рассчитать количество цинка (0,2 моля, что составля-
ет 13 г) и солдной кислоты, израсходованной на растворение цинка
(0,4 моля, или 14,6 г).
85
Масса соляной кислоты, израсходованной на растворение всей
смеси цинка и оксида цинка, равна: 132,81,1'2— =29,2 г. В таком
100
случае на растворение оксида цинка(II) пошло 29,2—14,6=14,6 г
(0,4 моля) HCI. По уравнению (2) с 14,6 г НО взаимодействует 16,2 г
ZnO (0,2 моля). Следовательно, исходная смесь состояла из 13 г цин-
ка и 16,2 г оксида цинка. Содержание цинка в смеси равно:
= 44,5%.
29,2
52. Me + 4HNO3 = Me(NO3)2 + 2NO2 +
1 моль (x г) 2 моля (44,8 л)
0,25 моля (16 г) 0,5 моля (11,2 л)
+ 2Н2О (1)
При взаимодействии оксида азота (IV) со щелочью образуется
смесь солей — нитрата и нитрита:
2КОН + 2NO2 = KNO3 + KNO2 + Н2О (2)
2 моля (44,8 л) 1 моль
0,5 моля (11,2 л) 0,25 моля
Известно, что при разложении нитрата щелочного металла получа-
ются нитрит соответствующего металла и кислород:
2KNO3 = 2KNO2 + О2 (3)
2 моля 2 моля 1 моль (22,4 л)
0,25 моля 0,25 моля 0,125 моля (2,8 л)
Можно рассчитать массу моля неизвестного двухвалентного метал-
ла, обозначив ее через х, с помощью уравнений (1), (2) и (3), зная
объем кислорода (2,8 л), выделившегося в результате ^разложения нит-
рата калия
х=64 г, т. е. неизвестный металл — медь.
Так как по условию задачи после растворения сплава в концентри-
рованном растворе азотной кислоты осталось 54 г (70—16) неизвест-
ного трехвалентного металла, растворимого в растворе щелочи, то,
зная объем израсходованного хлора, можно рассчитать массу моля
неизвестного трехвалентного металла
2Ме + ЗС12 = 2МеС13 (4)
2 моля (2-у г) 3 моля (67,2 л)
2 моля (54 г) 3 моля (67,2 л)
у = 27 г, т. е. неизвестный трехвалентный металл — алюминий, кото-
86
рый действительно взаимодействует с раствором щелочи:
2А1+2М.аОН+4Н2О=2ЫаН2А1Оз+ЗН2 (5)
53. При действии разбавленного раствора азотной кислоты на не-
известный металл образуются две соли: Me(NO3)2 и нитрат аммония
(соль X), применяемый в качестве удобрения:
4Ме + 10HNO3 = 4Me(NO3)2 + NH4NO3 + ЗН2О (1))
4 моля (4х г) 1 моль (80 г)
4 моля (260 г) 1 моль (80 г)
2NH4NO3 + Са (ОН)2 = Са (NO3)2 + 2NH3 + 2Н2О (2)
2 моля (160 г) 2 моля (44,8 л)
1 моль (80 г) 1 моль (22,4 л)
2NH3 + Н3РО4 = (NH4)2HPO4 (3)
2 моля (44,8 л) 1 моль (132 г)
1 моль (22,4 л) 0,5 моля (66 г)
Соль X представляет собой нитрат аммония, который употребляет-
ся в качестве удобрения под названием аммиачной селитры. При на-
гревании аммиачной селитры с гидроксидом кальция выделяется газ
А — NH3, который в соответствии с уравнением (3), взаимодействуя
с ортофосфорной кислотой, образует 0,5 моля гидрофосфата аммония
(NH4)2HPO4 (66 г).
Зная массу гидрофосфата аммония (66 г), образовавшегося в ре-
зультате реакции (3), и обозначив массу моля исходного неизвестно-
го металла через х, на основании уравнений реакций (1)—(3) можно
определить неизвестный металл. Так как в результате расчетов атом-
ная масса исходного металла оказывается равной 65 г, то очевидно,
что металл является цинком.
54. Си + 4HNO3 = Cu(NO3)2 + 2NO2 +
1 моль (64 г) 2 моля (44,8 л)
О», 15 моля (х4 г) 0,3 моля (6,72 л)
+ 2Н2О (1)
Fe + 2НС1 = FeCl2 + Н2 (2)
1 моль (56 г) 1 моль (22,4 л)
0,15 моля Х*2 г) 0,15 моля (3,36 л)
Поскольку из исходной смеси металлов с концентрированной азот-
ной кислотой взаимодействует только медь, то по объему выделившего-
ся оксида азота(IV) (6,72 л) по уравнению (1) можно рассчитать
количество растворенной меди. Оно равно 9,6 г. Так кйк медь и золо-
то в соляной кислоте не растворяются, то по уравнению (2), зная
87
объем выделившегося водорода (3,36 л), можно вычислить исходное
количество железа. Получаем 8,4 г (0,15 моля) железа. Следователь-
но, золота было 8,55—8,4=0,15 г. Общая масса исходной смеси ме-
таллов равна:
9,6 г Сн + 8,4 г Fe + 0,15 г Аи= 18,15 г.
Аналогично найдем:
18,5 г смеси — 100%
9,6 г Си у %
9,6-100 го пп/
у =----------= 52,9% Си.
18,15
55. СиО
1 моль (80 г)
0,2 моля (16 г)
Вода, получившаяся
.8,4-100 = Fe,
18,15
°’15-1-0 =0,8% Au.
18,15
Н2
Си
1 моль (64 г)
0,2 моля (12,8 г)
Р2О5 + ЗН2О = 2Н3РО4
при восстановлении меди,
Н2О (1)
1 моль (18 г)
0,2 моля (3,6 г)
(2)
взаимодействует с
Р2О5 по уравнению (2), образуя фосфорную кислоту. Следовательно,
увеличение веса трубки с Р2О5 вызвано поглощением 3,6 г Н2О.
Зная количество образовавшейся воды, по реакции (1) можно рас-
считать количество восстановленной меди, оно составит 0,2 моля ме-
ди (12,8 г).
Си + 2H2SO4 = CuSO4 + SO2 + 2Н2О (3)
1 моль 2 моля (2-98 г)
0,2 моля 0,4 моля (39,2 г)
Согласно уравнению (3), на растворение 0,2 моля меди потребуется
0,4 моля H2SO4 (39,2 г).
100 г 88%-ного раствора содержат 88 г H2SO4
х г 39,2 г H2SO4
х=44,5 г, или 44,5:1,8 = 24,7 мл 88%-ного раствора H2SO4.
Рассчитаем количество разложившегося нитрата меди.
2Cu(NO3)2 = 2CuO + 4NO2 + О2 (4)
2 моля (2-188 г) 2 моля (2-80 г)
0,2 моля (37,6 г) 0,2 моля (16 г)
88
Согласно уравнению (1), для получения 0,2 моля меди необходимо
0,2 моля оксида меди, а по уравнению (4) для получения 0,2 моля
оксида меди нужно подвергнуть разложению 0,2 моля нитрата меди
(37,6 г).
56. С желтой кровяной солью темно-синий осадок дают катионы
трехвалентного железа:
3K4[Fe(CN)6]+4FeCl3=12KCl+Fe4[Fe(CN)6]3 (1)
берлинская лазурь
Следовательно', неизвестный металл — железо.
Рассчитаем количество хлора, которое выделяется при взаимодей-
ствии 34,8 г оксида марганца(IV) и 336 мл 37%-ного раствора соля-
ной кислоты (пл. 1,19):
МпО2 + 4НС1 = МпС12 + С12 + 2Н2О(2)
1 моль (87 г) 4 моля (146 г) 1 моль
0,4 моля (34,8 г) 1,6 моля (58,4 г) 0,4 моля
336'1,19-36,5 1 . ~ тлгч /л х
Согласно условию задачи, дано -----—------— = 146 г НС1 . (4 моля) и
34,8 г МпО2 (0,4 моля). По уравнению (2) с помощью 0,4 моля МпО2
можно получить 0,4 моля С12 и на это потребуется 1,6 моля НС1, т. е.
НС1 была взята в избытке.
Рассчитаем количество железа, сгоревшего в 0,4 моля С12:
2Fe + ЗС12 = 2FeCl3 (3)
2 моля (112 г) 3 моля
0,266 моля (14,9 г) 0,4 моля
Согласно уравнению (3), получаем 0,266 моля Fe, что составляет
56-0,266=14,6 г.
57. Me + 2H2SO4 = MeSO4 +
1 моль (х г) КОНЦ.
0,2 моля (12,8 г)
+ SO2 + 2Н2О (1)
1 моль (22,4 л)
0,2 моля (4,48 л)
Обозначим атомную массу неизвестного металла через х, по урав-
нению (1) можно определить неизвестный металл: х=64 г, т. е. неиз-
вестный металл — медь. С концентрированной азотной кислотой медь
взаимодействует, а алюминий нет.
Си + 4HNO3 = Си (NO3)2 + 2NO2 + 2Н2О (2)
I моль (64 г) конц. 2 моля (44,8 л)
0,1 моля (6,4 г) 0,2 моля (4,48 л)
89
С раствором'щелочи взаимодействует только алюминий:
2А1 + 2NaOH + 4Н2О = 2NaH2A103 +
2 моля (54 г) 2 моля (80 г)
0,2 моля (5,4 г) 0,2 моля (8 г)
+ ’ ЗН2 (3)
3 моля (67,2 л)
0,3 моля (6,72 л)
По уравнениям (2) и (3) с учетом условий задачи можно опреде-
лить количество алюминия и меди в сплаве'. 6,4 г меди-|-5 4 г алюми-
ния = 11,8 г сплава.
6’4'100- = 54,2, т. е. 54,2% Си,
11,8
-5’—00- = 45,8, или 45,8% А1.
11,8
По уравнению (3) рассчитываем, что для растворения алюминия
необходимо 8 г (0,2 моля) NaOH.
100 г 40%-ного раствора содержат 40 г NaOH
х г 8 г NaOH
х=20 г, или 20: 1,44=13,9 мл 40 %-ного раствора NaOH.
58. Как будет показано ниже, неизвестном металлом является же-
лезо.
В кислороде железо сгорает, разбрасывая искры — раскаленные
частички окалины Fe3O4:
3Fe-)-2O2 = Fe3O4 (1)
Известны три оксида железа: Fe2O3, Fe3O4, FeO. При восстановле-
нии оксидов железа оксидом углерода(II) возможны реакции:
FeaO3 -j- ЗСО =2Fe + ЗСО2 (2)
1 моль 3 моля
FeO + 1 моль СО == Fe + СО2 1 1МОЛЬ (3)
Fe3O4 + 1 моль (232 г) 0,1 моля (23,2 г) 4СО == 3Fe : 4СО2 4 моля (4-22,4 л) 0,4 моля (8,96 л) Fe + H2SO4 = FeSO4 4- Н2 разб. (4) (5)
3FeSO4+2K3[Fe(CN)6]=Fe3[Fe(CN)6]124-3K2SO4 турнбулева синь (6)
90
На основании уравнения (6) можно сделать заключение, что соль, по-
лученная в результате растворения восстановленного металла в раз-
бавленной серной кислоте, содержит катион двухвалентного железа.
Согласно условию задачи, дано 23,2 г оксида железа (0,1 моля) и
8,96 л СО (0,4 моля).
Из анализа уравнений (2), (3) и (4) и исходных данных следует,
что оксидом железа в данной задаче является железная окалина —
Fe3O4.
59. Me + 2НС1 = МеС12+ Н2 (1)
1 моль (137 г) 1 моль (22,4 л)
0,25 моля (34,25 г) 0,25 моля (5,6 л)
МеСО8 + 2НС1 = МеС12 + СО2 +Н2О
1 моль (197 г) 1 моль (22,4 л) (2)
0,25 моля (49,25 г) 0,25 моля (5,6 л)
2Н2+О2=2Н2О (3)
BaCl2+Na2Cr04 = BaCrO4+2NaCl (4)
желтый осадок
При взаимодействии карбоната неизвестного металла с соляной
кислотой выделяется углекислый газ, который не поддерживает горе-
ния и, следовательно, в избытке кислорода сжигают только водород,
выделяющийся по реакции (1).
Таким образом, 5,6 л углекислого газа в реакции (3) не участву-
ют; следовательно, было (11,2—5,6) =5,6 л водорода, на выделение ко-
торого по уравнению (1) необходимо 0,25 моля Me. Очевидно, неиз-
вестным металлом является барий, так как его соли дают с раствора-
ми солен хромовой кислоты Желтый нерастворимый в воде осадок.
Зная количества выделившихся газов, можно по уравнениям (1) и
(2) рассчитать количественный состав исходной смеси.
34,25; 100 =41о^ Ва 49,252001 = 59о/ ВаСО3.
83,5 83,5
MeS4-2HCl=MeCl2+H2S (1)
K2Cr2O7 + 7H2SO4 = 4МеС13 +
1 моль (294 г)
0,01 моля (2,94 г)
60.
6МеС12
6 молей (6х)
0,6 моля^(7,62 г)
-J-Мег (SO4) 3-J-Cr2 (SO4) з+К25О4+7Н2О
100 г 1,5%-ного раствора содержат 1,5 г К2СГ2О7
196 г . х г К2СГ2О7
х = 2,94 г (0,01 моля) К2СГ2О7.
(2)
91
Зная количество израсходованного дихромата калия, по уравнению
у(2) можно рассчитать молекулярную массу МеС12, она оказывается
равной 127.
127—71=56, т. е. Me=Fe.
Следовательно, исходной солью является сульфид железа — FeS.
61. Определим металл, входящий в состав оксида А2О3. Так как
содержание металла А в оксиде составляет 53%, то 100—53 = 47%
приходится на кислород.
48 вес. частей кислорода составляют 47%
х 100%
Х=_«_ = Ю2.
47
102—48 = 54; 54:2 = 27, т. е. А — алюминий.
(NH4)2Cr2O7— СггОз-[-Ы2-(-4Н2О
(1)
Очевидно, что Б2О3 является оксидом хрома(III), так как при раз-
ложении дихромата аммония в соответствии с уравнением (1) обра-
зуется Сг2О3.
А1 + 2 NaOH
2 моля (80 г)
0,1 моля (4 г)
2Н2 +
2 моля
3,36 л
- - 4Н2О= 2NaH2A103
О2
1 моль
1,68 л
2Н2О
+ ЗН2 (2)
3 моля (67,2 л)
0,15 моля (3,36 л)
(3)
После обработки алюминия раствором щелочи выделяется водород
(уравнение 2), который взаимодействует с кислородом, образуя воду.
На основании уравнения (3) можно сказать, что при уменьшении
объема газов на 3 л в реакцию вступают 2 л Н2 и 1 л О2. При умень-
шении объема на 5,04 л прореагировало 3,36 л Н2 и 1,68 л Ог. Следо-
вательно, в результате взаимодействия алюминия с раствором щелочи
выделилось 3,36 л Нг (0,15 моля).
Согласно уравнению (2), для образования 0,15 моля Н2 необхо-
димо иметь 0,1 моля NaOH (4 г).
100 г 40%-ного раствора щелочи содержат 40 г NaOH
% г 4 г NaOH
х = - —°—. t х = 10 г 40 %-ного NaOH,
40
92
или
-----=7,14 мл 40 %-ного NaOH.
1,4
62. При взаимодействии щелочи с хлоридом металла(III) происхо-
дит реакция обмена и выпадает осадок гидроксида металла(III):
МеС13 + 3NaOH = Ме(ОН)8 + 3NaCl (1)
1 моль 1 моль
0,4 моля 0,4 моля
При нагревании гидроксид разлагается:
2Ме(ОН)3 = Ме2О3 + ЗН2О (2)
2 моля 1 моль
0,4 моля 0,4 моля
При термическом разложении бихромата аммония образуется ок-
сид хрома(III), выделяется азот и вода:
.. (NH4)2Cr2O7 = Сг2О3 + N2 -г 4Н2О (3)
1 моль (252 г) 1 моль (152 г)
0,2 моля (50,4 г) 0,2 моля (30,4 г)
Очевидно, что исходной солью является хлорид хрома (III). Ок-
сид хрома (III) устойчив к всевозможным атмосферным влияниям, об-
ладает интенсивной окраской и применяется в изготовлении масляных
красок под названием «хромовая зелень».
Масса 1 моля СгС1з составляет 158,5 г. На основании расчетов,
проведенных по уравнениям (3), (2) и (1), можно сказать, что исход-
ное количество хлорида хрома равно 0,4 моля, что составляет:
158,5-0,4 = 63,4 г.
63. 4Cr(NO3)3 + 6Н2О электролиз 4Сг +
--------> 4 моля (208 г)
0,5 моля (26 г)
+ ЗО2 + 12HNO3 (1)
3 моля (67,2 л)
0,375 моля (8,4 л)
Катод: Сг3++3ё—Сг’ | 4
Анод: 2О2- — 4е->02 | 3
Как видно из уравнения (1), при выделении на катоде 26 г хрома на
аноде образуется 8,4 л кислорода.
93
При нагревании хром взаимодействует с хлором:
2Сг + ЗС12 = 2СгС13 (2)
2 моля (104 г) 2 моля
0,5 моля (26 г) 0,5 моля
СгС13 + 3NaOH = Сг(ОН)3 + 3NaCl (3)
1 моль 1 моль
0,5 моля 0,5 моля
Сг(ОН)3 + NaOH = NaH2CrOs + H2O (4)
1 моль 1 моль (40 г)
0,5 моля 0,5 моля (20 г)
Из уравнений (1)—(3) ясно, что образовалось 0,5 моля гидрокси-
да хрома(III), для растворения которого потребовалось 0,5 моля
NaOH (20 г).
100 г 40 %-ного раствора содержат 40 г NaOH
х г 20 г NaOH
х =~ 2~40~° = 50 г, 50:1,4, или 35,7 мл 40 %-ного раствора NaOH.
64. 2Fe + ЗС12 = 2FeCl3 (1)
Си + С12 = СиС12 (2)
1 моль (64 г) 1 моль (135 г)
0,15 моля (9,6 г) 0,15 моля (20,25 г)
Образовавшийся при обработке хлоридов горячим раствором щело-
чи гидроксид железа (III) (уравнение 3) растворяется в избытке ще-
лочи в соответствии с уравнением (4):
FeCl3+3NaOH=Fe(OH)34-3NaCl (3)
Fe(OH)3 + NaOH = NaH2FeO3+H2O (4)
При обработке раствором щелочи хлорида меди (II) образуется
осадок гидроксида меди:
CuCl2 + 2NaOH = Си (ОН)2 + 2NaCl (5)
1 моль 1 моль
0,15 моля 0,15 моля
При прокаливании гидроксида меди(II) образуется черный поро-
шок оксида меди:
Cu(OH)2 t CuO ,+ Н2О (6)
1 моль — 1 моль (80 г) 1 моль ,
0,15 моля 0,15 моля (12 г)
94
Рассмотрим влияние общего давления на упругость
пара конденсированной фазы.
Представим себе, что некоторое тело (например, жид-
кость, хотя с равным правом можно рассмотреть твердое
тело) подвергается сжатию, которое осуществляется по-
средством совершенно инертного, т. е. нерастворимого в
жидкости и химически неактивного газа.
В состоянии равновесия изобарно-изотермические по-
тенциалы сжимаемого вещества как в жидком, так и в
парообразном состоянии должны быть равны.
При увеличении давления на с1ранешн вновь устанав-
ливается равновесие и, значит, изменения изобарно-изо-
термических потенциалов равны:
dG>K -- dGn .
В соответствии с формулой (3) это равенство можно
записать как
1/ж ^рВНешн — И1 dp
и окончательно получаем
/ др \ уж
(27)
дрвнешн 7 Т Vn
Как видно, давление насыщенного пара конденсиро-
ванной фазы всегда растет при увеличении внешнего
давления, так как К’"/)711— положительная величина.
Однако это увеличение крайне незначительно, так как
только при температурах, близких к критическим, объе-
мы газовой и жидкой фаз становятся сравнимыми друг
с другом. При всех остальных температурах КГ17>> 1/ж и
поэтому дробь 1/ж/V" очень мала.
Другими словами, при малых внешних давлениях уп-
ругость насыщенного пара конденсированной фазы прак-
тически постоянна и имеет то же значение, что и в от-
сутствие постороннего газа над фазой.
Если предположить, что условия допускают примене-
ние уравнения состояния идеального газа, то формула
(27) запишется так:
др \ Уж р
дрвнешн )Т RT
Преобразуя это выражение, получаем
/ dlnp \ Уж
^Рвиешн / Г RT
(28)
73
Полагая Еж=сопз( и интегрируя (28), имеем
р2 _ Уж
ln = (Ра пнешн Pi внешн) • (29)
Pi кт
Однако в реальных системах изменение давления на-
сыщенного пара под действием рв,(еШн ие наблюдается
само по себе, а всегда совместно с другими эффектами,
так как сжимающий газ никогда не бывает совершенно
инертным: он растворяется в конденсированной фазе, а
молекулы конденсированной фазы растворяются в газе.
Рассмотрим в качестве иллюстрации график зависи-
мости давления паров воды при 50 °C от внешнего дав-
ления для нескольких реальных газов (рис. 23).
Рис. 23. Влияние внешнего давления на уп-
ругость пара воды при постоянной темпера-
туре
На оси ординат отложена пропорциональная давле-
нию пара концентрация воды в сжатом газе. Пунктиром
показана теоретическая линия, соответствующая урав-
нению (29). Из графика видно, что в водороде при дав-
лениях до 50 МПа концентрация водяных паров оказы-
вается почти такой же, как вычисленная по уравне-
нию (29).
Таким образом, для системы водород — вода при ука-
занных давлении и температуре увеличение концентра-
ции жидкости в газе почти целиком обусловлено измене-
нием давления насыщенного пара жидкости при возрас-
тании давления газа. При использовании в качестве
сжимающего газа азота расхождения между опытными
данными и теоретическими становятся более значитель-
ными. Если же сжимающим газом является диоксид уг-
74
лерода, то главную роль в изменении концентрации водя-
ных паров в сжатом газе играет растворение Н2О в СО2,
а увеличение давления насыщенного пара от действия са-
мого давления диоксида углерода составляет малую
часть общего явления.
Растворимость конденсированных тел в сжатых га-
зах может иметь весьма сложный характер. Здесь могут
наблюдаться максимумы и минимумы растворимости,
определяемые уравнениями (26а) и (266).
Рассмотрим данные по растворимости жидкого диок-
сида серы в азоте при 25 °C и различных давлениях
(рис. 24).
Рис. 24. Влияние давления на раствори-
мость жидкого диоксида серы в газооб-
разном азоте при 25 °C
Из данного графика видно, что вначале, по мере уве-
личения давления, растворимость SO2 в N2 падает вплоть
до давлении около 150 МПа. При этом давлении насту-
пает минимум растворимости, т. е. здесь Vso2 = Vso2’
тогда как в интервале от 0,1013 до 150 МПа Vso, ' Vso/
При давлениях выше 150 МПа растворимость SO2 воз-
растает, значит, теперь Vsoa>Pso,. Такое соотношение
между молярным объемом SO2 и ее парциальным моляр-
ным объемом в азоте сохраняется до давления -~500 МПа.
При давлении ~500 МПа растворимость диоксида серы
достигает максимума и опять Vso2 = Vso2. В настоящее
время не представляется возможным теоретически пред-
сказать характер таких сложных явлений.
Большой интерес представляет влияние давления на
растворимость твердых веществ в газах. Рассмотрим ра-
створимость некоторых соединений в водяном паре, на-
гретом выше критической температуры (табл. 4).
Из табл. 4 следует, что для кварца и сульфата натрия
растворимость растет при увеличении давления. Особен-
75
Таблица 4. Растворимость кварца и сульфата натрия в парах
воды при 500 °C
р • I О'-, Па й) (SiO,), % <0 (NafSO<), 0/ /0 Р- ю- Па ы (SiO,), % <0 (Na2SOt), 0/
67 0,0014 0,0009 1000 0,260 0,4307
133 0,0036 0,0037 2000 0,499 —
667 0,135 0,249
но значительно увеличивается растворимость некоторых
труднорастворимых в воде веществ при возрастании дав-
ления, если в воду добавлять небольшие количества оп-
ределенных веществ.
Так, например, растворимость кварца резко возрас-
тает при высоких давлениях и температурах, если к во-
де добавлены оксид натрия, хлорид натрия и др. Ана-
логично сульфаты натрия и калия сильно увеличивают
свою растворимость при добавлении к воде некоторых
хлоридов. Эти явления имеют большое значение для вы-
ращивания кристаллов и синтеза минералов.
На повышенной растворимости твердых веществ в
парах воды при закритических температурах и высоких
давлениях основан процесс гидротермального синтеза
веществ, который в настоящее время приобрел большое
промышленное значение для производства оптического
кварца и изготовления драгоценных камней.
Сущностью гидротермального процесса является пе-
рекристаллизация исходного твердого вещества в парах
воды, куда добавлены специальные вещества, способству-
ющие повышению растворимости исходной шихты в пе-
регретом паре под высоким давлением. Особенностью
процесса является наличие перепада температуры внут-
ри сосуда высокого давления, благодаря чему в наибо-
лее горячей области имеет место растворение шихты, за-
тем происходит конвективный перенос растворенного
вещества в более холодную область, где оно и кристал-
лизуется. В более холодных участках сосуда располага-
ются хорошо ограненные затравочные кристаллы соот-
ветствующего вещества, на которых и оседают молекулы
того же вещества из газового раствора. Таким образом
образуются крупные, правильно кристаллографически
построенные кристаллы, используемые затем в практи-
ческих целях. Иногда в исходной шихте присутствует не-
сколько компонентов, которые, будучи растворены, реа-
76
гируют между собой, и образующееся новое соединение
кристаллизуется на заранее помещенных затравочных
кристаллах, имеющих тот же химический состав, что и
образующийся в результате реакции продукт.
Выращивание кристаллов осуществляется в специ-
альных автоклавах, позволяющих проводить процесс при
температурах порядка 300...600 °C и давлениях в десятки
и сотни мегапаскалей, т. е. от 10 до 200 МПа. Нагрев
автоклавов происходит в специальных электропечах так,
чтобы внутри сосуда имел место перепад температуры,
необходимый для конвективного переноса веществ.
Рассмотрим несколько конкретных примеров синтеза
веществ гидротермальным методом.
Синтез изумруда. Изумрудом называют зеленую (как
правило, хромсодержащую) разновидность благородного
берилла Be3Al2(Si60i8) Он является одним из красивей-
ших минералов и ценится как драгоценный камень пер-
вого класса.
Выращивание кристаллов изумруда можно проводить
различными способами. В одном из методов процесс про-
водили при давлениях от 60 до 120 МПа и температурах
500...600 °C; температурный перепад внутри автоклава
составлял 10...25°C. Сам автоклав представлял собой со-
суд из жаропрочной стали, внутренняя поверхность кото-
рого была покрыта тонким слоем золота. Исходная ших-
та представляла собой смесь А1(ОН)3, Ве(ОН)2, квар-
цевый порошок и в качестве окрашивающего агента —
хлорид хрома. Кроме того, для придания специфических
оттенков изумрудному цвету вводили немного (по мас-
се) соединений железа, никеля, ванадия и неодима. В ка-
честве растворяющей среды использовали водный раст-
вор фторида аммония с добавкой фторида калия и вод-
ного раствора аммиака. В некоторых растворах скорость
роста кристаллов удалось довести до 0,8 мм/сут.
Синтез рубина и сапфира. Оба этих минерала, явля-
ющихся драгоценными камнями первого класса, пред-
ставляют собой разновидности корунда А12Оз, окрашен-
ные различными примесями. Красный цвет рубина обус-
ловлен замещением части ионов алюминия ионами
хрома (III). Синяя окраска сапфира возникает главным
образом из-за нахождения в массе корунда ионов желе-
за (III).
Другими цветообразующимп добавками, определяю-
щими характерную окраску сапфира, являются ионы мар-
ганца, титана и ванадия. Благодаря присутствию неболь-
77
вен: 400 + 50,72 + 35,84 = 486,56 л; соотношение компонентов следующее:
400-100 Qn п
/ --------= 82,2 % азота,
486,56
—— = 10,4 % кислорода,
35,84-100 _ .
—— = 7,4 % сернистого газа.
71.. 2А1 + 2NaOH + 4Н2О = 2NaH2A103
2 моля (2-27 г)
0,2 моля (5,4 г)
2Н2 + О2 = 2Н2О
2 моля 2 моля (2-18 г)
0,3 моля 0,3 моля (5,4 г)
Выделившийся в результате взаимодействия алюмини:
+ ЗН2 (1>
3 моля
0,3 моля
(2>
100
+ 2НС1 = МеС12 + Н2О (3>
2 моля (2-36,5 г)
0,075 моля (2,19 г)
с раствором
щелочи водород при сжигании может дать 5,4 г НгО (0,3 моля). Сле-
довательно, в результате реакции (2) было сожжено 0,3 моля водо-
рода. Согласно уравнению (1), для получения 0,3 моля На необходимо
было затратить 0,2 моля (5,4 г) алюминия.
Следовательно, в исходной смеси веществ масса неизвестного окси-
да двухвалентного металла составляла: 7,8 — 5,4 = 2,4 г. Масса израс-
ходованной соляной кислоты равна:
5,04-1,19-36,5 = 2 19 г
МеО .
1 МОЛЬ (х+16)
0,0375 моля (2,4 г)
Следовательно, х=64г, т. е. неизвестный металл — медь.
72. С красной кровяной солью интенсивно окрашенный синий оса-
док дают катионы двухвалентного железа:
3FeSO4+2K3[Fe (CN) 6]=Fe3[Fe (CN) 6]2+3K2SO4 (1)
С желтой кровяной солью темно-синий осадок образуют катионы
трехвалентного железа:
2Fe2(SO4)3+3K4{Fe(CN)6] =Fe4[Fe(CN)6]3+6K2SO4 . (2>
При окислении FeSO4 в Fe2(SO4)3 дихроматом калия ,в кислой сре-
де протекает реакция
6FeSO4 + К2Сг2О7 +
6 молей (6 • 152 г) 1 моль (294 г)
0,6 моля (91,2 г) 0,1 моля (29,4 г)
100
+ 7H2SO4 = 3Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O
(3)
3
1
2Fe2+ —2e->2Fe3+ _
Cr|+O?~ 4- 14H+ + 6e->2Cr3+ + 7H2O
29,4 г К2СГ2О7 составляют 0,1 моля. По уравнению (3) можно рассчи-
тать, что в исходном растворе FeSO4 содержалось 0,6 моля FeSO4,
т. е. 152-0,6 = 91,2 г FeSO4.
912 г раствора содержат 91,2 г FeSO4
100 г х г FeSO4
х=10г FeSO4r
следовательно, концентрация исходного раствора FeSO4 составляет 10%'.
.73. 6Р + 5КС1О3 = 5КС1 +
6 молей (6-31 г) 5 молей (5-122,5 г)
2 моля (62 г) 1,66 моля (204Д г)
4- ЗР2О5 (1)
З 'моля (3-142 г)
1 моль (142 г)
Р2О5 4- ЗН2О = 2Н3РО4 (2)
1 моль (142 г) 2 моля (196 г)
(х г) (у г)
Масса имеющегося раствора НзРО4 равна: 400-1,7 = 680 г.
100г 85%-ного раствора содержат 85г НзРО4
680 г z г НзРО4
2 = 578 г Н3РО4.
Предположим, что в результате взаимодействия фосфора и берто-
летовой соли, по уравнению (1), образуется х г Р2О5, тогда, согласно
уравнению (2), получится у г Н3РО4:
196 х
-------Г
142
Н3РО4.
Масса раствора Н3РО4 после раРтворения в нем Р2О5 равна:
(6804-*) г.
Так как после растворения Р2О5 в кислоте концентрация ее станет
равной 94,2% (854-9,2), то: н
101
100 г 94,2%-ного раствора кислоты содержат 94,2 г Н3РО4
(680 + х) г (578 + г Н3РО4
( 578 + -100 = (680 + х) 94,2,
43,8х = 6256, х=142.
Следовательно, было израсходовано 142 г Р2О5, что составляет 1 моль.
Для получения 142 г Р2О5, согласно уравнению (1), необходимо
1,66 моля КСЮз (204,1 г) и 2 моля фосфора (62 г).
74. NH4NO3 = N2O 4- 2Н2О (1)
1 моль (80 г) 1 моль (22,4 л)
0,1 моля (8 г) 0,1 моля (2,24 л)
4Ме + 10HNO3 =₽ 4Me(NO3)2 + N2O +
4 моля (4х г) 10 молей (630 г) 1 моль (22,4 л)!
0,4 моля (16 г) 1 моль (63 г) 0,1 моля (2,24 л)
+ 5Н2О (2)
По уравнению (1) при разложении 8 г NH4NO3 (0,1 моля) выделяется
2,24 л N2O (0,1 моля). Согласно исходным данным и в соответствии
с уравнением (2), 2,24 л N2O (0,1 моля) может выделиться при взаимо-
действии 16 г неизвестного металла (0,4 моля) и 63 г HNO3 (1 моль).
На основании уравнения (2) можно рассчитать массу моля исход-
ного металла; она равна 40, т. е. неизвестный металл — кальций.
Для взаимодействия кальция с кислотой по уравнению (2) требует-
ся 63 г (1 моль) HNO3.
100 г 60%-ного раствора кислоты содержат 60 г HNO3
у г 63 г HNO3
I/ = - 6~^q0~~ = ^05 г раствора HNO3,
или
= 76,6 мл 60 %-ного раствора HNO3.
Кальций, растворяясь в воде, образует гидроксид кальция:
Са
1 моль (40 г)
0,4 моля (16 г)
Са(ОН)2 +
1 моль
+ 2Н2О = Са (ОН)2 + Н2
1 моль
0,4 моля
СО2 = СаСО3 + Н2О
1 моль
(3)
(4)
142
. Ca(OH)2 -t- 2СО2 = Са(НСО3)2 (5)
1 моль 2 моля 1 моль (162 г)
0,4 моля 0,8 моля 0,4 моля (64,8 г) '
Гидроксид кальция, взаимодействуя с избытком углекислого газа,
образует 64,8 г гидрокарбоната кальция, что составляет 0,4 моля.
75. Масса моля вещества А составит: 5,316-10—23-6,02-1023 = 32 г.
Таким образом, простое желтое вещество А — сера.
Газ У — SOa, который образуется по реакции:
S + O2 = SO2 (1)
или в результате взаимодействия:
4FeS2+1102 = 2Fe203+8S02. (2)
Следовательно, минерал В — FeS2;
FeS + 2НС1 = FeCl2 4- H2S (3)
1 моль (88 г) 1 моль (22,4 л)
0,4 моля (35,2 г). 0,4 моля (8,96 л)
3FeCl2+2K3[Fe(C,N)6] =Fe3[Fe(CN)6]2+6KCl (4)
темно-синий осадок
На основании реакции (4) можно полагать, что в состав минерала FeS2
(минерал В) и вещества С (FeS — сульфид железа) входит железо.
H2S + CuSO4 = CuS + H2SO4 (5)
1 моль (22,4 л) 1 моль (160 г)
0,4 моля (8,96 л) 0,4 моля (64 г)
Масса раствора CuSCh равна: 296,7-1,2 = 356 г.
100 г раствора содержат 18 г CuSCh
356 г х г CuSOi
х = 64г (0,4 моля) CUSO4.
При взаимодействии сернистого газа и сероводорода выпадает сера:
SO2+2H2S = 3S+2H2O. (6)
Таким образом: А — сера, Д — H2S; 35,2 г FeS.
76. Первая соль — K2SO4.
Соли калия Окрашивают пламя в фиолетовый цвет. Сульфат-ион
с катионом Ва2+ дает белый осадок:
K2SO4 + ВаС12 = BaSO4 + 2КС1 (1)
белый нераствори-
мый в воде осадок
103
Вторая соль — Na2CrO4.
Соли натрия окрашивают пламя в желтый цвет. Соли хромовой
кислоты с солями бария дают желтый нерастворимый в воде осадок:
Na2CrO4 + ВаС12 = ВаСгО4 + 2NaCl (2)
желтый
осадок
Третья соль — ВаС12.
Согласно уравнениям (1), (2), катионы бария дают указанные в
условии задачи различные осадки.
ВаС12 + 2AgNO3 = 2AgCl + Ba(NO3)2 (3)
белый творо-
жистый осадок
Из уравнения (3) видно, что третья соль — хлорид бария.
Предположим, что имеется 118,2г насыщенного при 60°С раствора
сульфата калия (100 г воды + 18,2 г соли). При охлаждении этого раст-
вора до 0°С его масса будет равной 107,35г (100 г воды + 7,35 г соли);
из раствора в таком случае выкристаллизуется: 118,2 — 107,35== 10,85 г
соли. Согласно условию задачи, выкристаллизовалось 108,5 г соли.
Рассчитаем количество необходимого для этого раствора.
Из 118,2 г раствора выкристаллизовалось 1.0,85 г соли
х г 108,5 г соли
118,2-108,5 110О
х =------------= 1182 г раствора.
10,85
Рассчитаем содержание соли и воды в таком растворе.
В 118,2 г раствора содержится 100 г воды
1182 г у г воды
у =1000 г Н2О.
Количество соли равно: 1182— 1000=182 г соли.
77. СаСО3 = СаО + СО2 (1)
1 моль (100 г) 1 моль (56 г) 1 моль (22,4 л)
0,5 моля (50 г) 0,5 моля (28 г) 0,5 моля (11,2 л)
(NH4)2Cr2O7 = Cr2O3 + N2 +
1 моль (252 г) 1 моль (152 г) 1 моль (22,4 л)
0,1 моля (25,2 г) 0,1 моля (15,2 г) 0,1 моля (2,24 л)
+ 4Н2О (2)
4 моля (4-18 г)
0,4 моля (7,2 л)
104
В соответствии с уравнением (1) при разложении карбоната каль«
ция образуются СаО и газ СО2.
СаО + Н2О=Са(ОН)2 (3)
Оксид кальция взаимодействует с водой (уравнение (3)). Следователь-
но, 15,2 г нерастворимого остатка приходятся на оксид Ме20з, а 43,2—
—15,2 = 28 г СаО. Зная количество образовавшегося оксида кальция,
можно рассчитать объем и массу выделившегося СО2, что составит
22г, или 11,2л СО2 (уравнение 1). Затем определим объем и массу
газа В:
13,44 — 11,2 = 2,24 л, или 24,8 — 22 = 2,8 г газа В.
Следовательно:
2,8 г газа В занимают объем 2,24 л
х г 22,4 л
х = 28 г,
т. е. газ В — N2 (поскольку азот химически малоактивен). Выведем
формулу оксида неизвестного металла (III), Ме2О3:
100 — 68,5 = 31,5.
48 у. е. 31,5%
х 100
х=152.
152 — 48=104, 104:2 = 52 у.е., следовательно, неизвестный металл с
атомной массой, равной 52 у.е., — хром.
Определим количество хрома в 15,2 г Сг2О3:
152 г Сг2О3 содержат 104 г хрома
15,2 г Сг2О3 х г хрома
х= 10,4 г Сг.
Рассчитаем количество водорода, содержащегося в 7,2 г воды:
18 г Н2О содержат 2 г водорода
7,2 г у г
7,2-2 n Q и
у =--------= 0,8 г Н.
18
Определим количество кислорода, содержащегося в 15,2г Сг20з
и в 7,2 г Н2О:
15,2—10,4 = 4,8 г, 7,2 —0,8 = 6,4 г, ‘
6,4 + 4,8=11,2 г кислорода.
105
Исходное вещество состоит из хрома, кислорода, азота и водорода,
других элементов не содержит. Соотношение элементов в неизвестной
соли:
Сг: О.: Н : N = : -Ы
52 16 ' 1 14
= 0,2: 0,7 : 0,8 : 0,2 = 2: 7: 8: 2.
Простейшая формула соли — NsHgCraO?, очевидно, это дихромат аммо-
ния— (NH4)2Cr2O7, молекулярная масса которого равна 252. Разложе-
ние соли (NH<)2Cr2O7 проходит в соответствии с уравнением (2) и на-
поминает подобие вулканического извержения.
78. Масса раствора до начала электролиза:
Мо=500-1,05 = 525 г.
Масса NaOH в растворе:
525-4,6
т =--------:— = 24 г.
100
Масса раствора после окончания электролиза:.
Л4 = 24 100 = 240 г.
10
2
При электролизе водного раствора NaOH на катоде и аноде идут
следующие реакции:
Катод: 2Н++2ё = Н2
Анод: 4ОН- — 4 е = О2 + 2Н2О
4Н+ + 4ОН~ = 2Н2 + О2 + 2Н2О
и количество растворителя (воды) уменьшается. Разность 'Ма — М рав-
на массе Н2О, разложившейся на электродах:
Н2О = 525—240 = 285 г.
Число молей разложившейся воды:
п = - 285 = 15,83 моля Н2О.
18 2
Из 1 моля воды на аноде выделяется 0,5 моля О2 и на катоде 1 моль Н2.
по2 = 15,83-0,5 = 7,92 моля, Пн2о = 15,83 моля.
Объемы газовравны: ^0, = 7,92-22,4= 177,4 л, 1'н2= 15,83-22,4 = 337,8 л.
106
Определим количество Н3РО4, образовавшейся после окисления
фосфора:
3
5
Н2О + Р + HNO3-> Н3РО4 + NO
4Н2О + Р — 5 е ч- РО1~ + 8Н+
4Н+ + NO? + Зё NO + 2Н2О
ЗР + 5HNO3 + 2Н2О = ЗН3РО4
3 моля (294 г)
0,3 моля (29,4 г)
+ 5NO (1>
5 молей (5-22,4 л)
0,5 моля (11,2 л)
Масса NaOH равна 24 г, что составляет 0,6 моля.
Соотношение лн, ро/ «NaOH = 1 : 2.
Реакция нейтрализации пойдет в соответствии с уравнением ре-
акции:
Н3РО4 + 2NaOH = Na2HPO4 + 2Н2О (2>
1 моль 2 моля 1 моль (142 г)
0,3 моля 0,6 моля 0,3 моля (42,6 г)
Таким образом, образуется 0,3 моля (42,6 г) соли Na2HPO4.
79. Неизвестный металл — железо, так как с красной кровяной
солью дают темно-синий осадок катионы Fe2+:
3FeCl2 + 2K3[Fe (CN) 6] = Fe3[Fe (CN) 6]2+6KC1 (1 >
турнбулева синь
- Fe + 2HC1 = FeCl2 +
1 моль (56 г) 2 моля (73 г)
0,02 моля (1,12 г) 0,04 моля (1,46 г)
+ Н2 (2>
1 моль (22,4 л)
0,02 моля (0,448 л)
СиО + Н2
1 моль (80 г) 1 моль (22,4 л)
0,02 моля (1,6 г) 0,02 моля (0,448 л)
Си + Н2О (3}
1 моль (64 г)
0,02 моля (1,28 г)
Имеется 1,12 г железа (0,02 моля) и 38,84-1,03-7,3— _ г НС1
v ’ 100
(0,08 моля)'. На основании уравнения (2) можно сделать заключение,
что соляная кислота дана в избытке. При взаимодействии 0,02 моля Fe
с соляной кислотой выделяется 0,448 л Н2 (0,02 моля). Согласно урав-
нению (3), 0,02 моля водорода может восстановить 0,02 моля СиО
107
(1,6 г), образуя 0,02 моля меди (1,28 г).
