Задачи с решениями

Электролиз 400 г 8,5%-ного раствора нитрата серебра продолжали до тех пор, пока масса раствора не уменьшилась на 25 г. Вычислите массовые доли соединений в растворе, полученном после окончания электролиза, и массы веществ, выделившихся на инертных электродах.

Некоторая органическая кислота, согласно результатам анализа, содержит 26,1 % углерода, 4,35 % водорода и 69,55 % кислорода, а ее серебряная соль - 7,84 % углерода, 0,65 % водорода, 20,92 % кислорода и 70,59 % серебра. Какова молекулярная формула кислоты, если известно, что она одноосновная?

В шести пробирках находятся растворы серной кислоты, гидроксида натрия и нитратов свинца, аммония, бария, магния. Как, не прибегая к другим реактивам, определить эти вещества?

а. Вычислите объем газов, образующихся при полном термическом разложении 1 г гидрокарбоната аммония при $300^{\circ} С$ и давлении 836 мм рт. ст. б. Определите, какое количество (в молях) отдельных компонентов газовой смеси можно получить при полном термическом разложении 1 т этого соединения.

Соль железа (III) при реакции с ферроцианидом калия образует осадок ферроцианида железа (III), известный под названием «берлинская лазурь»: $4Fe^{3+} + 3Fe(CN)_6^{4-} = Fe_4 [Fe(CN)_6]_3$. В сильноразбавленных растворах осадок не образуется, а получается коллоидный раствор (золь) голубого цвета. В двух пробирках смешаны названные растворы, в первой - 3 см^3 0,005 н. раствора $FeCl_3$ и $1 см^3$ 0,005 н. раствора $K_4Fe(CN)_6$, во второй - $1 см^3$ 0,065 н. раствора $FeCl_3$ и $3 см^3$ 0,005 н. раствора $K_4Fe(CN)_6$. Из образовавшихся золей пипеткой отобрано по одной капле однородных золей берлинской лазури и нанесено на фильтровальную бумагу. Сравните интенсивность окраски пятен, полученных из взятых золей берлинской лазури. Учитывая, что целлюлоза, содержащаяся в бумаге, при смачивании водой приобретает отрицательный статический поверхностный заряд, объясните причину различия в окраске полученных пятен.

Твердый продукт, полученный при прокаливании 66,2 г нитрата свинца(II), восстановили монооксидом углерода. Определите массу осадка, который выпадет, если полученный после восстановления газ пропустить через раствор, содержащий 11,1 г гидроксида кальция.

При пропускании постоянного тока силой в 6,4 А в течение 30 мин через расплав хлорида неизвестного металла на катоде выделилось 1,07 г металла. Определите состав соли, которую подвергли электролизу.

При сгорании 0,5 л некоторого газообразного углеводорода получены 2 л двуокиси углерода и 2,009 г воды. Масса 1 л монохлор производного этого углеводорода составляет 4,129 г, а плотность паров монохлорпроизводного по воздуху равна 3,19 (объемы и плотности газов приведены к нормальным условиям). а. Вычислите процентный состав исследуемого углеводорода. б. Определите простейшую формулу углеводорода. в. Установите его истинную молекулярную формулу. г. Напишите возможные структурные формулы изомеров углеводорода такого состава.

В восьми склянках находятся вода, растворы умеренно концентрированной серной кислоты, гидроксида калия и четыре сухие соли: сульфит натрия, карбонат натрия, хлорид аммония, безводный сульфат меди. Идентифицировать названные вещества, не прибегая к другим реактивам.

Сколько литров аммиака (условия нормальные) можно получить при действии 2 л 1,5 н. раствора щелочи соль аммония?

Многие выдающиеся физикохимики были великолепными популяризаторами науки. В своих научно-популярных лекциях они демонстрировали общеизвестные химические явления, убедительно доказывая объективность действия физико-химических законов. Вам вполне по силам воспроизвести, например, некоторые простые эксперименты Майкла Фарадея, проведенные им при чтении цикла популярных лекций под названием «Химическая история свечи» в 1860 г. Целью опытов, поставленных Фарадеем, было выяснить сущность явлений горения и свечения пламени. а. Зажгите горелку Бунзена или Теклю и закройте приток воздуха. Понаблюдайте за строением языка пламени и интенсивностью его свечения. б. Откройте приток воздуха к горелке и проведите те же наблюдения. в. Теперь зажгите парафиновую свечу и также понаблюдайте за строением языка пламени и интенсивностью его свечения. г. Посмотрите на зажженное преподавателем пламя водорода, обратив внимание на интенсивность его свечения и структуру. Хорошо известно, что светимость пламени придают нагретые твердые частицы. Расположите изученные вами виды пламени в порядке, соответствующем интенсивности их свечения, обратив внимание на разницу в размерах пламени. Распределите их также в соответствии с вероятными температурами сгорания названных веществ и обратите внимание на возникшее противоречие. д. Возьмите кусочек $CaO$ диаметром 4-5 мм, поместите его на конце железной проволоки (например, в ее петельке) и введите проволоку с веществом в пламя тех видов, которые были рассмотрены в пунктах (а-г). Обратите внимание на интенсивность свечения пламени. Эти опыты можно также провести, используя графитовую петлю или платиновую проволоку. Опыты, описанные в пункте (г), лучше проводить сразу же после опытов, описанных в пункте (в). На основании опытов дайте ответ на следующие вопросы: 1. Почему пламя, возникающее при сгорании водорода на воздухе, вопреки его высокой температуре «не светит»? 2. Что «светит» в пламени газовой горелки и в пламени свечи? 3. Схематически изобразите исследованные вами виды пламени. Выделите в них те части, которые обладают наиболее интенсивным свечением. 4. Какая среда - окислительная или восстановительная - преобладает в светящей части пламени? Мотивируйте свой ответ. 5. Какой механизм процесса и какая последовательность этапов при сжигании газа и парафина согласуются с вашими наблюдениями?

