Сосуд заполненный азотом имеет массу

Класс

Задача10-1(11 баллов).Сосуд, заполненный азотом, имеет массу 80,84 г; тот же сосуд, заполненный алкеном, имеет массу 81, 33 г. (газы в сосуде находятся при нормальных условиях). Определите структурную формулу алкена и назовите его, если известно, что он имеет одно ответвление от главной цепи. Учтите, что масса сосудов без газов равна 80,35 г.

Задача10-1(11 баллов).Дано: m (c) = 80,35 (c – сосуд); m (с +N2) = 80,84 г; m (с +а) = 81,33 г; (а – алкен). Определить: х – формулу алкена.

Решение. 1. Определяем массу и количество вещества азота, находящегося в сосуде

m(N2) = m(c +N2) – m(c); m(N2) = 80,84 г – 80,35г = 0,49 г

n(N2) = ; n(N2) = = 0,0175 моль (2 балла)

2. Представим молярную массу в виде М(Сх Н2х) = хМ(С) + 2хМ(Н) (2 балла);

М(Сх Н2х) = 14х г/моль. Вычисляем массу и количество вещества алкена в смеси:

m(a) = m(c + a) – m(c); m(a) = 81,33 г – 80,35г = 0,98 г

n(a) = ; n(a) = = моль (2 балла)

СН2 = С – СН3
 
СН3 (2 балла)
 

3. Из закона Авогадро следует: n(N2) = n(a); 0,0175 = ; х = 4. Эмпирическая формула алкена С4Н8 (3 балла). Учитывая, что алкен имеет одно ответвление от главной цепи, напишем его формулу:

Задача 10 – 2(9 баллов).На нейтрализацию предельной одноосновной кислоты массой 7,4 г затрачен раствор с массовой долей гидроксида калия 40% объемом 10 мл и плотностью 1,4 г/мл. Определите формулу кислоты.

Задача 10 – 2(9 баллов).Дано: m(ПК) = 7,4 г (ПК предельная одноосновная кислота) Сх Н2х+1СООН; V = 10 мл; ρ = 1,4 г/мл; w(КОН) =40%. Определить:х – формулу кислоты.

Решение.1. Вычисляем массу и количество вещества КОН, который содержится в растворе: m = V ∙ ρ; m =10 мл∙1,4 г/мл =14г (1 балл)

m (КОН) = ; m (КОН) = = 5,6 г; n(КОН) = n(КОН) = = 0,1 моль (2 балла).

2.Расчитываем количество вещества кислоты, взятой для реакции.

М(ПК) = хМ(С) +(2х +1)М(Н)+М(С) +2М(О) +М(Н); М(ПК)=(14х + 46) г/моль

n(ПК) = n(ПК) = (3 балл).

3.Составляем уравнение реакций: СxH2x+1COOH +КОН → СxH2x+1COOК + Н2О (1 балл)

4.Из уравнения реакции следует: n(ПК) = n(КОН); = 0,1(1 балл)

5.Отсюда следует, что х =2. Формула кислоты С2Н5СООН. Это пропионовая кислота (1 балл).

Задача 10 – 3.(12 баллов).Химические свойства хлора и йода отличаются во многих деталях. Приведите примеры, в которых хлор и йод реагируют по-разному.

Задача 10 – 3.(12 баллов).Решение. 1. С металлической медью или железом при нагревании: 2Сu + I2 =2CuI; Cu + Cl2 = CuCl2; Fe + I2 → Fe I2; 2Fe + 3Cl2 → 2FeCl 3(4 балла)..

2. Со фтором: I2 + 5F2 → 2IF5; Cl2 + 3F2 → 2ClF3 (2 балла).

3. С раствором щелочи на холоде: 2NaOH + Cl2 → NaCl + NaOCl + H2O;

6NaOH + 3I2 → 5NaI + NaIO3 + 3H2O (2 балла).

4. С раствором тиосульфата натрия: Na2S2O3 + 4Cl2 + 5H2O → Na2SO4 + H2SO4 + 8HCl;

Na2S2O3 + I2 → Na2S4O6 +2NaI (2 балла).

Задача 10 – 4(9 баллов). Определите массовые доли (в %) сульфата железа (II) и сульфида алюминия в смеси, если при обработке 25 г этой смеси водой выделился газ, который

полностью прореагировал с 960 г 5%-ного раствора сульфата меди.

Задача 10 – 4(9 баллов). Решение. 1) Составлены уравнения реакций: Al2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2S; CuSO4 + H2S = CuS +H2SO4(2 балла). 2) Рассчитано количество вещества сероводорода: n (CuSO4 ) = 960 ∙ 0,05 / 160 = 0,3 моль; n(H2S) = n(CuSO4) = 0,3 моль (2 балла). 3) Рассчитаны количество вещества и массы сульфида алюминия и сульфата железа(II): n (Al2 S 3) = n (H 2S) = 0,1моль; m(Al2 S 3) = 0,1∙150 =15 г; m(FeSO4 ) = 25 -15 = 10 г (3 балла). 4) Определены массовые доли сульфата железа(II) и сульфида

алюминия в исходной смеси: ω(FeSO4) = 10 / 25 = 0,4, или 40%; ω (Al2S3) =15 / 25 = 0,6, или 60% (2 балла).