3Cu + 8HNO3 = ЗСи (NO3)2 + 2NO + 4НаО (4)
3 моля (3-64 г) 8 молей (8-63 г)
0,02 моля (1,28 г) 0,053 моля (3,36 г)
По уравнению (4), на растворение 1,28 г Си потребуется 3,36 г HNO3:
100 г 32%-ного раствора кислоты содержат 32 г HNO3
х г 3,36 г HNO3
х = ~ Ю’5 г> или 10,5:1,2=8,75 мл 32 %-ного раствора HNO3.
80. Минерал + O2 = MexOy + RxOz+SO2 (1)
Газообразный оксид — сернистый газ, который, взаимодействуя
с NaOH, дает среднюю соль — сульфит натрия:
2NaOH + SO2 = Na2SO3 + Н2О (2)
2 моля (80 г) 1 моль (22,4 л)
0,8 моля (32 г) 0,4 моля (8,96 л)
Масса NaOH = ЮО;.1»28'25. _. 32 г что составляет 32 : 40 = 0,8 моля NaOH.
100
Согласно уравнению (2), можно рассчитать, зная количество из-
расходованного гидроксида натрия, объем сернистого газа, выделив-
шегося в результате обжига минерала на воздухе, он равен 8,96 л SO2,
что составляет 0,4 моля.
1 моль SO2 содержит 32 г S ,
0,4 моля SO2 х г S
х= 12,8 г S.
Следовательно, исходное вещество содержало 12,8г серы.
Осадок темно-синего цвета выпадает при взаимодействии желтой
кровяной соли с катионами трехвалентного железа:
4FeCl3 + 3K«[Fe (CN) 6]= Fe4[Fe (CN) 6]3 +12KC1 (3)
берлинская лазурь
Таким образом, растворенный в соляной кислоте оксид — оксид
железа (III):
Fe2O3 + 6HCl = 2FeCl3 + 3H2O (4)
160 г Fe2O3 содержат 112 г Fe
16 г Fe2O3 У г Fe
16112 ,, о с
у =--------= 11,2 г Fe.
* 160
108
При. восстановлении оксида металла (II) водородом образуется ме-
талл. Зная количество оксида металла (II) и массу восстановленного
металла, можно определить массу моля металла по уравнению реакции:
МеО + Н2 = Me + Н2О (5)
1 моль (х + 16 г) .1 моль (хг)
(16 г) (12,8 г)
х = 64г, т. е. один из продуктов обжига исходного минерала — оксид
меди (II). 12,8 г Си + 11,2г Fe + 12,8 г S = 36,8 г, т. е. других элементов
минерал не содержит.
Соотношение элементов в минерале:
Си: Fe: S = = 0,2 : 0,2: 0,4 = 1:1:2.
64 56 32
Формула минерала CuFeS2, этот минерал носит название медного
колчедана и применяется для получения меди. Масса одного моля ми-
нерала CuFeS2 соответствует условию задачи.
81. Согласно условию задачи, после обжига минерала образуется
оксид металла (III), содержащий 70% металла, и газообразный оксид,
-содержащий 50% элемента (IV):
Минерал+О2-*Ме2О3-|-ЭО2 (1)
Определим металл:
48 вес. частей кислорода 30%’ Ме2О3
х 100% Ме2О3
х = 48-1001-= 160;
зо
I моль — Ме2О3 160 г, 160—48=112, 112:2 = 56, следовательно, металл,
входящий в состав исходного минерала, — железо.
Определим неизвестный элемент, входящий в газообразный оксид:
32 вес. части кислорода составляют 50% ЭО2
у 100%
_100^2_ = 64;
* 50
64 — 32 = 32, т. е. неизвестным элементом является сера, а газом — SO2.
Fe2O8 + 2А1 = 2Fe + A12OS (2)
1 моль (160 г) 2 моля (54 г)
0,3 моля (48 г) 0,6 моля (16,2 г)
Зная количество алюминия, необходимого для восстановления железа,
! 109
по уравнению (2) рассчитываем массу оксида железа, она равна 48 г,
что составляет 0,3 моля Ре20з.
3SO2 + К2Сг2О7 + H2SO4 = K2SO4 4- Cr2(SO4)3 + Н2О (3J?«
3 моля
1 моль (294 г)
1,2 моля 0,4 моля (117,6 г)
Согласно условию задачи, по уравнению (3) можно рассчитать, что.-
0,4 моля (117,6 г) К2СГ2О7 взаимодействует с 1,2 моля SO2.
Таким образом, продуктами обжига неизвестного минерала являют-
ся 0,3 моля Fe2O3 и 1,2 моля SO2.
1 моль Ре20з содержит 112 г Fe
0,3 моля z г Fe
z = 33,6 г Fe.
1 моль SO2 содержит 32 г S
1,2 моля х. г S
х=38,4 г S.
Соотношение Fe : S в минерале:
33^6,. 38Л = 0>б : 1,2 = 1 : 2, т. е. Fe: S = 1 : 2.
56 32
Следовательно, исходный минерал — FeS2, или, как его называют, пирита.
4FeS2 +1102
4 моля (480 г)
0,6 моля (72 г)
2Fe2O3
2 моля
0,3 моля
8SO2
8 молей
1,2 моля
82. Подобие вулканического извержения наблюдается при разложе-
нии дихромата аммония — соль А:
(ЫН4)2Сг2О7
1 моль (252 г)
2 моля (504 г)
Cr20g
1 моль
+ N2 +4НаО (1),
1 моль (22,4 л)
2 моля (44,8 л)
Окрашивание пламени в желтый цвет указывает на присутствие
в веществе натрия. Очевидно, вторая соль В — нитрат натрия, так как.
при нагревании нитратов с концентрированной серной кислотой обра-
зуется азотная кислота, в которой растворяется медь:
2NaNO3+H2SO4=Na2SO4+2HNO3
Cu + 4HNO3 = Cu (NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
(2)
(3)
110
При разложении нитрата натрия образуются нитрит натрия и кис-
лород:
t
2NaNOa = 2NaNO3 + О2 (4)
2 моля (170 г) 2 моля 1 моль (22,4 л)
1 моль (85 г) 0,5 моля (11,2 л)
Третья соль С — хлорид аммония, так как с нитратом серебра он
дает белый творожистый осадок AgCl (уравнение 5), а при нагревании
-со щелочью выделяется газ с резким запахом — аммиак (уравнение 6):
NH4C1 + AgNO3 = AgCl + NH4NO3 (5)
1 моль (53,5 г) 1 моль (143,5 г)
0,4 моля (21,4 г) 0,4 моля (57,4 г)
NH4Cl+NaOH = NaCl + NH3t,+Н2О (6)
Из количественных данных задачи по уравнениям (1, 4, 5) рассчиты-
ваем массу исходных солей. Получаем: 504г (NH4)2Cr2O7, 85 г NaNO3
и 21,4г NH4CI.
83. Масса раствора сульфата меди до перекристаллизации равна:
400-1,2-25 = ! 20 г C11SO4.
100
Рассчитаем количество сульфата меди, израсходованного на обра-
зование 50 г медного купороса:
250г CuSO4*5H2O содержат 160rCuSO4
50 г х г C11SO4
Следовательно, в растворе после перекристаллизации осталось: 120 —
— 32 = 88 г CuSCU, что составляет 0,55 моля.
При пропускании сероводорода через раствор сульфата меди вы-
деляется осадок сульфида меди:
CuSO4 + H2S = CuS + H2SO4 (1)
1 моль (160 г) 1 моль (22,4 л) 1 моль (96 г)
0,5 моля (80 г) 0,5 моля (11,2 л) 0,5 моля (48 г)
Зная объем сероводорода из условия задачи, на основании уравнения
реакции (1) можно рассчитать массу образовавшегося нерастворимого
осадка сульфида меди, она равна 48 г. Масса сульфата меди, израс-
ходованного на реакцию (1), равна 80г. Следовательно, в избытке
ш
останется: 88 —80 = 8 г CuSO4.
84. 3SO2 + ' Na2Cr2O7 + H2SO4 = Na2SO4 +
3 моля 1 моль (262 г)
0,6 моля 0,2 моля (52,4 г)
+ Cr2(SO4)3 + Н2О (1)
Согласно уравнению (1), на восстановление 0,2 моля (52,4 г)
Na2Cr2O? требуется 0,6 моля SO2.
В зависимости от взятых количеств аммиака и сернистого газа
могут образоваться либо средняя соль:
2NH3 + Н2О + SO2 = (NH4)2SO3 (2)
2 моля 1 моль
либо кислая соль:
NH3 + Н2О + SO2 = NH4HSO3 (3>
1 модь (17 г) 1 моль 1 моль (99 г)
0,6 моля (10,2 г) 0,6 моля 0,6 моля (59,4 г)
возможно также образование смеси этих солей.
Дано: ~~~~ = Ю,2 г (0,6 моля) NH3 и 0>6 моля SO2.
Из уравнений (2) и (3) следует, что образуется 0,6 моля (59,4 г)
NH4HSO3.
85. Все вещества являются солями натрия, так как окрашивают
пламя в желтый цвет.
Первое вещество — сульфид натрия Na2S:
Na2S + 2НС1 = 2NaCl + H2S (1)
1 моль (78 г) 1 моль (22,4 л)
0,1 моля (7,8 г) 0,1 моля *(2,24 л)
Выделившийся в результате реакции (1) сероводород дает при про-
пускании через раствор нитрата свинца осадок PbS черного цвета:
Pb(NO3)2 + H2S = PbS + 2HNOi (2)
черный
осадок
Второе вещество — сульфат натрия Na2SO4:
Na2SO4 + ВаС12 = BaSO4 + 2NaCl (3)
1 моль (142 г) 1 моль (233 г)
0,3 моля (42,6 г) 0,3 моля (69,9 г).
112
Третье вещество—хромат натрия Na2CrO4:
Na2CrO4 + ВаС12 = BaCrO4 + 2NaCl (4>
1 моль (162 г) 1 моль (253 г)
0,1 моля (16,2 г) 0,1 моля (25,3 г)
На основании уравнений реакций (1), (3) и (4) рассчитываем ко-
личество исходных веществ: 7,8 г Na2S, 42,6 г Na2SO4 и 16,2г Ка2СгО4.
86. 4Р + 5О2 = 2РА (1>
4 моля (4-31 г) 2 моля
0,2 моля (6,2 г) 0,1 моля
Р2О5 + 2NaOH + Н2О = 2NaH2PO4 (2>
1 моль 2 моля (2-40 г) 2 моля (2-120 г)
0,1 моля 0,2 моля (8 г) 0,2 моля (24 г)
Согласно условию задачи, дано: 24 г (0,2 моля) NaH2PO4. Из уравне-
ния (2) видно, что на образование 0,2 моля NaH2PO4 необходимо за-
тратить 0,2 моля (8 г) NaOH.
Рассчитаем объем израсходованного 25 %-ного раствора гидроксида,
натрия:
100г 25%-ного раствора содержат 25г NaOH
х г 8 г NaOH
х=32 г, или 32 : 1,28 = 25 мл NaOH.
На образование 24 г (0,2 моля) NaH2PO4 потребуется 0,1 моля Р2О5,,
а для получения 0,1 моля Р2О5 необходимо окислить 0,2 моля фосфора
(6,2 г).
87. При прокаливании магния с оксидом кремния (IV) протекает
реакция:
2Mg + SiO2 = 2MgO + Si (!)•
2 моля (48 г) 1 моль (60 г) 1 моль (28 г)
0,4 моля (9,6 г) 0,2 моля (12 г) 0,2 моля (5,6 г)
Согласно условию задачи, имеется 12 г магния (0,5 моля) и 12 г
оксида кремния(IV) (0,2 моля). В реакции (1) расходуется 0,4 моля
магния, и, следовательно, 0,1 моля магния (0,5 — 0,4) останется в из-
бытке.
Так как смесь содержит избыток магния (это видно из уравнения),,
то образовавшийся кремний взаимодействует с ним, образуя силицид
магния:
2Mg + Si = Mg2Si (2).
2 моля (48 г) 1 моль (28 г)
0,1 моля (2,4 г) 0,05 моля (1,4 г)
113.
0,1 моля (2,4 г) магния взаимодействует по уравнению (2) с 0,05 мо-
ля кремния (1,4 г). В реакции (1) образовалось 0,2 моля кремния
(5,6 г). Таким образом, количество кремния, получившегося в резуль-
тате прокаливания магния с оксидом кремния (IV), равно: 5,6 г (коли-
чество кремния, образовавшегося в реакции 1) — 1,4 г (количество
кремния, прореагировавшего с избытком магния) = 4,2 г (0,15 моля).
Si + 2NaOH + НаО = NaaSiO3 + 2На (3)
1 моль (28 г) 2 моля (80 г)
0,15 моля (4,2 г) 0,3 моля (12 г)
Из уравнения (3) видно, что на растворение 4,2 г кремния
(0,15 моля) необходимо иметь 12 г NaOH (0,3 моля).
100 г 32%-ного раствора содержат 32 г NaOH
хг 12 г NaOH
х = -1^ = 37,5 г,
32
или
1 —100 = 27,8 мл 32 %-ного раствора NaOH.
32 * 1135
88. Соль А—- AgNOa, так как при взаимодействии солей, содержа-
<щих Ag+, с раствором хлористого натрия образуется белый творо-
жистый осадок:
AgNO3+NaCl=AgCl+NaNO3 (1)
Ag+ + Cl- = AgCl
2AgNO3 = 2Ag + 2NOa +
2 моля (340 г) 2 моля (216 г) 2 моля (44,8 л)
0,2 моля (34 г) 0,2 моля (21,6 г) 0,2 моля (4,48 л)
+ Оа * (2)
1 моль (22,4 л)
0,1 моля (2,24 л)
Согласно условию задачи, металл, образовавшийся в результате
разложения соли А (уравнение 2), растворяется в концентрированной
азотной кислоте с выделением бурого газа (NOs) и образованием ис-
ходной соли А, следовательно, соли А и Б — нитраты, поскольку они
являются солями одной и той же кислоты.
Соль Б — KNO3, так как в фиолетовый цвет окрашивают пламя
соли, содержащие калий.
2KNO3 = 2KNOa 4- Оа (3)
2 моля 1 моль (22,4 л)
0,672 моля 0,336 моля (7,47 л)
114
Зная количество образовавшегося в результате реакции (2) серебра-
(21,6г) (0,2 моля), можно рассчитать по уравнению (2) количество.
исходной соли AgNO3, оно равно 34г (0,2 моля), и объем выделив-
шихся газов: 4,48 л NO2 и 2,24 л О2. Суммарный объем газов, выделив-
шихся в результате реакции (2), равен 4,48 + 2,24 = 6,72 л.
Следовательно, объем кислорода, образовавшегося в результате-
реакции (3), равен 14,19 — 6,72 = 7,47 л. Зная объем кислорода, полу-
ченный при разложении нитрата калия, можно рассчитать исходное
количество KNO3 по уравнению (3), оно равно 68 г, что составляет
0,672 моля KNO3.
Таким образом, исходная смесь солей состояла из 34 г AgNO3 и
68 г KNO3, т. е. соотношение весовых частей AgNO3 и KNO3 равно 1 :2.
89. 2KNO3 = 2KNO2 + О2 (1),.
2 моля (202 г) 1 моль (32 г)
0,4 моля (40,4 г) 0,2 моля (6,4 г)
При нагревании нитрат калия разлагается в соответствии с уравне-
нием (1). Так как масса исходной смеси после прокаливания умень-
шилась на 6,4г (100 — 93,6), то, следовательно, в результате реак-
ции (1) выделилось 6,4 г О2 (0,2 моля), a KNO3 в исходной смеси солей
было 40,4 г (0,4 моля).
Таким образом, масса КС1 в исходной смеси равна: 100 — 40,4 =
= 59,6 г.
2КС1 + H2SO4 = K2SO4 + 2НС1 (2)-
2 моля (149 г) 2 моля (73 г)
0,8 моля (59,6 г) 0,8 моля (29,2 г)
Из уравнения (2) следует, что из 59,6 г КС1 (0,8 моля) можно полу-
чить 29,2 г НС1 (0,8 моля).
При растворении 29,2 г НС1 в 116,8 мл воды получаем раствор, ,
масса которого равна: 116,8+29,2= 146 г.
В 146 г раствора содержится 29,2 г НС1
100 г х г НС1
х —100-29.2 _ 2Q г или 20 %-ный раствор НС1.
146
90. NaCl + H2SO4 = NaHSO4 + НС1
1 моль (58,5 г) 1 моль
4,8 моля (280,8 г) 4,8 моля
4НС1 + МпО2 = МпС12 + С12 + 2Н2О (2),
4 моля 1 моль
4,8 моля 1,2 моля
115 .
2Сг +
2 моля (2-52 г)
0,8 моля (41,6 г)
ЗС12
3 моля
1,2 моля
= 2СгС13
(3)
'Из уравнения (3) видно, что для хлорирования 0,8 моля хрома (41,6 г)
необходимо 1,2 моля хлора. Из уравнения (2) следует, что для полу-
чения 1,2 моля хлора необходимо 4,8 моля хлороводорода, а, согласно
уравнению (1), для образования 4,8 моля хлороводорода потребуется
-4,8 моля хлорида натрия (280,8 г).
Таким образом, в 400 г технического препарата содержалось 280,8 г
поваренной соли, что составляет
280,8-100 -то о п/ мп
----1-----=70,2 г, или 70,2 % NaCl.
91. По условию задачи имеется
1оо;25~ = 240 г CuS°* * 4 (1’5 моля)
2CuSO4 + 2Н2О электролиз 2Cu 4- О2 4- 2H2SO4 (1)
2 моля (320 г) ===== 2 моля (128 г)
1,5 моля (240 г) 1,5 моля (96 г)
Согласно уравнению (1) и условию задачи, из 1,5 моля C11SO4 при
электролизе на катоде выделится 1,5 моля Си (96 г).
ЗСи 4- 8HNO3 = 3Cu(NOs)2 + 2NO + 4НаО (2)
3 моля (3-64 г) 8 молей (8*63 г)
1,5 моля (96 г) 4 моля (252 г)
Из уравнения (2) получаем, что для растворения 1,5 моля Си (96 г)
необходимо 4 моля HNO3 (252 г).
100 г раствора содержат 32 г HNO3
х г 252 г HNO3
252*100 '70'7 С '70'7 Е 1 О
х =-------= 787,5 г, или 787,5: 1,2 =
32
= 656,25 мл 32 %-ного раствора HNO3.
92. 2 Al + 2NaOH 4- 4Н2О = 2NaH2A103
2 моля (2-27 г)
1 моль (27 г)
2Н2 4- О2 = 2Н2О
2 моля 2 моля (2-18 г)
1,5 моля 1,5 моля (27 г)
+
ЗН2 (1)
3 моля
1,5 моля
(2)
416
Выделившийся в результате взаимодействия алюминия с раствором
щелочи водород при сжигании привел к образованию 27 г Н2О
(1,5 моля),, следовательно, сожжено было 1,5 моля водорода (уравне-
ние 2). Для получения 1,5 моля Н2, согласно уравнению (1), необходи-
мо использовать 1 моль алюминия (27 г).
Таким образом, оксида неизвестного металла(П) было: 39 — 27=
= 12 г МеО. Масса соляной кислоты, израсходованной на растворение
МеО, равна:
25,2J 39^6^5 = 1Q 95 г НС1
100
МеО + 2НС1 = МеС12 + Н2О (3)
1 моль (хг) 2 моля (73 г)
(12 г) (10,95 г)
80—16 = 64, т. е. х = 64.
Неизвестным металлом, входящим в состав оксида., является медь.
93. В концентрированной азотной кислоте из исходных металлов
растворяется только медь:
Си + 4HNO3 = Cu(NO3)2 + 2NOa + 2Н2О(1)
1 моль (64 г) 2 моля (44,8 л)
0,15 моля (9,6 г) 0,3 моля (6,72 л)
Из уравнения (1) и условия задачи рассчитываем количество меди
в исходной смеси металлов, оно составляет 9,6 г. Следовательно, масса
железа и алюминия в смеси равна: 47,5 — 9,6 = 37,9 г.
В соляной кислоте растворяются железо и алюминий:
Fe. + 2НС1 = FeCl2 + Н2 (2)
56 г 22,4 л
х г ул
2А1 + 6НС1 = 2А1С13 + ЗН2 (3)
х 54 г 67,2 л
(37,9—х) г (25,76 — у) л
Предположим, что в исходной смеси содержится х г железа, которые
при взаимодействии с соляной кислотой дают в соответствии с уравне-
нием (2) ул Н2. В таком случае (37,9 — х)г алюминия при взаимодей-
ствии с соляной кислотой образуют в соответствии с уравнением (3):
(25,76 — у) л Н2. Решив систему уравнений, составленную с учетом ис-
ходных данных и уравнений (2) и (3), можно рассчитать количество
железа и алюминия. Получается: 24,4 г железа и. 13,5 г алюминия.
94. MeS + 2НС1 = МеС12 + H2S (1)
1 моль (х г) 1 моль (22,4 л)
0,5 моля (44 г) 0,5 моля (11,2 л)
117
NaOH + H2S = NaHS + H2O
1 моль 1 моль
2NaOH + H2S = Na2S + H2O
2 моля (80 г) 1 моль (22,4 л)
1 моль (40 г) 0,5 моля (11,2 л)
(2>
(3)л
По уравнению (1) на основании исходных данных определим массу
сульфида металла(П); она оказывается равной 88 г, 88 — 32 = 56 г, т. е.
неизвестным металлом является железо.
Зная объем сероводорода, выделившегося в результате реакции (!),..<
можно найти количество NaOH, израсходованного на реакцию (3),,
оно равно 40 г, что составляет 1 моль.
Согласно условию задачи, имеем:
200-1,28 = 256 г раствора NaOH.
100 г раствора содержат 25 г NaOH
' 256 г х г NaOH
х = -2^5 •> или 64 г (1,6 моля) NaOH. \
Следовательно, NaOH находится в избытке, и поэтому взаимодейст-
вие гидроксида натрия с сероводородом приведет к образованию сред-
ней соли — Na2S.
95. Fe + Си (NO3)2 = Fe (NO3)2; + Си (1>
1 моль (56 г) 1 моль (64 г)
Из уравнения (1) видно, что при взаимодействии 56 г Fe с раствором.'
соли масса железного стержня увеличивается на 8 г (64 — 56).
При взаимодействии 56 г Fe масса стержня увеличивается на 8 г
Xi г на 1,6 г
56 1,6 1 1 О г-
х± =-------— = 11,2г Fe.
При выделении 64 г Си масса стержня увеличивается на 8 г
Х2 г на 1,6 г
64-1,6 1 о о г'
х, =---------= 12,8 г Си.
8
Таким образом, после окончания реакции масса металлического»
стержня состояла из 12,8 г Си и 10,4 г Fe (23,2—12,8). Следовательно,,
масса исходного металлического железного стержня равна сумме ко-
личества железа, израсходованного на реакцию (1) и оставшегося
118
•после реакции, т. е. 11,2+10,4 = 21,6 г Fe,
96. 2КС1О3 = 2КС1 + ЗО2 (1)
2 моля (245 г) 3 моля (67,2 л)
1 моль (122,5 г) 1,5 моля (33,6 л)
Из уравнения (1) следует, что при разложении 122,5 г КСЮз (1 моль)
образуется 33,6 л кислорода (1,5 моля).
Превращение кислорода в озон протекает в соответствии с урав-
нением:
ЗО2 = 2О3 (2)
Определим объем кислорода, превратившегося в озон:
33,6 л составляют 100%
хл 5%
х = 5~33'- = 1,68 л О2.
100
В таком случае объем непрореагировавшего кислорода равенз
33,6—1,68 = 31,92л. Согласно уравнению реакции (2):
ЗлОг образуют 2 л Оз f
1,68 л О2 у л О3
1,68-25 . , п гу
у — ——-----= 1,12 л О3.
Таким образом, объем озонированного кислорода равен сумме*
объемов непрореагировавшего кислорода и получившегося озона:
31,92 л + 1,12 л = 33,04 л. Состав озонированного кислорода равен:
1,12 100 . = з зЭ| т е з,з9 о/о оз и 96,61 % О2.
33,04
97. При разложении нитратов щелочных металлов образуются
«итритЫ соответствующих металлов и выделяется кислород:
2NaNO3 = 2NaNO2 + О2 (1)
2 моля (2-85 г) 1 моль (22,4 л)
2KNO3 = 2KNO2 + О2 (2)
2 моля (2-101 г) 1 моль (22,4 л)
Предположим, что смесь солей содержит хг NaNO3 и (54,2 — х)г
KNO3. Тогда из уравнения (1) получаем; (
170 г NaNOs при нагревании дает 22,4 л О2
х г у л О2
119
Из уравнения (2):
202 г KNO3 при нагревании дает 22,4 л О2
(54,2 — х) г KNO3 (6,72 — у) л О2
22,4(54,2—х)= 202 (6,72—у). (II)
Решив систему уравнений (I) и (II), получим: х = 34 г NaNO3 и
54,2 —34 = 20,2 г KNO3.
98. KCl+AgNO3 = AgCl+KNO3 (1)
NaCl+AgNO3 = AgCl+NaNO3 (2)
Обозначим массу КС1, содержащегося в растворе, за х г, тогда
масса NaCl равна (26,6 — х)г.
По уравнению (1):
74,5 КС1 дает 143,5 г AgCl
х г КС1 у г AgCl
По уравнению (2):
58,5 г NaCl дает 143,5 г AgCl
(26,6 — х) г NaCl (57,4 — у} г AgCl
58,5(57,4 — у) = 143,5(26,6 — х). (II)
Решив систему уравнений (I) и (II), получаем х=14,9 г КС),
26,6—14,9= 11,7 г NaCl.
50 г раствора содержат 14,9 г КС1
100 г хг
х = -14’9 100 = 29,8 г, или 29,8 % КС1.
50
50 г раствора содержат 11,7 г NaCl
100 г у г NaCl
у = - М..’7 !00 . = 23,4 г, или 23,4 % NaCl.
50
99. H2SO4 + ВаС12 . == BaSO4 +
1 моль (98 г) 1 моль (208 г)
0,5 моля (49 г) 0,5 моля (104 г)
120
+ 2НС1 (1)
2 моля (2-36,5 г)
1 моль (36,5 г)
на + NaOH = NaCl + Н2О (2)
1 моль (36,5 г) 1 моль (40 г)
H2SO4 + 2NaOH = Na2SO4 + 2Н3О (3)
1 моль (98 г) 2 моля (2-40 г)
0,5 моля (49 г) 1 моль (40 г)
Согласно условию задачи, после взаимодействия серной кислоты
<с раствором хлорида бария по уравнению (1) серная кислота остается
в избытке. Имеется 1049‘ - = 104 г ВаСЬ (0,5 моля). По уравнению (1)
на 0,5 моля ВаС12 необходимо иметь 0,5 моля H2SO4 и при этом в ре-
зультате реакции образуется I моль НС1.
гт 250-l,28-2io оп
По условию задачи дано: = 80 г NaOH, что составляет
2 моля NaOH. На нейтрализацию 1 моля НС1 потребуется 1 моль гидро-
ксида натрия (уравнение 2). Следовательно, на нейтрализацию 0,5 мо-
ля H2SO4 израсходован 1 моль NaOH. Таким образом, всего в исходном
растворе содержалось: 0,5 + 0,5=1 моль H2SO4, масса которого равна
'98 г.
Рассчитаем концентрацию серной кислоты в исходном растворе:
200 г раствора содержат 98 г H2SO4
100 г х г H2SO4
х = -00-'98- = 49 г, или 49 % -ный раствор H2SO4.
200
100. Предположим, что в исходной смеси газов хл СО, тогда объем,
занимаемый СО2, равен (11,2 — х)л.
28 г СО занимают объем 22,4 л
у г СО х л
у=1,25х. (I)
44 г СО2 занимают объем 22,4 л
2 г СО2 (11,2 — х)л
2= 44(11,2-х) п
22,4
1,25 Х+ 44<11’2---<L= 18 (Ш)
22,4
х = 5,6.
121
Решив уравнение (III), получаем, что исходная смесь газов состояла,
из 5,6 л СО и 5,6 л СО2.
При пропускании исходной газовой смеси над раскаленным углем
протекает реакция:
С + СО2 = 2СО (!)•
1 моль (22,4 л) 2 моля (2-22,4 л)
0,25 моля (5,6 л) 0,5 моля (11,2 л)
Зная объем оксида углерода (IV), содержащегося в исходной смеси,
можно по уравнению (1) рассчитать объем оксида углерода(II), обра-
зующегося в результате реакции (1); он равен 11,2 л. Таким образом,.,
всего оксида углерода(П) получается: 5,6 л + 11,2 л == 16,8 л СО.
101. При сжигании сероводорода в избытке кислорода образуются
оксид серы (IV) и вода:
2HjjS + ЗО2 = 2SO2 + ,
2 моля (2-22,4 л) 3 моля (3-22,4 л) 2 моля (2-22,4 л)
+ 2Н2О (1)-
Как следует из уравнения (1), при взаимодействии 44,8 л H2S и
67,2 л О2 образуется 44,8 л SO2, что сопровождается уменьшением
объема, занимаемого газовой смесью, на 67,2 л.
При реакции оксида серы (IV) с раствором гидроксида натрия воз-
можно образование солей двух типов;
NaOH + SO2 = NaHSO3 (2)
1 моль 1 моль
2NaOH + SO2 = Na2SO3 + H2O (3).
2 моля (2-40 г) 1 моль (22,4 л) '
4 моля (160 г) 2 моля (44,8 л)
По условию задачи имеется 2 моля SO2 (44,8 л) и
285,7-1,4-40 ,,
-----—--------- 160 г (4 моля) NaOH.
Анализ уравнений (2) и (3) и количественных данных задачи показал,
что образуется сульфит натрия.
102. В желтый цвет окрашивают пламя соли, содержащие натрий.
С солями бария могут образовать осадок соли серной кислоты:
Na2SO4 + ВаС12 = BaSO4 + 2NaCl (1)«
1 моль (142 г) 1 моль (233 г)
0,2 моля (28,4 г) 0,2 моля (26,6 г)
Согласно условию задачи, при прокаливании 64,4 г исходного крис-
таллогидрата он теряет 36 г воды и остается 64,4 — 36 = 28,4 г соли,
122
т. е. именно такое же количество соли, которое получается при расчете
по уравнению (1) с учетом исходных данных.
Следовательно, соль, образующая кристаллогидрат — Na2SO4-xH2O.
Количественные соотношения Na2SO4: Н2О равны:
: = о,2’: 2 = 1 :10.
142 18
Таким образом, формула исходного кристаллогидрата — Na2SO4X
хюн2о.
103. 2КМпО4 + 16НС1 = 2КС1 + 5С12 +
2 моля (2 • 158 г) 5 молей
0,1 моля (15,8 г) 0,25 моля
+ 2МпС12 + 8Н2О (1)
В лабораторных условиях хлор получают действием окислителей,
;в частности КМпО4 на НС1.
2KI + С12 = 2КС1 + 12 (2)
2 моля (2 166 г) 1 моль
0,5 моля (83 г) 0,25 моля
Из уравнения (2) видно, что 0,5 моля (83 г) KI взаимодействуют
с 0,25 моля хлора, а, согласно уравнению (1), для выделения 0,25 моля
хлора необходимо иметь 15,8 г КМпО4 (0,1 моля). Содержание КМпО4
в техническом препарате составляет:
—15’8-10-- = 63,2 г, или 63,2 % КМпО4.
104. При взаимодействии избытка соляной кислоты с гидросульфи-
том натрия выделяется оксид серы (IV):
НС1 + NaHSO3 = NaCl + Н2О + SO2 (1)
1 моль (104 г) 1 моль
0,1 моля (10,4 г) 0,1 моля
Сульфид железа(II), реагируя с избытком соляной кислоты, дает
•сероводород:
FeS + 2НС1 = FeCla + H2S (2)
1 моль (88 г) 1 моль
0,2 моля (17,6 г) 0,2 моля
Взаимодействие оксида серы(IV) с сероводородом приводит к обра-
.зованию свободной серы:
SO2 + 2HaS = 2Н2О + 3S (3)
1 моль 2 моля 3 моля (96 г)
0,1 моля 0,2 моля 0,3 моля (9,6 г)
123
Согласно условию задачи, в результате реакции (3) образовалось 9,6 г
свободной серы, что составляет 0,3 моля серы. На образование 0,3 моля
серы потребовалось 0,1 моля оксида серы (IV) и 0,2 моля сероводо-
рода. Рассчитаем количества затраченных реактивов для получения
необходимых количеств оксида серы (IV) и сероводорода (уравнения1
1 и 2), получается 10,4г гидросульфита натрия и 17,6г сульфида
железа.
105. Fe + 2НС1 == FeCl2 +
1 моль (56 г) 2 моля (73 г)
0,04 моля (2,24 г) 0,08 моля (2,92 г)
+ Н2 (1}
1 моль (22,4 л)
0,04 моля (0,896 л)
СиО 4- Н2 = Си +
1 моль (80 г) 1 моль (22,4 л) 1 моль (64 г)
0,04 моля (3,2 г) 0,04 моля (0,896 л) 0,04 моля (2,56 г)
+ Н2О (2>
Согласно условию задачи, имеется 2,24 г (0,04 моля) Fe и
77,68- 1,03-7,3 - о. ,П1С .
— ---------!— = 5,84 г (0,16 моля) НС1.
100
Из уравнения (1) видно, что соляная кислота дана в избытке;
0,04 моля железа прореагируют с 0,08 моля HCI и при этом выделится
0,896 л (0,04 моля) Н2.
0,04 моля водорода сможет восстановить 0,04 моля оксида меди (II)
(3,2 г) (уравнение 2), образуя 0,04 моля меди (2,56 г). Следовательно,
после восстановления в трубке содержится только медь.
3Cu + 8HNO3 = 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4Н2О’
3 моля (3-64 г) 8 молей (8-63 г)
0,04 моля (2,56 г) 0,107 моля (6,72 г) (3}
На растворение 2,56 г меди необходимо затратить 6,72 г HNO3.
100 г 32%-ного раствора HNO3 содержат 32 г HNO3
хг 6,72 г HNОз
х — _6cZ2 = 21 г, или 21:1,2 = 17,5 мл 32 %-ного раствора HNO3. ,
32
106. Рассчитаем количество йодида калия в исходном растворе:
124
292 г раствора KI содержат 192 г KI
58,4 г л, г KI
Х] = 38,4г KI.
Количество воды в исходном растворе равно: 58,4 — 38,4 = 20 г Н2О..
При 20°С:
100 г Н2О растворяют 144 г KI
20 г Н2О х2 г KI
х2 = 28,8 г KI.
Масса выпавшего в осадок йодида калия при 20°С равна: 38,4 —
— 28,8 = 9,6 г KI.
Рассчитаем по уравнению (1) объем хлора, необходимый для вы-
деления йода из 28,8 г KI:
2KI + С12 = 2КС1+12 (1>
2-166 г 22,4 л
28,8 г у
у = 1,943 л С12.
2КМпО4 + 16НС1 = 2КС1 + 2МпС1а + 5С1а + 8НаО (2>
2-158 г 5-22,4 л
2 г 1,943 л
2
1,943-3161 с ,л т-и
—----------= 5,48 л КМпО4.
112
107. Из условия задачи известно, что при прокаливании соли двух-
валентного металла выделяются вода и оксид углерода (IV). Эти дан-
ные позволяют предположить, что исходной солью является гидрокар-
бонат металла (II).
Ме(НСО3)2 = МеСО3 + СОа + Н2О (1)
1 моль (259 г) 1 моль (22,4 л)
0,1 моля (25,9 г) 0,1 моля (2,24 л)
При прокаливании гидрокарбоната металла(II) образуются карбо-
нат металла(II), оксид углерода (IV) и вода, тогда как прокаливание
карбоната металла (II) не может привести к выделению воды, учиты-
вая, что исходная соль двухвалентного металла безводна, т. е. не со-
держит кристаллизационной воды.
Пропускание оксида углерода (IV) над раскаленным углем приводит
к образованию оксида углерода (II):
С + СО2 - 2СО (2}
1 моль (22,4 л) 2 моля (44,8 л)
0,1 моля (2,24 л) 0,2 меля (4,48 л)
125-
1Из уравнения (2) видно, что взаимодействие
22,4 л СО2 с углем приводит к увеличению объема на 22,4 л
х на 2,24 л
х=2,24 л.
•'Следовательно, объем оксида углерода (IV), выделившегося по уравне-
нию (1), равен 2,24л (0,1 моля).
Зная количество оксида углерода(IV), выделившегося при прока-
ливании гидрокарбоната двухвалентного металла (уравнение 1), мож-
но рассчитать массу 1 моля Ме(НСО3)2, она равна 259г; затем опреде-
лить массу' 1 моля металла, входящего в состав исходной соли, она
составляет 137г. Следовательно, исходная соль, взятая для прокали-
вания — гидрокарбонат бария.
108. Соль А — соль азотной кислоты, так как при разложении солей
-азотной кислоты выделяются оксид a3OTa(IV) (бурый газ В) и кисло-
род (бесцветный газ С).
Определим формулу образовавшегося оксида металла(II) (оксид Б),
содержащего 80% металла:
100%—80% =20% О2.
16 у.е. — 20%
х у.е. — 100%
Атомная масса металла, входящего в состав оксида, равна 64
(80—16) у.е., очевидно, что Б — оксид меди (II). Оксид меди (II)
'восстанавливается водородом с образованием меди, а медь растворяет-
ся в азотной кислоте.
2Cu(NO3)2 = 2CuO - 4NO2 + О2 (1)
2 моля (2-188 г) 4 моля (4-22,4 л)
0,1 моля (18,8 г) 0,£ моля (4,48 л)
CuO + H2 = Cu + H2O (2)
Си + 4HNO3 = Cu(NO3)i- +
1 моль (64 г) 4 моля (4-63 г)
0,125 моля (8 г) 0,5 моля (31,5 г)
+ 2NO2 + 2Н2О (3)
2 моля (2-22,4 л)
0,25 моля (5,6 л)
Из 18,8 г нитрата меди(П) (0,1 моля) (уравнение 1) выделяется
4,48 л NO2 (0,2 моля).
'126
Из исходных данных задачи известно, что имеется 8 г меди.
(0,125 моля) и ~96 = 62,85г азотной кислоты (0,997 моля). Из.
уравнения (3) видно, что при взаимодействии 8 г меди с азотной кис-
лотой, которая дана в избытке, можно получить 5,6 л NO2 (0,25 моля).
Следовательно, во втором случае оксида азота (IV) выделится больше.'
109. Очевидно, неизвестный металл — железо, так как с «красной,
солью интенсивно окрашенный осадок синего цвета дают катионы двух-
валентного железа:
3FeCl2+2K3[Fe (CN) 6]=Fe3[Fe (CN) 6]2+ 6KC1 (1)
При растворении железа и сульфида железа в соляной. кислоте
протекают следующие реакции:
Fe ' + 2НС1 = FeCla + Н2 (2).
1 моль (56 г) 1 моль (22,4 л)
0,2 моля (11,2 г) 0,2 моля (4,48 л)
FeS + 2НС1 = FeCl2 + H2S
1 моль (88 г) .1 моль (22,4 л) (3)
0,2 моля (17,6 г) 0,2 моля (4,48 л)
Выделившийся сероводород (уравнение 3) взаимодействует с нитра-
том свинца с образованием черного осадка PbS:
Pb(NO3)2 + H2S = PbS + 2HNO3 (4)
1 моль (22,4 л) 1 моль (239 г)
0,2 моля (4,48 л) 0,2 моля (47,8 г)
Так как сероводород прореагировал с нитратом свинца, то, согласно-
уравнению (4), при выпадении 47,8 г осадка PbS (0,2 моля) погло-
щается 4,48 л H2S (0,2 моля).
Зная объем выделившегося сероводорода (уравнение 3), можно рас-
считать количество прореагировавшего сульфида .железа, оно равно-
17,6 г, что составляет 0,2 моля FeS. Поскольку при растворении исход-
ной смеси в соляной кислоте получилось 8,96 л смеси газов, то объем
образовавшегося при этом водорода равен: 8,96 — 4,48=4,48 л Н2.
Зная объем водорода (уравнение 2), можно рассчитать количество
железа, содержащегося в сплаве; оно равно 11,2 г.
1 ГО. Исходная газовая смесь содержит оксид углерода (II) и оксид
углерода (IV). Оксид углерода(II) не вступает в реакцию с раскален-
ным углем. Воздействие оксида углерода(^) на раскаленный уголь
без доступа воздуха дает оксид углерода (II):
с+ СО2 = 2СО (1)
1 моль (22,4 л) 2 моля (44,8 л)
0,25 моля (5,6 л) 0,5 моля (11,2 л)
127;
Из уравнения (1) видно, что при взаимодействии углерода с окси-
дом углерода(IV)
22,4 л СО2 приводит к увеличению объема на 22,4 л
х л СО2 на 5,6 л
> х=5,6 л СОг.
Следовательно, 5,6л СОг (0,25 моля), содержащегося в исходной
газовой смеси, провзаимодействовало с раскаленным углем в соответ-
ствии с уравнением (1). Можно было бы предположить, что весь оксид
углерода (IV), входящий в состав исходной газовой смеси, вступил
в реакцию (1). Однако, согласно условию задачи, пропускание газовой
смеси, полученной после реакции (1), через раствор гидроксида каль-
ция приводит к образованию 20,25 г гидрокарбоната кальция, что ука-
зывает на присутствие в данной смеси оксида углерода (IV), не всту-
пившего в реакцию (1).
Са(ОН)2 + 2СО2 = Са(НСО3)2 (2)
2 моля (44,8 л) 1 моль (162 г)
0,25 моля (5,6 л) 0,125 моля (20,25 г)
Зная количество образовавшегося гидрокарбоната кальция, из урав-
нения (1) можно определить объем оксида углерода (IV), не вступив-
шего в реакцию (1); он равен 5,6л (0,25 моля). Очевидно, в исходной
газовой смеси объем оксида углерода(1У) равен 11,2 л (5,6 л + 5,6 л).
Рассчитаем процентный состав исходной газовой смеси:
22,4 л газовой смеси содержат 11,2 л СО2
100 л х л СО2
х = —!’2_ — 50 л, или 50 % СО2 и 50 %'СО.
22,4
111. Определяем молекулярный вес газообразного вещества:
M = 2-Z)„=2-15 = 30.
Соотношение между числом атомов С и Н, входящих в состав газо-
образного вещества.
х: у = — : — = 6,66 : 20 = 1 : 3.
12 1
Простейшая формула вещества: СН3; так как его молекулярный вес
равен 30 у.е., то формула газообразного вещества — С2НЙ.
128
При сжигании на воздухе этана образуются оксид углерода (IV)
и вода:
20,11, + 7О2 = 4СО2 4- 6Н2О (1)
2 моля (2-22,4 л) 4 моля
0,25 моля (5,6 л) 0,5 моля
Me + 2Н2О = Ме(ОН)2 + Н2 (2)
1 моль (х г) 1 моль 1 моль (22,4 л)
0,5 моля (20 г) 0,5 моля 0,5 моля (11,2 л)
При взаимодействии 20 г неизвестного металла, согласно условию
задачи, образуются гидроксид металла(II) и 11,2л Н2 (0,5 моля). На
основании этих данных и уравнения 2 можно рассчитать массу 1 моля
металла, она равна 40 г, т. е. неизвестный металл — кальций, и при
взаимодействии его с водой образуется 0,5 моля гидроксида каль-
ция (II).
При пропускании оксида углерода(IV), полученного в результате
реакции (1), через раствор гидроксида кальция возможно образование
солей двух типов:
Са(ОН)2 + СО2 = СаСО3 + Н2О (3)
1 моль 1 моль 1 моль (100 г)
0,5 моля 0,5 моля 0,5 моля (50 г)
Са(ОН)2 + 2СО2 = Са(НСО3)2 (4)
1 моль 2 моля
Из уравнений (3) и (4) и количественных данных задачи следует, что
взаимодействие 0,5 моля гидроксида кальция и 0,5 моля оксида угле-
рода (IV) дает 50 г карбоната кальция.
112. .Определим формулу оксида неизвестного металла (III) Ме2О3:
100%—70% =30% кислорода
48 — 30% кислорода
х — 100%
х - J8.!00! = 160.
30
160 — 48=112, 112:2 = 56, следовательно, атомная масса металла равна
56 у.е., очевидно, неизвестный металл — железо.
При взаимодействии нитрата железа (III) с холодным раствором
гидроксида натрия образуется гидроксид железа (III):
Fe(NO3)3+3NaOH = Fe(OH)3 + 3NaNO3 (1)
2Fe(OH)3 = Fe2O3 + 3H2O (2)
5 Зак. 4730
129
Fe2O3
1 моль (160 г)
0,2 моля (32 г)
+ 6НС1
6 молей (6-36,5 г)
1,2 моля (43,8 г)
2FeCl3 + ЗН2О
(3>
На растворение 32 г оксида железа(Ш), образовавшегося в резуль-
тате реакции (2), необходимо, как видно из уравнения (3), 43,8 г НС1.
100 г 36,5%-ного раствора НС1 содержат 36,5 г НС1
х г 43,8 г НС1
х 43.8-100 _ 120 г, или 120: 1,19 = 100,91 мл
36,5
36,5 %-ного раствора НС1.
113. Путем электролиза концентрированного раствора хлорида нат-
рия образуются гидроксид натрия и газообразные хлор и водород.
При этом на электродах протекают следующие процессы:
Катод: 2Н+ + 27 = Н2
Анод: 2С1-—2е = С12
2Н+ + 2СГ = Н2 + С12
2NaCl + 2Н2О
электролиз Н2 + 2NaOH +
1 моль (22,4 л)
0,6 моля (13,44 л)
+ С12
1 моль (22,4 л)
0,6 моля (13,44 л)
(О
В соответствии с условием задачи, при электролизе раствора хло-
рида натрия на катоде выделилось 13,44л водорода (0,6 моля). На
аноде—13,44 л хлора (0,6 моля) (уравнение!).
Образовавшийся при электролизе хлор пропустили через горячий
раствор гидроксида калия:
ЗС12 + 6КОН
3 моля (3-22,4 л)
0,6 моля (13,44 л)
+ КС1Оа
1 моль (122,5 г)
0,2 моля (24,5 г)
= 5КС1 +
5 молей (5-74,5 г)
1 моль (74,5 г)
+ ЗН2О
(2)
Зная объем хлора, израсходованного на реакцию (уравнение 2), рас-
считаем количества образовавшихся хлорида калия и бертолетовой
130
соли, получается 74,5 г КС1 и 24,5 г КСЮ3.
114. CuCI2 + 2AgNO3 = 2AgCl +
1 моль (135 г) 2 моля (2-170 г) 2 моля (2-143,5 г)
0,2 моля (27 г) 0,4 моля (68 г) 0,4 моля (57,4 г)
+ Cu(NO3)2 (1)
1 моль (188 г)
0,2 моля (37,6 г)
Согласно условию задачи имелось:
-13—2— = 27 г CuCl, (0,2 моля)
100
и
— и-- = 68 г AgNO3 (0,4 моля).
Известно также, что в результате взаимодействия раствора хлорида
меди (II) с нитратом серебра выпадает 57,4 г осадка хлорида серебра.
Расчеты (уравнение 1) показывают, что при образовании 57,4 г AgCl
участвовавшие в реакции хлорид меди (II) и нитрат серебра прореаги»
ровали полностью. По окончании реакции в растворе содержится
37,6г Cu(NO3)a (0,2 моля).
При электролизе водного раствора нитрата меди (II) на катоде и
аноде протекают следующие процессы:
Катод: Си2+ + 2е = Си0
2
Анод: 4 ОН —4е = О2 + 2Н2О 1
2Си2+ + 4ОН" = 2 Си0 + О2 + 2 Н2О
2Cu(NO3)2. + 2Н2О
2 моля (2-188 г)
0,2 моля (37,6 г)
2Си +
2 моля (2-64'г)
0,2 моля (12,8 г)
+ О2 + 4HNO-, (2)
1 моль (22,4 л)
0,1 моля (2,24 л)
После окончания электролиза водного раствора нитрата меди (II),
согласно расчетам (уравнение 2), на катоде выделится 12,8г меди,
а на аноде — 2,24 л кислорода.
115. СаСО3 + 2НС1 = СаС12 + СО2 + Н2О (1)
1 моль (100 г) 1 моль (22,4 л)
0,4 моля (40 г) 0,4 моля (8,96 л)
5* 131
Zn + 2HC1 = ZnCl2 + H2 (2)
1 моль (65 г) 1 моль (22,4 л)
0,4 моля (26 г) 0,4 моля (8,96 л)
Карбонат кальция, взаимодействуя с соляной кислотой, дает оксид
углерода (IV) (уравнение 1), а цинк вытесняет из соляной кислоты
водород (уравнение 2). Таким образом, выделившаяся газовая смесь
состоит из оксида углерода (IV) и водорода. При пропускании такой
смеси газов через раствор гидроксида калия в реакцию вступает толь-
ко оксид углерода (IV). Следовательно, указанное в условии задачи
уменьшение объема смеси газов после пропускания ее через раствор
гидроксида калия (на 8,96 л) свидетельствует о том, что в реакцию
с гидроксидом калия вступило 8,96 л СО2.
2КОН
2 моля (2-56 г)
0,8 моля (44,8 г)
+ СО2
1 моль (22,4 л)
0,4 моля (8,96 л)
к2соя + н2о
(3)
Из уравнения (3) видно, что на взаимодействие 8,96 л оксида угле-
рода (IV) необходимо затратить 44,8 г КОН.
100г 32%-ного раствора КОН содержат 32 г КОН
х г 44,8 г КОН
х 44,8-100 _ J4Q г> или 140: 1,31 = 106,9 мл 32 %-ного раствора КОН)
32
Зная объем выделившегося водорода (уравнение 2), рассчитаем ис-
ходное количество цинка, получается 26 г. Из уравнения (1) видно,
что на образование 8,96 л оксида углерода необходимо иметь 40 г кар-
боната кальция.
116. При взаимодействии 40 г карбоната кальция (0,4 моля) с из-
бытком соляной кислоты (уравнение 1) выделилось 8,96 л оксида угле-
рода (IV) (0,4 моля):
СаСО3 + 2НС1 = СаС12 + Н2О + СО2 (1)
1 моль (100 г) ' 1 моль (22,4 л) ,
0,4 моля (40 г) 0,4 моля (8,96 л)
При поглощении оксида углерода (IV) раствором гидроксида нат-
рия могут образоваться соли двух типов:
NaOH + СО2 = NaHCOa (2)
1 моль 1 моль
2NaOH + СО2 = Na2CO3 + Н2О (3)
2 моля (2-40 г) 1 моль (22,4 л)
0,8 моля (32 г) 0,4 моля (8,96 л)
132
Согласно условию задачи, образовался карбонат натрия. Зная объем
оксида углерода (IV), выделившегося в результате реакции (1), из
уравнения (3), можно рассчитать количество гидроксида натрия, израс-
ходованного на поглощение оксида углерода (IV), оно равно 32 г
(0,8 моля) NaOH.
100 г 20%-ного раствора NaOH содержат 20 г NaOH
хг 32 г NaOH
х = _32J2-Q_ = 160 г, или 160: 1,22= 131,15 мл
20 %-ного раствора NaOH.
117. При электролизе раствора хлорида натрия на электродах на-
блюдаются следующие реакции:
Катод: 2Н+ + 2е= Н2
Анод: 2С1” — 2 е = С12
2Н+ + 2СГ = Н2 + С12
При этом из 1 моля NaCl в растворе образуется 1 моль NaOH.
2NaCl + 2Н2О электролиз Н2 +
+ С12
2NaOH
2 моля (2-40 г)
0,5 моля (20 г)
1 моль (22,4 л)
0,25 моля (5,6 л)
(1)
При образовании 20 г гидроксида натрия в результате электролиза
раствора) хлорида натрия на аноде выделяется 0,25 моля хлора (5,6 л).
При взаимодействии хлора с раствором йодида калия хлор вытесняет
йод из йодида калия:
2KI
2 моля (2-166 г)
0,5 моля (83 г)
С12
1 моль (22,4 л)
0,25 моля (5,6 л)
2KCI+I, (2)
Зная объем хлора, пропущенного через раствор йодида калия, мож-
но рассчитать количество йодида калия, израсходованного на реак-
цию (2), оно равно 83 г (0,5 моля).
100 г 10%-ного раствора KI содержат 10 г KI
х г 83 г KI
х = 830г раствора KI или 830 : 1,1 =754,5 мл 10%-ного раствора KI-
133
118. Выведем формулу неизвестного оксида металла (II) МеО:
100 — 71,43 = 28,57% кислорода
16 — 28,57%
х — 100%
х=56.
Так как атомная масса металла равна 40 (56— 16) у.е., то очевидно,
что металл —кальций.
Молекулярная масса газа, выделившегося при нагревании исходной
соли равна: M = 2DB, т. е. Л1 = 2-22 = 44. По-видимому, неизвестным га-
зом является оксид углерода (IV), так как молекулярная масса СО2
равна 44.
Следовательно, исходная соль — карбонат кальция, при разложении
которого получается оксид кальция и оксид углерода (IV):
СаСО3 = СаО’ + СО2 (1)
1 моль (100 г) 1 моль (56 г) 1 моль
2 моля (200 г) 2 моля (112 г) г 2 моля
СаО + Н2О = Са(ОН)2 (2)
1 моль 1 моль
2 моля 2 моля
2Ca’(OH)i + . 2С12 = Са(С1О)2 + CaClt + 2Н2О (3)
2 моля 2 моля (44,8 л)
При растворении оксида кальция в воде образуется гидроксид каль-
ция (уравнение 2). В соответствии с уравнением (3) взаимодействие
гидроксида кальция с хлором приводит к получению хлорной извести,
применяемой для отбеливания тканей и бумаги. Из расчетов, прове-
денных на основании данных задачи по уравнениям (1)—(3), опреде-
ляемый объем затраченного хлора составляет 44,8 л (уравнение 3).
119. Первое вещество— (NH^SCh, так как:
(NH4)2SO4 + Ba(NO3)2 = BaSO4 + 2NH4NO3 (1)
белый осадок
(NH4)2SO4+2NaOH = Na2SO4+2NH3-|-2H2O (2)
NH3 — газ с резким запахом.
Второе вещество — КС1, поскольку:
KCl + AgNO3 = AgCl + KNO3 (3)
белый осадок
Соли калия окрашивают пламя в фиолетовый цвет.
134
Третье вещество — ВаС12, так как:
BaCl2+2AgNO3 = 2AgCl + Ba(NO3)2 (4)
BaCI2 + Na2CrO4 = ВаСгО4 -f- 2NaCl (5)
желтый осадок
1 моль (208 г) 1 моль (253 г)
0,1 моля (20,8 г) 0,1 моля (25,3 г)
Из уравнения (5) ясно, что для получения 25,3 г (0,1 моля) желтого
осадка ВаСгО4 необходимо иметь .20,8 г (0,1 моля) ВаС12
200 г раствора ВаС]2 содержат 20,8 г ВаС12
100 г хгВаС12
х= 10,4, т. е. 10,4%-ный раствор ВаС]2.
120. Серная кислота обладает сильным водоотнимающим свойст-
вом. Концентрированная серная кислота вызывает обугливание сахар-
ной пудры, отнимая воду:
С12Н220ц = 12С + Н2О. (1)
Однако при действии концентрированной серной кислоты на сахарную
пудру она не только отнимает воду, но и может взаимодействовать
с образовавшимся углем и при этом выделяются оксид серы (IV) и
оксид углерода (IV):
С + 2H2SO4 = СО2 + 2SO2 +' 2Н2О (2)
1 моль (22,4 л) 2 моля (2-22,4 л)
0,25 моля (5,6 л) 0,5 моля (11,2 л)
При пропускании смеси газов оксида углерода (IV) и оксида серы
(IV через раствор КМпО4 в реакцию будет вступать только оксид
серы (IV):
5SO2 % 2КМпО4 + 2Н2О = K2SO4 +
5 молей (5-22,4 л) 2 моля (2-158 г)
0,5 моля (11,2 л) 0,2 моля (31,6 г)
+ 2MnSO4 + 2H2SO4 (3)
Соотношение объемов газов оксида углерода (IV) и оксида серы
(IV), образовавшихся при взаимодействии углерода с концентрирован-
ной серной кислотой 1:2 (уравнение 2). Следовательно, 16,8л смеси
газов состоят из 5,6 л оксида углерода (IV) и 11,2 л оксида серы (IV).
Путем расчета, проведенного по уравнению (3), очевидно, что ко-
личество соли КМпО4, израсходованной на взаимодействие с 11,2 л
оксида серы (IV), составляет 31,6 г.
135
121. Алюминий с концентрированной азотной кислотой не взаимо-
действует.
Си + 4HNO3 = Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2Н2О (1)
1 моль (64 г) 1 моль 2 моля (2-22,4 л)
0,25 моля (16 г) 0,25 моля 0,5 моля (11,2 л)
При электролизе водного раствора нитрата
протекают следующие процессы:
Катод: Cu2+ + 2e = Cu°
Анод: 4ОН- — 4е = О2 + 2’Н2О 7
меди (II) на электродах
2
1
2Cu2+ + 4ОН- = 2Си° + О2 + 2 Н2О
При этом из одного моля Cu(NO3)2 0 растворе образуется 2 моля
HNO3.
2Cu(NO3)2 + 2Н2О электролиз 2Си +
2 моля 2 моля (2-64 г)
0,25 моля 0,25 моля (16 г)
+ О2 + 4HNO3 (2)
1 моль (22,4 л)
0,125 моля (2,8 л)
Из уравнения (2) видно, что при выделении на аноде 2,8 л О2
(0,125 моля) на катоде соответственно образуется 16 г меди.
20 г сплава содержат 16 г меди
100 г хг меди
16-100 оп
х =--------= 80 г.
20
Следовательно, содержание металлов в сплаве составляет: 80% Си
и 20% А1.
Путем расчетов, проведенных по уравнениям (2) и (1), с учетом
данных задачи можно определить объем оксида азота (IV), образую-
щегося при растворении меди в азотной кислоте, он равен 11,2 л.
122. При разложении озона образуется кислород:
2О3 = ЗО2 (1)
2 моля (2-22,4 л) 3 моля (67,2 л)
0,4 моля (8,96 л) 0,6 моля (13,44 л)
Из уравнения (1) видно, что при разложении 2 молей озона (44,8 л)
образуется 3 моля кислорода (67,2 л), т. е. в соответствии с условием
задачи:
136
при разложении 2 молей Оз объем газа увеличился на 22,4 л
х молей О3 на 4,48 л
х = 0,4 моля (8,96 л) О3.
При сжигании 8,96 л сероводорода в смеси с 13,44 л Ог, образовав-
шимися по уравнению (1), получают 0,4 моля оксида серы (IV) и воду:
2H2S + ЗО2 = 2SO2 +
2 моля (44,8 л) 3 моля (67,2 л) 2’моля (44,8 л)
0,4 моля (8,96 л) 0,6 моля (13,44 л) 0,4 моля (8,96 л)
+ 2Н2О (2)
По условию задачи, имеется:—^’^до4 4° = г NaOH (0,4 моля).
По уравнению (2) получаем 0,4 моля, оксида серы (IV), который
с раствором гидроксида натрия может дать два типа солей:
NaOH + SO2 = NaHSO3 (3)
1 моль (40 г) 1 моль (22,4 л) 1 моль (104 г)
0,4 моля (16 г) 0,4 моля (8,96 л) 0,4 моля (41,6 г)
2NaOH + SO2 = Na2SO3 + Н2О (4)
2 моля 1 моль
Из данных задачи и уравнений (3) и (4) следует, что образуется
41,6 г NaHSO3.
123. При электролизе водного раствора сульфата меди на катоде
и аноде идут следующие реакции:
Катод: Си2+ + 2е = Си0
2
Анод: 4ОН — 4е = О2 + 2 Н2О 1
2Си2+ + 4ОН— = 2 Си0 + О2 + 2Н2О
2CuSO4 2 моля (2-160 г) 0,1 моля (16 г) . + 2Н2О —> 2Си° 2 моля (128 г) 0,1 моля (6,4 г) + О2 + 1 моль (22,4 л) 0,05 моля (1,12 л)
+ 2H2SO4 (1)
2 моля (196 г)
0,1 моля (9,8 г)
При электролизе водного раствора хлорида
натрия на катоде и ано-
137
де происходят следующие реакции:
Катод: j 2Н+ + 2е = Н2
Анод: 2С1 — 2е = С12
2Н++ 2СГ = Н2 + С12
2NaCl
2 моля (117 г)
0,4 моля (23,4 г)
+ 2Н3О Н2 +
1 моль (22,4 л)
0,2 моля (4,48 л)
+ С12 +
1 моль (22,4 л)
0,2 моля (4,48 л)
2NaOH
2 моля (80 г)
0,4 моля (16 г)
(2)
Из условия задачи масса раствора сульфата меди равна: 74,1-1,2=1
==88,92 г раствора CuSO4.
100 г 18%-ного раствора CuSO4 содержат 18 г CuSO4
88,92 г Х{ г CuSO4
jq = 88= 16 г (0,1 моля) CuSO4.'
Масса 26 %-ного раствора хлорида натрия равна: 75-1,2 = 90 г рас-
' твора NaCl.
100 г 26%-ного раствора NaCl содержат 26 г NaCl
90 г *2 г NaCl
х3 — 9<^6- = 23,4 г (0,4 моля) NaCl.
Путем расчетов по уравнениям (1) и (2) получаем, что при элек-
тролизе раствора сульфата меди на катоде выделяется 6,4 г меди, а на
аноде образуется 1,12 л Ог; при электролизе раствора хлорида натрия
на катоде выделяется 4,48 л Н2, а на аноде — 4,48 л CI2.
После окончания электролиза в первом электролизере образуется
раствор серной кислоты, а во втором — раствор гидроксида натрия.
При сливании растворов серной кислоты и гидроксида натрия воз-
можно образование солей двух типов:
NaOH + H2SO4 = NaHSO4 + Н2О (3)
1 моль 1 моль
2NaOH + H2SO4 = Na2SO4 + Н2О (4)
2 моля (80 г) 1 моль (98 г)
0,2 моля (8 г) 0,1 моля (9,8 г)
138
Согласно расчетам, проведенным по уравнениям (1) и (2), имеется
0,4 моля NaOH и 0,1 моля H2SO4. Из анализа уравнений (3) и (4) оче-
видно, что при взаимодействии гидроксида натрия с серной кислотой
образуется средняя соль серной кислоты — Na2SO4.
124. При растворении хрома в соляной кислоте образуется хлорид
хрома (II) и выделяется водород:
Ст + 2НС1 = СгС12 4- На (1)
1 моль (52 г) 1 моль
0,4 моля (20,8 г) 0,4 моля
При хранении раствора хлорида хрома (II) в соляной кислоте на
воздухе происходйт окисление хрома и хлорид хрома (II) переходит в
хлорид хрома (III):
4СгС1а 4 моля + 4НС1 +'О2 = 4СгС13 + 2Н2О 4 моля (2)
0,4 моля СгС13 + 3NaOH 0,4 моля = Сг(ОН)3 + 3NaCl (3)
1 моль 0,4 моля Сг(ОН)3 3 моля (3-40 г) 1,2 моля (48 г) + NaOH 1 моль 0,4 моля = NaH2CrO3 + НаО (4>
1 моль 0,4 моля 1 моль (40 г) 0,4 моля (16 г)
Хлорид хрома (III) взаимодействует с раствором гидроксида натрия
и при этом выпадает осадок гидроксида хрома (III) (уравнение 3).
Однако гидроксид хрома (III), обладая амфотерными свойствами, мо-
жет затем реагировать с раствором гидроксида натрия, полностью при
этом растворяясь (уравнение 4). Из условия задачи имеется-------- =
= 64 г (1,6 моля) NaOH. Следовательно, на реакции (3) и (4) было
израсходовано 1,6 моля NaOH, причем, как видно из уравнений (3) и
(4), 1,2 моля NaOH потребуется на взаимодействие хлорида хрома
(III) и 0,4 моля NaOH —для растворения гидроксида хрома (III).
Путем расчета по уравнениям (4) — (1) можно определить исходное
количество хрома, предварительно полученного электролизом азотно-
кислого хрома(III), оно равно 20,8 г (0,4 моля) хрома.
лг- /хтгл х , электролиз
4Cr (NO3)3 + 6Н2О = - - - - 4Сг +
4 моля (4-52 г)
0,4 моля (20,8 г)
+ ЗО2 + 12HNO3 (5)
3 моля (3-22,4 л)
0,3 моля (6,72 л)
139
При электролизе раствора нитрата хрома (III) на катоде выделяется
хром, а на аноде — кислород. Как видно из расчета (уравнение 5),
при выделении на катоде 20,8 г хрома соответственно на аноде обра-
зуется 6,72 л О2.
125. Из данных металлов с разбавленной серной кислотой может
взаимодействовать только железо:
Fe + H2SO4 = FeSO4 + Н2 (1)
1 моль (56 г) 1 моль (22,4 л)
0,2 моля (11,2 г) 0,2 моля (4,48 л)
При обработке исходной смеси металлов концентрированным рас-
твором азотной кислоты железо не вступает в реакцию, так как кон-
центрированная азотная кислота пассивирует железо; медь раство-
ряется в концентрированной азотной кислоте, образуя нитрат меди
(II), оксид азота (IV) и воду:
Си + 4HNO3 = Cu(NO3)2 + 2NO2 + Н2О (2)
1 моль (64 г) 1 моль
0,2 моля (12,8 г) 0,2 моля
При термическом разложении нитрата меди (II) образуются оксид
меди (II), оксид азота (IV) и кислород:
2Cu (NO3)2 = 2CuO + 4NO2 + С)2 (3)
2 моля 4 моля (4-22,4 л) • 1 моль (22,4 л)
0,2 моля 0,4 моля (8,96 л) 0,1 моля (2,24 л)
Из уравнения (3) видно, что при разложении 2 молей нитрата меди
(II) выделяется 4 моля оксида азота (IV) и 1 моль кислорода, т. е.
всего 5 молей смеси газов, что займет объем 112 л. Так как, согласно
условию задачи, при разложении взятого количества нитрата меди (II)
выделилось 11,2 л газа, то на основании расчетов (уравнение 3) полу-
чим, что 11,2 л газа в' данном случае состоит из 8,96 л оксида азота
(IV) и 2,24 л кислорода. Далее из расчетов по уравнениям (3) и (2)
получаем количество меди в исходной смеси металлов, оно равно
12,8 г.
Количество железа, содержащегося в исходной смеси, можно опре-
делить (уравнение 1), зная из условия задачи объем выделившегося
водорода. Таким образом, исходная смесь содержала 11,2 г Fe и 12,8 г
Си. Масса смеси металлов равна: 24 г (11,2+12,8).
11,2-1 00 г-п о п/ - 12,8-100 .С7./ Г
--------= 53,3 % Fe и---------= 46,7 % Си.
24 24
126. Определим формулу оксида металла (II).
140
Обозначим массу 1 моля МеО через х. 100 — 80,25=19,75% кисло-
рода.
19,75%
100%
16 вес. частей составляют
х
16-100
х ------------ 81,
19,75
81 — 16 = 65, т. е. атомная масса металла равна 65 у. е., неизвестней
металл, входящий в состав оксида, является цинком, и, следовательно,
формула оксида металла (II) —ZnO.
Во второй пробирке, по-видимому, находится соль AgNOa, посколь-
ку раствор хлорида натрия дает белый творожистый осадок с солями,
содержащими Ag+:
Ag++Cl- = AgCl (I)
При нагревании соли нитрата серебра выделяется оксид азота
(IV) —газ бурого цвета:
2AgNO3 = 2Ag + 2NO2 + О2 (2)
2 моля (2-170 г) 2 моля (2-22,4 л)
0,3 моля (51 г) 0,3 моля (6,72 л)
Зная из условия задачи объем выделившегося оксида азота (IV), по
уравнению 2 можно рассчитать исходное количество нитрата серебра,
содержащегося во второй пробирке, оно равно 51 г.
В третьей пробирке, очевидно, находится соль K2SO4, так как соли
калия окрашивают пламя в фиолетовый цвет, а сульфат-ион образует
белый осадок с раствором нитрата бария:
K2SO4 + Ba(NO3)2 = BaSO4 + 2KNO3 (3)
1 моль (174 г) 1 моль (233 г)
0,4 моля (69,6 г) 0,4 моля (93,2 г)
Зная количество образовавшегося сульфата бария, по уравнению (3)
определяем исходное количество сульфата калия. Таким образом, в
третьей пробирке содержится 69,6 г KsSCh.
127. Азот и кислород при обычных условиях не реагируют. Смесь
двух объемов водорода с одним объемом кислорода при горении обра-
зуют воду: -
2Н2 + О2 = 2Н2О (1)
2 моля (2-22,4 л) 1 моль (22,4 л)
На основании уравнения (1) можно сказать, что при уменьшении объ-
ема газовой смеси на 3 л в реакцию вступают 2 л Н2 и 1л О2. При
141
уменьшении объема газовой смеси на 1,8 л в реакцию вступают 1,2 л
Н2 и 0,6 л О2.
По-видимому, оставшаяся после реакции (1) газовая смесь состоит
из азота и избытка водорода или кислорода. Если оставшаяся газовая
смесь состоит из азота и кислорода, то при добавлении к ней воздуха
при указанных условиях не будет никакого взаимодействия. Однако
объем оставшейся газовой смеси при горении на воздухе равен 8,2 л
(5 л воздуха'+3,2 л газовой смеси), а после реакции 6,4 л, т. е. объем
всей газовой смеси уменьшился на 1,8 л, следовательно, еще раз про-
реагировали 1,2 л Н2 и 0,6 л О2.
Так как воздух состоит примерно из 20% (по объему) кислорода и
80% азота, то в 5 л воздуха имеется 1 л О2 и 4 л N2, а прореагировало
только 0,6 л кислорода, следовательно, в конечной смеси газов водород
отсутствует.
Таким образом, исходная смесь состояла из 0,6 л (12%) О2, 2,4 л
(1,2-2) Н2 (48%) и 2 л (5—0,6—2,4) азота (40%). Конечная газовая
смесь состоит из 6 л (2+4) N2 и 0,4 л (1 —0,6) О2.
128. При взаимодействии оксида марганца (IV) с избытком соля-
ной кислоты образуется хлор:
МпО2 + 4НС1 = МпС12 + С12 + 2Н2О (1)
1 моль (87 г) 1 моль (22,4 л)
0,5 моля (43,5 г) 0,5 моля (11,2 л)
Хлор вступает в реакцию с водородом при освещении^ образуя хлоро-
водород:
Н2 + С12 = 2НС1 (2)
1 моль (22,4 л) 1 моль (22,4 л)
0,25 моля (5,6 л) 0,25 моля (5,6 л)
Так как, согласно условию задачи, смесь газов, полученная при
взаимодействии хлора и водорода (уравнение 2), при пропускании
через раствор йодида калия способна выделить свободный йод, то, сле-
довательно, в газовой смеси наряду с хлороводородом присутствует
хлор, который остается в избытке после реакции (2).
Зная из исходных данных массу выделившегося йода, можно рас-
считать с помощью уравнения (3) количество хлора, оставшегося в из-
бытке после реакции (2), оно составляет 0,25 моля.
С12 + 2KI = 2КС1 + 12 (3)
1 моль (22,4 л) 1 моль (254 г)
0,25 моля (5,6 л) 0,25 моля (63,5 г)
На реакцию с 5,6 л водорода, в соответствии с уравнением (2),
было израсходовано 5,6 л (0,25 моля) хлора. Таким образом, в ре-
142
зультате реакции (1) всего выделилось 0,5 моля (0,254-0,25) хлора.
Из уравнения (1) видно, что для выделения 0,5 мрля хлора необ-
ходимо иметь 0,5 моля оксида марганца (IV) (43,5 г).
129. МазРО4— .фосфат натрия. Соли натрия окрашивают пламя в
желтый цвет. Реактивом на ионы РО43~ служат ионы Ag+. Приливание
раствора нитрата серебра к раствору, содержащему фосфат натрия,
приведет к образованию осадка фосфата серебра ярко-желтого цвета:
Na3PO44-3AgNO3=Ag3PO4+3NaNO3 (1)
KNO3 — нитрат калия. Соли калия окрашивают пламя в фиолето-
вый цвет. При нагревании нитрата калия с концентрированным раство-
ром серной кислоты отгоняется азотная кислота, в которой раство-
ряется медь:
KNO34-H2SO4 = KHSO44-HNO3 (2)
Си+4НЫОз = Си(ЫОз)2+2ЫО24-2Н2О (3)
Кроме того, при нагревании нитрата калия образуются нитрит калия
и кислород:
2KNO3 = 2KNO2+O2 (4)
CuSO4 — сульфат меди. Гидратированные ионы меди имеют голу-
бую окраску. При пропускании сероводорода через раствор сульфата
меди выпадает черный осадок сульфида меди:
CuSO44-H2S = CuS|4-H2SO4 (5)
Реактивом на сульфат-ион являются ноны Ва2+, так как при этом об-
разуется нерастворимый в воде осадок белого цвета:
Ba2++SO42- = BaSO4 (6)
2CuSO4 4- 2Н,0 электР°^! 2Си 4- О2 4-
2 моля (320 г) 1 моль (22,4 л)
0,25 моля (40 г) 0,125 моля (2,8 л)
4- 2H2SO4 (7)
Согласно условию задачи, имеется 185 1,2 18 = 40 г (0,25 моля)
CuSO4. При электролизе этого количества CuSO4, как видно из урав-
нения (7), на аноде должно выделиться 2,8 л О2.
130. Определим формулу оксида неизвестного, металла (III) Ме2О3,
•содержащего, согласно условию задачи, 68,5% металла:
100—68,5 = 31,5.
143
48 у. е. 31,5%
х у. е. 100%
х=152,
152 — 48=104, 104:2 = 52; атомная масса металла равна 52 у. е.,
т. е. неизвестный металл — хром.
Оксид хрома (III) в данной задаче образуется из сульфата хрома
(III) путем следующих реакций:
Cr2 (SO4)3 + 6NaOH = 2Cr (ОН)31 + 3Na8SO4 (1)
2Сг (ОН)3 X Сг2О3 + ЗНаО (2)
Рассчитаем количество алюминия, необходимое для восстановления
хрома из 38 г оксида хрома (III):
Сг2О3 + 2А1 = А12О3 + 2Сг (3)
1 моль (152 г) 2 моля (54 г)
0,25 моля (38 г) 0,5 моля (13,5 г)
Для восстановления 38 г Сг2О3 потребовалось 13,5 г А1.
131. В желтый цвет окрашивают пламя соли натрия. Следователь-
но, исходная соль содержит натрий.
Соотношение Na : N : О в исходной неизвестной соли:
_ 1,18 : ] ,18:3,53 = 1 : 1 : 3.
23 14 16
очевидно, формула исходной соли — NaNO3.
При разложении нитратов щелочных металлов образуются нитриты
и выделяется кислород:
2NaNO3 = 2NaNO2 + О2 (1)
2 моля (2-85 г) 2 моля (2-69 г) 1 моль (22,4 л)
0,2 моля (17 г) 0,2 моля (13,8 г) 0,1 моля (2,24 л)
Согласно уравнению (1), при разложении 0,2 моля NaNO3 (17 г) об-
разуется 0,2 моля NaNO2 (13,8 г) и выделяется 0,1 моля О2 (2,24 л).
132. 2КВг + С12 = 2КС1 + Br2 (1)
2 моля (2-119 г) 1 моль
1,2 моля (142,8 г) 0,6 моля
К2Сг2О7 + 14НСГ' = 2КС1 +
1 моль (294 г) 14 молей (14-36,5 г)
0,2 моля (58,8 г) 2,8 моля (2,8-36,5 г)
144
+ ЗС12 + 2СгС13 ч- 7Н2О (2)
3 моля
0,6 моля
„ 266,4-1,34-40 ,.оо
Согласно исходным данным, имеется ---------------- 142,8 г КВг, что
100
составляет 1,2 моля. Из уравнения (1) следует, что на 1,2 моля КВг
потребуется 0,6 моля С12, а по уравнению (2), чтобы получить 0,6 моля
Ch, необходимо 0,2 моля (58,8 г) К2СГ2О7 и 2,8 моля (102,2 г) КС1.
100 г 37%-ного раствора 37 г НС1
х г 102,2 г НС1
102,2• 100 л 102,2-100 оо/? т-гсч
х -=-------= 27,6 г, или ----1---= 236 мл 37%-ного НС1.
37 37-1,19
133. При восстановлении оксида металла (II) водородом получают
металл и воду:
МеО + Н„ = Me + Н2О (1}
1 моль (х + 16) 1 моль (х г)
0,6 моля (48 г) 0,6 моля (0,6х г)
При растворении металла, полученного в результате реакции (1), в
горячей концентрированной серной кислоте выделяется 13,44 л
(0,6 моля) оксида серы (IV) и образуется сульфат двухвалентного
металла:
Me + 2H2SO4 = MeSO4 + SO2 + 2H2O (2)
1 моль 1 моль (22,4 л)
0,6 моля 0,6 моля (13,44 л)
Обозначив атЪмную массу металла через х, а массу 1 моля его ок-
сида через (х4-16) и зная из условия задачи исходное количество ок-
сида металла (II), а также объем оксида серы (IV), выделившегося
при растворении металла в концентрированной серной кислоте, можно,
используя уравнения (1) и (2), определить массу 1 моля металла, она
равна 64 г. Очевидно, металл, входящий в состав оксида — медь.
134. Me + 2HNO3 = MeNO3 + NO2 +
1 моль (хг) 1 моль (22,4 л)
0,2 моля (21,6 г) 0,2 моля (4,48 л)
+ Н2О (1>
Обозначив массу 1 моля неизвестного металла за х, в соответствии
с данными задачи определим атомную массу металла (уравнение 1).
Атомная масса неизвестного металла равна 108 у. е., следовательно,
неизвестный металл — серебро.
145
По-видимому, соль А — нитрат серебра, так как, согласно условию
задачи, при термическом разложении исходной соли выделяются смесь
газов, один из которых обладает бурым цветом. Газ бурого цвета —
оксид азота (IV). Действительно, при разложении большого ряда со-
лей азотной кислоты одним из выделяющихся газов является NO2.
Подтвердим это расчетами для данной задачи:
2AgNO3 = 2Ag + 2NO2 +
2 моля (2-170 г) 2 моля (2-108 г) 2 моля (2-22,4 л)
0,2 моля (34 г) 0,2 моля (21,6 г) 0,2 моля (4,48 л)
+ О2 (2)
1 моль (22,4 л)
0,1 моля (2,24 л)
Из уравнения (2) видно, что при разложении 34 г нитрата серебра
образуется 21,6 г серебра и выделяется 6,72 л смеси газов (4,48 л
NO2+2,24 л Ог). Полученные данные совпадают количественно с усло-
вием задачи.
135. 2H2S + 30.
2 моля (2-22,4 л)
0,3 моля (6,72 л)
2NaOH + SO2 =
1 моль
0,3 моля
а = 2SO2 + 2Н2О (1)
2 моля
0,3 моля
Na2SO3 + Н2О (2)
1 моль
0,3 моля
3Na2SO3 -j- Na2Cr2O, + 4H2SO4 — 4Na2SO4 _h Сг2(5О4)з +
3 моля 1 моль (262 г)
0,3 моля 0,1 моля (26,2 г)
+ 4Н2О
(3)
На восстановление дихромата натрия (26,2 г) 0,1 моля требуется
0,3 моля Na2SO3 (уравнение 3). Согласно уравнению (2),.для образо-
вания 0,3 моля сульфита натрия необходимо затратить 0,3 моля окси-
да серы (IV). Из уравнения (1) следует, что 0,3 моля SO2 образуется
при сжигании 0,3 моля сероводорода (6,72 л).
136. Черный осадок PbS может образоваться при взаимодействии
нитрата свинца и сероводорода:
Pb (NO3)2 +
1 моль (331 г)
0,1 моля (33,1 г)
H2S
1 моль (22,4 л)
0,1 моля (2,24 л)
PbS +
1 моль (239 г)
0,1 моля (23,9 г)
+ 2HNO3
(1)
146
На основании уравнения (1) можно сделать вывод, что газ Б — серо-
водород, занимаемый им объем равен 2,24 л и масса — 3,4 г.
При сжигании сероводорода в избытке воздуха образуются серни-
стый газ (газ Д) и вода:
2H2S + ЗО2 = 2SO2 + 2Н2О (2}
2 моля 2 моля
0,1 моля 0,1 моля
SO2 + Вг2 + 2Н2О = H2SO4 + 2НВг (3)
1 моль 1 моль (160 г)
0,1 моля 0,1 моля (16 г)
А+О2^>С+Н2О (4)
6,8 г смеси газов — 3,4 г H2S = 3,4 г газа А.
Так как газа Д (SO2) было 0,1 моля (т. е. 6,4 г, или 2,24 л), то,
следовательно, исходя из условия задачи 2,8 г (9,2—6,4) газа С зани-
мают объем 2,24 л (4,48—2,24).
Таким образом:
2,’24 л газа (С) весят 2,8 г
22,4 л х г
х = 28 г.
Масса моля газа С равна 28 г. Это может относиться к СО или N2.
Однако в условии задачи отмечается, что газ С является простым ве-
ществом, следовательно, газ С — N2.
Определим количество водорода, содержащегося в 5,4 г Н2О, выде-
лившейся в результате сжигания газа А (уравнение 4).
18 г Н2О содержат 2 г водорода
5,4 г Н2О у г водорода
5.4-2 лс
у =-------- 0,6 г водорода.
18
Таким образом, сожженное вещество А состояло только из азота и
водорода, так как 2,8 г (азота)-}-0,6 г (водорода) =3,4 г газа А.
Простейшая формула газа А — NXHU
л: z/= 0,2 : 0,6 = 1 : 3,
J 14 1
т. е. формула газа А — NH3.
Таким образом, в сосудах находится 3,4 г (50%) H2S и 3,4 г (50%)
NH3.
137. Fe2(SO4)3+6NaOH = 2Fe(OH)3+3Na2SO4 (1)
147
Fe (ОН) з+NaOH = NaH2FeO3+H2O (2)
CuSO4 + 2NaOH = Си (ОН)2 + Na2SO4 (3)
1 моль (160 г) 1 моль
0,5 моля (80 г) 0,5 моля
Си(ОН)2 = СиО + Н2О (4)
1 моль 1 моль (80 г)
0,5 моля 0,5 моля (40 г)
Так как образовавшийся при обработке сульфатов металлов рас-
твором гидроксида натрия гидроксид- железа (III) растворяется в из-
бытке гидроксида натрия (уравнения 1 и 2), то в осадке содержится
гидроксид меди (II) (уравнение 3). Гидроксид меди (II) при прокали-
вании дает оксид меди (II) и воду (уравнение 4).
Зная из условия задачи количество образовавшегося оксида меди
(II) (40 г) (0,5 моля) СиО, можно на основании уравнений (3) и (4)
найти исходное количество сульфата меди, получается 80 г. Следова-
тельно, сульфата железа (III) в исходной смеси солей было 40 г
(120 — 80).
138. Fe2O3 + ЗСО == 2Fe +
1 моль (160 г) 3 моля (3-22,4 л)
0,01 моля (1,6 г) 0,03 моля (0,672 л)
+ ЗСО2 (1)
3 моля (3-22,4 л)
0,03 моля (0,672 л)
Взаимодействие оксида углерода (IV) с раствором гидроксида
кальция может дать два типа солей:
Са (ОН)2 + СО2 = СаСО8 + Н2О(2)
1 моль (74 г) 1 моль (22,4 л) 1 моль (100 г)
0,03 моля (2,22 г) 0,03 моля (0,672 л) 0,03 моля (3 г)
Са (ОН)2 + 2СО2 = Са (НСО3)2 (3)
1 моль (74 г) 2 моля (2-22,4 л)
Из уравнения (I), зная объем израсходованного оксида углерода
'(II), можно рассчитать объем выделившегося оксида углерода (IV), он
равен 0,672 л (0,03 моля) СО2. Из условия задачи известно, что
имеется раствор, содержащий 2,22 г гидроксида кальция (0,03 моля).
Анализ количественных данных задачи и уравнений (2) и (3) свиде-
тельствует об образовании 3 г карбоната кальция.
Зная из условия задачи объем затраченного оксида углерода (II),
можно вычислить исходное количество оксида железа (III) (уравне-
ние 1).
148
139. При указанных условиях между исходными газами .возможны
следующие реакции:
сн4 1 моль + 2О2 2 моля СО2 + 2Н2О 1 моль ' (1)
36 мл 72 мл 36 мл
2Н2 + О2 = 2Н2О (2)
2 моля 1 моль
24 мл 12 мл
2NaOH+CO2 = Na2CO3+H2O (3)
NaOH+CO2 = NaHCO3 ' (4)
Из условия задачи известно, что при пропускании газообразных ве-
ществ, полученных после сжигания исходной смеси газов, через рас-
твор гидроксида натрия их объем уменьшился на 36 мл (122 — 86).
Следовательно, в образовавшейся газовой смеси содержалось 36 мл
СО2, который взаимодействует с раствором гидроксида натрия по
уравнению (3) или (4). В таком случае по уравнению (1) можно рас-
считать, что в исходной смеси газов содержалось 36 мл СН4.
Исходя из уравнения (1) можно сказать, что при взаимодействии
36 мл СН4 и 72 мл О2 образуется 36 мл СО2, и реакция (1) вызывает
уменьшение объема исходной газовой смеси на 72 мл. Объем всей га-
зовой смеси до реакции равен: 80 мл азота, водорода и метана +
+ 150 мл кислорода = 230 мл.