Задача 10-5(20 баллов). Однажды химик Юра Б., разбирая в своей лаборатории старый заброшенный сейф, обнаружил в нём неподписанную банку с белым кристаллическим веществом (сольX), окрашивающим пламя в фиолетовый цвет. «Что же там?» – подумал Юра.

И, взяв с соседней полки концентрированную серную кислоту, прилил её к навеске соли массой 7,35 г (реакция 1). При этом он наблюдал выделение бурого газа с удушающим запахом (газ A) с плотностью по водороду 33,75.

«Налью-ка я туда чего-нибудь другого», – решил Юра и добавил к аликвоте соли этой же массы концентрированную соляную кислоту (реакция 2). Каково было удивление химика, когда он обнаружил выделение жёлто-зелёного газа (газ B). Плотность газовой смеси по водороду составляла 35,5.

«Как опасно!», – воскликнул Юра и осторожно прибавил к навеске данной соли немного концентрированного раствора щавелевой кислоты (реакция 3). При этом он наблюдал бурное выделение из раствора смеси газов A и С(плотность смеси по водороду 29,83).

«Теперь мне всё ясно, надо её подальше убрать, а то мало ли что может случиться», – твёрдо сказал химик и спрятал банку с солью подальше в сейф.

Результаты опытов сведены в таблицу.

Вопросы:

1.Расшифруйте формулы газов А, B, C. Ответ подтвердите расчётами.

2.Напишите уравнения реакций поглощения газов А, В, С раствором KOH.

3.Какую соль обнаружил Юра у себя в сейфе? Приведите необходимые расчёты.

4.Напишите уравнения реакций 1–3.

5.Напишите уравнения разложения соли X при 400 °C в присутствии катализатора (MnO2) и без него.

6.Объясните, чего опасался Юра? Где применяется соль X? Дайте её тривиальное название.

Задача 10-5 (автор – К. А.Куриленко). Решение. 1. Рассчитываем молярную массу газа В (г/моль), учитывая, что этот газ получен при взаимодействии соли X c соляной кислотой, им может быть хлор. B – Cl2.

Рассчитаем молярную массу газа А. (г/моль)

Исходя из дробной молярной массы A, его бурой окраски и удушающего запаха, можно предположить, что данный газ содержит хлор, тогда на оставшиеся элементы приходится 67,5 – 35,5 = 32 г/моль. Это соответствует 2 атомам кислорода, тогда возможная формула A– ClO2.

Зная молярную массу A и мольное соотношение, можно определить газ С.

г/моль. Газом с такой молярной массой, выделяющимся из раствора щавелевой кислоты, может быть лишь CO2. C – CO2.

A– ClO2

B – Cl2

C – CO2.

2. Уравнения реакций взаимодействия газов со щёлочью в соответствии с условием задачи:

2ClO2 + 2KOH = KClO2 + KClO3 + H2O (1)

3Cl2 + 6KOH = KClO3 + 5KCl + 3H2O (2)

Cl2 + 2KOH = KCl + KOCl + H2O (2а)

CO2 + 2KOH = K2CO3 + H2O (3)

3. По окраске пламени и выделении двуокиси хлора при взаимодействии соли X с концентрированной H2SO4 можно судить о наличии в её составе калия и хлора. По реакции 1 рассчитаем молярную массу X.

, по уравнению реакции

Составим таблицу

Из таблицы видно, что единственной солью с данной молярной массой, в которой присутствуют хлор и калий, может являться хлорат калия.

X– KClO3

4. Уравнения взаимодействия KClO3 c кислотами.

3KClO3 + 3H2SO4 → 3KHSO4 + HClO4 + 2ClO2 + H2O

KClO3 + 6HCl → KCl + 3Cl2 + 3H2O

2KClO3 + H2C2O4 → K2CO3 + CO2 + 2ClO2 + H2O

5. Разложение KClO3 начинается уже при 400 °C. Так, в присутствии катализатора (MnO2 и др.) разложение преимущественно идёт по следующей реакции:

2KClO3 → 2KCl + 3O2

В отсутствие катализатора образуются хлорид и перхлорат калия:

4KClO3 → 3KClO4 + KCl

6) Тривиальное название соли X – бертолетова соль. Она применяется в спичечном производстве, при изготовлении взрывчатых веществ и сигнальных ракет. Смеси этой соли с восстановителями (серой, фосфором и др.) легко взрываются от удара (видимо, это вызвало опасения Юры, и он аккуратно убрал банку с бертолетовой солью глубоко в сейф).

Система оценивания:

1. 3 газа + 3 расчёта = 3∙2 балла + 3∙0,5 балла 7,5 баллов

2. 3 уравнения по 1 баллу 3 балла

3. соль + расчёт = 2 балла + 0,5 балла 2,5 балла

4. 3 уравнения по 1 баллу 3 балла

5. 2 уравнения по 1 баллу 2 балла

6. Объяснение опасений Юры + применение 2∙0,5 балла
+ название 1 балл 2 балла

ИТОГО 20 баллов