В результате реакций (1) и (2) произошло уменьшение в объеме
исходной газовой смеси на 108 мл (230— 122). Следовательно, реак-
ция (2) вызывает уменьшение в объеме исходной газовой смеси на
36 мл (108 — 72). Из уравнения (2) можно заключить, что при умень-
шении объема газовой смеси на 36 мл в реакцию вступили 24 мл Н2
и 12 мл О2.
Так как уже известно содержание водорода (24 мл) и метана
(36 мл), определим объем, занимаемый азотом в исходной газовой
смеси: 80 — 24 — 36 = 20 мл азота.
140. Определим формулу газообразного соединения кремния с во-
дородом; простейшая формула газа А — SixHb.
87,5 12,5 1 . . « с-и
х : у — —— ----= 1 : 4, т. е. формула газа А — SiH4.
28 1
0,7 л газа А весят 1 г
22,4 л z г
2 = 32 г, т. е. масса 1 моля газа А равна 32 г.
Это подтверждает, что неизвестный газ А — силан — SiH4.
149
При сжигании силана на воздухе образуются оксид кремния (IV)-
и вода:
SiHt + 2О2 = SiO2 + 2НаО (1>
1 моль (22,4 л) 1 моль (60 г)
0,5 моля (11,2 л) 0,5 моля (30 г)
Следовательно, вещество Б — SiO2.
Сплавление оксида кремния (IV) со щелочью дает силикат натрия
(соль В):
SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + Н2О (2)
1 моль 1 моль
0,5 моля 0,5 моля
Действуя кислотами на силикаты, можно получить кремниевую кис-
лоту в виде студенистого осадка:
Na2SiO3 + 2НС1 = 2NaCl + H2SiO3 (3)
1 моль 1 моль
0,5 моля 0,5 моля
H2SiO3 =Н2О+ SiO2 (4)
1 моль 1 моль (60 г)
0,5 моля 0,5 моля (30 г)
В результате реакций (3) и (4) вновь образуется вещество Б —
30 г оксида кремния (IV), что составляет 0,5 моля SiO2.
Из уравнений (4) —(1) рассчитаем исходный объем силана, полу-
чается 11,2 л.
.141. 2Cu(NO3)2 = 2CuO + 4NO2 + О2 (1)
2 моля (2-188 г) 2 моля
[ 0,2 моля (37,6 г) 0,2 моля
2Pb(NO3)2 = 2РЬ0 +4NO2 + O2 (2)
2 моля (2-332 г) 2 моля
0,2 моля (66,4 г) 0,2 моля
CuO + 2HNO3 = Cu(NO3)a + Н2О (3}
1 моль 1 моль
—— молей молей
96 96
РЮ + 2HNO3 = Pb(NO3)a + НаО (4)
1 моль 1 моль
67,2 — х . 67,2 —х
—!-------молей —!-------молей
240 ‘ 240
150
Cu(NOa)2 + H2S = CuS +12HNOj
1 моль 1 моль (96 г)
—— молей —— молей (х г)
96 96
Pb(NO3)4 + H2S = PbS
1 моль 1 моль (240 г)
67,2 — х , 67,2 — х „ /с- п ,
--------молей молей (67,2—х) г
240-----240
Обозначим количество сульфида меди, образующегося в
реакции (5), за х г (или молей CuS), тогда масса
свинца в полученной смеси сульфидов будет равна: (67,2 — х)
67,2 — х „ п, с
что составляет -------молей PbS.
240
Из уравнений (6)—(1) видно, что исходная смесь нитратов
жала-^-молей Cu(NO3)2 и-6-’^- — молей Pb(NO3)2. Из условия
+
(5)
I2HNO3 (6)
результате
сульфида
г PbS,
Cu(NO3)2, to мае-
Pb(NO3)2.
X
"эГ
67,2 — х
(7)
(8)
содер-
задачи
известно, что масса исходной смеси солей равна 104 г. Если смесь со-
лей содержит у г Cr(NO3)2, что составит молей
са Pb(NO3)2 равна (104 — у) г, или молей
У .
188 ’
104 —у ,
240 332 *
Решив систему уравнений (7) и (8), получим:
Cu(NO3)2 и 104 — 37,6 = 66,4 г (0,2 моля) Pb(NO3)2.
142. При обработке сульфида цинка избытком соляной кислоты вы-
деляется сероводород:
ZnS + 2НС1 = ZnCl2 + H2S
1 моль (97 г) 1 моль (22,4 л)
0,4 моля (38,8 г) 0,4 моля (8,96 л)
При термическом разложении бертолетовой соли (катализатор —
оксид марганца (IV)) образуется кислород:
2КС1Оз=2КС14-ЗО2
37,6 г (0,2 моля)
(1)
(2)
При сжигании сероводорода в избытке кислорода получается оксид
серы (IV) и вода:
151
2H2S + 3O2 = 2SCbr + 2HaO (3)
2 моля (2-22,4 л) 3 моля (3-22,4 л) 2 моля (2-22,4 л)
0,4 моля (8,96 л) 0,6 моля (13,44 л) 0,4 моля (8,96 л)
Из условия задачи известно, что при сжигании смеси газов H2S и
О2 ее объем уменьшился на 13,44 л. При взаимодействии 112 л смеси
газов H2S и О2 (44,8 л H2S-}-67,2 л О2) по реакции (3) наблюдается
уменьшение объема смеси на 67,2 л (112 л смеси H2S и О2 — 44,8 л
О2). Из уравнения (3) видно, что при взаимодействии
112 л газовой смеси ее объем уменьшается на 67,2 л
х л на 13,44 л
х = -13’44 ' 112 = 22,4 л смеси газов H2S и О2.
67,2
Итак, в соответствии с уравнением (3) 22,4 л газовой смеси состоя-
ло из 8,96 л H2S и 13,44 л О2. Для получения 8,96 л H2S необходимо
38,8 г сульфида цинка (уравнение 1).
143. ВаСО3 . = ВаО + СО2 (1)
1 моль (197 г) 1 моль (153 г) 1 моль (22,4 л)
0,2 моля (39,4 г) 0,2 моля (30,6 г) 0,2 моля (4,48 л)
По уравнению (1) при разложении карбоната бария образуются оксид
бария и оксид углерода (IV). Оксид бария взаимодействует с водой:.
ВаО+Н2О = Ва(ОН)2 (2)
Следовательно, 8 г нерастворимого в воде остатка приходятся на ок-
сид МеО, а 30,6 (38,6 — 8) г ВаО.
Зная количество образовавшегося оксида бария, можно рассчитать
объем выделившегося по уравнению (1) оксида углерода (IV), он ра-
вен 4,48 л СО2. Затем можно определить объем, занимаемый двумя
другими газами, выделившимися в результате разложения неизвестной
соли: 10,08 — 4,48 = 5,6 л.
Выведем формулу оксида металла МеО, образовавшегося при раз-
ложении неизвестной соли:
. 100 — 80 = 20% кислорода.
16 у. е. — 20%
х у. е. — 100%
152
Атомная масса металла равна 64 (80— 16) у. е., т. е. неизвестный ме-
талл — медь.
На основании приведенных вычислений и условия задачи можно
предположить, что неизвестная соль — нитрат меди (II). При нагрева-
нии нитрата меди образуются оксид меди (II), кислород и оксид азота
(IV) (бурый газ):
2Cu(NO3)2
2 моля (2 188 г)
0,1 моля (18,8 г)
2СиО +
2 моля (2-80 г)
0,1 моля (8 г)
О3
1 моль (22,4 л)
0,05 моля (1,12 л)
4NO2
4 моля (4-22,4 л)
0,2 моля (4,48 л)
(3)
Вычисления по уравнению (3) показали, что 18,8 г нитрата меди
(58,2 г смеси солей — 39,4 г ВаСОз) при нагревании могут дать 8 г
СиО и 5,6 л смеси газов NO2 и О2 (4,48 л NO2+I,12 л О2), что соот-
ветствует данным задачи.
144. Выведем формулу оксида элемента (IV) ЭО2, содержащего
50% Э:
100 — 50 = 50% кислорода.
32 у. е. — 50%
х у. е. — 100%
х = 64.
Атомная масса элемента равна 32 (64 — 32) у. е., следовательно, не-
известный элемент — сера.
Определим количество оксида серы (IV), способного, согласно ус-
ловию задачи, обесцветить 32 г Вг2 (0,2 моля).
SO2 Ч Вг2 + 2Н2О = H2SO4 + 2НВг (1)
1 моль 1 моль (160 г)
0,2 моля 0,2 моля (32 г)
Из уравнения (1) получаем 0,2 моля SO2, масса которого равна 12,8 г,
а объем — 4,48 л. Затем определяем объем и массу оксида углерода
(IV), выделившегося при растворении гидрокарбоната натрия в соля-
ной кислоте: 6,72 — 4,48 = 2,24 л СО2, 17,2—12,8 = 4,4 г (0,1 моля) СО2.
NaHCO3 + НС1 = NaCl + СО2 +
1 моль (84 г) 1 моль (58,5 г) 1 моль (22,4 л) (44 г)
0,1 моля (8,4 г) 0,1 моля (5,85 г) 0,1 моля (2,24 л) (4,4 г)
153
+ Н2о (2>
1 моль (18 г)
0,1 моля (1,8 г)
NaHSO3 + НС1 = NaCl + SO2 +
1 моль (104 г) 1 моль (58,5 г) 1 моль (22,4 л)
0,2 моля (20,8 г) 0,2 моля (11,7 г) 0,2 моля (4,48 л)
+ Н2О (3).
1 моль (18 г)
0,2 моля (3,6 г)
Соль А содержит натрий, так как, согласно условию задачи, она
окрашивает пламя в желтый цвет; очевидно, это натриевая соль сер-
нистой кислоты.
Однако из расчетов, проведенных по уравнению (2), при растворе-
нии в соляной кислоте 0,1 моля гидрокарбоната натрия должно обра-
зоваться 1,8 г реакционной воды, тогда как по условию задачи ее вы-
деляется 5,4 г. Следовательно, исходная соль А — гидросульфит нат-
рия. 29,2 — 8,4 = 20,8 г NaHSOa, что составляет 0,2 моля. Молекуляр-
ная масса гидросульфата натрия равна 104 г. При растворении 0,2 мо-
ля гидросульфита натрия в соляной кислоте образуется 0,2 моля NaCl,
4,48 л оксида серы (IV) и 3,6 г воды.
По уравнению (2) образуется 0,1 моля NaCl. Таким образом, в ре-
зультате растворения исходной смеси солей в соляной кислоте (урав-
нения 1 и 2) получается 0,1 +0,2 = 0,3 моля (17,55 г) NaCl.
145. Исходная соль — FeSO4, так как с красной кровяной солью
взаимодействуют катионы двухвалентного железа, вызывая выпадение
интенсивно окрашенного синего осадка (турнбулева синь):
3FeSO4+2K3[Fe(CN)6]=Fe3[Fe(CN)6]2+3K2SO4 (1>
6FeSO4 +
6 молей (6-152 г)
1,2 моля (х г)
К2Сг2О, + 7H2SO4 = 3Fe2 (SO4)3 +
Г моль (294 г)
0,2 моля (58,8 г)
+ Сг2 (SO4)3 + K2SO4 + 7Н2О
(2)
По уравнению (2) можно рассчитать количество исходной соли FeSO4,
окисленной с помощью 58,8 г К2С12О7 (0,2 моля); оно равно 182,4 г
FeSO4 (1,2 моля).
146. С концентрированной азотной кислотой взаимодействует медь:
Си + 4HNO3 = Cu(NO3)2 + 2NO2' + 2Н2О (1)
1 моль 2 моля (2-22,4 л)
0,1 моля 0,2 моля (4,48 л)
154
С раствором гидроксида натрия взаимодействует алюминий:
2А1 + 2NaOH + 4Н2О = 2NaHaA103 +
2 моля 2 моля (2-40 г)
0,2 моля 0,2 моля (8 г)
+ ЗН2 (2)
3 моля (3-22,4 л)
0,3 моля (6,72 л)
Из уравнений (1) и (2) и данных задачи, следует, что смесь металлов
состоит из 0,1 моля меди и 0,2 моля алюминия, т. е. соотношение меж-
ду медью и алюминием 0,1 моля Си: 0,2 моля А1.
Для растворения 0,2 моля А1 в растворе гидроксида натрия его
требуется 0,2 моля (8 г) (уравнение 2).
100 г 40%-ного раствора содержат 40 г NaOH
х г 8 г NaOH
л=20 г, или 20 : 1,44=13,9 мл 40%-ного раствора NaOH.
147. CaF2 + H2SO4 = CaSO4 + 2HF
1 моль (78 г) 2 моля
0,5 моля (39 г) 1 моль
SiO2 + 4HF
4 моля
1 моль
SiF4 .+ 2Н2О
1 моль (22,4 л)
0,25 моля (5,6 л)
(1)
(2)
Для образования 0,25 моля (5,6 л) SiF4 необходим 1 моль фтороводо-
рода (уравнение 2). Для получения 1 моля HF необходимо затратить
0,5 моля (39 г) фторида кальция (уравнение 1).
80 г плавикового шпата содержат 39 г CaF2
100 г х г CaF2
х = .39000 = 48 85 или 48 75о/ Сар
80
148. При нагревании бертолетовой соли в отсутствие катализатора
образуются хлорид и перхлорат калия:
4КС1О3 = КС1+ЗКС1О4 (1)
При действии на перхлорат калия концентрированным раствором сер-
ной кислоты может быть получена хлорная кислота:
KC1O4+H2SO4 = KHSO4+HC1O4 (2)
155
HCIO4— сильная кислота, при ее нагревании с фосфорным ангидридом
можно получить ангидрид хлорной кислоты:
2НС1О4+Р2О5 = С12О7+2НРОз (3)
КС1О3 + 6НС1 = КО + ЗС12 + ЗН2О (4)
1 моль (122,5 г) 3 моля (3-22,4 л)
0,1 моля (12,25 г) 0,3 моля (6,72 л)
Зная из условия задачи количество бертолетовой соли, вступившей в
реакцию с соляной кислотой (уравнение 4), можно рассчитать объем
образовавшегося хлора, получается 6,72 л.
149. 2СО + О2 = 2СО2 (1)
2 моля (2-22,4 л) 1 моль (22,4 л) 2 моля (2-22,4 л)
0,1 моля (2,24 л) 0,05 моля (1,12 л) 0,1 моля (2,24 л)
Согласно уравнению (1), взаимодействие двух объемов СО с одним
объемом О2 приводит к уменьшению объема на единицу, а при взаи-
модействии 2,24 л СО с 1,12 л О2 объем газовой смеси уменьшится на
1,12 л, образуя 2,24 л СО2. Следовательно, в смеси было 2,24 л СО, что
2,24-100 осп,
составляет-------- =25%.
8,96
После реакции (1) имеется 8,96 л (0,4 моля) СО2. Согласно усло-
вию задачи, дано 29,6 г (0,4 моля) Са(ОН) >.
При взаимодействии оксида углерода (IV) с гидроксидом кальция
возможно образование двух типов солей:
Са(ОН)2 + СО2 = СаСО3 +Н2О (2)
1 моль (74 г) 1 моль (22,4 л) 1 моль (100 г)
0,4 моля (29,6 г) 0,4 моля (8,96 л) 0,4 моля (40 г)
Са (ОН)24-2СО2 = Са (НСО3)2 (3)
На основании анализа исходных данных задачи и уравнений (2) и (3)
можно сделать заключение, что образуется 40 г карбоната кальция.
150. 2А1 + 2NaOH + 4Н2О = 2NaH2A103 + ЗН2 (1)
2 моля (2-27 г) 3 моля (3-22,4 л)
0,2 моля (5,4 г) 0,3 моля (6,72 л)
В растворе гидроксида натрия растворяется только алюминий. Зная
объем выделившегося водорода, можно определить количество алюми-
ния, содержащегося в исходной смеси веществ, оно равно 5,4 г.
При действии концентрированной азотной кислоты на исходную
смесь веществ образуется соль — нитрат меди:
CuO + 2HNO3 = Cu(NO3)2 + Н2О • (2)
1 моль (80 г) 1 моль (188 г)
0,4 моля (32 г) 0,4 моля (75,2 г)
156
Алюминий не взаимодействует с концентрированной азотной кисло-
той. Зная массу нитрата меди (II) (уравнение 2), вычисляем массу
оксида меди (II), она составляет 32 г. Таким образом, масса исходной
смеси алюминия и оксида меди (II) равна 37,4 г (32+5,4).
151. Первый газ, получаемый действием избытка соляной кислоты
на дихромат калия — хлор:
K2Cr2O7 + I4HC1 = 2КС1 + 2СгС13 +
1 моль (294 г)
0,02 моля (5,88 г)
+ ЗС12 + 7НаО (1)
3 моля (3-22,4 л)
0,06 моля (1,344 л)
Из 5,88 г дихромата калия (0,02 моля) образуется 1,344 л хлора
(0,06 моля) (уравнение 1). ‘
Второй газ, полученный при разложении бертолетовой соли — кис
лород:
2КСЮ3 2КС1 + ЗО2 (2)
2 моля (2-122,5 г) 3 моля (3-22,4 л)
0,2 моля (24,5 г) 0,3 моля (6,72 л)
Из 24,5 г бертолетовой соли (0,2 моля) при нагревании образуется
6,72 л кислорода (0,3 моля) (уравнение 2). Третий газ, выделяющийся
при действии разбавленной серной кислоты на железо, — водород:
Fe + H2SO4 = FeSO4
1 моль (56 г)
0,66 моля (37 г)
Н2 (3)
1 моль (22,4 л)
0,66 моля (14,8 л)
37 г железа (0,66 моля) могут вытеснить из раствора серной кислоты
14,8 л водорода (0,66 моля).
После взрыва образовались вода (уравнение 4) и хлороводород
(уравнение 5):
2На
2 моля (2-22,4 л)
0,6 моля (13,44 л)
Н2
1 моль (22,4 л)
0,06 моля (1,344 л)
+ О2
1 моль (22,4 л)
0,3 моля (6,72 л)
+ С12
1 моль (22,4 л)
0,06 моля (1,344 л)
2НгО (4)
2 моля (2-18 г)
0,6 моля (10,8 г)
2НС1 (5)
2 моля (2-36,5 г)
0,12 моля (4,38 г)
В соответствии с уравнением (4) из 13,44 л водорода (0,6 моля) и
6,72 л кислорода (0,3 моля) образуется 5,4 г воды (0,6 моля). Соглас-
157
«о уравнению (5), из 1,344 л водорода (0,06 моля) и 1,344 л хлора
(0,06 моля) образуется 4,38 г хлороводорода (0,12 моля). Всего водо-
рода было израсходовано: 13,44 л (на реакцию 4)4-1,344 л (на реак-
цию 5) = 14,784 л «14,8 л.
Таким образом, все три газа прореагировали количественно. Масса
раствора, полученного после реакций (4) и (5), равна: 10,8 г Н2О+
+4,38 г НС1 = 15,18 г.
15,8 г раствора содержат 4,38 г НС1
100 г х г НС1
х = А:38—= 28,2 г, или 28,2 %-ный раствор НС1.
15,18 н
152. Простое желтое вещество А — сера, бесцветный газ Б — кис-
лород:
2КС1О3^=2КС1 + ЗОа (1)
Газ В — SO2:
S+O2 = SO2 (2)
При взаимодействии SO2 с раствором NaOH возможно образование
двух типов солей: NaHSO3 (соль Г) и Na2SO3
SO2 + NaOH = NaHS0.3 (3)
1 моль (22,4 л) 1 моль (40 г)
х л (55,5 г)
SO2 + 2NaOH = Na2SO3 + Н2О (4)
1 моль 2 моля
Вещество Д — SO3:
2SO2+ O2=A+2SO3 (5)
Кислота Е — H2SO4:
SO3+H2O = H2SO4 (6)
H2SO4+BaCl2 = BaSO4+2HCl (7)
2NaHSO3+H2SO4 = Na2SO4+2SO2+2H2O (8)
Максимальный объем SO2 поглощается щелочью в соответствии с
уравнением реакции (3). Масса раствора NaOH равна 555 г (500-1,11).
100 г 10%-ного раствора щелочи содержат 10 г NaOH
555 г х г NaOH
х = 55,5 г NaOH.
158
Максимальный объем газа SO2, поглощаемый раствором гидроксида
натрия, по уравнению (3) равен:
- 55,5'-2’-- = 31,08 л SO2.
40
Таким образом: А — сера, Б — кислород, В — 31,08 л оксида серы
(IV), Г — гидросульфит натрия, Д — оксид серы (VI), Е — серная, кис-
лота.
153. Формулу соли в общем виде можно записать так; KxCryOz.
Найдем соотношение между количеством атомов в молекуле:
26,53 35,37 38,1 оо. -
х : у: 2 =----;------:------= 2:2:7.
39 52 16
Таким образом, в молекуле исходной соли на 2 атома калия прихо-
дится 2 атома хрома и 7 атомов кислорода, т. е. формула соли —
К2СГ2О7.
При взаимодействии дихромата калия с избытком соляной кислоты
образуются хлорид хрома (III) и хлор:
К2Сг2О, + 14НС1 = 2КС1+[2СгС1» +
1 моль (294 г)
0,1 моля (29,4 г)
+ ЗС12 + 7Н2О (1)
3 моля (3-22,4 л)
0,3 моля (6,72 л)
Зная из условия задачи объем выделившегося хлора, можно вычислить
массу израсходованного дихромата калия, она равна 29,4 г 2МеО 2 моля 0,2 моля (уравне- (1)
ние 1). о2
154. 2 0,2 2Ме моля (2х г)
моля (27,4 г)
МеО + 2НС1 = МеС1а + Н2О (2)
1 моль 0,2 моля МеС12 + 1 моль 0,2 моля K2SO4 = 1 моль 0,2 моля 1 моль 0,2 моля MeSO4 1 моль (233 г) 0,2 моля (46,6 г) + 2КС1 (3)
Образование нерастворимого в воде и кислотах осадка при слива-
нии растворов сульфата калия и хлорида металла (II) по уравнению
159
(3) позволяет предположить, что неизвестный металл — барий, а оса-
док (46,6 г), полученный в результате реакции (3) —сульфат бария.
Путем вычислений по уравнениям (I) — (3), проведенных на осно-
вании исходных данных задачи, определим массу 1 моля металла, она
равна 137 г, т. е. соответствует массе 1 моля бария.
155. МпО2 4- 4НС1 = МпС12 +
1 моль (87 г) 4 моля (4 -36,5 г)
0,6 моля (52,2 г) 2,4 моля (2,4-36,5 г)
+ С12 + 2Н2О (1)
1 моль (22,4 л)
0,6 моля (13,44 л)
~ 336-36,5-1,19 s
Согласно условию задачи, имеется:----------—------- =146 г (4 моля)
НС1 и 52,2 г (0,6 моля) оксида марганца. По уравнению (1) с по-
мощью 52,2 г (0,6 моля) МпО2 можно получить 0,6 моля хлора (13,44 л)
и на это потребуется 2,4 моля НС1. Таким образом, соляная кислота
взята в избытке.
2А + ЗС12 = 2АС13 (2)
2 моля (2х г) 3 моля (3-22,4 л)
0,4 моля (48,8 г) 0,6 моля (13,44 л)
Из расчетов, проведенных по уравнению (2), получаем, что масса
1 моля А равна 122 г, что соответствует 1 молю сурьмы.
156. К2Сг2О7 + 14НС1 = 2КС1 +
1 моль (294 г) Ммолей (14-36,5 г)
0,01 моля (2,94 г) 0,14 моля (5,11 г)
+ ЗС12 4- -2СгС13 + 7Н2О (1)
3 моля (3-71 г)
0,03 моля (2,13 г)
Вычислим количество хлора, взаимодействующего с 1,12 г железа
(0,02 моля):
2Fe + _ЗС12 = 2FeCl3
2 моля (2-56 г) 3 моля (2)
0,02 моля (1,12 г) 0,03 моля
По уравнению реакции (1) для получения 0,03 моля хлора потре-
буется 0,01 моля дихромата калия и 0,14 моля НС1 (5,11 г)
100 г 36,5%-ного раствора соляной кислоты содержат 36,5 г НС1
у г 5,11 г НС1
160
у = —111'100 = 14 г, или 14: 1,19 = 11,8 мл 36,5 %-ного раствора НС1.
36,5
157. Так как растворимость аммиака при 10°С равна 67,9 г, то, сле-
довательно, 100 г Н2О-|-67,9 г NH3= 167,9 г раствора.
167,9 г раствора аммиака при ЮСС содержат 67,9 г NH3
503,7 г х г NH3
х = 5ОЗ,7 67 4( 2()3 7 r NH
167,9
Таким образом, в 503,7 г раствора аммиака при 10эС содержится:
300 г (503,7 — 203,7) воды.
При нагревании до 50°С растворимость аммиака уменьшается, и он
выделяется из раствора, а количество воды остается постоянным.
В 300 г воды при 50°С может раствориться 22,9-3 = 68,7 г аммиака, и,
следовательно, 135 г (203,7 — 68,7) аммиака выделится из раствора
при нагревании последнего до 50°С.
17 г NH3 занимают объем 22,4 л
135 г NH3 135-22,4 У = 17 (NHJ2SO4 + 1 моль (132 г) 1 0,5 моля (66 г) 0,5 + 2NH3 2 моля 1 моль == 177,88 л NH3. Са(ОН)2 = моле. (74 г) моля (37 г) 4 2Н2О 1/ л CaSO4 + (1)
4NH3 + 5О2 4 моля 5 молей 1 моль 1,25 моля == 4NO + 6Н2О (2)
2КС1О3 2 моля (2-122,5 г) 0,83 моля (101,7 г) 2КС1 + ЗО2 3 моля 1,25 моля (3)
Согласно условию задачи, имеется: = г (0,5 моля)
(NH4)2SO4. В 100 г препарата гашеной извести содержится 96,5 г
(1,3 моля) Са(ОН)2. Из уравнения (1) видно, что гидроксид кальция
дан в избытке, и, следовательно, из 0,5 моля (NHihSC^ выделится
1 моль NH3.
6 Зак. 521/4730
161
Для окисления 1 моля NH3 необходимо 1,25 моля кислорода (урав-
нение 2). Чтобы получить 1,25 моля кислорода, необходимо затратить
101,7 г бертолетовой соли (уравнение 3).
159. При взаимодействии оксида углерода (IV) с раствором карбо-
ната натрия образуется гидрокарбонат натрия:
Na2CO3
1 моль (106 г)
1,25 моля (132,5 г)
+ СО2 +
1 моль
н2о
1 моль (18 г)
1,25 моля (22,5 г)
2NaHCO3
2 моля (2-84 г)
2,5 моля (210 г)
(В
По уравнению (1) 1,25 моля (132,5 г) Na2CO3, взаимодействуя с
оксидом углерода (IV) и 1,25 моля воды (22,5 г), дает 2,5 моля гидро-
карбоната натрия (210 г).
После реакции (1) воды осталось 477,5 г (500 — 22,5)
в 100 г воды растворяется
в 477,5 г воды
8 г NaHCO3
х г N?HCO3
X = 477,5 8 = 3g,2 r NaHCQ3
Следовательно, при температуре эксперимента из водного раствора
гидрокарбоната натрия образуется 171,8 (210 — 38,2) г NaHCO3.
160. Железо и алюминий с концентрированной азотной кислотой не
взаимодействуют.
Си
1 моль (64 г)
0,2 моля (12,8 г)
4HNO3 = Cu(NO3)2
+ |2NO2
2 моля (2-22,4 л)
0,4 моля (8,96 л)
2Н2О
(1)
Зная объем выделившегося оксида азота (IV) из условия задачи, по
уравнению (1) вычислим массу меди, содержащейся в исходной смеси
металлов. Получается 12,8 г меди, что составляет 0,2 моля.
Си
1 моль (64 г)
0,2 моля (12,8 г)
С12
1 моль (22,4 л)
0,2 моля (4,48 л)
СиС12
(2)
По уравнению (2) рассчитаем объем хлора, затраченный на реак-
цию с 0,2' молями меди, он равен 4,48 л. Следовательно, объем хлора,
162
израсходованный на взаимодействие с железом и алюминием, равен:
13,44 (17,92 — 4,48) л. Суммарное количество железа и алюминия в
смеси металлов равно: 16,6 (29,4 — 12,8) г.
2Fe-
2 моля (2-56 г)
х молей (56 х г)
2А1 +
2 моля (2-27 г)
у молей (27 у г)
+ ЗС12
3 моля (3-22,4 л)
1,5 х моля (1,5-22,4 х л)
ЗС12
3 моля (3-22,4 л)
1,5 у молей (1,5 • 22,4 у л)
2FeCl3
2А1С13
(4)
. (3)
Предположим, что в смеси металлов содержится х молей железа и
у молей алюминия. По уравнению (3) на х молей железа потребуется
1,5-22,4 х л С1г- По уравнению (4) на у молей алюминия необходимо
1,5-22,4 у л СЬ-
Массу смеси.железа и алюминия можно выразить уравнением:
56х+27(/= 16,6. (I)
Объем хлора, израсходованный на реакции (3) и (4), равен:
1,5-22,4x4-1,5-22,4г/= 13,44 (II)
Решив систему уравнений (I) и (II), определим, что исходная смесь
металлов состоит из 11,2 г железа и 5,4 г алюминия.
161. Песок — оксид кремния (IV) не растворяется в соляной кисло-
те, и, следовательно, в исходной смеси содержится 31 г SiOa-
При растворении цинка и кальция в растворе соляной кислоты вы-
деляется водород:
Zn + 2НС1 == ZnCl2 + Н2 (1)
I моль (65 г) 1 моль (22,4 л)/ <
х молей (65 х г) х молей (22,4 х л)
Са + 2HCI = СаС12 + Н2 (2)
1 моль (40 г) 1 моль (22,4 л)
у молей (40 у г) у молей (22,4 у л)
Масса смеси цинка и кальция равна: 29 (60 — 31) г.
Предположим, что в смеси металлов содержится х молей цинка и
у молей кальция, х молей цинка вытеснят 22,4 х литров водорода из
соляной кислоты, а у молей кальция — 24 у литров водорода.
Массу смеси цинка и кальция можно выразить следующим урав-
нением:
65х4-40у = 29. (I)
6*. 163
Объем водорода, выделившегося в результате реакций (1) и (2),
равен:
22,4x4-22,4у= 13,44. (II)
.Решив систему уравнений (I) и (II), найдем, что в смеси было 13 г
цинка и 16 г кальция.
162. Неизвестная соль А, по-видимому, бертолетова соль — КС1О3,
так как:
2КС1О3 MnO2 2КС1 4- ЗО2 (1)
2 моля (2-122,5 г)------” 3 моля (3-22,4 л)
0,2 моля (24,5 г) 0,3 моля (6,72 л)
Кислород (газ X)—газ без вкуса, запаха и цвета и поддерживает
горение.
При взаимодействии образовавшегося по реакции (1) хлорида ка-
лия с раствором нитрата серебра выпадает белый творожистый осадок
хлорида серебра:
AgNO34-KCl = AgCl+KNO3 (2)
Как известно, в фиолетовый цвет окрашивают пламя соединения калия.
Реакция (3) служит лабораторным способом получения хлора-.
КС1О3 4- 6НС1 = КС1 -Ь ЗС12 + ЗН2О (3)
1 моль (122,5 г) 3 моля (3-22,4 л)
0,2 моля (24,5 г) 0,6 моля (13,44 л)
Для получения 6,72 л (0,3 моля) О2 необходимо иметф 0,2 моля
(24,5 г) КС1О3 (уравнение 1), с помощью которого затем можно полу-
чить 0,6 моля (13,44 л) С12.
163. 100 г 91%-ного раствора H2SO4 содержат 91 г H2SO4 и
9 (100 91) г (0,5 моля) Н2О,
Оксид серы (VI), взаимодействуя с водой, образует серную кислоту:
SO-, 4- Н2О = H2SO4
1 моль (80 г) 1 моль (18 г) 1 моль (98 г)
0,5 моля (40 г) 0,5 моля (9 г) 0,5 моля (49 г)
(О
Из уравнения (1) видно, что 0,5 моля воды с 0,5 моля оксида серы
(VI) образует 0,5 моля (49 г) серной кислоты.
Таким образом, всего серной кислоты будет 140 (914-49) г.
Как известно, олеум — раствор оксида серы (VI) в безводной сер-
ной кислоте; в данном случае: 140 г H2SO44~x г SO3.
100 г 12,5%-ного олеума содержат 12,5 г SO3
(1404-я) г х г SO3
х = 20 г SO3.
164
Следовательно,-на реакцию (1) и на получение из серной кислоты
12,5%-ного олеума необходимо иметь:
404-20 = 60 г (0,75 моля) оксида серы (VI)
2S0.J + О2 = 2SO3 (2^
2 моля 2 моля
0,75 моля 0,75 моля
4FeSs + 11О2 = 2Fe2O3 4- 8SO2 (3)
4 моля (4-120 г) 8 молей
0,375 моля (45 г) 0,75 моля
Для получения 0,75 моля оксида серы (VI) (уравнение 2) необходи-
мо иметь 0,75 моля оксида серы (IV). Для образования 0,75 моля ок-
сида серы (IV) потребуется 0,375 моля (45 г) FeS2 (уравнение 3).
164. 2NaNO3 = 2NaNO2 + О2 (1)
2 моля (2-85 г) 1 моль (22,4 л)
0,6 моля (51 г) 0,3 моля (6,72 л)
Из уравнения (1) видно, что при разложении 51 г NaNO3 (0,6 моля)
выделится 6,72 л кислорода (0,3 моля ОД.
Превращение кислорода в озон протекает по уравнению (2)
ЗО2 = 2О3 (2)
3 моля (3-22,4 л) 2 моля (2-22,4 л)
0,015 моля (0,336 л) 0,01 моля (0,224 л)
Определим объем кислорода, превратившегося в озон:
6,72 л О2 составляют 100%
X л О2 5%
6,72-5 л
х =------- = 0,336 л О,.
100
Из уравнения (2) видно, что 0,336 л О2 образуют 0,224 л О3. Объем
непрореагировавшего кислорода равен: 6,384 (6,72—0,336)л.
Объем озонированного кислорода равен сумме объемов непрореа-
гировавшего кислорода и образовавшегося озона: 6,384 л4-0,224 л =
= 6,608 л.
Состав озонированного кислорода:
Ql224 100 = 8 т. е 3 38 0 и g6 62% Q
6,608
165. При сжиганий фосфора в избытке кислорода образуется оксид
фосфора (V):
165
4Р + 5О2 = 2РА (1)
4 моля (4-31 г) 2 моля (2-142 г)
0,5 моль (15,5 г) 0,5 моля
При растворении оксида фосфора (V) в растворе гидроксида нат-
рия возможно образование трех типов солей:
н2о + 2NaOH + 2 моля РА = 1 моль 2NaH2PO4 (2)
4NaOH 4 Моля + Р 2О5 — 1 моль 2Na2HPO4 + Н2О (3)
6NaOH + 6 молей 1,5 моля р2о5 1 моль 0,25 моля 2Na3PO4 2 моля 0,5 моля + ЗН2О (4)
Согласно условию задачи, имеется 187’5-1’-2- -5-==б0 г (1,5 моля)
NaOH. Из уравнений (2) — (4) и данных задачи можно заключить, что
при растворении оксида фосфора (V) в растворе гидроксида натрия
образуется 0,5 моля фосфата натрия (уравнение 4).
Na3PO4 + 3AgNO3 = Ag3PO4 + 3NaNO3 (5)
1 моль 1 моль (419 г)
0,5 моля 0,5 моля (209,5 г)
По уравнению (5) можно вычислить массу выпавшего в осадок фос-
фата серебра, она равна 209,5 г.
166. Бесцветный газ А — оксид азота (II), NO.
Газ Б — бурого цвета—оксид азота (IV), NO2.
Газ А (NO) в присутствии кислорода воздуха переходит в газ Б
(NO2):
2NO4-O2 = 2NO2 (1)
SO2+NO2 = SO34-NO (2)
Реакция (2) находит промышленное применение при нитрозном спосо-
бе получения серной кислоты.
Кислота X — азотная кислота, HNO3.
При растворении меди в концентрированной азотной кислоте выде-
ляется оксид азота (IV):
Си + 4HNO3 = Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2Н2О (3)
1 моль (64 г) 4 моля (4 63 г)
166
Растворение меди в разбавленной азотной кислоте дает оксид азо-
та (II):
3Cu + 8HNO3
3 моля (3-64 г) 8 молей (8-63 г)
1 моль (64 г) 2,67 моля (168 г)
3Cu(NO3)2 + 2NO + 4Н2О (4)
Рассчитаем количество разбавленной и концентрированной азотной
кислоты, необходимой для растворения 64 г меди.
На растворение 64 г меди требуется 252 г HNO3 (уравнение 3).
100 г 60%-ного раствора HNO3 содержат 60 г HNO3
х г 252 г HNO3
х = 252'100_ — 420 г, или 420 : 1,375 = 305,4 мл 60%-ного раствора HNO3.
60
Для растворения 64 г меди необходимо 168 г HNO3 (уравнение 4)
100 г 40%-ного раствора HNO3 содержат 40 г HNO3
у г 168' г HNO3
у = 168= 420 г, или 420 : 1,25 = 336 мл 40 %-ного раствора HNO3.
167.
4Р + 5О2
4 моля (4-31 г)
2 моля (2-31г )
2Р2О6
2 моля (2-142 г)
1 моль (142 г)
(О
РА +
1 моль (142 г)
(z г)
Масса имеющегося .85 %-ного
2Н3РО4
2 моля (2 • 98 г)
{У г)
раствора Н3РО4 равна 850 (500-1,7)
100 г 85%-ного раствора Н3РО4 содержат
850 г
ЗН2О
(2>
г.
85
г
г
Н3РО4
Н3РО4
х== 722,5 г Н3РО4.
Предположим, что по уравнению (1) образуется
уравнению (2) получится у г Н3РО4. В таком случае из
имеем
г Р2О5,
2
уравнения
и по
! (2)
196z и
У =-------г Н3РО4.
142
Масса раствора фосфорной кислоты после растворения в нем Р2О5
равна (850-f-z) г.
167
Масса кислоты Н3РО4 после раств
/722 5 + J96.’
\ 145-
Так как после растворения Р2О3
кислоты Н3РО4 становится равной
100 г 92,6%-ного раствора Н3Р'
(850 ± 2) г
722,5 +-^-г
142
г = 142, т. е. им
Из уравнения (1) видно, 1
мо было сжечь 62 г фосфора.
168. 2MeS J)
2 моля (2х 4- 64'
0,1 моля (9,7 г)
SO2 + 2п2. . (2)
1 моль (22,4 л)
0,1 моля (2,24 л) 0,1 моля v
Из уравнения (2) видно, что для обесцвечивания t содер-
жащего 25,4 г йода (0,1 моля), необходимо иметь 2,24 л ха серы
(IV) (0,1 моля) (уравнение 2),'который выделился в результате ре-
акции (1).
По уравнению (1), зная исходное, количество сульфида металла
(II) и объем оксида серы (IV), выделившегося при обжиге сульфида
металла, можно вычислить массу 1 моля металла, входящего в состав
исходной соли. Масса 1 моля металла равна 65 г, т. е. металл — цинк.
169. Са3Р2 + 6НС1 = ЗСаС12 -t- 2РНЧ (1)
1 моль (182 г) 2 моля
1,6 моля (291,2 г) 3,2 моля
2РН3 + 4О2 == 'Р2О5 + ЗН2О (2)
2 моля 1 моль
3,2 моля 1,6 моля
При растворении оксида фосфора (V) в растворе гидроксида нат-
рия возможно образование солей трех типов:
Н2О + Р2О5 + 2NaOH = 2NaH2PO4 (3)
1 моль (142 г) 2 моля 2 моля (2-120 г)
1,6 моля (227,2 г) 3,2 моля 3,2 моля (384 г)
168
хлс _
-а
2Na2HPO4 + H20
2Na3PO4 + 3H2O
(4)
(5)
400-1,28-25 1ОО /о п v
'еется-----—----- =128 г (3,2 моля)
P2Os приходится 3,2 моля NaOH,
’ования 3,2 моля (384 г) NaH2PO4
чи:
512 г раствора NaOH-^-
384 г NaH2PO4
х г NaH2PO4
раствора NaH2PO4 51,9%.
’рия и калия с раствором
и бария:
оаС12
1 моль (208 г)
BaSO4
1 моль (233 г)
0,2 моля (41,6 г) 0,2 моля (46,6 г)
л-ла'^е
+ 2NaCl (1)
K2SO4
1 моль (174 г)
О 4 моля (69,6 г)
+ ВаС12
1 моль (208 г)
0,4 моля (83,2 г)
BaSO4 + 2КС1
1 моль (233 г)
0,4 моля (93,2 г)
(2)
ВаС12 + H2SO4 = BaSO4 + 2НС1
1 моль (208 г) 1 моль (238 г)
0,2 моля (41,6 г) 0,2 моля (46,6 г)
(3)
Согласно условию задачи, имеется - 16—-- =166,4 г (0,8 моля)
ВаС12. Зная массу выделившегося осадка сульфата бария (уравне-
ние 3), можно рассчитать количество хлорида бария, оставшегося в
избытке после реакций (1) и (2), оно равно 41,6 г (0,2 моля).
Следовательно, на реакции (1) и (2) было израсходовано 124,8
(166,4 — 41,6) г (0,6 моля) ВаС12.
Предположим, что на реакцию (1) расходуется х г ВаС12 и при
7 Зак. 521/4730 169
этом выделяется у г BaSO4, тогда из уравнения (1) следует, что:
208 г ВаС12 образует 233 г BaSO4
х г. ВаС12 у г BaSO4
В таком случае в результате реакции (2):
208 г ВаС12 образует 233 г BaSO4
(124,8—х) г ВаС12 (139,8—у) г BaSO4
208(139,8—у) =233(124,8—х). (1Г>
Решив систему уравнений (I) и (II), найдем:
х=41,6 г ВаС12 (0,2 моля), «/=46,6 г BaSO4 (0,2 моля).
Затем можно вычислить исходные количества сульфата натрия и
сульфата калия (уравнения 1 и 2), получается 0,2 моля (28,4 г).
Na2SO4 и 0,4 моля (69,6 г) KaSO4.
Общая масса сульфатов калия и натрия, содержащихся в растворе*
равна 98 (69,6+28,4) г; 102 г Н2О+98 г солей = 200 г раствора.
200 г раствора солеи содержат 69,6 г K2SO4,
100 г 21 г KaSO4
= 69,6-100 = 34 8 или 34 8 к SQ
200
200 г раствора солей содержат 28,4 г Na2SO4
100 г z2 г Na2SO4
z2 = 100 = 14,2 г, или 14,2% Na2SO4.
171. При нагревании нитратов активных металлов образуются ни-
триты и кислород:
2NaNO3 = 2NaNO2 + О2 (1>
2 моля (2-85 г) 1 моль (22,4 л)
0,2 моля (17 г) 0,1 моля (2,24 л)
Нитраты менее активных металлов при нагревании дают оксид ме-
талла, оксид азота (IV) и кислород:
2Pb(NO3)a = 2РЮ + 4NO2 +
2 моля (2-332 г) 2 моля (2-224 г) 4 моля (4-22,4 л)
0,2 моля (66,4 г) 0,2 моля (44,8 г) 0,4 моля (8,96 л)
170
+ 02 (2)
1 моль (22,4 л)
0,1 моля (2,24 л)
Из условия задачи следует, что при нагревании исходной смеси нитра-
тов натрия и свинца образуется 44,8 г оксида свинца (II). На основа-
нии этого (уравнение 2) можно рассчитать массу исходного количества
нитрата свинца (II), а также объем выделившихся оксида азота (IV)
и кислорода, В результате вычислений получаем: 66,4 г Pb(NO3)2;
8,96 л NO2 и 2,24 л О2.
Следовательно, суммарный объем газов, выделившихся в результа-
те реакции (2), равен: 8,96 л NO2+2,24 л О2 = 11,2 л. Зная общий объ-
ем газов, выделившихся при разложении нитратов свинца и натрия, и
объем выделившихся газов по уравнению (2), можно найти объем кис-
лорода, образовавшегося при нагревании нитрата натрия: 13,44 —
— 11,2 = 2,24 л О2. Затем рассчитаем массу нитрата натрия, необходи-
мого для получения 2,24 л О2 (уравнение 1); получается 17 г. Таким
образом, масса исходной смеси нитратов натрия и свинца равна:
17 г NaNO3+66,4 г Pb(NO3)2 = 83,4 г.
172. В концентрированной азотной кислоте золото не растворяется,
тогда как медь взаимодействует с ней, образуя нитрат меди (II) и
оксид азота (IV):
Си + 4HNO3 = Си (NO3)2 + 2NO2 + 2Н2О (I)
1 моль (64 г) 2 моля (2-22,4 л)
0,1 моля (6,4 г) 0,2 моля (4,48 л)
Зная из условия задачи объем выделившегося оксида азота (IV)
(уравнение 1), можно вычислить массу меди, содержащейся в сплаве,
она равна 6,4 г.
При растворении золота в царской водке образуются хлорид золо-
та (III) и оксид азота (II):
Au + ЗНС1 + HNO3 = AuCl3 + NO +
1 моль (197 г) 1 моль (22,4 л)
0,2 моля (39,4 г) 0,2 моля (4,48 л)
+ 2Н2О (2)
Зная объем выделившегося оксида азота (II), рассчитываем количест-
во золота, растворившегося в царской водке, оно равно 39,4 г (урав-
нение 2).
Таким образом, масса сплава золота и меди равна: 6,4 г Си-4—
+39,4 г Аи-=45,8 г; содержание золота в сплаве: = 86,02%.
7* 171
173. Из анализа продуктов сжигания неизвестного вещества сле-
дует, что в состав исходного вещества входили сера, водород и, воз-
можно, кислород. Определим количество серы и водорода в продуктах
реакции:
64 г SO2 содержат 32 г S
12,8 г' SO2 х г S
12,8-32 г. . с
х =---------= 6,4 г S.
64
18 г Н2О содержат 2 г водорода
3,6 г Н2О у г водорода
3.6-2 „ .
у =-----= 0,4 г водорода.
18
(х+//) =6,4 г+0,4 г = 6,8 г.
Сумма (х+у) равна массе исходного вещества, следовательно, кисло-
род в его состав не входил.
Соотношение элементов в исходном веществе:
х;!/ = Л£:Л£=1:2.
32 1
Очевидно, исходное вещество — сероводород, H2S.
2H2S + 30, = 2SO2 + 2Н,0 (1)
2 моля (2 34 г) 2 моля
0,2 моля (6,8 г) 0,2 моля
Согласно уравнению (1) образуется 0,2 моля оксида серы (IV).
По условию задачи имеется г (^,4 моля) NaOH. При
взаимодействии оксида серы (IV) с раствором гидроксида натрия воз-
можно образование солей двух типов:
NaOH + SO2 = NaHSO3 (2)
1 моль 1 моль
2NaOH + SO2
2 моля (2-40 г) 1 моль
0,4 моля (16 г) 0,2 моля
Na2SO3 + Н2О (3)
1 моль (126 г)
0,2 моля (25,2 г)
На основании анализа данных задачи и уравнений (2) и (3) видно,
что образуется 0,2 моля (25,2 г) Na2SO3.
Масса раствора, образовавшегося после реакции (3), равна 76,8
(64+12,8) г.
172
76,8 г раствора Na2SO3 содержат 25,2 г Na2SO3
100 г х г Na2SO3
х __ 25,2-100 __ 32,g или 32,8 %-ный раствор Na2SO3.
<76,8
174. Zn + 2НС1 = ZnCl2 + Н2 (1)
1 моль (65 г) 2 моля (2-36,5 г) 1 моль (22,4 л)
0,4 моля (26 г) 0,8 моля (29,2 г) 0,4 моля (8,96 л)
ZnO + 2НС1 = ZnCl2 + Н2О
1 моль (81 г) 2 моля (2-36,5 г)
0,2 моля (16,2 г) 0,4 моля (14,6 г)
(2)
По условию задачи на растворение смеси цинка и оксида цинка из-
расходовано: 100 8loo'9'3'6" =43,8 г (1,2 моля) HCI. Зная объем
выделившегося водорода (уравнение 1), можно вычислить массу рас-
творившегося цинка и количество израсходованной соляной кислоты,
получаем 26 г цинка и 29,2 г НС1, что составляет 0,8 моля.
Следовательно, на реакцию (2) израсходовано 0,4 (1,2 — 0,8) моля
НС1, необходимые для растворения 16,2 г оксида цинка.
Таким образом, масса исходной смеси веществ равна: (26 г цинка+
+ 16,2 г оксида цинка) 42,2 г.
175. Соль, входящая в состав кристаллогидрата, является сульфа-
том натрия, так как она окрашивает пламя в желтый цвет и при
взаимодействии с хлоридом бария дает белый, нерастворимый в воде
и кислотах осадок — сульфат бария:
Na2SO4+BaCl2 = BaSO4+2NaCl
Из условия задачи известно, что кристаллогидрат содержит 44%
Na2SO4 и 56% кристаллизационной воды. Масса 1 моля Na2SO4 равна
142 г, масса 1 моля Н2О равна 18 г. Соотношение Na2SO4 к Н2О в ис-
ходном кристаллогидрате следующее:
_И_ .Л = 0 31 - з д = J ; ю,
142 18
т. е. формула исходного кристаллогидрата — Na2SO4- 10Н2О.
176. Как известно, сульфат бария не растворяется в соляной кисло-
те. Следовательно, нерастворимый осадок — BaSO4 (60,6 г). При взаи-
модействии карбоната бария с соляной кислотой выделяется оксид
углерода (IV):
ВаСО3 + 2НС1 = ВаС12 + СО2 + Н2О (1)
1 моль (197 г) , I моль (22,4 л)
0,2 моля (39,4 г) 0,2 моля (4,48 л)
173
Са(ОН)2 + 2СО2 = Са(НСО3)2 (2)
2 моля (2-22,4 л) 1 моль (162 г)
0,2 моля (4,48 л) 0,1 моля (16,2 г)
Зная из условия задачи массу образовавшегося гидрокарбоната каль-
ция (16,2 г), по уравнению (2) можно рассчитать объем оксида угле-
рода, выделившегося в результате реакции (1), а затем определить
массу карбоната бария (уравнение 1), получается 39,4 г ВаСО3. Сле-
довательно, исходная смесь солей содержит 39,4 г ВаСО3 и 60,6 г
BaSO4.
177. При растворении в горячем растворе серной кислоты выде-
ляется оксид серы (IV):
Си + 2H2SO4 = CuSO4 +
1 моль (64 г) 2 моля (2-98 г)
0,2 моля (12,8 г) 0,4 моля (39,2 г)
+ SO2 + 2Н2О (1)
1 моль (22,4 л)
0,2 моля (4,48 л)
При взаимодействии оксида серы (IV), выделившегося согласно урав-
нению (1), с избытком сероводорода протекает реакция (2), идущая с
образованием свободной серы. При этом оксид серы (IV) проявляет
окислительные свойства:
SO2 + 2H2S = 2Н2О + 3S (2)
1 моль (22,4 л) '3 моля (3-32 г)
0,2 моля (4,48 л) 0,6 моля (19,2 г)
Согласно условию задачи, при взаимодействии оксида серы (IV) с
избытком сероводорода выделилось 19,2 г серы (0,6 моля), по уравне-
нию 2 можно рассчитать объем SO2, вступившего в реакцию, он равен
4,48 л (0,2 моля).
Зная объем оксида серы, можно вычислить (уравнение 1) массу
меди, растворившейся в серной кислоте, и количество израсходованной
серной кислоты, получается 12,8 г меди и 39,2 г H2SO4.
78,4 г раствора H2SO4 содержат 39,2 г H2SO4
100 г х г H2SO4
х = ~ 50 г, или 50%-ный раствор H2SO4.
178. 2Pb(NO3)2 = 2РЬ0 + 4NO2 + О2 (1)
2 моля (2- 332 г) 2 моля
0,1 моля (33,2 г) 0,1 моля
174
PbO + 2HC1 = РЬС12 + H2O
1 моль 1 моль
0,1 моля 0,1 моля
РЬС12 + H2S =
1 моль
0,1 моля
PbS + 2НС1
1 моль (240 г)
0,1 моля (24 г)
(2)
(3)
При нагревании нитрата свинца образуется оксид свинца (II)
(уравнение 1). Хлорид свинца (II) получается при растворении оксида
свинца (II) в соляной кислоте. Согласно условию задачи, при пропус-
кании избытка сероводорода через раствор хлорида свинца выпадает
в осадок 24 г (0,1 моля) сульфида свинца. Зная массу образовавше-
гося сульфида свинца (уравнение 3), можно рассчитать массу разло-
жившегося при нагревании нитрата свинца (уравнения 1—3), она рав-
на 33,2 г (0,1 моля) Pb(NO3)2.
179. Кристаллическая сода теряет кристаллизационную воду:
NaaCO3 • ЮН2О = №2СО3 + ЮН2О (1)
1 моль (286 г) 1 моль (106 г) 10 молей (180 г)
0,2 моля (57,2 г) 0,2 моля (21,2 г) 2 моля (36 г)
Гидрокарбонат натрия при нагревании переходит в карбонат
«атрия:
2NaHCO3 = Na2CO3 + СО2 +
2 моля (2-84 г) 1 моль (106 г) 1 моль (22,4 л)
0,2 моля (16,8 г) 0,1 моля (10,6 г) 0,1 моля (2,24 л)
+ Н2О (2)
1 моль (18 г)
0,1 моля (1,8 г)
Зная объем выделившегося оксида углерода (IV), по уравнению (2)
можно рассчитать массу образовавшегося карбоната натрия и исход-
ное количество гидрокарбоната натрия, получается 10,6 г Na2CO3 и
16,8 г NaHCO3. Следовательно, масса карбоната натрия, образовавше-
гося в результате реакции (1), равна 21,2 (31,8 —10,6) г. Затем вычис-
ляем исходное количество кристаллической соды (уравнение 1), оно
составляет 57,2 г Na2CO3-ЮН2О.
Таким образом, масса исходной смеси солей равна:
57,2 г Na2CO3-ЮН2О+16,8 г NaHCO3 = 74 г.
180. Pb(NO3)2 + H2S = PbS + 2HNO3 (1)
1 моль (331 г) 1 моль (240 г)
0,3 моля (99,3 г) 0,3 моля (72 г)]
175
При окислении сульфида свинца (II) азотной кислотой образуются
вода, сульфат свинца (II) и выделяется 17,92 л (0,8 моля) оксида азо-
та (II):
3PbS
3 моля (3-239 г)
0,3 моля (71,7 г)
8HNO3 = 3PbSO4 + 8NO + 4НаО (2)
8 молей (8-22,4 л)
0,8 моля (17,92 л)
№+ + Зё=№+ 8
S2~ — 8e = SE+ 3
8N^ + 3S2- = 8N2+ + 3S5+
Зная объем выделившегося оксида азота (II), можно рассчитать
массу сульфида свинца (II) (уравнение 2), она равна 71,7 г (0,3 моля)
PbS. Для образования 0,3 моля PbS необходимо иметь 0,3 моля
(99,3 г) нитрата свинца (II) (уравнение 1).
Рассчитаем содержание Pb(NO3)2 в исходном растворе:
200 г раствора Pb(NO3)2 содержат 99,3 г Pb(NO3)2
100 г х г Pb(NO3)2
х = — —= 49,65 г, или 49,65%-ный раствор Pb(NO3)2.
181. ZnS + 2НС1 = ZnCla + H2S (1)
1 моль (97 г) 1 моль (22,4 л)
0,4 моля (38,8 г) 0,4 моля (8,96 л)
2H2S + ЗО2 = 2SO2 + 2Н2О (2)
2 моля (2-22,4 л) 3 моля (3-22,4 л) 2 моля
0,4 моля (8,96^л) 0,6 моля (13,44 л) 0,4 моля
SO2 +Са(ОН)2= CaSO3 + Н2О (3)
1 моль 1 моль (120 г)
0,4 моля 0,4 моля (48 г)
Зная из условия задачи количество сульфида цинка (уравнение 1),
вычисляем объем сероводорода, выделившегося при растворении 38,8 г
сульфида цинка (0,4 моля), получается 8,96 л (0,4 моля) H2S. Затем
с помощью расчетов (уравнения 2 и 3) определяем массу сульфита
кальция, она равна 48 г. На сжигание 0,4 моля H2S необходимо было
иметь 0,6 моля (13,44 л) О2 (уравнение 2). Однако из условия задачи
следует, что после реакции (2) кислород остался в избытке, так как
при пропускании газообразных продуктов через раствор гидроксида
кальция остается 6,72 л газа, не взаимодействующего с гидроксидом
кальция.
176
Таким образом, всего кислорода, полученного при разложении бер-
толетовой соли, было 20,16 (13,44+6,72) л, что составляет 0,9 моля О2.
2КС1О3 2КС1 + ЗО2
2 моля (2-122,5 г) 3 моля (3-22,4 л)
0,6 моля (73,5 г) 0,9 моля (20,16 л)
Итак, для получения 0,9 моля кислорода необходимо иметь 0,6 моля
КСЮз (73,5 г).
182. AlCl3+3NaOH=Al(OH)3+3NaCl (I)
При действии избытком раствора NaOH осадок А1(ОН)3 раство-
ряется:
Al(OH)3+NaOH=NaH2AlO3+H2O (2)
СгС13 + 3NaOH = Сг(ОН)3 + 3NaCl (3).
1 моль 1 моль
0,4 моля 0,4 моля .
Гидроксид хрома (III) также растворяется в избытке раствора гид-
роксида натрия.
Сг (ОН)3 + NaOH = NaH2CrO3 + Н2О (4)-
1 моль 1 моль
0,4 моля 0,4 моля
В щелочной среде, взаимодействуя с бромом, хромит натрия окис-
ляется и переходит в хромат натрия — соль хромовой кислоты, в кото-
рой хром проявляет высшую степень окисления:
2NaH2CrO3 + 3Br2 + 8NaOH = 2Na2CrO4 + 6NaBr + 6Н2О (5).
2 моля 2 моля
0,4 моля 0,4 моля
Na2CrO4 + ВаС12 = ВаСгО4 + 2NaCl (6)
1 моль 1 моль (253 г)
0,4 моля ' 0,4 моля (101,2 г)
Так как, согласно условию задачи, образовалось 101,2 г (0,4 моля)
осадка BaCrOi, то, следовательно, хлорида хрома (III) в исходной
смеси солей было 63,4 г (0,4 моля) (уравнения 6—3). В таком случае
масса хлорида алюминия равна 117 (180,4—63,4) г.
183. 1,4 г газа Б занимают объем 1,12 л
х г 22,4 л
х = 28 г.
177*
Масса моля газа Б, равная 28 г, может относиться либо к оксиду
углерода (II), либо к азоту, однако из условия задачи известно, что
таз Б химически малоактивен, что более соответствует азоту. Оксид
углерода (II) является хорошим восстановителем и входит в состав
газообразного топлива. Таким образо-м, газ Б —N2.
В состав газа А, очевидно, входил водород, так как в результате
восстановления оксида меди образуются продукты, одним из которых
является вода.
Определим количество водорода, содержащегося в 2,7 г воды:
18 г воды содержат 2 г водорода
2,7 г воды х г водорода
2 7«2
х = - = 0,3 г водорода.
Количество кислорода, содержащегося в 2,7 г воды, равно 2,4
(2,7 —0,3) г.
80 г СиО при восстановлении образуют 64 г меди
12 г СиО
у г меди
у = 9,6 г меди.
Из условия задачи известно, что при восстановлении 12 г оксида
меди (II) получили 9,6 г меди. Следовательно, восстановление оксида
меди (II) прошло количественно. Количество кислорода, содержаще-
гося в 12 г оксида меди (II), равно 2,4 (12 — 9,6) г.
Таким образом, можно сделать вывод, что в.состав газа А кислород
не входит, так как, кроме воды, ни один из продуктов реакции не со-
держит кислорода, и он состоит из азота и водорода:
1,4 г азота4-0,3 г водорода = 1,7 г газа А.
Согласно условию задачи, на восстановление 12 г оксида меди (II)
израсходовано 1,7 г газа А. Формула газа А — NH3, так как
N: Н = =1:3.
14 1
184. При пропускании электрических искр через воздух содержа-
щиеся в нем азот и кислород взаимодействуют, образуя бесцветный
оксид азота (II):
N24-O2 = 2NO
(1)
Оксид азота (II) уже при обычной температуре присоединяет кис-
лород воздуха и образует газообразный при обычных условиях оксид
'178
азота (IV), имеющий бурый цвет и резкий запах:
2NO+O2 = 2NO2 (2)
При взаимодействии оксида азота (IV) с раствором гидроксида
натрия образуется смесь двух солей (нитрат и нитрит натрия):
2NaOH + 2NO2 = NaNO3 + NaNO2 + H2O (3)
2 моля (44,8 л) 1 моль (85 г)
0,4 моля (8,96 л) 0,2 моля (17 г)
Известно, что при разложении нитрата щелочного металла полу-
чаются нитрит соответствующего металла и кислород:
2NaNO3 = 2NaNO2 + О2 (4)
2 моля (2'85 г) • 1 моль (22,4 л)
0,2 моля (17 г) 0,1 моля (2,24 л)
Зная из условия задачи объем выделившегося кислорода по урав-
нению (4), можно вычислить количество разложившегося при нагрева-
нии нитрата натрия, оно равно 17 г (0,2 моля) NaNO3.
Из уравнения (3) следует, что для образования 0,2 моля NaNOa на
нейтрализацию гидроксида натрия необходимо иметь 8,96 л NO2. Та-
ким образом, при пропускании электрических искр через воздух было
получено 8,96 л NO2.
185. Так как при окислении простого вещества А раствором азотной
кислоты образуется раствор, при нейтрализации которого раствором
гидроксида натрия получили фосфат натрия, то, очевидно, простым
веществом А является фосфор.
ЗР 4- 5HNO3 + 2Н2О = ЗН3РОд +
3 моля (3-31 г) 3 моля (3-98 г)
0,3 моля (9,3 г) . 0,3 моля (29,4 г)
+ 5NO (I)
5 молей (5-22,4 л)
0,5 моля (11,2 л)
Н3РО4 + 3NaOH = Na3PO4 + ЗН2О (2)
1 моль (98 г) 3 моля (3-40 г) 1 моль (164 г)
0,3 моля (29,4 г) 0,9 моля (36 г) 0,3 моля (49,2 г)
Зная из условия задачи объем выделившегося оксида азота (II)
по уравнению (I), можно рассчитать исходное количество фосфора
(простое вещество А) и количество образовавшейся фосфорной кис-
лоты.
Получаем 0,3 моля фосфора (9,3 г) и 0,3 моля фосфорной кислоты
(29,4 г). На нейтрализацию 0,3 моля Н3РО4 по уравнению (2) необхо-
179
димо 0,9 моля NaOH (36 г), при этом образуется 0,3 моля (49,2 г),
Na3PO4.
100 г 25%-ного раствора NaOH содержат 25 г NaOH
х г 36 г NaOH
* = 3625°° = 144 г, или 144 :1,28 = 112,5 мл 25%-ного раствора NaOH.
186. При электролизе водного раствора NaOH на катоде и аноде
протекают следующие реакции:
Катод: 2Н++ 2а = Н2 2
Анод: 4ОН — 4е = 2Н2О + О2 1
2Н3О ^электролиз + (1)
2 моля (2-18 г) 1 моль (22,4 л)
5 молей (5-18 г) 2,5 моля (56 л)
Электролиз водного раствора гидроксида натрия приводит к электро-
литическому разложению воды. Из уравнения (1) видно, что при вы-
делении на аноде. 56 л О2 разложению подвергается 5 молей воды
(90 г).
Масса раствора гидроксида натрия до начала электролиза равна
480 (375-1,28) г
100 г 25%-ного раствора NaOH содержат 25 г NaOH
480 г
х г NaOH
х = .480-25 = 120 г NaOH.
100
Масса раствора гидроксида натрия после электролиза равна 390
(480 —90) г.
390 г раствора NaOH содержат 120 г NaOH
100 г у г NaOH
__ 120-100 _ gQ уд г или 30 76%-ный раствор NaOH.
390
187. При прокаливании неизвестной соли образуются твердое веще-
ство А и газообразное вещество X. По-видимому, газообразное вещест-
во X — оксид углерода (IV), а твердое вещество А — оксид кальция.
Оксид кальция растворяется в воде:
СаО + Н2О = Са (ОН)2
1 моль 1 моль
0,2 моля 0,2 моля
180
При пропускании оксида углерода (IV) в раствор известковой
воды, полученный в результате реакции (1), раствор мутнеет из-за вы-
падения в осадок карбоната кальция:
Са (ОН)2 + СО2 = СаСО3 + Н2О (2)
1 моль 1 моль
0,2 моля 0,2 моля
Оксид углерода (II) «е вступает в реакцию с раскаленным углем.
Воздействие оксида углерода (IV) на раскаленный уголь без доступа
воздуха приводит к образованию оксида углерода (II):
С + СО2 = 2СО (3)
1 моль (22,4 л) 2 моля (44,8 л)
0,2 моля (4,48 л) 0,4 моля (8,96 л)
Из уравнения (3) следует, что взаимодействие
22,4 л СО2 с углем приводит к увеличению объема газа на 22,4 л
х л СО2 на 4,48 л
х=4,48 л СО2.
Таким образом, 4,48 л (0,2 моля) СО2, содержащегося в газовой
смеси оксида углерода (II) и оксида углерода (IV), провзаимодейство-
вали с раскаленным углем в соответствии с уравнением (3).
Зная объем оксида углерода (IV) и массу исходной соли, путем
расчета по уравнению (4) легко убедиться, что исходная соль — кар-
бонат кальция:
СаСО3 = СаО + СО2 (4)
1 моль (100 г) 1 моль (56 г) 1 моль (22,4 г)
0,2 моля (20 г) 0,2 моля (11,2 г) 0,2 моля (4,48 л)
188. При взаимодействии магния с простым веществом образуется
соединение M.gaX2:
3Mg + 2 X = Mg3 Х2 (1)
2 у г (72 + 2 у) г
31 г 67 г
Обозначим массу 1 моля простого вещества X через у, с учетом
данных задачи по уравнению (1) получаем: у=31 г, т. е. X — фосфор.
При обработке фосфида магния соляной кислотой выделяется
фосфин:
Mg3P2 + 6НС1 = 3MgCl2 + 2РН3 (2)
1 моль (134 г) 2 моля
0,5 моля (67 г) ’ 1 моль
181
При сгорании фосфина образуется оксид фосфора (V):
2РН3 + 4О2 = Р2О5 + ЗН2О (3>
2 моля 1 моль
1 моль 0,5 моля
Растворяясь в воде, оксид фосфора (V) образует фосфорную кис-
лоту:
! ЗН2О + Р2О6 = 2Н3РО4 (4>
3 моля (3 18 г) 1 моль 2 моля (2 • 98 г)
1,5 моля (27 г) 0,5 моля 1 моль (98 г)
0,5 моля фосфида магния по уравнению (2) образует 1 моль фос-
фина. При сжигании 1 моля фосфина получают 0,5 моля оксида фос-
фора (V) (уравнение 3). 0,5 моля оксида фосфора (V), взаимодейст-
вуя с 1,5 моля (27 г) воды, образует 98 г Н3РО4. Следовательно, после-
реакции (4) вода остается в избытке:
73= (100—27) г. Н2О.
Масса раствора после реакции (4) равна: 73 г Н2О+98 г Н3РО4—
= 171 г раствора Н3РО4.
171 г раствора Н3РО4 содержит 98 г Н3РО4
100 г г Г.Н3РО4
z = 57,3 г, или 57,3 %-ный раствор Н3РО4.
189. Zn +2HCl=ZnCl2+ Н2 (1>
1 моль (65 г) 1 моль (22,4 л)
0,1 моля (6,5 г) 0,1 моля (2,24 л)
ZnCO3 + 2НС1 = ZnCl2 + СО2 + Н2О (2>
1 моль (125 г) 1 моль (22,4 л)
0,2 моля (25 г) 0,2 моля (4,48 л)
2Н2 + О2 = 2Н2О (3).
2 моля (2-22,4 л) 1 моль (22,4 л)
При взаимодействии цинка с соляной кислотой выделяется водо-
род (уравнение 1), а при реакции карбоната цинка с соляной кислотой
образуется углекислый газ (уравнение 2).
Так как углекислый газ не поддерживает горение, то на воздухе
сжигают только водород. Следовательно, после реакции (3) остается;
4,48 л оксида углерода (IV), а на реакцию (3) было израсходовано^
2,24 (0,1 моля) л Н2. Для получения 2,24 л водорода по уравнению (1)
необходимо иметь 6,5 г цинка.
182
Для образования 4,48 л оксида углерода (IV) по уравнению (2)
потребуется 25 г карбоната цинка. Масса смеси исходных веществ рав-
на 31,5 г (25 г ZnCO3 + 6,5 г Zn). Содержание цинка в смеси состав-
ляет: или 20,63 % Zn.
31,5
190. При растворении карбоната металла (II) в избытке соляной
кислоты образуются хлорид металла (II), оксид углерода (IV) и вода:
МеСО3 + 2НС1=МеС12 + СО2 + Н2О (I)
Взаимодействие раствора хлорида металла (II) с раствором соды,
приводит к выпадению осадка карбоната металла (II):
МеС12 + Na2CO3 = МеСО3 + 2NaCl (2)-
1 моль (106 г) 1 моль
0,5 моля (53 г) 0,5 моля
При прокаливании карбоната металла (II) образуется оксид ме-
талла (II) и выделяется оксид углерода (IV):
МеСО3 = МеО + СО2 (3)г
1 моль 1 моль (40 г) 1 моль (22,4 л)
0,5 моля Д),5 моля (20 г) 0,5 моля (11,2 л)
Зная массу оксида металла (II) (20 г) и объем оксида углерода
(IV), получившихся в результате реакции (3), можно рассчитать,
массу 1 моля МеО (уравнение 3), она равна 40 г. Следовательно;
24(40—16) г соответствует массе 1 моля магния.
Для получения 0,5 моля МеО по уравнению (3) необходимо затра-
тить 0,5 моля МеСОз. Чтобы получить 0,5 моля карбоната магния, по-
требуется 0,5 моля (53 г) Na2CO3. Рассчитаем массу израсходованной,
кристаллической соды:
286 г Na2CO3-10H2O содержит 106 г Na2CO3
х г Na2CO3-10H2O 53 г Na2CO3
х = -286-53- = 143 г Na2CO3- ЮН2О.
106 232
191. Zn + 2НС1 = ZnCl2 + Н2 (I).
1 моль (65 г) 1 моль (22,4 л)
0,6 моля (39 г) 0,6 моля (13,44 л)
С помощью водорода, выделившегося в результате реакции (1), пол-
ностью восстанавливается оксид железа (III) до металла:
Fe2O3 + ЗН2 = 2Fe + ЗН2О (2)
1 моль (160 г) 3 моля (3-22,4 л) . 2 моля (2-56 г)
0,2 моля (32 г) 0,6 моля (13,44 л) 0,4 моля (22,4 г)
1831
Из условия задачи известно, что при восстановлении оксида желе-
за (III) водородом его масса уменьшается на 9,6 г.
Из уравнения (2) следует, что при восстановлении до металла
160 г Fe2O3 его масса уменьшается на 48 г
х г Fe2O3 на 9,6 г
х = ..16^’6. = 32 г Fe2CV(0,2 моля).
На восстановление 0,2 моля Fe2O3 необходимо затратить 0,6 моля
(13,44 л) водорода (уравнение 2).
Для вытеснения 0,6 моля водорода из раствора соляной кислоты
потребуется 0,6 моля (39 г) цинка (уравнение 1). Таким образом,
100 г сплава меди и цинка состоят из 39 г цинка и 61 г меди, т. е. ис-
ходный сплав содержит 39% цинка.
192, Масса 1 моля кристаллической соды Na2CO3-10H2O равна
286(106+180) г. 143 г кристаллической соды, израсходованной на
нейтрализацию, составляют 0,5 моля Na2CO3-10H2O и, следовательно,
содержат 0,5 моля (53 г) Na2CO3.
При нейтрализации исходного раствора гидроксида натрия раст-
вором серной кислоты протекает реакция:
2NaOH + H2SO4 = Na2SO(l + Н2О (1)
2 моля (2-40 г) 1 моль (98 г)
3 моля (120 г) 1,5 моля (147 г)
Так как, согласно условию задачи, после реакции (1) для нейтра-
лизации раствора необходима сода, то .очевидно, что серная кислота
дана в избытке.
Na2CO3 + H2SO4 = Na2SO4 + СО2 + Н2О (2)
1 моль (106 г) 1 моль (98 г)
0,5 моля (53 г) 0,5 моля (49 г)
Из уравнения (2) следует, что 0,5 моля Na2CO3 способно нейтрализо-
вать 0,5 моля (49 г) серной кислоты.
По условию задачи имеется: ‘ 490-40 =196 г (2 моля) H2SO4. На
нейтрализацию 3 молей раствора гидроксида натрия было израсходо-
вано 1,5 (2—0,5) моля серной кислоты.
1200 г раствора NaOH содержат 120 г NaOH
100 г х г NaOH
х=10 г NaOH, т. е. концентрация гидроксида натрия в исходном раст-
воре составляет 10%.
184
193. При сплавлении цинка и серы образуется сульфид цинка:
Zn + S = ZnS (1)
1 моль (65 г) 1 моль (32 г) 1 моль
0,3 моля (19,5 г) 0,3 моля] (9,6 г) 0,3 моля
Согласно условию задачи, имеется 19,5 г (0,3 моля) цинка. Из
уравнения (1) видно, что на сплавление 0,3 моля цинка расходуется
9,6 г (0,3 моля) серы и при этом получается 0,3 моля сульфида цинка.
В избытке остается 2,4 (12—9,6) г серы.
Обработка 0,3 моля сульфида цинка раствором соляной кислоты
приводит к выделению 0,3 моля сероводорода:
ZnS + 2НС1 = ZnCl2 + H4S (2)
1 моль 1 моль
0,3 моля 0,3 моля
Холодная разбавленная азотная кислота окисляет сероводород
до свободной серы и при этом выделяется оксид азота (II):
3H2S + 2HNO3 = 3S 4- 2NO + 4Н2О (3)
3 моля 3 моля (3-32 г) 2 моля (2-22,4 л)
0,3 моля 0,3 моля (9,6 г) 0,2 моля (4,48 л)
По уравнению (3) можно рассчитать, что при окислении 0,3 моля серо-
водорода разбавленной азотной кислотой образуется 0,3 моля (9,6 г)
серы и 0,2 моля (4,48 л) оксида азота(II).
194. При растворении неизвестного металла в азотной кислоте
средней концентрации образуется нитрат металла(III) и выделяется
оксид азота(IV):
Me 4-6HNO3 = Me (NO3)3 + 3NO2 + ЗН2О (1)
1 мрль (х г) 3 моля (3-22,4 л)
0,2 моля (11,2 г) 0,6 моля (13,44 л)
Зная из условия задачи массу металла, растворяющегося в азот-
ной кислоте средней концентрации, и объем выделяющегося оксида
азота(IV), можно по уравнению (1) рассчитать массу 1 моля неизве-
стного металла, она равна 56 г, что соответствует железу. Железо
может взаимодействовать с азотной кислотой средней концентрации,
тогда как концентрированная азотная кислота пассивирует железо.
Соотношение Fe: О в исходном оксиде железа, содержащем 70%
железа:
— : — = 1,25: 1,875 = 2:3.
56 16
3 Зак. 521/4730
185
Следовательно, формула исходного оксида железа — Ре20з.
Fe2O8 + ЗН2 = 2Fe + ЗН2О (2)
1 моль (160 г) 2 моля (2-56 г)
0,1 моля (16 г) 0,2 моля (11,2 г)
Для получения 0,2 моля (11,2 г) железа по уравнению (2) необходимо
иметь 0,1 моля (16 г) оксида железа(Ш).
195. При взаимодействии сульфата меди, входящего в состав мед-
ного купороса CuSCU-SHaO, с раствором NaOH выпадает осадок гид-
роксида меди:
CuSO4 + 2NaOH = Cu(OH)2 + Na2SO4 (1)
1 моль (160 г) 1 моль
0,4 моля (64 г) 0,4 моля
При прокаливании гидроксида меди образуются оксид меди (II) и
вода:
Си(ОН)2 = СиО + Н2О (2)
1 моль 1 моль
0,4 моля 0,4 моля
При нагревании 'уголь восстанавливает оксид меди(II) до ме-
талла:
2СиО + С = 2Си + СО2 (3)
2 моля 2 моля
0,4 моля 0,4 моля
Медь растворяется в горячей концентрированной серной кислоте
с выделением оксида серы (IV):
Си + 2H2SO4 = CuSO4 + SO2 + 2НаО (4)
1 моль 1 моль (22,4 л)
0,4 моля 0,4 моля (8,96 л)
Зная из условия задачи объем оксида серы(IV), выделившегося
в результате реакции (4), по уравнениям (4) —(1) можно вычислить
массу сульфата меди, входящего в состав исходного количества мед-
ного купороса, она равна 64 г (0,4 моля)
250 г CuSO4-5H2O содержат 160 г CuSC>4
х г 64 г CuSCU
х = —~64 = 100 г CuSO, • 5Н,О.
160 4 2
196. Согласно условию задачи, при прокаливании неизвестного
металла с серой без доступа воздуха протекает реакция с образованн-
ое
ем сульфида металла (II):
Me + S = MeS (1)
1 моль (х г) 1 моль (32 г) 1 моль
0,4 моля (0,4 х г) 0,4 моля (12,8 г) 0,4 моля
Газ А, выделяющийся при растворении продуктов реакции в из-
бытке соляной кислоты, — сероводород:
MeS + 2НС1 = МеС13 + HjS (2)
1 моль 1 моль
0,4 моля 0,4 моля
Можно было бы предположить, что после реакции (1) в избытке
остается металл, либо не взаимодействующий с соляной кислотой, либо
вступающий в реакцию с ней и вытесняющий водород:
Ме+2НС1=МеС12 + Н2 (3)
Однако, согласно исходным данным задачи, протекание реакции
(3) невозможно, так как при растворении в соляной кислоте смесь
веществ после реакции (1) дает только один газ А (сероводород).
Кроме того, при растворении в соляной кислоте смеси веществ, полу-
ченных после реакции (1), остается 6,4 г нерастворимого в соляной
кислоте вещества, при сжигании которого в избытке кислорода обра-
зуется газ Б. Нерастворимое в соляной кислоте вещество — неметалл,
очевидно, это сера, которая при сжигании в избытке кислорода дает
оксид серы (IV):
S + Оа = SOa (4)
1 моль (32 г) 1 моль
0,2 моля (6,4 г) 0,2 моля
Взаимодействие сероводорода (газ А) с оксидом серы (IV)
(газ Б) приводит к образованию простого вещества —• серы:
SOa + 2H2S = 3S ' + 2Н8О (5)
1 моль 2 моля 3 моля (3-32 г)
0,2 моля 0,4 моля 0,6 моля (19,2 г)
Зная массу образовавшейся серы по уравнению (5), можно рас-
считать количества вступивших в реакцию оксида серы (IV) и серо-
водорода, получается 0,2 моля SO2 и 0,4 моля H2S.
Затем по уравнениям (4) и (2) вычислим количества серы и суль-
фида металла (II), взаимодействующих в реакциях (4) и (2), они сос-
тавляют 0,2 моля серы (6,4 г) и 0,4 моля MeS.
Зная количество сульфида металла (II), по уравнению (1) можно
рассчитать массу 1 моля неизвестного металла, она равна 56 г, т. е.
неизвестный металл — железо.
8* 187
Масса серы, содержащейся в исходной смеси веществ, равна 19,2 г
(12,8 г серы, израсходованной на реакцию (1) +6,4 г серы, оставшейся
в избытке после реакции (1)).
197. При прокаливании карбоната кальция образуется оксид каль-
ция и выделяется оксид углерода (IV):
СаСО3 = СаО + СО2 (1)
1 моль (100 г) 1 моль (56 г) 1 моль (22,4 л) (44 г)
0,5 моля (50 г) 0,5 моля (28 г) 0,5 моля (11,2 л) (22 г)
Растворение оксида кальция в избытке воды приводит к образо-
ванию гидроксида кальция:
СаО + Н2О = Са (ОН)2 (2)
1 моль 1 моль
0,5 моля 0,5 моля
Согласно условию задачи, взаимодействие гидроксида кальция
с оксидом серы (IV) дает гидросульфит кальция:
Са(ОН)2 + 2SOa = Ca(HSO8)2 (3)
1 моль 1 моль (202 г)
0,5 моля 0,5 моля (101 г)
Из условия задачи известно, что в результате реакции (3) образуется
101 г (0,5 моля) гидросульфита кальция. По уравнениям (3) — (1)
можно рассчитать исходное количество карбоната кальция, а также
объем и массу оксида углерода (IV), выделившегося при прокалива-
нии СаСО3. Получаем: 50 г СаСО3 и 22 г (11,2 л) СО2.
198.
2Ni (NO3)2
2 моля (2-183 г)
0,5 моля (91,5 г)
2Н2О
2 моля (2-18 г)
0,5 моля (9 г)
электролиз
2Ni + О2 + 4HNO3
2 моля (2-59 г) 1 моль (22,4 л) 4 моля (4-63 г)
0,5 моля (29,5 г) 0,25 моля (5,6 л) 1 моль (63 г)
(1)
Согласно условию задачи, имеется 183 г 50 %-ного раствора нит-
рата никеля (II).
100 г 50%-ного раствора Ni(NO3)2 содержат 50 г Ni(NO3)2
183 г х г Ni(NO3)2
х = --83-?- = 91,5 г (0,5 моля) Ni (NO8)2.
Из уравнения (1) видно, что при электролизе раствора, содержа- ’
188
щего 0,5 моля (91,5 г) Ni(NO3)2, расходуется 0,5 моля (9 г) воды и
при этом на катоде выделяется 0,5 моля (29,5 г) никеля, т. е. электро-
лизу подвергается весь нитрат никеля (II), содержащийся в исходном
растворе, так как из условия задачи известно, что при электролизе
раствора нитрата никеля на катоде выделяется 29,1 г никеля. При
этом на аноде выделяется 0,25 моля (5,6 л) кислорода, а раствор, ос-
тавшийся после электролиза, содержит 1 моль (63 г) азотной кислоты.
В растворе нитрата никеля(II) до электролиза воды содержалось:
91,5 г воды (183 г раствора Ni(NO3)2 — 91,5 г Ni(NO3)2. Так как
электролизу по уравнению (1) подверглось 0,5 моля (9 г) воды, то
масса воды после электролиза равна 82,5 (91,5—9) г воды. Масса ра-
створа азотной кислоты, образовавшейся при электролизе, равна 145,5 г
(82,5 г Н2О+63 г HNO3).
145,5 г раствора HNO3 содержит 63 г HNO3
100 г у г
г/ = _ = 43Д г или 4з з %-ный раствор HNO3.
145,5
199. Медь не растворяется в соляной кислоте.
Оксид меди,(II) растворяется в соляной кислоте с образованием
хлорида меди (II) и воды:
СиО 4- 2НС1 = СиС12 + Н2О (1)
1 моль (80 г) 2 моля (2-36,5 г) 1 моль
0,4 моля (32 г) 0,8 моля (29,2 г) 0,4 моля
При растворении меди, оставшейся на фильтре в концентриро-
ванной серной кислоте выделяется оксид серы (IV):
Си + 2H2SO4 = CuSO4 + SO2 + 2Н2О (2)
1 моль (64 г) 1 моль (22,4 л)
0,5 моля (32 г) 0,5 моля (11,2 л)
Зная объем оксида серы (IV) из условия задачи, по уравнению (2)
можно вычислить массу меди, содержащейся в исходной смеси ве-
ществ, получается 0,5 моля (32 г) меди.
CuCl2 + 2NaOH = Cu(OH)2 + 2NaCl (3)
1 моль 2 моля (2-40 г) 1 моль (98 г)
0,4 моля 0,8 моля (32 г) 0,4 моля (39,2 г)
NaOH + НС1 = NaCl + Н2О (4)
1 моль (40 г) 1 моль (36,5 г)
0,4 моля (16 г) 0,4 моля (14,6 г)
189
Согласно условию задачи, имеется ЮО.аб^дд.Зб.д —.43 g г (1,2
моля) НС1.
Зная массу образовавшегося гидроксида меди (II), по уравнению
(3) можно определить количество хлорида меди (II), получившегося
в результате реакции (1), и массу гидроксида натрия, израсходован-
ного на взаимодействие с хлоридом меди (II).
Таким образом, ho реакции (3) взаимодействует 0,4 моля СиС12 и
0,8 моля NaOH.
Для получения 0,4 моля СиС12 по уравнению (1) потребовалось
0,4 моля (32 г) СиО и 0,8 моля (29,2 г) НС1. Следовательно, после
реакции (1) останется в избытке 0,4 (1,2—0,8) моля НС1.
На нейтрализацию избытка 0,4 моля соляной кислоты, согласно
уравнению (4), необходимо 0,4 моля (16 г) -NaOH. Таким образом,
масса гидроксида натрия, израсходованного на реакции (3) и (4),
равна 48 (32+16) г.
100 г 25%-ного раствора NaOH содержат 25 г NaOH
х г 48 г NaOH
х = 4~°— = 192 г, или 192 : 1,28 = 150 мл 25%-ного раствора NaOH.
Масса исходных веществ оксида меди(II) и меди равна 64 г
(32 г СиО+ 32 г Си).
64 г смеси меди и оксида меди (II) содержат 32 г меди
100 г у г
32-100 СЛй/
у =--------= 50 г, т. е. исходная смесь веществ содержала 50%
64
меди и 50% оксида меди (II).
200. Си + 2AgNO3 =Cu(NO3)a + 2Ag (1)
1 моль (64 г) 2 моля (2-108 г)
0,2 моля (12,8 г) 0,4 моля (43,2 г)
Из уравнения (1) видно, что при взаимодействии 64 г меди с раство-
ром нитрата серебра масса медного стержня увеличивается на
152(216—64) г.
Согласно условию задачи, масса медного стержня после вы-
держивания в растворе нитрата серебра увеличивается на 30,4 г
(171,2—140,8).
190
Из уравнения (1) видно, что взаимодействие
64 г Си с раствором AgNO3 увеличивает массу стержня на 152 г
х г Си - на 30,4 г
х = —-------= 12,8 г Си.
1КО
Следовательно, после протекания реакции (1) металлический стер-
жень содержит 128 (140,8—12,8) г Си, что составляет 2 моля. По урав-
нению (1) 0,2 моля (12,8 г) меди вытесняет из раствора нитрата се-
ребра 0,4 моля (43,2 г) серебра. Таким образом, металлический стер-
жень после выдерживания в растворе нитрата серебра содержит 128 г
(2 моля) меди и 43,2 г (0,4 моля) серебра.
При растворении получившегося металлического стержня в
32 %-ном растворе азотной кислоты протекают следующие реакции:
3Cu + 8HNO3 = 3Cu(NO3)2+ 2NO + 4Н2О (2)
3 моля (3-64 г) 8 молей
2 моля (128 г) 5,33 моля
3Ag + 4HNO3 = 3AgNO3 + NO + 2НаО (3)
3 моля (3-108 г) 4 моля
0,4 моля (43,2 г) 0,53 моля
Как видно из уравнений (2) и (3), на растворение 2 молей (128 г)
меди и 0,4 моля (43,2) серебра потребуется 5,86 (5,33+0,53) молей
HNO3.
Масса 5,86 молей HNO3.равна 369,18 г.
100 г 32%-ного раствора HNO3 содержат 32 г HNO3.
у г 369,18 г HNO3
369,18 • 100 11со 7 п 1 1 ко 7.10
и = — — — 1153,7 г, или 1153,7.1 —
* 32
= 961,4 мл 32 %-ного раствора HNO3.
ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
(решения задач)
I. СН4+4С12 = СС14+4НС1 (1)
МпО2+4НС1=МпС12+С12+2Н2О (2)
Л4=29-£>в. Молекулярная масса соединения равна 5,31 29 = 154,
т. е. это СС14; 1,54 г СС14 составляют 0,01 моля.
Из уравнения (1) следует, что метана прореагировало 0,01 моля
(0,224 л), хлора вступило в реакцию 0,12 моля (2,688 л).
Из уравнения (2) следует, что МпО2 (М 87) потребуется 0,12 мо-
ля, или 10,4 г (87-0,12).
2. CH3COONa+NaOH = CH4+Na2CO3 (1)
(СаО) (СаО)
МпО2 + 4НС1 = С12+МпС12 + 2Н2О (2)
СН4 + 4С12=СС14+4НС1 (3)
С12+Н2О=НС1+НС1О (4)
НС1+iNaOH=NaCl + H2O (5)
HClO+NaOH=NaClO+H2O (6)
По уравнению (1) из 20,5 г CH3COONa (М 82) образуется —=
= 0,25 моля СН4. Согласно уравнению (2), с помощью 130,5 г МпО2
(Л4 87) можно получить -13Q’5-= 115 моля хлора. Из уравнения (3)
87
следует, что 0,25 моля СН4 максимально прореагируют с 1 молем хлора
(0,5 моля которого останутся в избытке), при этом образуется 1 моль
газообразного НС1.
При растворении в воде газообразных продуктов реакции (НС1 и
С12) образуется раствор 1,5 моля НС1 и 0,5 моля НСЮ (уравнения 3
и 4), на нейтрализацию которого потребуется 2 моля NaOH (уравне-
192
2
ниЯ 5 и 6), или-^-=4 л 0,5 М раствора NaOH.
3. RH + C12->A
A+NaOH-э-Б
Б+[0МС00Н
RCOOH + NaOH = RCOONa + H2O
(1)
(2)
(3)
(4)
81'2 ___п 1“
--------- = 0,15 моля
1,08-1000
тоже 0,15 моля. Зная
На нейтрализацию кислоты потребовалось
NaOH. Согласно уравнению (4), кислоты было
количество кислоты в граммах, можно найти ее молекулярную массу
9 ‘
------=60, а по общей формуле предельных одноосновных кислог
0,15
СпНгл О2 рассчитать п:
12n-f-2n + 32=60, откуда п=2.
Следовательно, при окислении вещества Б (уравнение 3) образо-
валась уксусная кислота. Вещество Б — этиловый спирт, который мог
получиться при гидролизе СН3СН2С1. Поскольку, согласно уравнениям
(1) — (4), 0,15 моля СНзСООН образуется путем последовательных
превращений из 0,15 моля RH, то 9,675 г хлорпроизводного тоже сос-
9 675
тавляют 0,15 моля. Откуда молекулярная масса его равна = 64,5.
Таким образом, вещество А — это СгНвС!, вещество Б — это С2Н3ОН,
а исходный углеводород — этан.
4. С3Н8 + 5О2=ЗСО2 + 4Н2О
СО2 + 2 КОН == КйСОз+Н2О
СО2 + КОН=КНСОз
(1)
(2)
(3)
1,12 л СО2 составляют 0,05 моля, следовательно, объем сгорев-
I 12
шего пропана—1— = 0,37 л (уравнение 1). Масса раствора КОН равна
3 55-12
50-1,1 = 55 г. В 55 г 12 %-ного раствора КОН содержится —=
= 6,6 г КОН. Для поглощения 0,05 моля СО2 требуется 0,1 моля КОН
(Л4 56), или 5,6 г (уравнение 2). Следовательно, КОН взят в избытке,
поэтому образуется 0,05 моля К2СО3 (М 138), или 6,9 г.
5. С4Н8 +Н2ОЙ^С4Н9ОН (1)
СН3—СН=СН—СН3 + Н2О » СН3—СН (ОН)-СН2-СН3 (2)
193
Гидратируется только бутен. 37 г спирта C4Hi0O (М 74) состав-
ляют 0,5 моля. При выходе 74% такое количество получается из
0,67 моля 100^°’5 j' или 151 л буТена (уравнение 1). Следовательно,
количество бутана в исходной смеси равно 4,9 л (20—15,1). Из двух
изомерных бутенов только бутен-2 имеет цис- и транс-изомеры. При
его гидратации образуется бутанол-2 (уравнение 2).
6. СН2=СН—СН=СН, + 2Н2--*СН3СН,СН2СН, (1)
СН2 =СН—СН=СН2 + Н2 СН3СН2СН= СН2 (2)
СН2=СН—СН =СН2 + Н2 СН3СН=СН—СН3 (3)
В 800 г 10 %-ного раствора брома в хлороформе содержится
———=80 г брома (0,5 моля). Следовательно, полученная при гидри-
ровании смесь углеводородов (16,8 л) (уравнения 1, 2, 3) содержала
0,5 мрля (11,2 л) бутенов, так как бутан в этих условиях с бромом не
реагирует. Тогда бутана в смеси содержится 16,8—11,2=5,6 л. На его
образование потребовалось водорода вдвое больше, т. е. 5,6-2=11,2 л
(уравнение 1). На образование смеси бутенов пошло 0,5 моля водорода
(уравнения 2 и 3), т. е. 11,2 л. Всего поглотилось 11,2+11,2 =
= 22,4 л Н2.
7. RCH3 + Br2 = RCH2Br (А) + НВг (1)
RCH2Br + NaOH = RCH2OH (Б) + NaBr (2)
RCH2OH-^^RCHO (В) (3)
RCHO + Ag2O = RCOOH + 2Ag (4)
HCHO + 2Ag2O = CO2 + H2O + 4Ag (5)
При щелочном гидролизе монобромпроизводного А образуется
спирт Б (уравнение 2), окисление которого дает альдегид В (уравне-
ние 3). 43,2 г серебра составляют 0,4 моля, это количество серебра мо-
жет образоваться из 0,1 моля формальдегида или из 0,2 моля любого
другого альдегида (уравнения 4 и 5). Однако альдегид В по условию
задачи — газообразное вещество, и он может быть только формальде-
гидом, так как уже ацетальдегид является жидкостью с т. кип. 21° С.
Следовательно, 9,5 г монобромпроизводного А составляют 0,1 мо-
ля, молекулярная масса А равна 95, т. е. — это бромистый метил.
Отсюда следует, что был взят метан. Поскольку выход при бромиро-
194
вании — 50%, метана требуется 0,2 моля (3,2’г, или 4,48 л).
8. СНз—СНз-МЗН2=СН2 + Н2.
Дегидрируется только этан, поэтому в соответствии с уравнением
10 л Н2 выделилось из равного количества этана. Исходная смесь газов
состояла из 10 л этана и 25—10=15 л этилена. В полученной смеси
(35 л) содержится 25 л этилена (15 л исходного + 10 л полученного
дегидрированием этана) и 10 л водорода.
9. С„Н2„ + НВг = С„Н2п+1Вг (1)
CJi^Br + NaOH = СЛН2„+1ОН + NaBr (2)
СН3—CH =СН2 —СНз—СН (Вг)—СН8 СНз—СН (ОН) СНз (3)
Поскольку 16,2 г НВг (М 81) составляют 0,2 моля, то бромида
СпН2„+1 Вг получилось тоже 0,2 моля (уравнение 1), а спирта
C„H2n+iOH — 0,1 моля (уравнение 2), так как по условию задачи вы-
ход его 50%. Тогда 0,1 моля спирта составляет 6 г, откуда молекуляр-
ная масса С«Н2п+1ОН равна -^-=60. Следовательно, искомый угле-
водород — пропилен, а полученный из него спирт — изопропиловый
(уравнение 3).
10. СаН]2 =С6Н6 + ЗН2
С0Н10 = С6Нв + 2Н2
СвН10 + Вг2 = С6Н10Вг2
CeH5NOa + ЗН2 = CeH5NH2 + 2Н2О
Поскольку исходная смесь может вступить в реакцию с
= 0,3 моля брома (Л4 160), то в ней, согласно уравнению (3), содер- .
жится 0,3 моля (24,6 г) циклогексена, при дегидрировании которого
выделится 0,3-2 = 0,6 моля водорода (уравнение 2).
Для восстановления 36,9 г нитробензола (Л1 123) в анилин потре-
бовалось бы, согласно уравнению (4), —0,9 моля водорода, а
при дегидрировании циклогексена выделилось 0,6 моля Н2, следова-
тельно, при дегидрировании циклогексана (М 84) выделилось 0,9—
0 3
—0,6=0,3 моля Н2, что соответствует—,= 0,1 моля (8,4 г) циклогек-
сана (уравнение 1).
Таким образом, исходная смесь содержит —— =25,5% цик-
логексана и 74,5% циклогексена.
(1)
(2)
(3)
(4)
480-10
195
11. СпН2ге+Cl2=СгеН2г1С12
С„Н2„С12 + 2Н2ОвС„Н2„+2О2 + 2НС1
6 72
6,72 л хлора составляют =0,3 моля. Следовательно, углево-
дорода CnH2ri было 0,3 моля (уравнение 1), двухатомного спирта
С„Н2„+2О2 тоже должно получиться 0,3 моля (уравнение 2), что по ус-
ловию составляет 22,8 г. Тогда молекулярная масса гликоля
СгаН2,2+2О2=-^1^-=76, а молекулярная масса СггН2/1=76—(2-17) =42,
что отвечает пропилену.
12. С„Н2„+НВг=С пН2п+1Вг
Разность масс бромида и углеводорода составляет количество при-
соединившегося бромоводорода (М 81), т. е. 27,4—11,2=16,2 г,
16 2
или —1— =0,2 моля. Тогда 11,2 г углеводорода тоже составляют 0,2
81
112
моля (уравнение); а его М = 0 ’2 — 56 соответствует брутто-формуле
С4Н8. Из трех изомерных углеводородов такого состава условию зада-
чи отвечает изобутилен Н2С=С—СН3.
(1)
(2)
СН3
13. СлНзя + Вг2=CnH2riBr2
В 80 г 20%-ного раствора брома в СС14 содержится 80-20 = 16 г
брома (М 160), т.е. 0,1 моля. Тогда 7 г углеводорода С„Н2„ составляют
тоже 0,1 моля (уравнение), а молекулярная масса этого углеводорода
равна-^-у-=70, что соответствует, брутто-формуле С5Ню. Углеводород
такого состава имеет пять структурных изомеров:
1) С=С—С—С—С 2) С—С=С—С—С 3) С=С—С—С
4) С—С=С—С 5) С-С-С=С
С С
Изомеры 1), 3), 4) и 5) не отвечают условию задачи, так как не имеют
цис- и транс-изомеров. Следовательно, исходный углеводород — пен-
тен-2.
196
14. R -CH2-CH3 % nCO2 + m H20 (1)
R—CH= CH2 n C02 + tn' H20 (2)
RCH=CH2 + Br2 = RCHBr—CH2Br (3)
RC==CH + 2Br2 = RCBr2—CHBr2 (4)
Предположим, что число атомов углерода в каждом углеводоро-
де — п, а количество каждого соединения в смеси — х молей. Тогда
при сожжении смеси образуется 2пх — ^’^-=0,6 моля СО2, или пх=
= 0,3 моля (уравнения 1, 2).
Если непредельный углеводород относится к этиленовому ряду и
содержит одну кратную связь, то молярная доля такого углеводорода
в смеси должна быть эквимолекулярна количеству брома (М 160),
вступившему с ним в реакцию, и составлять х= ---— 16 г (0,1 мо-
ля). В этом случае число атомов углерода в каждом углеводороде
будет равно: пх=0,3; при х=0,1 п=3. Следовательно, смесь состоит
из 0,1 моля пропана и 0,1 моля пропилена (в сумме 2,24 л). Если до-
пустить, что непредельный углеводород содержит две двойные связи,
или одну тройную связь, количество такого углеводорода в смеси
должно быть 0,05 моля (уравнение 4). Тогда из уравнения нх=0,3
(при х= 0,05) находим, что н=6. В этом случае один из углеводоро-
дов должен быть гексаном (жидкость с. т. кип. 68,7°С), что противо-
речит условию задачи.
15. 4_.nH2n + НВг = С„Н2„+1 Вг
2,24 л НВг составляют 0,1 моля. По условию 7 г углеводорода
СЛН2„ составляют 0,1 моля (уравнение), а молекулярная масса угле-
у
водорода равна-^-=70, что соответствует формуле СэНю. Из пяти
изомерных углеводородов такого состава условию задачи отвечает
только пентен-2, который может быть в виде цис- и тра«с-изомеров.
16. RC=CH —п СО2 + тН2О (1)
R—С^СН + 2Н2 = R—СН2СН3 (2)
2RGsCH + AgaO = 2RC=CAg + Н2О (3)
С аммиачным раствором оксида серебра могут реагировать лишь
ацетиленовые углеводороды с концевой кратной связью, следователь-
но, смесь содержит ацетиленовые углеводороды.
197
По количеству водорода, поглотившегося при гидрировании исход-
ной смеси соединений (уравнение 2), определяем сумму числа молей
44 8
углеводородов в смеси: - ’ = 1 моль. Поскольку число молей СО2,
образующегося при сжигании органического соединения, эквивалентно
числу атомов углерода п в молекуле этого соединения (уравнение- 1),
находим значение числа п:—89,6 =п, п = 4. Итак, смесь содержит
22,4-1 F
по 0,5 моля бутина-1 и бутина-2.
СяН2л + Н2 = СяН2я+2 (О
СяН2я + Br2=СлНглВгг (2)
условию на гидрирование углеводорода СпН2п пошло 448 мл
составляет =0,02 моля Н2 (уравнение 1). Следователь-
17.
По
Н2, что -------
22,4
но, дибромида СлНглВгг тоже получено 0,02 моля (уравнение 2), что
по условию отвечает 4,32 г. Тогда молекулярная масса дибромида рав-
4 32- 1
на q № =216, а углеводорода СлН2я — 56 (216—160), что соответст-
вует формуле СдНв- Из трех изомерных углеводородов такого состава
условию задачи отвечает только изобутилен.
18. 2СН4 = HG=CH + ЗН2 (1)
НС^СН 4- AgaO = AgC^CAg + Н2О (2>
НС=еСН + Н2О СН3СНО (3)
Обозначим объем образовавшегося ацетилена через х. Тогда об-
щий объем смеси после реакции равен сумме объемов ацетилена х,
водорода Зх и не вошедшего в реакцию метана (33,6—2х). Объем
смеси газов уменьшается за счет реакции ацетилена с аммиачным ра-
створом оксида серебра (уравнение 2). Следовательно, объем ацети-
лена составляет 20% от общего объема смеси, т. е. .
х = + 4+ffi’6~2*) 20 = 11,2 л (0,5 моля).
Объем метана, превратившегося в ацетилен, 11,2-2=22,4 л (Уравне-
ние 1). Из 0,5 моля ацетилена можно было бы получить 0,5-0,7 = 0,35
моля ацетальдегида, или 44-0,35=15,4 г (уравнение 3).
19. С4Н8 + Н2 = С4Н10
СН2=СН-СН=СН2 + 2Н2 = С4Н10
С4Н8ОН»С4Н8 + Н2О
(1)
(2)
(3)
198
22,2 г спирта C<HgOH (Л1 74) составляют -^—^-=0,3 моля. При
выходе 80% из 0,3 моля спирта образуется-^^-=0,24 моля (5,4 л)
углеводорода С4Н8 (уравнение 3). Тогда количество дивинила равно:
20—5,4=14,6 л (0,65 моля).
На гидрирование 0,24 моля углеводорода С<На и 0,65 моля диви-
нила потребуется соответственно 0,24 и 1,3 моля водорода (уравнения
1 и 2); всего 1,54 моля Н2 (34,5 л).
20. HC=CH + Ag2O=AgCsCAg+H2O (1)
HCHO + 2Ag2O=CO2 + H2O+4Ag (2)
69,6 г Ag2O составляют 0,3 моля. По условию задачи смесь эквимо-
лекулярная, следовательно, в ней (уравнения 1 и 2) ацетилена 0,1' мо-
ля (2,6 г) и формальдегида 0,1 моля (3 г). Исходная смесь состоит
из 46,4% ацетилена и 53,6% формальдегида.
21. С2Н4 + С12=СН2С1—СН2С1 (1)
С2Н5ОН»С2Н4 + Н26 (2)
С2Н5С1 + NaOH = С2Н4 + NaCl + Н2О (3)
(спирт, р-р)
2№С1 + HaSO4 = Na2SO4 + 2НС1 (4)
4НС1 + MnO2 = МпС1а + Cl2 + 2НаО (5)
Для получения 49,5 г (0,5 моля) 1,2-дихлорэтана требуется 0,5 мо-
ля этилена и 0,5 моля хлора (уравнение 1). 0,5 моля этилена можно
получить из 0,5 Моля С2НзОН (уравнение 2) или из 0,5 моля С2НзС1
и 0,5 моля NaOH (уравнение 3). Для получения 0,5 моля С12 необходи-
мо взять 0,5 моля МпО2 (уравнение 5) и концентрированный раствор
НС1 (2 моля), который можно получить из 2 молей NaCl и серной
кислоты.
22. 2СН3СН2СЙ2ОН^ 2CHsCH=CH2jg--^2CH3—СН—СН3 —
ОН
СНз. уСН3
-> 2СН3—СН—СН3 )СН—СН<
| СН/ ХСН3
Вг
При количественном выходе из 0,5 моля (30 г) пропилового спир-
та должно было бы подучиться 0,25 моля (21,5 г) 2,3-диметилбутана.
199
(1)
(2)
В действительности, учитывая выходы на всех стадиях, указанные в
условиях задачи, из 0,5 моля пропилового спирта получается
0,25-0,8-0,8*8-0,3 = 0,038 моля (3,3 г) 2,3-диметилбутана.
23. 2С„Н2п+1ОН + 2Na = 2C„H2„+iONa + Н2
CJiaH-j ОН С„Н2п + Н2О
67,2 л Н2 составляют-Ц^-=3 моля. Следовательно, исходного спирта
было 6 молей (уравнение 1). Из 6 молей спирта при выходе 80% по-
6-80 . о г-, тт
лучится =4,8 моля углеводорода С«Н2п, которые по условию за-
дачи отвечают 201,6 г. Тогда молекулярная масса СлН2л =
4,8
спирта 60(42 + 18), что соответствует изопропиловому спирту.
24. СН3 + Вг2 & СН2Вг + НВг
= 42,
(1)
(2)
в за-
HBr + NaHCO3 — NaBr + Н2О + СО2
При бромировании бензола и толуола в условиях, указанных
даче, может проходить замещение водорода на бром только в метиль-
ной группе толуола. По содержанию брома в бромпроизводном нахо-
дим молекулярную массу последнего: - — - =171. Следовательно,
при бромировании получено монобромпроизводное. Количество гидро-
карбоната (М 84) (уравнение 2), пошедшего на нейтрализацию раст-
вора бромводорода, равно I6-—- = 16,8 г (0,2 моля), что эквивалентно
количеству полученного бромпроизводного и соответственно содержа-
нию толуола в смеси (уравнение 1). Таким образом, в смеси находится
толуола 0,2 моля (18,4 г), бензола 0,1 моля = 7,82 г.
25. СпН2п+1ОН»С„Н2я + Н2О
О(Н2п + С12 = СлН2лС12
2С„Н2п+1ОН + 2Na = 2СлН2л+1О№ + Н2
6 72
Выделившиеся 6,72 л водорода составляют——=0,3 моля, из
22,4
(1)
(2)
(3)
200
чего следует, что спирта СДЬл-нОН было 0,6 моля (уравнение 3).
Тогда углеводорода СяН2я и дихлорида С^НгпСЬ тоже должно полу-
читься по 0,6 моля (уравнения 1 и 2), так как выходы в обеих реак-
циях количественные. По условию задачи 0,6 моля дихлорида состав-
ляют 59,4 г.
Тогда молекулярная масса дихлорида CnH2nCl2 99 (59,4:0,6), а
молекулярная масса углеводорода СпНгп равна 28 (99—71). Молеку-
лярная масса исходного спирта равна 46 (М CnH2n+.M Н2О, т. е. 28 +
+ 18), что соответствует этиловому спирту.
26. СН3—СН2СНаОН^-^СН3-СН=СН2^2->СН8—СН—СН3 (1)
ОН
СН3—СН2—СНаОН + О2 -+• СН3СН2СООН + Н2О (2)
О
СН3СН2СООН + СН3-СН—СН3 СН3—СН2—С—ОСНСН3+Н2О (3)
! I
он сн3
Для синтеза пропионовой кислоты и изопропилового спирта было
взято по 30 г (0,5 моля) н-пропилового спирта (М 60). Пропионовой
кислоты получено =0,4 моля, при выходе 80%. Изопропиловый
спирт синтезирован в две стадии по схеме (1). По условию задачи вы-
ход на каждой стадии равен 80%, следовательно, количество пропи-
0,5-80 л ,
лена составляет——— =0,4 моля, а изопропилового спирта •—
-°’-4'-0- ==0,32 моля. Из 0,32 моля спирта и 0,4 моля кислоты с выхо-
100
Р0 32-80
дом 80% (уравнение 3) получено"—’-=0,256 моля (29,7 г) изопро-
пилового эфира пропионовой кислоты (М 116).
27. с„н2п+1он + нвг = с„ндаг + Н2О (1)
2СлН2п+1ОН + 2Na = 2CnH2n+1ONa + H2 (2)
СН2=СН—СН=СН2 + 2Н2==С4Н10 (3)
5,4 г дивинила (Л4 54) составляют 0,1 моля, для гидрирования
которого требуется 0,2 моля Н2 (уравнение 3), выделившегося по ус-
ловию задачи из 0,4 моля спирта CnH2n+iOH (уравнение 2). Тогда 24 г
спирта составляют 0,4 моля, а молекулярная масса спирта C«H2n+iOH
201
равна 60 (24 : 0,4), что соответствует брутто-формуле С3Н7ОН. Из двух
структурных изомеров, отвечающих этой формуле (н-пропиловый и
изопропиловый спирт), условию задачи соответствует последний, так
как только он при взаимодействии с НВг образует бромид с положе-
нием брома при вторичном углеродном атоме (уравнение 1).
28. СНз—си—СН3-н-гО-^СН3 — СН=СН/^-+СНа—СН—СН,
ОН ОН ОН
Из 30 г (0,5 моля) изопропилового спирта получен пропиленгли-
г, 0,5-80
коль. При дегидратации изопропилового спирта получено——— =
= 0,4 моля пропилена (при 80%-ном выходе). Количество пропилен-
гликоля (М 76) составляет 0,4 моля (30,4 г), так как выход на этой
стадии синтеза количественный.
29. 2C„H2n+1OH-+ 2Na = 2C„H2„+1ONa + Н2
C„H2ra+1OH»C„H2rt + НаО
(1)
(2)
Количество выделившегося водорода (4,48 л) составляет
0,2(4,48:22,4) моля. Следовательно, спирта в растворе содержалось
0,4 моля (уравнение 1). Тогда 22,4 г углеводорода СпН2п, которые по-
лучаются из этого количества спирта, также составляют 0,4 моля и мо-
лекулярная масса СпН2п равна 56(22,4 :0,4) (уравнение 2), что отвечает
составу С4Н8. Очевидно, спирт имеет формулу С4НдОН. Из четырех изо-
меров такого состава условию задачи отвечает изобутиловый спирт.
30. С2НБОН=й^СН2=СН2 + Н2О (1)
СН2=СН2 СН2ОН-СН2ОН (2)
СН2ОН—СН,ОН + 2Na = CH2ONa—CH2ONa + Н2 (3)
Полученное соединение — этиленгликоль. Количество водорода,
выделившегося при взаимодействии этиленгликоля с избытком натрия,
составляет 1,6 (35,84:22,4) моля, что эквимолекулярно количеству
этиленгликоля (уравнение 3). По условию задачи выход на каждой
стадии синтеза — 80%, следовательно, количество этилена, которое
потребовалось для получения этиленгликоля (уравнение 2) равно
1,6-100 „
---——=2 моля, а количество этилового спирта, из которого получен
2-100 с, г 11 1 г \
этилен, составляет---- =2,5 моля (115 г).
202
31. ОДОН =» СН2=СН2 + Н2О
2ОД0НЙВ‘ОД0ОД+ Н2О
СН2=СН2 + Вг2 = СН2Вг — СН2Вг
(1)
(2)
(3)
При дегидратации этанола образуются этилен и диэтиловый эфир.
Количество брома (М 160), которое прореагировало с этиленом, сос-
тавляет 16- г (0,1 моля), что эквимолекулярно количеству этилена
(0,1 моля, 22,4 л) и соответственно этиловому спирту (0,1 моля, 4,6 г),
из которого получен этилен. Количество спирта, из которого образо-
вался диэтиловый эфир, находим по разности: 23 г — 4,6 г=18,4 г,
что составляет 0,4 моля. Согласно уравнению (2), из 0,4 моля этило-
вого спирта образуется 0,2 моля (14,8 г) диэтилового эфира С4Н10О,
так как выход по условию задачи количественный. Следовательно, из
спирта было получено 2,24 л этилена и 14,8 г диэтилового эфира.
32. RCOOH + NaOH == RCOONa + Н2О (1)
CuSO4 • 5Н2О + 2NaOH = Си (ОН)2 -i- Na2SO4 + 5Н2О (2)
но—сн2 сн2—оч
Си (ОН)а + [ — ] /Си + 2Н20 (3)
НО—СН2 СН2—О7
СН2ОН
ОДСООСН2СН2ОСООД + 2Н2О^ I 4-2ОДСООН (4)
СН2ОН
По условию задачи на нейтрализацию кислоты (уравнение 1) по-
шло =0,3 моля NaOH, следовательно, кислоты было выде-
100-40
лено
тоже 0,3 моля, откуда ее молекулярная
36,6’ , пп
масса------- = 122,
0,3
т. е. М RCOOH = mR+m/COOH= (m/?+45) = 122, откуда m/? = 77. Так
как по условию RCOOH — кислота ароматическая, то R=C6H5, а
кислота — бензойная. 37,5 г медного купороса (М 249,7) составляют
0,15 моля, значит из него должно образоваться (уравнение 2) 0,15 мо-
ля гидроксида меди (II), с которым может прореагировать 0,15 моля
этиленгликоля (уравнение 3).
Поскольку при гидролизе исходного сложного эфира получилось
0,15 моля этиленгликоля и 0,30 моля кислоты, то был взят, следова-
тельно, полный эфир этиленгликоля и бензойной кислоты (М 270) в
количестве 0,15 моля, или 270-0,15 = 40,5 г (уравнение 4).
33. ОДп+1ОН» ОД,, + Н2О
(1)
203
C„H2„+1OH ti C02 + (n + 1) H20 ' . (2)
KOH 4- co2 = KHCO3 (3)
Поскольку при дегидратации x молей спирта образуется х молей
олефина (уравнение 1), а при сжигании того же количества спирта
выделяется пх молей СО2, где п — число атомов углерода в молекуле
спирта, находим по условию задачи значение п : пх=3х, откуда п=3.
Следовательно, был взят н-пропиловый спирт.
3 г пропилового спирта (М 60) составляют 0,05 моля, и при со-
жжении этого количества спирта должно образоваться 0,15 моля СО2
(схема 2). Для поглощения этого количества СО2 потребуется
0,15-1000 ппм
----—-- =750 мл 0,2 М раствора гидроксида калия.
34. 2CH3CH2OH+2Na=2CH3CH2ONa + H2
2CH3CH2CH2OH4-2Na = 2CH3CH2CH2ONa + H2
C6HsNO2+3H2=C6H5NH2 + 2H2O
(1)
(2)
(3)
Пусть исходная смесь содержит х г этилового спирта, из которого
может образоваться у г водорода. Тогда на основании уравнений (1)
и (2) и условия задачи можно составить две пропорции:
2С2Н5ОН —Н2
2-46г 2г
х у
2С3Н,ОН - Н2
2-60 г 2 г
(16,6 — х) (0,3 — у)
Из этих пропорций следует, что этилового спирта в смеси было 4,6 г,
пропилового — 12 г (16,6—4,6). Исходная смесь содержит — =
16,6
= 27,7% этилового и 72,3% пропилового спорта.
24,6 г нитробензола составляют 0,2 моля. Согласно уравнению (3),
на восстановление 0,2 моля нитробензола потребуется 0,6 моля
(13,44 л) водорода. 3,36 л водорода составляют 0,15 моля (0,3 г), сле-
довательно, для получения 0,6 моля водорода смеси спиртов потребу-
ется в 4 раза больше, т. е. 66,4 г.
35. rch2—ch2ohMrch=ch2 + Н2О (1)
RCH=CH2 4- Br2=RCHBr—СН2Вг (2)
RCH=СНа > п СО2 4- т Н2О (3)
204
Количество брома, который прореагировал с непредельным угле-
120-20
водородом, составляет------= 24 г (0,15 моля). Следовательно, в
реакцию с бромом вступает 0,15 моля непредельного углеводорода
(уравнение 2). По условию задачи такое же количество непредельного
углеводорода было сожжено. Число молей СО2, образующегося при
сожжении органического соединения, эквивалентно числу атомов \тле-
10,08 о
рода п в молекуле этого соединения, поэтому п~~^—о 1 *' ~3’ а не'
предельный углеводород — пропилен. Дегидратации был подвергнут
н-пропиловый спирт в количестве 0,15-2 = 0,3 моля (18 г).
36. С„Н2„+, ОН М с„ Н2„ + Н2О (1)
2СпН2и+1 ОН (С„н2п+1)2О + Н2О (2)
4 48
4,48 л углеводорода СлН2га составляют -=0,2 моля, поэтому
исходного спирта тоже было 0,2 моля (уравнение 1). Из 0,2 моля спир-
та образуется 0,1 моля простого эфира (CnH2n+i)2O (уравнение 2), что
по условию задачи составляет 7,4 г. Тогда молекулярная масса эфира
равна 74, а масса радикала CnH2fl+i равна -7- —1-6-=29, что отвечает
этильной группе, т. е. исходный спирт — этиловый.
37. RCH2CHaOH»RCH=CH2 + Н2о (1)
С„ Н2„+1 ОН п СО2 + (п + 1) Н2О (2)
RCH =СН2 + Br2 = RCHBr—СН2Вг (3)
Количество брома, который вступил в реакцию с непредельным
углеводородом, составляет-----=24 г (0,15 моля), что эквимолеку-
лярно количеству непредельного углеводорода, а также количеству
исходного спирта (уравнения (1), (2), при условии, что реакции проте-
кают количественно).
Так как по условию задачи объем непредельного углеводорода
(0,15 моля) в три раза меньше объема СО2, образующегося при сожже-
нии такого же количества спирта и равного п-0,15 моля (уравнение 2),
п-0,15
где п — число атомов углерода в молекуле спирта, находим: ——— =
= 3, п=3. Таким образом дегидратации подвергнуто 0,15 моля (9 г)
н-пропилового спирта.
38. RCHO + Ag2O=RCOOH + 2Ag (1)
205
RCOOH + C2H5OH RCOOC2H5 + H2O (2)
Выделяющийся осадок (10,8 г) составляет 0,1 моля серебра (урав-
нение 1), а кислоты RCOOH образовалось, следовательно, 0,05 моля
(уравнение 1). По условию задачи 0,05 моля кислоты дают 2,2 г
RCOOC2H5, т. е. 0,025 моля, поскольку выход эфира 50% (уравнение
2 2
2). Тогда молекулярная масса эфира RCOOC2H5 равна—^^=88, а
масса R=88—73 (масса СООС2Н5) = 15, т. е. R = CHa. Следователь-
но, исходный альдегид — уксусный.
39. СН=СН СН3СНО CHSCOOH
-*С1СНаСООН (1)
CH=CH-^-°-(Hg2+)-^ СН3СНО СН3СН2ОН (2)
С1СНаСООН + С2НБОН С1СН2СООС2Н6 + Н2О (3)
24,5 г этилового эфира монохлоруксусной кислоты (Л1 122,5) сос-
тавляют 0,2 моля. Ацетилен использован в синтезе для получения кис-
лоты и спирта (уравнения 1, 2). Поскольку по условию задачи выход
в расчете на ацетилен равен 50%, в реакцию было взято 0,8 моля аце-
тилена (17,92 л).
40. R—COOH+NaOH=RCOONa + H2O (1)
HCOOH+Ag2O = H2O + CO2-l-2Ag (2)
При взаимодействии смеси двух кислот с аммиачным раствором
оксида серебра выделилось серебро, очевидно, одна из кислот должна
быть муравьиной (М 46). Количество молей муравьиной кислоты в 2
раза меньше числа молей выделившегося серебра (0,2 моля), что соот-
ветствует 0,1 моля (4,6 г) муравьиной кислоты, вся смесь содержала
0,2 моля (9,2 г).
Другой кислоты в смеси 17,6 г (26,8—9,2), это составляет 0,2 моля.
На нейтрализацию 26,8 г смеси пошло 0,4 моля NaOH, из них 0,2 моля
на нейтрализацию НСООН и 0,2 моля — второй кислоты. Следова-
тельно, молекулярная масса второй кислоты равна 88 (17,6:0,2).
Из общей формулы таких кислот СпН2пО2 по уравнению 12п+2п+
+ 32 = 88 находим п = 4, т. е. вторая кислота—С3Н7СООН.
41. СН3ОН+0,5О2=СН2О+Н2О (1)
СН2О + 0,5О2=НСООН (2)
СН2О + 2Ag2O=4Ag+Н2О + СО2 (3)
206
HCOOH+Ag2O=2Ag+H2O + CO2 (4)
2HCOOH + BaCO3= (HCOO)2Ba+CO2+H2O (5)
Пусть смесь продуктов окисления метилового спирта содержит:
л молей СН3ОН (М 32), у молей СН2О (М 30), z молей НСООН
(М 46).
Тогда по условиям задачи составим систему уравнений:
32 х + 30 у + 462 = 12,5
4у + 2г = 2- = 0,4 (уравнения 3 и 4)
z = ~ ~22~^2~ = 1 (УРавнение 5)
Решив систему уравнений, находим:
х=0,2 моля, у=0,05 моля, z=0,1 моля.
Процентное содержание метилового спирта в смеси составит:
32 0,2-100 = 51 2
12,5
42. R—СН2ОН + СиО = Р— С< + Си + Н2О (1)
ХН
R -С< + Ag2O = R—СООН + 2Ag (2)
t СН2О + 2Ag2O - СО2 + Н2О + 4 Ag (3)
Поскольку сумма молей исходных спиртов эквивалентна числу
молей оксида меди (II) (уравнение 1), исходная смесь содержит
0,1 моля (7,95:79,5) спиртов, или по 0,05 моля каждого спирта; так
как смесь эквимолекулярна.
Количество выделившегося серебра составляет 0,3 (32,4 : 108) мо-
ля; так как исходная смесь эквимолекулярна, такое количество сереб-
ра может выделиться лишь в том случае, если один из спиртов мети-
ловый (уравнения 2, 3). Количество метилового спирта в смеси будет
равно 1,6 г (0,05-32). Второго спирта (Сп/72„+1ОН) в смеси 3 г (4,6—
1,6), для которого по уравнению 12л+ 2п+1 +17=3 : 0,05 находим:
п = 3. Следовательно, второй спирт я-пропиловый.
43. С6Н5СНО + 0,5О2=С6Н5СООН (1)
C6H5CHO+Ag2O=C6H5COOH+2Ag (2)
207
СйН5СООН+МаНСО3=СбН5СООМа + СО2 + Н2О (3)
37,8 г осадка составляют-^^~ = 0,35 моля серебра, что соответст-
вует (по уравнению 2) 0,175 моля (18,55 г) С6Н5СНО.
336 мл газа составляют 0,015 (0,336 : 22,4) моля СО2, что соответ-
ствует 0,015 моля (1,83 г) СбНзСООН согласно уравнению 3. Следо-
о - 1,83'100 о по по/
вательно, исходный бензальдегид содержит----------= 8,98 — 9%
1,83+18,55
бензойной кислоты.
44. CaC2+2H2O=Ca(OH)2 + HCsCH (1)
НСнеСН + Н2О СН3СНО -^-^СН3СООН (2)
СН3СООН + КОН = СН3СООК + Н2О (3)
224 г 20%-ного раствора гидроксида калия содержат 44,8 г КОН
(0,8 моля), следовательно, уксусной кислоты было получено также
0,8 моля (уравнение 3). Согласно условию задачи, схеме 2 и уравне-
нию’ 1, для получения 0,8 моля уксусной кислоты необходимо взять
——-----= 1 моль карбида кальция (Л4 64). Карбид кальция содержит
4% примесей, следовательно, технического карбида кальция потребу-
45. (СН3)2 СНСН2ОН (СН3)2 GHCOOH ' (1)
(СН3)2 СНСООН + С2Н5ОН (СН3)2 СНСООС2Н5 + Н2О. (2)
Окисляться с сохранением углеродного скелета будет только
первичный спирт. Из двух известных первичных бутиловых спиртов —
бутанола-1 и 2-метилпропанола-1 — условию задачи удовлетворяет
последний, так как только при его окислении получается кислота раз-
ветвленного строения (уравнение 1). 23,2 г (0,2 моля) эфира
(СН3)2СНСООС2Н5 получается из 0,4 моля кислоты (выход 50%)
(уравнение 2). Следовательно, первичного спирта было тоже 0,4 моля,
или 29,6 г (60%), а третичного — 20,4 г (50—29,6) (40%).
46. RCH2—СН2ОН + О2 = RCH2COOH + Н2О (1)
А Б
RCH2CH2OH R-СН =СН2 -±^-* R-СН-СНз (2)
ОН
в
208
о
RCH2COOH + R — CH—CH3 —RCH2—С—ОСН—R + H2O (3)
OH CH3
о
11 о
RCH2—С—ОСН—R n CO2 + tn HaO (4)
CH3
По условию задачи образование кислоты Б и спирта В протекает
количественно, следовательно, каждое соединение получено в количе-
стве одного моля.
Из эквимолекулярной смеси соединений Б и В получен сложный
эфир в количестве 0,5 моля, так как выход в реакции этерификации
составляет 50% (уравнение 3).
Поскольку число молей СО2, образующегося при сжигании слож-
ного эфира, эквивалентно числу атомов углерода п в молекуле (урав-
нение 4), то общее число атомов углерода в молекуле сложного эфира
гг= 2264 0 5~^' Н° Условию заДачи сложный эфир получен из кислоты
Б и спирта В, содержащих одинаковое число атомов углерода в моле-
куле. Следовательно, получен: изопропиловый эфир пропионовой кис-
лоты, А — н-пропиловый спирт, В — изопропиловый спирт, Б — про-
пионовая кислота.
47. СН3ОН + [О]=НС< + Н2О
\н
Масса водного раствора формальдегида равна 200 г (182-1,1).
В нем содержится формальдегида (М 30) 37,5 —- = 75 г (2,5 моля).
2,5 моля формальдегида образуются при выходе 90% окислением
-2’-5-1 — =2,7 моля метанола, т. е. из 86,4 (2,7-32) г метанола.
90
48. RCH2CH2OH 4- О2 = RCH2COOH + Н/Э (1)
R—СН2—СН2ОН -^£-*RCH=CH2 +Нг-°—>R—СИ—СН3 (2)
ОН
209
о
II
RCOOH + R—СНОН—CH34_J&->R—С—ОСН—R + Н2О (3}
сн3
2R—СН2ОН + 2 Na = 2 RCH2ONa + H2 (4)
Количество водорода, выделившегося при действии натрия на
спирт А, составляет 0,25 (5,6:22,4) моля, а количество спирта А
(уравнение 4), вступившего в эту реакцию, по условию задачи равно
0,5 моля (30 г). Откуда находим для спирта А: Л4 = 60(30:0,5). Из
общей формулы CnH2n+iOH по уравнению 12« + 2/2-|--18 = 60 находим,
что л = 3, где п — число атомов углерода в молекуле. Следовательно,
исходный спирт А — н-пропиловый, из которого получены пропионовая
кислота (Б), изопропиловый спирт (В) и изопропиловый эфир пропио-
новой кислоты (уравнения 1—3).
49. СН3СН2ОН км£2£.-> СН3СООН + Н2О (1)
НСНО НСООН СО2 + Н2О (2)
НСНО + 2 Ag2O = СО2 + Н2О + 4 Ag (3)
Уксусной кислоты образовалось 15 г (0,25 моля), следовательно,
этилового спирта в смеси было также 0,25 моля (11,5 г) (уравнение 1).
43,2 г серебра составляют 0,4 моля. Из уравнения (3) следует, что
формальдегида в смеси было 0,1 моля (3 г), или 3 100 =7,5 г
40 %-ного водного раствора.
. Состав исходной смеси: 11,5 г этилового спирта, 3 г формальдегида
и 4,5 г воды.
сн3 СН3
50. СН3—СН—СН2ОН СН3-С=СН2 + Н2О (1)
СНз СН3
СН3-С—СН3 2^= СН3—С=СН2 + Н2о (2)
он
СН3—СН—СН2ОН + О2 — СН3-СН—СООН + Н2О (3)
I I
СН3 СН3
А Б
210
2CH3—CH—СООН + Zn=(CH3-CH-COO)2 Zn + H2 (4)
CH3 сн3
Поскольку при дегидратаций спирта А образуется изобутилен, ис-
ходный спирт может быть первичным изобутиловым или третичным бу-
тиловым (уравнения 1, 2). Кислоту Б можно получить только из пер-
вичного изобутилового спирта, и это будет изомасляная кислота (урав-
нение 3).
По количеству водорода, выделившегося при реакции изомасляной
кислоты с цинком (уравнение 4), находим количество полученной кис-
4480-2 л
лоты:--------= 0,4 моля (35,2 г).
22400
По условию задачи окисление спирта в кислоту прошло на 80%,
' 0,4-100 _ л с ('17 \ &
следовательно, в реакцию было взято — и,о моля (о/ г) изооу-
тилового спирта.
51. СН3ОН НСООН СО2 + Н2О (1)
СН3СН2ОН СН3СООН + Н2О (2)
СО2 + Ва (ОН)2 = ВаСО3 + Н2О (3)
2 СН3ОН + 3 О2 = 2СО2 + 4 Н2О (4)
СН3СН2ОН + 3 О2 = 2 СО2 + 3 Н2О (5)
1,97 г ВаСОз составляют 0,01 моля, следовательно, СН3ОН в смеси
также было 0,01 моля (уравнения 1 и 2). При горении смеси из
0,01 моля метилового спирта образовалось 0,01 моля СО2 (уравне-
ние 4), из которого получилось 1,97 г ВаСОз. Следовательно, 3,94 г
(5,91—1,97) (0,02 моля) ВаСО3 образовалось из СО2, получившегося
при горении этилового спирта. Этилового спирта в смеси было 0,01
(0,02 : 2) моля (уравнения 3 и 5).
52. СН3—СН2—СН2СН2ОН !^1->СН3СН2СН2СООН + Н2О (1)
2СаН5ОН ^С2Н6ОС2Нб + Н2О (2)
2С4Н8ОН + 2 Na — 2C4H8ONa + Н2 (3)
Соединение А, из которого получена н-масляная кислота, может
быть н-бутиловым спиртом или «-масляным альдегидом. Из этилового
спирта в присутствии серной кислоты можно получить диэтиловый эфир
(С2Н5ОС2Н5) или этилен.
211
По условию задачи соединения А и Б изомерны. Из этого следует,
что соединение А — н-бутиловый спирт, а Б — диэтиловый эфир (об-
щая формула С4Н1С|О).
С натрием реагирует w-бутиловый спирт, при этом образуется 0,15
(3,36 : 22,4) моля водорода. Следовательно, в смеси содержится (по
уравнению 3) 0,3 моля (22,2 г) н-бутилового спирта.
Количество диэтилового эфира в смеси составляет 11,1 (33,3—22,2) г.
53. С2НВОН к»_> СН3СООН у Н2О (1)
НСНО НСООН ->• СО2 + Н2О (2)
СО2 + Ва (ОН)2 = ВаСО3 + Н2О (3)
30 г уксусной кислоты составляют 0,5 моля, следовательно, в смеси
было 0,5 моля этилового спирта, или 23 г (уравнение 1). 20 г ВаСО3
составляют ~0,1 моля, поэтому формальдегида (М 30) в смеси было
3 г (30-0,1) (уравнения 2 и 3). Концентрация спирта равна 23%, фор-
мальдегида — 3%.
54. СпН2„+1 ОН -2^ п СО2 + (п + 1) Н2О (1)
2C„H2n+iOH + 2Na=2CnH2„+1ONa + H2 (2)
КОН + СО2 = КНСО3 (3)
При сожжении х молей спирта образуется пх молей СО2 (уравне-
ние 1), а при действии натрия на х молей спирта выделится 0,5 х мо-
лей водорода. По условию задачи находим, что пх==8-0,5 х, откуда
п = 4. Таким образом, был взят один из изомерных бутиловых спиртов:
СН3СН2СН2СН2ОН; СН3СН2СНОН—СН3;
СНзу
)СН—СН2ОН; (СН3)3СОН
сн3/
14,8 г бутилового спирта составляют 0,2 (14,8:74) моля, следова-
тельно, при сожжении образуется 0,8 (0,2-4) моля СО2, для поглоще-
0,8-1000
ния которого потреоуется------= 400 мл 2 М раствора гидроксида
калия (уравнение 3).
; 55. R7-COOH + NaHCO3 = RCOONa+CO2+H2O (1)
R—СООН п СО2 + т Н2О (2)
.О
СН3-С< -2^пСО2+ тН,0 (3)
XOR
212
Одним из соединений, изомерных предельной одноосновной кисло-
те, может быть сложный эфир, при этом по условию задачи исклю-
чается эфир муравьиной кислоты. Предположим, что кислоты, и соот-
ветственно сложного эфира в смеси содержится по х молей, а атомов
углерода в каждой молекуле этих соединений — п. При взаимодейст-
вии исходной смеси с раствором бикарбоната (уравнение 1) образует-
ся х молей СО2, а при сожжении всей смеси объем образовавшегося
СО2 будет равен 2пх (уравнения 2, 3).
По условию задачи 2их:х=6, откуда находим, что п = 3. Следова-
тельно, смесь состоит из пропионовой кислоты и метилового эфира ук-
сусной кислоты; 22,2 г смеси составляют 0,3 моля; каждого вещества
в смеси — по 0,15 моля (11,1 г).
56. СН3СООН + С2Н8ОН2^?ЛСН3СООС2Н5+ Н2О (1)
--—
СНзСООН + 2О2 = 2СО2 + 2Н2О (2)
С2НБОН + ЗО2 = 2СО2 + ЗН2О (3)
Пусть исходная смесь содержит х молей спирта и у молей кисло-
ты. Тогда на основании уравнений (2) и (3) и условия задачи можно
составить систему алгебраических уравнений:
Зх + 2у = = i з
* 18
46* + 601/ = 25,8
Решив эту систему, находим; х=0,3 моля спирта, t/ = 0,2 моля кис-
лоты, или;
-- =53,5 % спирта и 46,5 % кислоты.
25,8
Из уравнения (1) следует, что исходная смесь содержит избыток спир-
та. Теоретически возможное количество сложного эфира — 0,2 моля, или
17,6 (0,2-88) г, тогда как действительно полученные 14,08 г соответст-
вуют выходу 80%.
57. СН3СООН + С2Н5ОНн^?‘СН3СООС2Н5 + Н2О (1)
СН3СООН + NaHCO3 = CH3COONa + Н2О 4- СО2 (2)
Для нейтрализации уксусной кислоты (уравнение 2), оставшейся
в смеси после реакции, потребовалось-^^- = 8,4 г (0,1 моля) гид-
рокарбоната натрия. Следовательно, в смеси после реакции осталось
0,1 моля (6 г) СНзСООН, что составляет 20% от всего количества ук-
213
сусной кислоты в исходной смеси. В реакцию этерификации вступило
80% исходной уксусной кислоты, что составляет 24 (6-80:20) г
(0,4 моля). На образование сложного эфира пошло также 0,4 моля
(18,4 г) этилового спирта (уравнение 1). Количество образовавшегося
сложного эфира (СН3СООС2Н5) эквимолекулярно вступившей в реак-
цию кислоте и равно 0,4 моля (35,5 г). По уравнению (1) в результате
реакции этерификации образовалось 0,4 моля воды (7,2 г). Количество
спирта, не вступившего в реакцию, определяем по разности: 67,1 —
(35,5+7,2 + 6) = 18,4 г. Таким образом, в смеси после реакции содер-
жались следующие вещества: 18,4 г этилового спирта, 6 г уксусной кис-
лоты, 35,5 .г этилового эфира уксусной кислоты и 7,2 г воды.
58. CaH6COOR + NaOH =^2=-> CeH5COONa + R ОН (1)
С„ Н2„+1 ОН п СО2 + (п + 1) Н2О. (2)
При щелочном гидролизе было выделено 0,2 моля (28,8 г)
CgHsCOONa. Следовательно, при гидролизе сложного эфира образова-
лось по 0,2 моля бензойной кислоты и неизвестного спирта (уравне-
ние 1).
Безводный сульфат меди (II) — бесцветное вещество — поглотил
выделившуюся при сожжении спирта воду, превратившись в медный
купорос CuSO4-5H2O голубого цвета. Воды поглотилось 0,8
(14,4:18) моля. Поскольку она образовалась из 0,2 моля спирта, на
основании уравнения (2) находим число атомов углерода в формуле
спирта C„H2n+iOH (п+1) =0,8:0,2 = 4, откуда п=3, т. е. ROH —
это С3Н7ОН, а так как по условию задачи он окисляется в кислоту
(вытесняющую СО2 из раствора ИаНСОз), то это первичный пропило-
вый спирт, а гидролизу подвергли 0,2 моля (32,8 г) н-пропилового
эфира бензойной кислоты — С6Н5СООС3Н7.
59. НСООН + ROH HCOOR + НаО (1)
А Б
HCOOR-^^nCO2 + тН20 (2)
Муравьиная кислота со спиртом А образует сложный эфир — сое-
динение Б (уравнение 1). 23 г муравьиной кислоты составляют 0,5 мо-
ля. Поскольку выход сложного эфира Б по условию задачи — 80%, то
в реакцию вступило °^0~° ~ моля НСООН, и количество образо-
вавшегося соединения Б тоже равно 0,4 моля. При сожжении соеди-
нения Б образовалось 1,2 (26,88: 22,4) моля СО2. Так как отношение
числа молей образовавшегося СО2 к числу молей сожженного органи-
ческого соединения Б равно числу атомов углерода п в молекуле этого
214
соединения (уравнение 2), то га= 1,2: 0,4 = 3. Следовательно, соедине-
ние А — этиловый спирт, соединение Б — этиловый эфир муравьиной
кислоты.
60. СН3—С/ + NaOH=CHsCOONa + С2Н6ОН ' (1)
ХОС2Н6
СНзСН2СООС2Н5+ПаОН = СН3СН2СООЫа + С2Н5ОН (2)
CH3COOC2Hs + 5O2 = 4CO2+4H2O (3)
СН3СН2СООС2Н5+6,5О2 = 5СО2+5Н2О (4)
Количество молей гидроксида натрия, необходимое для полного гид-
ролиза смеси двух сложных эфиров (уравнения 1,2), равно сумме мо-
лярных долей этих эфиров в смеси и составляет- = 8 г (0,2 мо-
ля). Предположим, что количество этилового эфира уксусной кислоты
в смеси х молей, тогда количество этилового эфира пропионовой кис-
лоты равно (0,2—х) молей. Поскольку число молей СО2, образующе-
гося при сожжении органического соединения, эквивалентно числу ато-
мов углерода п в молекуле этого соединения (уравнения 3,4), то х на-
ходим из следующего уравнения: 4x-f-5(0,2—х) =20,16 : 22,4, откуда
х=0,1 моля. Таким образом, в смеси содержится этилового эфира ук-
сусной кислоты 0,1 моля (8,8 г), этилового эфира пропионовой кисло-
ты*— 0,1 моля (10,2 г). Содержание этилового эфира уксусной кисло-
8,8-100 л о л z л. **
ты в смеси составляет------=46,3 %, этилового эфира пропионовой
кислоты — 53,7%.
61. СН3СООН + NaHCO3 = CH3COONa + СО2 + Н2О (1)
СН3СНО + AgaO = СН3СООН + 2 Ag (2)
СН3СООН + ОДОН СН3СОООД + НаО (3)
11,2 л газа составляют 0,5 моля СО2, следовательно, уксусной кис-
лоты было тоже 0,5 моля (30 г) (уравнение 1).
2,16 г осадка — это 0,02 моля серебра, поэтому ацетальдегида в-
смеси было 0,01 моля (0,44 г) (уравнение 2).
0,88 г сложного эфира составляют 0,01 моля, таким образом, этило-
вого спирта в смеси было также 0,01 моля (0,46 г) (уравнение 3). Со-
держание спирта в смеси равно:
0,46-100 , - 0,44-100 . п,
----1---------= 1,5 %, ацетальдегида------------= 1,42 %.
30 + 0,46 + 0,44 30,9
215
62. RCOOH + NaHCO3 = RCOONa + CO2 + H2O (1)
RCOOH -^->nCO2 + m H2O (2)
RCH2OH-2J->nCO2 + m H2O (3)
Поскольку исходная смесь эквимолекулярна, предположим, что она
содержит х молей кислоты и х молей спирта. Тогда количество СО2,
выделившегося при нейтрализации кислоты, составит х молей (уравне-
ние 1), а количество СО2, образовавшегося при сожжении исходной
смеси, будет равно 2хп молей, где п число атомов углерода в молекуле
каждого соединения (уравнения 2, 3). Так как по условию задачи
---=6, то находим, что п=3. Следовательно, смесь содержит пропио-
новую кислоту и пропиловый спирт. Зная, что исходная смесь (13,4 г)
соединений эквимолекулярна, находим количество каждого соединения
в этой смеси:——=0,1 моля. Таким образом, в смеси находится
74 + 60
0,1 моля (7,4 г) пропионовой кислоты и 0,1 моля (6 г) пропилового
спирта.
63. CeH5COOR + Н2О С6Н5СООН + ROH (1)
СвНБСООН + NaOH = CeHaCOONa + Н2О (2)
С„ Н2п+1 ОН псо2 + Н2О (3)
На нейтрализацию бензойной кислоты пошло-------=8 г (0,2
моля) NaOH, следовательно, при гидролизе сложного эфира и бензой-
ной кислоты и неизвестного спирта образовалось также по 0,2 моля
(уравнения 1 и 2).
При сожжении 0,2 моля спирта выделилось 13,44:22,4 = 0,6 моля
СО2. При сожжении любого органического вещества, содержащего
п атомов углерода в молекуле, образуется п молей СО2. Так как
0,2 моля спирта образовали 0,6 моля СО2, то п=0,6: 0,2=3, т. е.
ROH — это С3Н7ОН, а поскольку по условию задачи он окисляется
в кислоту, вытесняющую СО2 из раствора NaHCO3, то это первичный
пропиловый спирт, а гидролизу подвергли н-пропиловый эфир бензой-
ной кислоты в количестве 0,2 моля (32,8 г).
64. CH3CH2COOH+NaHCO3=CH3CH2COONa+H2O + CO2 (1)
СН3СН2СООН+3,5О2=ЗСО2+ЗН2О (2)
С4Н9ОН + 6О2=4СО2+5Н2О (3)
216
Предположим, что исходная смесь содержит х молей кислоты и
у молей спирта. На основании условия задачи и уравнений (1—3)
составим систему уравнений:
Зх + 4у = 15 х
о , . с 48,16
3,4 х 6// — "
22,4
Решив эту систему, находим: х = 0,1 моля, г/ = 0,3 моля. Состав смеси
пропионовой кислоты и бутилового спирта находим из соотношения их
молярных долей, так как их молекулярные массы равны. Следователь-
но, смесь состоит из 25% пропионовой кислоты и 75% бутилового
спирта.
65. 2СН3СООН + Zn = (СН3СОО)2 Zn + Н2 (1)
СН2=С](СН3) СН=СН2 + Н2 == С3Н10 (2)
СН3СООН + н-С3Н,ОН СН3СООС3Н7-« + Н2О (3)
„ / 15-0,68 n < е \ \
Зная количество изопрена -------= 13,15 моля ,из уравнении (1) и
\ 68 /
(2) можно найти ' количество уксусной кислоты, равное 0,3 моля
(18 г).
Количество «-пропилового спирта можно рассчитать на основании
уравнения (3), зная массу сложного эфира в граммах и его выход в
процентах: 16,32 : 102 = 0,16 моля сложного эфира образовалось из
~ моля (12 г) пропилового спирта. Таким образом, ис-
ходная смесь состоит из 1810°- =60% уксусной кислоты и 40%
18+12
«-пропилового спирта.
При взаимодействии изопрена с одним молем На могут образовать-
ся следующие изомеры С5Н10 : СН3—С=СН—СН3
I
сн3
СН3
)СН—СН=СН2 и СН2=С—сн2сн3.
сн/ [
сн3
66. R—COOH+NaHCO3 = RCOONa + H2O+CO2
По условию задачи количество кислоты в смеси равно 6 (12:2) г.
Количество СО2, выделившегося при взаимодействии этой кислоты с
9 Зак. 521/4730
217
2 24
гидрокарбонатом натрия, составляет 4 = моля. Молекулярная
масса кислоты равна Л4 = 6:0,1=60. Из общей формулы СпН2пО2 по
уравнению 12п+2н+32 = 60 находим, что п = 2. Следовательно, одна из
составляющих смеси — уксусная кислота. По условию задачи кислота
и спирт содержат одинаковое число атомов углерода в молекуле, по-
этому вторая составляющая смеси — этиловый спирт (6 г).
67. 2RCOOH+Zn= (RCOO)2Zn-f-H2 (1)
СН2= СН—СН = СН2+Н2=СНз—СН = СН—СНз (2)
(или СН3СН2— СН = СН2)
Зная количество бутадиена-1,3 (3,36:22,4 = 0,15 моля), из уравнений
(1) и (2) можно найти количество молей кислоты: (0,15-2) =0,3 моля
и пропилового спирта 0,6 моля (0,3-2), или 36 г. Используя данную в
задаче, массу исходной смеси (58,2 г), можно рассчитать количество
кислоты: 58,2—36=22,2 г и найти ее молекулярную массу: 22,2:0,3 =
= 74. Затем на основании общей формулы предельных, одноосновных
кислот СпН2пО2 легко найти п по уравнению: 12п+2п+32=74, откуда
п=3, т. е. в исходной смеси содержалась пропионовая кислота
СН3СН2СООН.
68. RCOOH п СО2 + т Н2О (1)
RCOOH +?NaHCO3 = R COONa + CO2 + H2O (2)
Допустим, что количество кислоты составляет х молей, тогда при
сожжении этого количества кислоты должно образоваться пх молей
СО2, где п — количество атомов углерода в молекуле (уравнение 1),
а при взаимодействии кислоты с гидрокарбонатом натрия выделится
х молей СО2.
По условию задачи-^-=3, откуда находим, что и = 3. Следова-
тельно, исходная кислота — пропионовая.
69. СН3СООН + СН3ОН СН3СООСН3 + Н2О (1)
CH3COOH+NaHCO3=CH3COONa+CO2+H2O (2)
СО2+Ва(ОН)2=ВаСО3+Н2О (3)
11,82 г ВаСО3 составляют 0,06 моля, следовательно, уксусной кис-
лоты в смеси было также 0,06 моля, что составляет 3,6 г (60-0,06)
(уравнения 2 и 3). Поскольку 2,22 г метилового эфира уксусной кис-
лоты составляют 0,03 моля, а реакция этерификации протекает на
218
75%, то метилового спирта в смеси было —0,0.3 ЛОО . =0,04 моля (1,28 г).
70. 3 RCOOH+ СН2ОН—СНОН-СН2ОН=^^
— RCOOCH2—CH(OCOR)— CH2OCOR, где R=C1?H35
Олеиновая (С17Н33СООН) и стеариновая (Ci7H35COOH) кислоты
дают характерные реакции на кислоты. Олеиновая кислота содержит в
цепи кратную связь и может присоединять бром и водород.
Глицерин не- дает указанных реакций, но образует ярко-голубое
окрашивание с аммиачным раствором гидроксида меди (II). 89 г три-
стеарата глицерина составляют 0,1 моля, по уравнению глицерина для
образования такого количества жира потребуется 0,1 моля (9,2 г).
71. 2СН3СООН + Na2CO3 = 2CH3COONa + Н2О + СО2 (1)
ЗСНзСООН + СН2—СН СН2Н^'‘ СН2------СН-----СН2 + ЗН2О (2)
I ! ! I I I
ОН ОН ОН ОСОСН3 ОСОСНз ОСОСНз
Объем выделившегося СО2 составляет 6,72:22,4 = 0,3 моля. Он об-
разовался, следовательно, из 0,6 моля уксусной кислоты (уравнение I).
По уравнению (2) из 0,6 моля уксусной кислоты получится 0,2 моля,
или 43,6 г (218-0,2) глицерида уксусной кислоты (М 218).
72. С6Н12Об+6О2 = 6СО2+6Н2О ‘ (1)
СНзСНОН—СООН+ЗО2 = ЗСО2+ЗН2О (2)
Качественными реакциями на глюкозу являются — взаимодействие
с аммиачным раствором оксида серебра, гидроксидом меди (II), а на
молочную кислоту — кислая реакция на лакмус и выделение водорода
под действием металлов (Zn, Mg). При сожжении глюкозы образова-
лось 13,44:22,4 = 0,6 моля СО2, следовательно, в пробирке находилось
0,1 моля (18 г) глюкозы (уравнение 1).
По условию задачи и уравнению (2) количество молочной кислоты
составляет 0,3: 3 = 0,1 моля (9 г).
73. СН.,—ОСОС17Н33
I
СН—ОСОС17Н33 + 3 NaOH --== ЗС17Н33 COONa + глицерин (1)
СН2—ОСОС17Н33
3C17H33COONa + ЗНС1 = ЗС17Н33СООН + NaCl (2)
ЗС17Н33СООН + ЗН2 ЗС17Н35 СООН (3)
9* 219
При щелочном гидролизе 0,1 моля глицерида олеиновой кислоты
получится 0,3 моля олеиновой кислоты (уравнения 1 и 2), для гидри-
рования которой потребуется 0,3 моля Н2, т. е. 6,72 л (уравнение 3).
74. Судя по формуле, С7На — ароматический углеводород
(СПН2„_6), а именно толуол, образующий при окислении бензойную
кислоту:
СвНаСНа С3Н5СООН + Н2О (1)
Из этой кислоты восстановлением можно получить только бензило-
вый спирт (С6Н5СН2ОН):
С6Н5СООН С6Н5СН2ОН + Н2О (2)
Значит, исходный сложный эфир — это бензиловый эфир бензойной
кислоты, СбНвСООСНгСбИз
н+
С6Н5СООСН2С6Н5+Н2О^С6Н5СООН+С6Н5СН2ОН (3)
На нейтрализацию образовавшейся по уравнению (3) бензойной
кислоты пошло: ------------- 0,03 моля NaOH
100-40
C6H5COOH+NaOH = C6H5COONa + H2O (4)
Следовательно, исходного сложного эфира тоже было 0,03 моля
(уравнения 3 и 4), или 6,36 (0,03-212) г
75. С17НззСООН+Н2 = С17Н35СООН
Гидрируется только олеиновая кислота. 16,8 л водорода состав-
ляют 16,8:22,4 = 0,75 моля. Следовательно, олеиновой кислоты было в
смеси 0,75 моля (уравнение), т. е. 211,5 (282-0,75) г, а стеариновой
38,5 (250—211,5) г. Из 211,5 г (0,75 моля) олеиновой кислоты получи-
лось 213 (0,75-284) г стеариновой кислоты (при гидрировании).
76. СвНб + Вг2 » С6Н5Вг + НВт (1)
НВг + СН2=СН—С1Н9=СН3—СНВг—С4Н9 (2)
(по правилу Марковникова)
Гексена (М 84) вступило в реакцию —— =0,2 моля, следова-
тельно, НВг выделилось тоже 0,2 моля. Бензола было взято——=
78
= 0,25 моля. Если бы реакция бромирования его прошла на 100%, то
бромбензола (и НВг) должно было бы образоваться тоже по 0,25 мо-
ля (уравнение 1). Полученные в действительности 0,2 моля составляют
выход 80%.
220
77. С„Н5СН=СН2 + Вг2 = С6Н5СНВг—СН2Вг
^|-сн=сна +4Н ^|/Х|-СН2-СН3
Ч/ \/
^Х|-сн2-сн3 + зн ^-СН2СН3
ч/ \/
(I)
(2>
(3)
В указанных условиях в реакцию с бромом вступит только стирол
(М 104). Поскольку он прореагировал с 16 г (0,1 моля) Вг2 (уравне-
ние 1), то стирола было в смеси тоже 0,1 моля (10,4 г). Тогда в ис-
ходном растворе было: 21—10,4=10,6 г (0,1 моля) этилбензола.
На полное каталитическое гидрирование 0,1 моля стирола требует-
ся 0,4 моля водорода (уравнение 2), и на 0,1 моля этилбензола —
0,3 моля водорода (уравнение 3). Всего исходная смесь в условиях
полного каталитического гидрирования поглотит 0,7 (0,4+0,3) моля,
или 15,68 (0,7-22,4) л Н2.
78. C6He-S—> С6Н10 + С6Н12
(1)
С«Н10 + Вг2 — С6Н10Вг2 (2)
C(iHe + 3Cl2^C6HeCle (3)
MnO2 + 4НС1 = С12 + МпС12 + 2Н2О (4)
32-10
Полученная смесь обесцветила—= 3,2 г, или 0,02 моля брома, с
которым прореагировало 0,02 моля, или 1,64 (0,02-82) г циклогексена
(Л182). 26,1 г МпО2 составляет 0,3 моля. МпО2 дает при взаимодейст-
вии с НС1 0,3 моля хлора (уравнение 4), который может прореагиро-
вать с 0,1 моля бензола (уравнение 3). Отсюда следует, что цикло-
гексана (Л4 84) в смеси содержится: 0,1—0,02=0,08 моля (6,72 г).
79. С6НБСН3 С6НЬСООН + Н2О
СвН6СН2СН3 2^^свНьСООН + СОа + 2Н2О
(1)
(2)
2,24 л СО2 составляют 0,1 моля, он может образоваться только
при окислении этилбензола (Л< 106). Следовательно, этилбензола в
смеси было тоже 0,1 моля (10,6 г) и бензойной кислоты из него по-
221
лучилось 0,1 моля (12,2 г) (уравнение 2). При окислении толуола
образовалось: 36,6—12,2=24,4 г (0,2 моля) бензойной кислоты, таким
образом, толуола в смеси было 0,2 моля (18,4 г) (уравнение 1).
Смесь содержит 39 (68—18,4—10,6) г бензола. Состав исходной
39-100
смеси:-------= 57,35 % бензола, 27,05% толуола и 15,6% этилбензола.
80. С6Н10 + Вг2—CeH10Br2 (1)
СвН10=а=С6Н9 + 2Н2 (2)
С6Н12=а=С6Нв + ЗН2 (3)
СаН6 4-ЗС12 --= С6Н6С16 (4)
4НС1 + МпО2=С12 + 2Н2О + МпС12 (5)
При использовании 26,1 г МпО2 (Л4 87) можно получить 26,1 :87 =
= 0,3 моля хлора (уравнение 5), который может прореагировать по
уравнению (4) с 0,1 моля полученного по уравнениям (2) и (3) бен-
зола. С другой стороны, исходная смесь может обесцветить - =
= 0,04 моля брома и содержит, следовательно, 0,04 моля (3,28 г) цик-
логексена (уравнение 1). Количество циклогексана в смеси находим
по разности: 0,1—0,04 = 0,06 моля (5,04 г). Исходная смесь содержит
~ 60,6 % циклогексана и 39,4% циклогексена.
81. С8Н6 4- Вг2&С6Н5Вг + НВг (1)
2СН2=СН—СН=СН2 + 2НВг =СН3—СН=СН—СН8Вг +
+ СН3—СНВг—СН=СН2 (2)
При нормальных условиях бутадиен — газ, его ввели в реакцию
= 0,2 моля. Бензола было взято - 0,25 моля. Так как
22,4-------------------------------------78
бромирование прошло на 80%, то бензола прореагировало 0,2 моля,
НВг при этом выделилось также 0,2 моля (уравнение 1).
Следовательно, продуктами реакции (уравнение 2) будет смесь не-
предельных галогенпроизводных (в основном 1-бромбутен-2) в коли-
честве 0,2 моля.
82. СвНй СН3 с8нбСоОН + Н2О (1)
CaH5NO2 +. ЗН2 == C6H5NH2 4- 2Н2О (2)
222
При окислении смеси нитробензола и толуола (М92) масса смеси
может увеличиваться только за счет превращения толуола в бензой-
ную кислоту (уравнение 1). При окислении моля толуола масса долж-
на увеличиться на 30 г, следовательно, толуола взято в 5 (30 : 6) раз
меньше, т, е. 92 : 5=18,4 г (0,2 моля).
При восстановлении смеси нитробензола и толуола масса умень-
шается за счет превращения нитробензола в анилин. При восстановле-
нии моля нитробензола масса смеси должна уменьшиться на 30 г.
Отсюда следует, что нитробензола взято в 10 (30 : 3) раз меньше, т. е.
12,3 г (0,1 моля).
83. СвН5СН3> С6Н5СООН + Н2О (1)
С6Н5СООН + С2Н5ОН н|2‘ С6Н5СООС2Н5 + Н2О (2)
30 г (0,2 моля) этилового эфира бензойной кислоты получается по
уравнению (2) из 0,4 моля бензойной кислоты (при 50%-ном выходе).
По уравнению (1) такое количество бензойной кислоты может полу-
читься из 0,8 моля (73,6 г) толуола (при 50%-ном выходе) .
84. СвН]2 р‘-СВН. — ЗН2 (1)
CeHaNO2 + 6H=C6H5NH2 + 2H2O (2)
С6Н6 + ЗС13 ЛХ.СДОв (3)
Для восстановления —’-6- = 0,2 моля нитробензола (М 123) потре-
буется 0,6 моля Н2 (уравнение 2); такое количество Н2 выделяется,
согласно уравнению (1), при дегидрировании 0,2 моля (16,8 г) цикло-
гексана.
85,2 г (1,2 моля) — масса присоединившегося к бензолу (уравне-
ние 3) хлора. Значит бензола прореагировало с ним 0,4 моля, из кото-
рых 0,2 моля образовалось из СбН!2, а 0,2 моля, или 15,6 (0,2-78) г,
было в исходной смеси. Таким образом, исходная смесь состоит из
15.6-100 „о
]5 б_|_ ]б 8 ^48/в бензола и «52% циклогексана.
85. С6Н5СН3 С6Н&СООН + Н2О (1)
С,,Н-,СН3 + ЗН2=С6Н11СН3 (2)
Из анализа свойств углеводорода и его брутто-формулы следует,
что взят ароматический углеводород СпНгп-6- Брутто-формулу С?На
имеет толуол. Для гидрирования 0,5 моля (46 г) толуола необходимо
223
1,5 моля (33,6 л) водорода (уравнение 2).
86. СвН5СН =СН2 + Н2 =Й= СвН5СН2СН3 (1)
СвН5СН=СН2 + Вг2=С6Н5СН (Вг)—СН2 (Вг) (2)
79,2 г дибромстирола (М 264) составляют 79,2:264 = 0,3 моля и,
следовательно, были получены из 0,3 моля стирола (уравнение 2). При
гидрировании этого количества стирола (уравнение 1) получится
0,3 моля (31,8 г) этилбензола.
87. С0НЙСН2ОН-^Ь+ С6Н6СНО + Н2О (1)
сдан2он сдаоон + н2о (2)
C6H5COOH+NaHCO3 = C6H5COONa + СО2+H2Q (3)
C6H5CHO+Ag2O = CfiH5COOH+2Ag (4)
4,48 л (0,2 моля) СО2, согласно уравнению (3), соответствует
0,2 моля (24,4 г) бензойной кислоты. 10,8 г осадка — это 0,1 моля се-
ребра, что соответствует (по уравнению 4) 0,05 моля (5,3 г) бензаль-
дегида.
Для окисления было взято 32,4:108 = 0,3 моля бензилового спирта,
из которых 0,05 моля превратилось в бензальдегид (уравнение 1),
0,2 моля — в бензойную кислоту (уравнение 2) и 0,05 моля (5,4 г)
спирта не прореагировало. Следовательно, смесь содержит:
5,4-100 540 « 5,3-100
------------------------- = 15,4 % бензилового спирта, ---- =
24,4 +5,3+ 5,4---------------------------------------------35,1-н 35,1
= 15,1 % бензальдегида и 100—(15,4+15,1) =69,5 % бензойной кислоты.
88. С6Н5СООН + NaHCO3=CeH5COONa + СО2 + Н2О (1)
сдаоон + сдан2он н=2* сдаоосн2свн5 (2)
Бензойная кислота вытеснила из раствора Na.HCO3 8,96:22,4 =
= 0,4 моля СО2, следовательно, ее в смеси было тоже 0,4 моля (48,8 г)
(уравнение 1). Сложного эфира, СбН5СООСН2С6Н5 (Л4 212) образова-
лось 10,6: 212 = 0,05 моля (уравнение 2).
В присутствии избытка бензойной кислоты бензиловый спирт про-
реагировал полностью, следовательно, его было столько же, сколько
образовалось сложного эфира, т. е. 0,05 моля, или 5,4 г. Исходная
смесь состоит из—5Л4__100— ~ бензилового СПирта и ~90 % бен-
s.4+48,8
зойной кислоты.
89. СвНв + Вг2а&СвН5Вг + НВг - (1)
CH3NH2 + HBr=CH3NH3Br (2)
224
Образовавшееся твердое вещество — гидробромид метиламина
(М 112), 11,2 г его составляют 0,1 моля. НВг в нем — также 0,1 моля
(уравнение 2). Бензола (уравнение 1) взято =0,125 моля,
80
или 9,75 (78-0,125) г. Бромбензола (М 157) образовалось 0,1 моля
(15,7 г).
90. С6НЬСН3 С6Н5СООН + Н2О (1)
С6Н5СООН+ИаНСОз = СбН5СОдЫа + НаО+СО2 (2)
С6Нв+7,5О2 = 6СО2 + ЗН2О (3)
С6Н5СНз + 9О2=7СО2+4Н2О (4)
Пусть в исходной смеси содержалось х молей бензола и у молей
толуола. При окислении этой смеси образовалось у молей бензойной
кислоты согласно уравнению (1). Из уравнений (2), (3) и (4) и из
условия задачи следует: 19у = 6х4-7у, откуда х = 2у. В свою очередь,
у=8,54 : 122 = 0,07 моля, или 6,44 (0,07-92) г толуола, что составляем
—6,44-100 gy %. х = од4 МОЛЯ; или ю,92 (0,14-78) г бензола (63%)
91. Судя по формуле, исходное вещество относится к ароматическо-
му ряду: СпН2п-бО. Из всех изомеров, отвечающих формуле
(С6Н5СН2ОН, С6Н5ОСНз, СНзСбН4ОН), только бензиловый спирт
(С6Н5СН2ОН) при окислении легко образует бензойный альдегид
(уравнение 1) и бензойную кислоту (уравнение 2)
С6Н5СН2ОН -^1—CeH5CHO+ Н2О (1)
СвН5СН2ОН ^~>С6Н6СООН + Н2О (2)
CeH5CHO + Ag2O = СвН5СООН + 2 Ag (3)
С6Н5СООН + NaHCO3=C6H5COONa'+ СО2 + Н2О (4)
СО2 + Ва (ОН)2=ВаСО3 + Н2О (5)
32,4 г осадка — 0,3 (32,4 : 108) моля серебра соответствует 0,15 мо-
ля СбН5СНО (уравнение 3). 9,85 г осадка — 0,05 (9,85: 197) моля
ВаСОз (А4 197) соответствует 0,05 моля CeHsCOOH (уравнения 5 и 4).
Следовательно, смесь веществ А и Б состоит из 0,15 моля бензальде-
гида (вещество А) и 0,05 моля бензойной кислоты (вещество Б) и по-
лучена она при окислении 0,2 моля (21,6 г) бензилового спирта.
92. С6Н12==С6Не+’ЗН2 (1)
C6HbNO2 + 6H=C6H5NH2 + 2Н2О (2)
CeHe + 3Cl2 =v=C6H6Cle (3)
225
(4)
2NaCl = С12 + 2Na
(расплав)
Пусть в смеси содержится х молей СбН6 (Л4 78) и у молей СбН12
(Л4 84). Из уравнений (1), (2) и (3) и из условия задачи следует:
78х+84г/=47,4, где моля C6H5NO2 (А1 123), а также
0,1 моля СбН12. Тогда х= —7’4—8,~. = 0,5 моля С8На. Из уравнений
78
(1), (3) и (4) видно, что количество хлора, необходимое для реакции
со всем бензолом, можно получить электролизом: (х-\-у)-3-2-58,5 =
= (0,54-0,1)-6-58,5 = 210,6 г NaCl.
93. С6Н6 + Вг2Е£^СвН5Вг--НВг
CH3NH2 + HBr=CH3NH;.Br
7,8 г бензола составляют 0,1 моля,
О-1-80 лаО
вступило--------= 0,08 моля бензола.
100
0,08 моля бромида водорода (уравнение 1). Метиламина (М 31) про-
реагировало также 0,08 моля, или 2,48 г (31-0,08) (уравнение 2). Кон-
2,48-100 , п„ п,
центрация раствора метиламина равна——-------= 4.96 %.
94. СвНв + Вг2Й£^С0НбВг + НВг
(СН3) 2 С=СН2 + НВг = (СН3)3 СВг СН3
(1)
(2)
в реакцию бромирования
Следовательно, выделилось
(1)
(2)
По условию задачи бензола прореагировало с бромом 80%, т. е.
----—---- = 0,24 моля, НВг выделилось при этом тоже 0,24 моля
(уравнение 1). Изобутилена вступило с ним в реакцию с учетом
80%-ного выхода 0,19 (0,24-0,8) моля, или 10,64 (0,19-56) г (уравне-
ние 2).
95. С6Н5СООН + С6Н5СН2ОН H-g‘ C6H5COOCH2CeH5 (1)
CeH6COOH + NaHCO3 = CeHBCOONa + Н2О + СО., (2)
Бензойная кислота вытеснила бы из раствора NaHCO3 4,48:22,4 =
= 0,2 моля СО2. В 100 г исходного раствора бензойной кислоты со-
держится (уравнение 2) 0,2 моля (24,4 г). Сложного эфира
СбНзСООСНзСбНз (УИ 212) образовалось 0,05 (10,6:212) моля (урав-
нение 1).
При избытке бензойной кислоты бензиловый спирт прореагировал
полностью, значит его было столько же, сколько образовалось сложно-
го эфира, т. е. 0,05 моля (5,4 г).
226
96. С6Н1Ц + Вг2 — С6Н10Вг2
С6Н10 = С6Н6 + 2Н2
ceH12=£LceHe + 3H2
CeHe + 3Cl2=^=CeHeCle
(1)
(2)
(3)
(4)
Смесь может обесцветить—^^— = 32 г, или 0,2 (32:160) моля бро-
ма, следовательно, в ней содержится (уравнение 1) 0,2 моля (16,4 г)
циклогексена.
Бензол можно получить дегидрированием исходной смеси над на-
гретым платиновым катализатором (уравнения 2 и 3). По условию
задачи образовавшийся бензол присоединил 0,9 (63,9:71) моля хлора.
Из уравнения (4) следует, что бензола было получено 0,3 моля (из
них 0,2 моля — из циклогексена и 0,1 моля из циклогексана, которого
в смеси было 8,4 г).
97. С„Н6СН3 + Вг2 В&г ВгСвН4СН3 + НВг
С6Н5СН3 + Вг2 =^= С6Н5СН2Вг + НВг
С6Н14 + Вг2 ^СвН13Вг + НВг
(О
(2)
(3)
В присутствии бромного железа (уравнение 1) бромируется только
толуол с образованием смеси о- и п-бромтолуолов (А4 171) в количест-
ве 1,7 г (0,01 моля). При бромировании исходной смеси углеводородов
на свету образуется смесь бромистого бензила, 0,01 моля (1,7 г) и изо-
мерных монобромгексанов в количестве 3,3—1,7= 1,6 г (0,01 моля)
(уравнения 1 и 2). Исходная смесь содержит 0,01 моля (0,92 г) толуо-
ла и 0,01 моля (0,86 г) гексана.
98. CfiH5COOH + NaHCO3 = C6H5COONa+CO2+H2O (1)
2C6H5COOH + 2Na = 2CeH5COONa + H2 (2)
2C6HSCH2OH + 2Na = 2C6H5CH2ONa+H2 (3)
84 г 10%-ного раствора NaHCO3 содержат 8,4 г (0,1 моля) соли.
Следовательно, бензойной кислоты в растворе было 0,1 моля (12,2 г).
Оксида углерода (IV) выделилось также 0,1 .моля (2,24 л) (уравне-
ние 1). Согласно условию задачи, водорода выделилось бы в 2 раза
больше, т. е. 4,48 л, причем из 0,1 моля бензойной кислоты образова-
лось бы 0,05 моля водорода (1,12 л) (уравнение 2). При реакции бен-
зилового спирта с натрием выделилось бы 3,36 л (4,48—1,12), или
227
0,15 моля водорода, таким образом, бензилового спирта в растворе
было 0,3 моля (32,4 г) (уравнение 3).
99. СбН1в-|-Вг2 = СбН1оВг2 (1)
СбН6+7,5О2 = 6СО2+ЗН2О (2)
СбН1оЧ“8,502 = 6СО2+5Н2О (3)
СО2+Ва(ОН)2 = ВаСО3+Н2О (4)
По условию исходная смесь углеводородов может обесцветить
= 0,01 моля брома, следовательно, в ней содержится (уравне-
ние 1) 0,01 моля (0,82 г) циклогексена.
При сожжении смеси выделился СО2, который образовал, согласно
35 5
уравнению (4), -—’— =0,18 моля ВаСО3. При этом 0,06 моля СО2 обра-
зовалось из циклогексена (уравнение 3), а 0,12 (0,18—0,06) моля — из
бензола. Из уравнения (2) следует, что бензола в смеси находилось
0,12 л ,, \ 1,56-100 с с с л/
-------------- 0,02 моля (1,56 г), или =65,5 %,
6----------------------------1,564-0,82
а циклогексена — 34,5%.
100. С’6Н5ОН+ЗВг2 = СбН2ВгзОН+ЗНВг (1)
C6H5COOH+NaOH = C6H5COONa+H2O (2)
HBr+NaOH=NaBr+H2O (3)
33.1 г осадка составляют 0,1 моля трибромфенола (М 331), который
образовался из 0,1 моля фенола (уравнение 1). При этом 0,3 моля
НВг (уравнение 1) остались в фильтрате наряду с бензойной кислотой.
На нейтрализацию фильтрата пошло 124 ~0,31 моля NaOH. Из
них 0,3 моля пошло на нейтрализацию НВг (уравнение 3), а 0,01 мо-
ля— бензойной кислоты, которой, следовательно, было в смеси 0,01 моля
(1,22 г) (уравнение 2).
1 22-100
Состав исходной смеси: —------- = 11,5% бензойной кислоты и
9,4 + 1,22
88,5 % фенола.
101. С6Н5ОН4-ЗВг2 = СбН2Вг3ОН-|-ЗНВг
С6Н5СН = СН2+ВГ2 = С6Н5СНВгСН2Вг
C6H2Br3OH+NaOH = C6H2Br3ONa;|-H2O
HBr+NaOH = NaBr+H2O
(1)
(2)
(3)
(4)
228
300-3
Брома вступило в реакцию---------— =0,06 моля (уравнения 1 и 2).
гт „ 14,4-1,11-10
На нейтрализацию продуктов реакции (1) пошло-----------------------=
= 1,6 г (0,04 моля) NaOH, из которых 0,01 моля прореагировало с
трибромфенолом (уравнение 3), а 0,03 моля — с НВг (уравнение 4).
Следовательно, фенола в смеси содержалось 0,01 моля (0,94 г), а сти-
рола (Л4 104) согласно уравнениям (1) и (2)—0,03 моля (0,06—0,03),
или 3,12 г, что составляет---3,12 100— ~77%; фенола в смеси содер-
0,94 + 3,12
жится -~23%.
102. CeHsOH+NaOH = C6H5ONa+H2O (1)
CH3COOH+NaOH = CH3COONa+H2O (2)
CsH5ONa+CO2+H2O = C6H5OH+NaHCO3 (3)
Оксида углерода IV поглотилось 4,48:22,4 = 0,2 моля. Из уравнений (3)
и (4) следует, что СО2 прореагировал с фенолятом натрия и избытком
NaOH, которых в сумме было 0,2 моля. В 69 мл 15%-ного раствора
NaOH содержится ^до1^15- = 0>3 моля NaOH. Из них на реакцию с
фенолом и с СО2 пошло 0,2 моля, значит СН3СООН в исходной смеси
было 0,3—0,2 = 0,1 моля (6,0 г) (уравнение 2), а фенола 15,4—6 = 9,4 г
(0,1 моля).
NaOH+CO2 = NaHCO3 (4)
103. С6Н5ОН+ЗВг2 = С6Н2Вг3ОН+ЗНВг (1)
C6H5COOH+NaOH = C6H5COONa4-H2O (2)
C6H2Br3OH+NaOH = C6H2Br3ONa+H2O (3)
HBr+NaOH = NaBr+H2O (4)
1,5 кг бромной воды содержат- 150°- -2— =0,3 моля брома, что соот-
ветствует 0,1 моля (9,4 г) фенола (уравнение 1).
тт •> 180,2-1,11-10 Л г кт /лтл и
На нейтрализацию пошло-----------------=0,5 моля НаОН. Из них
и 100-40
0,1 моля прореагировало с трибромфенолом, образовавшимся из
0,1 моля фенола (уравнение 1); 0,3 моля потребовалось для нейтрали-
зации НВг (уравнения 1 и 4), а 0,5—(0,14-0,3) =0,1 моля пошло на
229
реакцию с бензойной кислотой, которой содержалось в исходной смеси
также 0,1 моля (12,2 г) (уравнение 2).
Таким образом, исходная смесь состоит из - -- — 43,5 % фено-
ла и 56,5% бензойной кислоты.
104. C6H5CH = CH2+Br2 = C6H5CHBrCH2Br (1)
С6Н5ОН4-ЗВг2=С6Н2Вг3ОН4-ЗНВг (2)
HBr+NaOH = NaBr4-H2O
(3)
На нейтрализацию водного слоя пошло1-10’^-1’- =0,03 моля
100-40
NaOH. Следовательно, в нем содержалось 0,03 моля НВг (уравнения
2 и 3), который образовался из 0,01 моля (0,94 г) фенола (уравне-
ние 2).
300•3 2
Брома вступило в реакцию---------—=0,06 моля. Из них с фенолом
прореагировало 0,03 (0,01-3) моля (уравнение 2) и со стиролом 0,03
(0,06—0,03) моля. Согласно уравнению (1), стирола в смеси
тоже 0,03 моля (3,12 г). Таким образом, исходная смесь состоит
0,94-100 ооо/ .к -7-7 0/
~~3 12 + 0 94 Фенола и стирола.
было
из
(1)
(2)
(3)
105. C6H5COOH-HNaHCO3 = C6H5COONa+CO2+H2O
C6H5COOH+NaOH = C6H5COONa+H2O
CsHsOH+NaOH = CeHsONa+HjO
Гидроксида натрия прореагировало——-------=2г (0,05 моля).
NaHCO3 -вступило в реакцию - ~ =0,34 г (0,01 моля).
Следовательно, бензойной кислоты в исходной смеси было 0,01 моля
(1,22 г) (уравнение 1), а фенола 0,04 (0,05—0,01) моля, или 3,76 г
(уравнения 2 и 3).
Таким образом, смесь содержит —-’-'-'--°---- «75,5% фенола и
1,22 -р 3,76
~ 24,5 % бензойной кислоты.
,106.
ОН
+ NaOH =
ONa
230
/Вг
|+Вг2£^| Г +нвг л
к/ Lz
При обработке щелочью исходного раствора в водный слой перей-
дет фенол в виде фенолята (уравнение 1). Оставшийся бензол при
действии брома (в условиях задачи) превратится в 15,7 г (0,1 моля)
бромбензола. При 50%-ном выходе это количество бромида получится
из 0,2 моля, или 15,6 (78-0,2) г бензола (уравнение 2). Фенола в смеси
содержалось 4,4 (20—15,6) г.
107. С6Н5СН = СН2+Вг2=С6Н5СНВгСН2Вг (1)
С6Н5ОН + ЗВг2 = С6Н2Вг3ОН + ЗНВг (2)
C6H5OH+NaOH = C6H5ONa+H2O (3)
При обработке исходной смеси щелочью в реакцию может вступить
лишь фенол. Для этого потребовалось бы ------- ------- =0,01 моля
NaOH. Следовательно, фенола в смеси было также 0,01 моля (0,94 г)
(уравнение 3).
Брома пошло на реакцию (с фенолом и стиролом) ~
= 0,06 моля. Из' них с фенолом прореагировало 0,03 (0,01-3) моля
(уравнение 2), а со стиролом — 0,03 (0,06—0,03) моля. Из уравне-
ния (1) следует, что стирола в смеси было тоже 0,03 моля (3,12 г).
Итак, в исходной смеси содержалось - — ~77 % стирола и
~23% фенола.
108. С6Н5ОН+ЗВг2 = С6Н2ВгзОН+ЗНВг (1)
C6H5OH4-NaOH = C6H5ONa+H2O (2)
C6H5COOH4-NaOH = C6H5COONa+H2O (3)
1,5 кг бромной воды содержат—=48г (0,3 моля) брома,
что соответствует (уравнение 1) 0,1 моля фенола (9,4 г).
На реакцию со смесью пошло ———яа0,2 моля NaOH. Из них
г 100-40
0,1 моля прореагировало с фенолом (уравнение 2) и 0,1 моля — с бен-
зойной кислотой, которой в смеси было тоже 0,1 моля (12,2 г) (урав-
нение 3).
231
Исходная смесь содержит: — 56,5% бензойной кислоты и
4.9,SQ/O фонола.
109. CH3NH2-HCl+Na0H = CH3NH2+NaCl+H2O
NH4Cl+NaOH = NH3+NaCl+H2O
4CH3NH2+9O2 = 4CO2+10,H2O+2N2
СО2+Са (ОН)2 = СаСО3+Н2О
CH3NH2-HCl+AgNO3 = AgCl|+CH3NH3NO3
NH4Cl+AgNO3=AgCl|+NH4NO3
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
Выделившийся газ — смесь метиламина и аммиака (уравнения 1
и 2). 1 г СаСО3 составляет 0,01 моля, следовательно, метиламина
сожгли 0,01 моля (уравнение 3), гидрохлорида метиламина в смеси
было также 0,01 моля (уравнение 1).
4,3 г AgCl составляют 0,03 моля. Согласно уравнению (5), из
0,01 моля гидрохлорида метиламина образуется 0,01 моля AgCl, следо-
вательно, 0,02 (0,03—0,01) моля AgCl образуется из хлорида аммония,
которого в смеси должно быть 0,02 моля. Состав исходной смеси:
гидрохлорида метиламина (М 67,5) 0,01 моля (0,675 г) и хлорида ам-
мония 0,02 моля (1,07 г), или соответственно 38,7 и 61,3%.
ПО. С6Н6+7,5О2=6СО2+ЗН2О (1)
2C6H5NH2+15,5O2= 12CO2+7H2O+N2 (2)
СО2+Ва(ОН)2 = ВаСОз+Н2О (3)
C6H5NH2+HC1 = C6H5NH2-HC1 (4)
Количество анилина в смеси можно определить из уравнения (4):
2,59 г осадка составляют 0,02 (2,59 : 129,5) моля хлоргидрата анилина
(М 129,5), что соответствует 0,02 моля (1,86 г) анилина.
59,4 г осадка — 0,3 (59,4 : 197) моля ВаСО3 соответствует 0,3 молл
СО2 (уравнение 3), образовавшегося при сожжении смеси. Из них 0,12
(0,02-6) моля образовалось из анилина (уравнение 2), а 0,18 (0,3—
0,12) моля — из бензола, которого в смеси содержится, согласно урав-
нению (1), 0,03 (0,18:6) моля (2,34 г).
-г я 2,34-100 Кк-7п/ х
Таким образом, исходная смесь состоит из --------= 55,7% бен-
к 2,34+1,86
зола и 44,3% анилина.
111. С2НаОН-^->СН3СООН-5!д->СН2С1СООН— ->
->H3NCH2COO~ + NH4C1
232
Из 46 г этилового спирта можно получить 75 г аминоуксусной кис-
лоты (глицина) (Л175). Для получения 1 моля глицина по схеме тре-
буется 2 моля аммиака или 44,8 (22,4-2) л, практически аммиака, как
правило, берется большой избыток.
112. С6Н6+7,5О2 = 6СО2+ЗН2О (1)
2C6H5NH24-15,5O2= 12CO2+7H2O+N2 (2)
СО2+2КОН = К2СОз+Н2О (3)
При сожжении смеси образовалась смесь газов (СО2 и N2) в коли-
честве 6,94 л (уравнения 1 и 2). Из них СО2 поглотился раствором
КОН (уравнение 3), а осталось 0,01 моля (0,224:22,4) азота, что соот-
ветствует 0,02 моля (1,86 г) анилина. Значит на долю СО2 приходится
6,72 (6,94—0,224) л, или 0,3 (6,72:22,4) моля. Из них 0,12 (0,02-6) мо-
ля СО2 образовалось из анилина (уравнение 2), а 0,3—0,12 = 0,18 мо-
ля — из бензола (Л1 78), которого в смеси, следовательно, было
—-8-0,03 моля (2,34 г).
6
-г Л 1,86-100 ..0,
Таким образом, исходная смесь состоит из-----------«44% анили-
1,864-2,34
на и ~56% бензола.
113. СН2 (NH2) СООН + С2Н5ОН + НС1 = СН2—СООСаН5 4- Н2О
NH3C1
Образовавшееся твердое вещество — гидрохлорид этилового эфира
аминоуксусной кислоты (Л4 139,5), 1,4 г его составляют ~0,01 моля.
Этилового спирта вступило в реакцию 0,01 моля (0,46 г).
114. CeH5NH2 + НС1 = C6H5NHa • НС1 (1)
C6H5NO2+3Zn+6HCl = C6H5NH2+3ZnCl2+2H2O (2)
3,9 г осадка составляют 0,03 (3,9 : 129,5) моля гидрохлорида анили-
на (М 129,5), образовавшегося из 0,03-93 = 2,79 г анилина по уравне-
нию (1). Следовательно, нитробензола в исходной смеси было:
4,02—2,79=1,23 г (0,01 моля).
Для его восстановления (уравнение 2) потребуется: 65,4-3-0,01 =
2 14.100
= 1,96 г цинка и 36,5-6-0,01=2,19 г хлороводорода, или—’-=
= 21,9 : 1,05 — 20,86 мл 10%-ного раствора соляной кислоты.
П5.
1+гогсЧ |\о.+н’° <'>
ч/ ч/
233
NH2-HBr
17,4 г гидробромида анилина (Л1 174) составляют 0,1 моля, для его
получения потребуется 0,1 моля анилина (уравнение 3). В свою оче-
редь, это количество анилина получается последовательно нитрованием
бензола и восстановлением нитробензола (уравнения 1 и 2). Так как
выход в этих реакциях составляет 50%, то 0,1 моля анилина может
быть получена из 0,4 моля бензола: 31,2 (78-0,4). г.
116. СвН„ + 7,5Оа - 6СО, +ЬЗН2О (1)
2C6H5NH2+15,5O2= 12CO2+7H2O+N2 (2)
СО2+Ва(ОН)2 = ВаСО3+Н2О ' (3)
59,4 г осадка составляют 0,3 (59,4 : 197) моля ВаСО3, что соответ-
ствует 0,3 моля, или 6,72 л (22,4-0,3) СО2 (уравнение 3). Таким обра-
зом, 0,22 (6,94—6,72) л приходится на долю N2, которого, следователь-
но, образовалось -0,-01 моля. Это соответствует 0,02 моля (1,86 г)
анилина (уравнение 2).
При сгорании анилина выделилось 0,12 (0,02-6) моля СО2 (уравне-
ние 2), а при сгорании бензола образовалось 0,18 (0,3—0,12) моля
СО2, что соответствует 0,03 (0,18:6) моля (2,34 г) бензола (уравне-
ние 1).
2 34 100
Исходная смесь состоит из—--------»56% бензола и —44% ани-
1,86 4-2.34
лина.
117. СН3СН2СН2ОН'-+ СН3СН2СООН —СН3СНС1СООН ->
-^CH3CH(NH2)COOH (1)
СН3СН (NH2) СООН + С2Н5ОН + HCl—CH3-CH-Cf
/ чос2н5 1 ’
NH2-HC1
234
Согласно схеме 1, для получения 8,9 г (0,1 моля) аланина (Л4 89)
(учитывая выходы на 1 и 2 стадиях) потребуется
---------= 0,14 моля
0,8-0,9
пропилового спирта, или 8,4 (60-0,14) г. При пропускании в смесь
аланина и безводного этилового спирта сухого хлороводорода образует-
ся гидрохлорид этилового эфира аланина (М 153,5) в количестве
0,1 моля (15,35 г) (уравнение 2).
118. CeHe + Вг2»СвНоВг]+ НВг
NaOH + НВг - NaBr + Н2О
(1)
(2)
CeH6NHa- НС1 + NaOH = CeH5NH2 + NaCl + H2O (3)
Бромирование 39 г (0,5 моля) бензола приводит к образованию НВг
(уравнение 1) при 60%-ном выходе 0,3 моля, на нейтрализацию кото-
рых потребуется 0,3 моля. NaOH. По условию задачи на нейтрализа-
цию гидрохлорида анилина требуется 0,6 моля (24 г) или 133,3 г
18%-ного раствора гидроксида натрия. Следовательно, исходного гидро-
хлорида анилина было 0,6 моля (77,7 г).
119. CeH6NH2 • НС1 + NaHCO3 = CeHaNH2 + NaCl' + CO2 + H2O (1)
C6H5COOH+NaHCO3 = C6H5COONa+CO2+H2O (2)
2C6H5NH2+15,5O2= 12CO2+7H2O+N2 (3)
1,12 л газа составляют 0,05 (1,12:22,4) моля СО2 (уравнения 1 и
2). 336 мл азота (0,015 моля) выделилось при сожжении 0,03
(0,015-2) моля анилина (уравнение 3), образовавшегося (уравнение 1)
из 0,03 моля гидрохлорида анилина, которого, следовательно, в исход-
ной смеси было 3,89 (0,03-129,5) г.
СО2 образовалось 0,05 моля, из них 0,03 моля из гидрохлорида ани-
лина (уравнение 1), а 0,02 моля из бензойной кислоты (уравнение 2),
которой в исходной смеси содержалось 2,44 г (122-0,02) г, или 38,5%,
а гидрохлорида анилина 61,5% *
120.
(1)
(2)
235
nh2
Br
I NH2
4- ЗВг2 -
+ ЗНВг
(3)
Br Br
33 г триброманилина составляют 0,1 моля и могут быть получены
из 0,1 моля анилина (уравнение 3). Последний получается из 0,2 моля
нитробензола (уравнение 2), для образования которого необходимо
0,4 моля бензола (уравнение 1), так как эти стадии протекают с вы-
ходами 50%. 0,4 моля бензола составляют 31,2 (78-0,4) г.
121. Ацетилен из этилового спирта может быть получен по трем
схемам:
I. с2н5он -^^;СН2=СН2^->СН2Вг-СН2Вг-&->НС=СН
III. C2H5OH r-2U CH3COOH CH, HC=CH
III. C2H5OH 2bS0j->CHa=CH2 HC=CH
Схема синтеза анилина из.ацетилена:
NO2
nh2
ЗНС = СН->
HNOa
H.SO,
[Н]
II схем вкл га-
18,6 г анилина
моля анилина
Получение анилина из ацетилена с использованием I и
чает 6 стадий, расчет дается только для этих двух схем,
составляют 0,2 моля. При количественном выходе 0,2
должно получиться из 0,6 моля этилового спйрта. В действительности,
учитывая выходы шестистадийного синтеза, указанные в условиях за-
дачи, для получения 0,2 моля (18,6 г) анилина потребуется
0 2-3
---------’-------------= 6,1 моля этилового спирта (280,6 г).
О,8-0,8-0,8-0,3-0,8-0,8-г v > /
122. C6H5NH2+HC1 = C6HsNH2-HC1
C5H5OH+NaOH = C6H5ONa+H2O
2C6HsNH2+15,5O2= 12CO2+7H2O4-N2
C6H5OH+7O2 = 6CO24-3H2O
C6H6+7,5O2 = 6CO2+3H2O
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
236
3,89 г осадка составляют 0,03 (3,89 : 129,5) моля гидрохлорида ани-
лина. Значит в исходной смеси содержится также 0,03 моля (2,79 г)
анилина (уравнение 1).
На реакцию с фенолом пошло ~’2 НИ'10 Д2 моля NaOH, т. е.
100-40
в смеси содержится 0,02 моля (1,88 г) фенола (уравнение 2).
При сожжении смеси должно выделиться 20,5 л газов (СОэ-рЫг).
При сожжении 0,03 моля анилина должно образоваться 0,015 моля
(~0,34 л) азота (уравнение 3). Следовательно, на долю СО2 остается
20,16 (20,5—0,34) л (0,9 моля). Из них 0,18 (0,03-6) моля образова-
лось из анилина (уравнение 3), 0,12 (0,02-6) моля — из фенола (урав-
нение 4) и 0,9—(0,184-0,12) =0,6 моля — из бензола, которого в смеси
было, согласно уравнению (5), 0,1 (0,6 : 6) моля (7,8 г).
. 7,8-100 780
1 аким образом, исходная смесь состояла из---------------=
7,8 + 2,79 + 1,88 12,47
=’62,5% бензола, =22% анилина и 100—(62,5 + 22) = 15,5% фенола
123. CH3NH2 + НС1 = CH3NH2 НС1 (1)
СНз—СН2—СНз+5О2 = ЗСО2+4Н2О (2)
4CH3NH2+9O2 = 4CO2+2N2-H0H2O (3)
Ва (ОН)2+СО2 = ВаСО3-ЬН2О (4)
Предположим, что молярная доля пропана в смеси х молей, а ме-
тиламина — у молей. На основании условия задачи и уравнений реак-
ций (1) — (4) составляем систему уравнений:
х-}-у = Зх (а)
Зх + £, = 215- =0,5 (б)
197
При составлении уравнения (а) учитывается, что метиламин полностью
растворился в соляной кислоте в виде гидрохлорида (уравнение 1).
Уравнение (б) составлено на том основании, что число молей СО2, об-
разующегося при сожжении органического соединения, эквивалентно
числу атомов углерода п в молекуле этого соединения (уравнения 1, 2)
и эквимолекулярно количеству полученного осадка ВаСО3 (уравне-
ние 3). Решив систему уравнений, находим количество пропана в
смеси—х = 0,1 моля (4,4 г) и метиламина —t/ = 0,2 моля (6,2 г).
Смесь состоит из =41,5% пропана и 58,5% метиламина.
124. СН4+2С12=СН2С12-|-2НС1 (1)
237
СН4+ЗС12=СНС1з4-ЗНС1 (2)
СН4+4С12=СС14-(-4НС1 (3)
Af—-2Z)h. Молекулярные массы галогенопроизводных равны соответ-
ственно 154; 119,5 и 85, следовательно, в смеси находятся четыреххло-
ристый углерод, хлороформ и хлористый метилен.
Согласно условию задачи, образуется эквимолекулярная смесь трех
соединений. В таком случае при хлорировании 6,72 л (0,3 моля) ме-
тана должно образоваться (уравнения 1, 2 и 3) 0,9 моля НС1, который
может прореагировать с 0,9 моля метиламина (27,9 г) (уравнение 4),
27 9-100
что соответствует —— =139,5 г 20%-ного водного раствора мети-
ламина.
125. СН3—СН2—СН3 + 5О2 = ЗСО, + 4Н2О
4CH3NH2+9O2 = 4CO2+2N2+10H2O
Ва(ОН)2+СО2 = ВаСОз+Н2О
(1)
(2)
(3)
Предположим, что молярная доля пропана в смеси составляет х мо-
лей, а метиламина у молей. Из условия задачи и на основании уравне-
ний (1—3) составим систему уравнений:
о , 137,9
Зх + у —-----------= 0,7
197
х + у = 0,5г/- 2,5
(а)
(б)
При составлении уравнения (а) учтем, что число молей СО2, образую-
щегося при сожжении органического соединения, эквивалентно числу
атомов углерода (я) в молекуле этого соединения (уравнения 1, 2) и
эквимолекулярно количеству образовавшегося осадка ВаСО3 (урав-
нение 3).
Уравнение (б) основано на том, что после пропускания газообраз-
ных продуктов над медной спиралью остается только азот, объем ко-
торого в 2,5 раза меньше объема исходной смеси. Решив систему урав-
нений, находим, что количество пропана в смеси х=0,1 моля (4,4 г), а
метиламина у = 0,4 моля (12,4 г). Содержание пропана в смеси равно:
44-0,1-100 ОЙО, 7я0,
----:----» 26%, метиламина ~ 74% •
4,4+ 12-4
126. RNH2 • H2SO4 + 2NaOH = RNH2 + Na2SO4 + 2H2O (1)
C6H5COOH+NaOH = C6H5COONa+H2O (2)
RNH2-H2SO4+BaCl2 = RNH2-HCl+BaSO4+HCl (3)
238
144 мл раствора гидроксида натрия содержат = 16 г
(0,4 моля) NaOH. Столько NaOH пошло на нейтрализацию CgH^COOH
(уравнение 2) и H2SO4, входящей в состав сульфата амина (уравне-
ние 1).
23,34 г осадка составляют 0,1 моля BaSO4, образовавшегося, соглас-
но уравнению (3), из RNH2-H2SO4. Значит, сульфата амина в исходной
смеси было 0,1 моля, а СеН5СООН—0,2 моля (24,4 г) (уравнения 1
и 2). Поскольку суммарная масса СбНьСООН и H2SO4, входящая в
состав сульфата амина (уравнения 1 и 2), составляет 34,2 (24,4 +
+98-0,1) г, на долю амина в исходной смеси приходится 4,5 (38,7—
—34,2) г, т. е. 0,1 моля, откуда молекулярная масса амина равна 45.
Исходя из формулы CnH2n+iNH2, находим п по уравнению: 12п + 2га+
+ 1 + 16 = 45, п = 2. Следовательно, в исходной смеси находился сульфат
этиламина C2H5NH2-H2SO4.
127. 4CHbNH2 + 9О2 = 4СО2 + ЮНоО + 2N„ (1)
2С2Н6+7О2 = 4СО2+6Н2О (2)
Непоглотившиеся газы — смесь кислорода с азотом. После про-
пускания над раскаленной медной сеткой оставшиеся 0,28 л — это
азот, следовательно, метиламина в смеси было 0,56 (0,28-2) л (урав-
нение 1); этана — 0,56 (1,12—0,56) л.
128. СвН8ОН + ЗВг2 = С6Н2Вг3ОН + ЗНВг
В реакцию с бромной водой вступает только фенол с образова-
нием 2, 4, 6-трибромфенола. 66,2 г полученного трибромида составляют
0,2 (66,2:331) моля. Тогда в соответствии с уравнением исходного фе-
нола тоже было 0,2 моля, т. е. 18,8 (0,2-94) г, а бензойной кислоты
11,2 (30—18,8) г.
129. СН3—(СН2)7-СН=СН(СН2)7-СООН +Вг2 =
= СН3 (СН2)7—СН—СП (СН2)7 СООН
Вг Вт
В реакцию с бромом вступает только олеиновая кислота (Л1282).
Тогда 13,26 г полученного дибромида (М 442) составляют 0,03
(13,26:442) моля; он образовался из эквимолекулярного количества
олеиновой кислоты, т. е. из 8,46 (0,03-282) г (уравнение).
Количество пальмитиновой кислоты равно 11,54 (20—8,46) г.
130. CeHBCOOH + ROH I“**CeH6COOR + Н2О
239
При выходе 100% из данного количества бензойной кислоты полу-
чилось бы -2-7’ ^q1'0'0, — 34 г CfiHsCOOR. Поскольку 30,5 г бензойной
кислоты составляют 0,25 (30,5 : 122) моля, то 34 г эфира тоже должны
составить 0,25 моля (уравнение). Тогда молекулярная масса эфира
равна 136 (34:0,25), а масса R=136—121 (масса C6HsCOO) = 15.
Следовательно, в реакцию был взят метиловый спирт.
131. 2С3Н,Вг + 2Na = C6HU + 2NaBr (1)
СН2 = СН—СНз+НВг = СН3—СНВг—СНз (2)
Найдем формулу вещества Б: 83,7: 12^7; 16,28:1 = 16,28., откуда
С : Н = 7 : 16,28 = -у : - у-- = 1 : 2,33 3 : 7 (или 6 : 14).
Известно, что плотность вещества Б по водороду равна 43, значит t
его М = 43-2 = 86. Этим данным удовлетворяет формула СбНц, т. е. ве-’
щество-Б — один из изомеров гексана.
По условию задачи в реакции Вюрца (уравнение 1) образовалось
только одно вещество Б. Оно может быть н-гексаном или 2,3-диметил-
бутаном. Отсюда следует, что вещество А—СзН7Вг.
Согласно правилу Марковникова, при этом должен образоваться
2-бромпропан (М 123), 12,3 г (0,1 моля). Следовательно, и пропилена
было взято тоже 0,1 моля (2,24 л) (уравнение 2). Вещество Б имеет
строение 2,3-диметилбутана.
132. СН = СН + Ag2O> AgC = CAg + Н2О (1)>
СН^СН+2Вг2 = Вг2СН—СНВг2 (2)
СН2 = СН2+Вг2 = ВгСН2-СН2Вг (3)
При пропускании исходной смеси газов в аммиачный раствор окси-
да серебра образуется ацетиленид серебра (Л4 = 240) (уравнение 1),
по количеству которого определяется содержание ацетилна в смесИ:
48:240 = 0,2 моля.
После nponvcKaHna смеси газов через раствор брома оставшийся
, „ к 13,44
газ представляет собой этан, и его объем равен-—- =0,2 моля. Ко-
личество этилена в смеси равно: 13,44:22,4—0,2—0,2 = 0,2 моля. Сле-
довательно, исходная смесь эквимолекулярна и содержит по 0,2 моля
(4,48 л) каждого соединения.
133. с„н2л+1он + СН3СООН СН3СООСпН2п+1 + НаО (1)
2СяН2п+1ОН + 2Na = 2CnH2n+1ONa + Н2 (2)
240
Выделившиеся 6,72 л водорода составляют 0,3 (6,72:22,4) моля.
По уравнению (2) это количество водорода должно получаться из
0,6 моля спирта, откуда молекулярная масса спирта 46 (27,6:0,6), что
отвечает этиловому спирту. Из этого следует, что 13,8 г спирта, кото-
рые вводились в реакцию с уксусной кислотой, составляют 13,8:46 =
= 0,3 моля, и при выходе 50% из них получится 0,15 моля эфира
СН3СООС2Н5 (М 88), т. е. 13,2 (88-0,15) г.
134. СаС2-|-2Н2О = Са(ОН)2+НС = СН
ТЛ 1АЛ Г л 100-22,4
Из 100 г СаС2 при действии воды должно образоваться -- =
64
= 35 л ацетилена, а по условию задачи выделяется лишь 24,5 л, следо-
, 24,5-100 _пп/
вательно, технический карбид кальция содержит ------ = 70%
35
СаС2. В 4,5 л 96%-ного спирта содержится 4500'0,8-'4-= 144 г воды
(8 молей).
Из уравнения следует, что для связывания 8 молей воды потребу-
ется 4 моля, или 256 (4-64) г 100%-ного СаС2, не содержащего при-
месей, а 70%-ного карбида потребуется 365,7 (256-100:70) г.
135. R—СН—СН, + 2Na = R—СН—СН2 4- Н, (1)
ОН ОН ONa ONa
CH3—СН2-СН2—СН2ОН СН3—СН2-СН = СН2
СНз—СН2—СН—СН2 (2)
i I
ОН он
СН3-СН2-СН2-СН2ОН -^->-СН3-СН2-СН=СН2
СН3-СН2-СН-СН3^^-> СН3- СН=СН-СН3
| СН3—СН-СН-СНз (3)
он I I
ОН ОН
Из условия задачи (уравнение 1) следует, что соединения А и
Б, -общей формулы СпН2п+2О2, являются изомерными двухатомными
-спиртами (гликолями). Поскольку соединения А и Б можно получить
из «-бутилового спирта, их структурные формулы следующие:
СН3—СН2-СН-СН, и СН3-СН-СН-СН3.
Il' I '
ОН ОН он он
241
Схема синтеза соединений А и Б приведена выше (2 и 3).
Соединение В, являющееся изомером этих соединений, представляет
собой простой эфир — диметиловый эфир этиленгликоля —
СН3ОСН2СН2ОСН3.
136. СяН2л_2 + Н2 = СлН2л (1)
СпН2п-2+2Вг2=СпН2„_2Вг4. (2)
32 г брома составляют 0,2 моля, тогда 5,4 г углеводорода С„Н2п_2
составляют 0,1 моля (уравнение 2), и на каталитическое гидрирование
одной двойной связи его потребуется 2,24 л (0,1 моля) водорода (урав-
нение 1). Молекулярная масса исходного углеводорода равна 54
(5,4 : 0,1), что'соответствует составу бутадиена С4Н6.
Возможные изомеры: СН2 = СН—СН = СН2, СН2 = С = СНСН3.
137. СН3—СН =СН2 СН3—СН—СН2
ОН ОН
Поскольку одно из изомерных соединений получается окислением
непредельного соединения, то соединения А и Б — двухатомные спир-
ты. По содержанию кислорода в молекуле соединений А и Б опреде-
лим их молекулярную массу: 76 (3200:42). Из общей формулы
СиН2п(ОН)2 находим число атомов углерода п в молекуле каждого
соединения по уравнению: 12n-f-2n~j-2 + 32 = 76, откуда п = 3. Следова
СН—СН2\, соединение
I 1
он он /
тельно, соединение А — пропиленгликоль / СН3—
СН2—СН2—СН2\ . Схема синтеза соединения А из
ОН ОН /
Б— 1,3-пропандиол
пропилена приведена выше.
138. СН3СООСлН2„+1 4- NaOH = CH3COONa + C„H2„+iOH (1)
При 100%-ном выходе из данного количества сложного эфира
CH3COOCnH2n+i получилось бы - -3-^-°-- - = 16,6 г ацетата натрия
(0,2 моля). Тогда по уравнению (1) 14,8 г сложного эфира составляют
тоже 0,2 моля, а его молекулярная масса 74 (14,8:0,2). В формуле
CH3COOCnH2n+i масса остатка CnH2n+i составляет 74—59 (масса
СН3СОО) = 15, что соответствует метильной группе, а исходный, эфир,
имеет формулу СН3СООСН3.
139. СлН2п+Вг2=С„Н2лВг2
спн2г1+н2=С„Н2„+2
(1)
(2)
242
По условию при гидрировании углеводорода присоединилось 6,72 л
Н2 (0,3 моля). Тогда 16,8 г углеводорода СПН2П тоже составляют
0,3 моля (уравнение 2), а молекулярная масса его равна • -6’8 = 56,
что соответствует формуле СаН8.
На бромирование этого количества углеводорода CiHg потребуется
0,3 моля брома (48 г) (уравнение 1). Возможное строение углеводо-
рода:
СН,=СН—СН,СН3; СН,- СН=СН—СН3; СН3—С=СН2
|
сн3
снзч сн3 снзч -
140. ^СН-СН2ОН )С=СН2±^^ ;С-СН3
сн/ сн/ сн/1
он
Трет-бутиловый спирт можно получить, как показано на схеме, в
две стадии: дегидратацией изобутилового спирта с последующей гид-
ратацией изобутилена (правило Марковникова).
Поскольку выход на каждой стадии 80%, для получения 29,6 г
/п . , . 0,4-100 пс „
(0,4 моля) третичного бутилового спирта потребуется---= 0,5 мо-
80
ля изобутилена. Для получения этого количества изобутилена нужно
взять Q’5q100-' 0,625 моля (46,25 г) первичного изобутилового спирта.
141. C„H2n+1NH2 + HC1 =C„H2n+iNH2-HCl (1)
2СлН2п+1 ЙЛ42 2/т ^ЗО2 Н ^^2 ’ Н2О (2)
Поскольку по условию задачи органические соединения содержат в
своем составе азот и растворяются в соляной кислоте, в смеси нахо-
дятся амины. у
По содержанию азота в молекуле определяем молекулярную массу
каждого изомерного соединения: 1400:23,7 = 59. Из общей формулы
CnH2r,.+1NH2 находим число атомов углерода п в молекуле каждого
соединения по уравнению 12п+2н+3+14 = 59, откуда п = 3. Следова-
тельно, в смеси находятся следующие изомерные амины: н- и
i-C3H7NH2, CH3CH2NHCH3, (CH3)3N.
По объему азота, образовавшегося при сожжении смеси, определяем
количество исходной смеси аминов (уравнение 2). Образовалось 0,2
(4,48:22,4) моля азота; в смеси было 0,4 моля аминов (23,6 г).
243
H, SO.
142. CH2-CH-CH2 + 3RC00H ZZZZ^CH2-------CH-----CH2 + 3H2O(1)
III III
OH OH OH OCOR OCOR OCOR
R =C17H35 или С^Ндз
С^НззСООН + H2 = С17Н38СООН (2>
27,6 г глицерина составляют 0,3 моля, следовательно, количество
эфира, которое должно получиться (уравнение 1), тоже будет равно
0,3 моля, а общее число молей двух кислот, вступивших в реакцию,
составит 0,9 моля.
По количеству водорода, потребовавшегося для гидрирования
сложного эфира, определяем количество олеиновой кислоты (М 282),
которое вступило в реакцию этерификации: 13,44 : 22,42 = 0,6 моля
(169,2 г).
Количество стеариновой кислоты (Л1 284) будет равно 0,3 (0,9—
0,6) моля (85,2 г). По уравнению (1) определим количество получен-
ного эфира, которое равно 27,6+169,2+85,2—18-0,9 = 265,8 г.
143. СлН2„_2 + 2С13 = С„Н2„_2С14 (1)
СяН2п-2+Вг2 = СпН2п-2Вг2 (2)
48 г брома составляют 0,3 моля, значит 16,2 г диена СпН2п_2 тоже
составляют 0,3 моля (уравнение 2), а молекулярная масса диена рав-
на 54, что отвечает бутадиену С4Нв. 21,6 г бутадиена составляют
0,4 моля. На хлорирование этого количества диена должно пойти
0,8 моля (17,92 л) хлора (уравнение 1).
144. С„Н2„+1ОН + НВг = СпН2„+1Вг + НаО (1)
С„Н2п+1 ОН f-=^— RCH =CHR (2)
При взаимодействии бромистоводородной кислоты со спиртом А об-
разуется моногалогенпроизводное соединение Б (уравнение 1). По
содержанию брома в молекуле соединения Б определяем его молеку-
80-100
лярную массу: -- = 137.
Из общей формулы CnH2n+iBr находим число атомов углерода п
в молекуле соединения Б по уравнению: 12п+2и+1+80= 137, откуда
п = 4.
Следовательно, соединение Б — один из изомерных бромбутанов,
а исходный спирт А — бутиловый.
244
Так как по условию задачи при дегидратации спирта А образуется
симметричный непредельный углеводород В, исходным спиртом А из
четырех изомерных спиртов
СН3
СН3—СН2—СН2СН2ОН (а) СН3—С—СН3 (в)
ОН
СН3
СН3—СН2СН—СН3 (б) СН3—СН— СН2ОН (г)
I
он
может быть вторичный бутиловый спирт (б). Таким образом, при де-
гидратации вторичного бутилового спирта (б) образуется 1,2-диметил-
этилен В, а соединение Б — 2-бромбутан.
145. 2C6H5NO« + 12,5О2 = 12СОа + 5Н2О’+ N2 (1)
2C6HsNH2+15,5O2= 12CO2+7H2O+N2 (2)
C6H5NH2+H3SO4=C6H5NH2 • H2SO4 (3)
При сожжении 1/25 части полученного анилина образовалось 448 мл
(0,02 моля) N2 (уравнения 1 и 2), что соответствует 0,04 моля смеси
анилина и нитробензола.
25-1,14-20 ’
Из них только анилин с указанным количеством H2SO4: ~ =
= 5,7 г (0,058 моля) образовал (уравнение 3) осадок труднораствори-
мого в воде сульфата анилина (М 191) в количестве 0,036 (6,88: 191)
моля, что соответствует 0,036 моля (3,35 г) анилина. Следовательно,
нитробензола в исследуемой порции содержалось 0,004 (0,04—0,036) мо-
ля (0,49 г) или: = 13 %. Всего анилина с 13, %-ной примесью
нитробензола было выделено: (0,49+3,35)-25 = 96 г.
146. 2R—С=СН + Ag2O = 2R—C=CAg + Н2О (1)
R—C=CH+H2=R—CH = CH2+R—СН2—СНз (2)
А Б В
R—СН = СН2+Вг2 = R—СНВг—СН2Вг (3)
По условию задачи соединение А присоединяет водород и взаимо-
действует с аммиачным раствором оксида серебра, следовательно,
245
это ацетиленовый углеводород с концевой тройной связью (уравне-
ние 1).
Поскольку при гидрировании соединения А образуется соедине-
ние Б, которое присоединяет бром, это соединение — непредельный
углеводород.
По содержанию брома в молекуле образовавшегося дибромпроизвод-
ного (уравнение3) определяем его молекулярную массу: 16000:74«216.
Из общей формулы СпН2ПВг2 находим число атомов углерода (п) в
молекуле по уравнению: 12«+2п +160 = 216, откуда п = 4, и каждое из
соединений А, БиВ содержит четыре атома углерода в молекуле.
Следовательно, соединение Б — бутен-1, соединение А — бутин-1,
соединение В — н-бутан. Количество бутена-1 в смеси определяем по
количеству полученного дибромбутана (М 216) (уравнение 3), которое
равно: 43,2:216 = 0,2 моля. Следовательно, количество бутена-1 равно
также 0,2 моля (11,2 г).
Поскольку исходного бутина-1 (М 54) было 0,3 моля, содержание
бутана в смеси составляет 0,3—0,2 = 0,1 моля (5,8 г). Содержание бу-
, 11,2-100 сел, с плы
тена-1 в смеси:----------= 66 %, а бутана ~34%.
11,2 + 5,8
147. Найдем формулу спирта:
= 4,347; -1L04. 13 о4. _3£-18_ ~ 2 174,
12 1 16
откуда
4,347 13,04 2,174
2,174 ' 2,174 ' 2,174
следовательно, формула спирта С2НбО, или С2Н5ОН, т. е. это этило-
вый спирт.
C2HSOH+RCOOH^RCOOC2H5+H2O
(1)
Поскольку плотность паров сложного эфира по водороду равна 58,
его молекулярная-масса равна 116 (58-2).
Af(RCOOC2H5)= 116, откуда т (R) = 116— (12+32+24+5) =43.
R = CnH2n+I, его масса равна 43, откуда находим гг. 12«+2п = 43—1,
а л = 3, следовательно, брутто-формула кислоты С3Н7СООН. Ей отве-
чают два изомера: н-масляная кислота СН3СН2СН2СООН и изомас-
СНЗХ
ляная ;СН—СООН.
си/
148. С„Н2п + Вг2 = С„Н2яВг2 (Б)
246
По содержанию брома в молекуле соединения Б определяем его мо-
лекулярную массу: 16О'1.92- «216. Из общей формулы СлН2лВг2 на-
74
ходим число атомов углерода п в молекуле соединения Б по уравне-
нию: 12п + 2п+160 = 216, откуда п = 4.
Так как по условию задачи соединение Б имеет симметричное
строение, оно представляет собой 2,3-дибромбутан. Соответственно
исходный* непредельный углеводород А — бутен-2, а его изомеры:
СН3
СН3—СН2—СН=СН2; СН3—С=СН2
бутен-1 2-метилпропен
149. СНа-СН--СН2 + 3NaOH = СН2-СН-СН2 + 3RCOONa (Г)
OCOR OCOR OCOR ОН ОН ОН Б и В
А
ОД^СООН 4- Вг2 = G„H2n_iBr2COOH (2)
При омылении некоторого жира образуются глицерин и смесь карбо-
новых кислот (уравнение 1). По условию задачи соединение А — гли-
церин. Соединения Б и В — кислоты, так как они дают красное окра-
шивание с лакмусом. По содержанию брома в молекуле дибромпроиз-
водного, полученного присоединением избытка брома к кислоте Б, оп-
ределяем его молекулярную массу: ------- =442. Откуда находим,
что молекулярная масса соответствующей непредельной кислоты Б
равна 282 (442—160). Из условия задачи следует, что кислота Б со-
держит одну кратную связь. Из общей формулы для таких кислот
CnH2n-iCOOH находим число атомов углерода в радикале СпНгп-1 по
уравнению: 12и+2п—1+45 (масса СООН)=282, п= 17, а общее число
атомов углерода в молекуле кислоты Б—18. Следовательно, соедине-
ние Б — олеиновая кислота. По содержанию кислорода в молекуле
предельной кислоты В находим ее молекулярную массу-----------------=88.
36,36
Из общей формулы предельных кислот СПН2ПО2 находим число атомов
углерода п в молекуле кислоты В по уравнению 12/г+2л+32=88, от-
куда и=4. Следовательно, вторая кислота, содержащая. неразветвлен-
ную цепь углеродных атомов, — н-масляная.
150. Найдем формулу вещества А:
= 3,11, = 7,75, -55’04- = 1,55.
12 1 35,5
247
Отсюда С: Н: Cl = -ALL . =2:5:1.
1,55 1,55 1,55
По условию задачи вещество А имеет молекулярную массу 64,5
(32,25-2), следовательно, это хлористый этил С2Н5С1, который образо-
вался из этана согласно уравнению 1:
С2Нв+ С12^С2Н6С1 + НС1 -(1)
Превращение вещества А в Б (этиловый спирт), а последнего —
в вещество В (уксусную кислоту) отражено уравнением (2) и схе-
мой (3):
C2H5Cl+NaOH = C2H5OH + NaCl (2)
С2Н6ОН-^^СН3СООН (3)
Сложный эфир, образовавшийся из Б и В (уравнение 4) — этила-
цетат (М 88):
1-1,50,
СНзСООН + C2HSOH z=± СНзСОООД + Н20 (4)
По условию задачи его получилось 0,15 (13,2:88) моля, а так как
выход его 60%, то уксусной кислоты образовалось и было введено, в
10,15-100 п л -
реакцию -------- =0,2о моля, а этилового спирта в 2 раза больше,
т. е. 0,5 моля.
С2Н5С1 по условию образовалось тоже 0,5 моля (с выходом 50%)
«з 1 моля (22,4 л) этана.