Избыток водорода, полученного при взаимодействии гидрида натрия с водой, пропустили над раскаленным минералом теноритом $CuO$ массой 40 г. При этом образовалось 6,07 мл воды. Рассчитайте массовую долю оксида меди(II) в минерале (в %), учитывая, что примеси с водородом не реагируют.

При электролизе 1000 г 5%-ного раствора нитрата натрия на аноде выделилось 80 л кислорода, измеренного при температуре $25^{ \circ } C$ и давлении $1,24 \cdot 10^{5} Па$. Рассчитайте массовую долю нитрата натрия в растворе после проведения электролиза.

В результате окислительного дегидрирования смеси этана с пропаном образуется этилен, загрязненный пропиленом. Средняя молекулярная масса полученной смеси на 6,65 % меньше, чем исходной смеси. Полученную газовую смесь вводят в реакцию с водой в присутствии катализатора ($ZnCl_2$). Считая, что все процессы протекают со 100 %-ной степенью превращения, определите: а) качественный состав продуктов реакций, приведя молекулярные и структурные формулы; б) процентное содержание отдельных соединений в полученной после реакций смеси. (Считать, что в смеси продуктов дегидрирования отсутствуют водород и пары воды.)

В десяти склянках находятся вода, хлорная вода, насыщенный раствор сернистого газа и растворы шести солей: хлорида, йодида и нитрата бария, нитрата серебра, дихромата и хлорида калия. Как, не прибегая к другим реактивам, идентифицировать названные вещества?

В цилиндре двигателя емкостью 500 мл находится 0 3103 г смеси окиси углерода и водорода при температуре $22^{\circ} С$ и давлении 1 атм. а. Сколько граммов каждого из этих газов содержит смесь? б. Каков процентный состав смеси (по массе)? в. Чему равно парциальное (собственное) давление каждого из газов? г. Каков процентный состав смеси (по объему)? Определите на основе таблиц, соответствует ли он действительному процентному составу водяного газа, предусмотренному условиями технического применения. д. Какое количество воздуха необходимо использовать при указанных условиях, чтобы обеспечить полное сгорание смеси?

В чистый химический стакан поместите около $20 - 30 см^3$ раствора серной кислоты ($1 : 4$) и опустите в него гранулу металлического цинка. Понаблюдайте в течение нескольких минут за интенсивностью выделения водорода, потом добавьте в стакан несколько капель раствора сульфата меди. Что при этом происходит? Затем прибавьте к раствору около $1 см^3$ 5 %-ного раствора хлорной ртути (отметьте, как при этом изменилась интенсивность выделения водорода). Обратите внимание, что соли $Hg^{2+}$ очень ядовиты. Соблюдайте все меры предосторожности! Чтобы понять и лучше выяснить механизм процессов, протекающих с участием солей меди и ртути, используйте следующий опыт. В два химических стакана емкостью примерно $100 см^3$ каждый поместите примерно по $30 см^3$ раствора серной кислоты ($1 : 4$). В один из них погрузите цинковую пластинку, а во второй - кусочек медной проволоки. Через несколько минут наблюдений извлеките металлы, ополосните их водой и высушите фильтровальной бумагой. Затем аккуратно обвейте медной проволокой один из концов цинковой пластинки и погрузите соединенные вместе металлы в новую порцию того же раствора серной кислоты. Подробно опишите результаты своих наблюдений. Далее возьмите пробирку и заполните ее до краев 5 % -ным раствором $HgCl_2$. Извлеките соединенные вместе металлы из раствора серной кислоты и погрузите цинковую плстинку в раствор соли ртути примерно на 15 с, затем ополосните ее аккуратно водой (обратите внимание на то, чтобы во время извлечения и ополаскивания пластинки не было контакта медной проволоки с раствором соли ртути и не нарушался контакт пластинки с медной проволокой). После этого металлы вновь погрузите в раствор серной кислоты. Понаблюдайте и отметьте, какова будет при этом скорость выделения водорода. В заключение извлеките соединенные между собой пластинку и проволоку, ополосните их. Теперь аналогично покройте слоем ртути медную проволоку и снова погрузите металлы в раствор серной кислоты. Опишите результаты наблюдений. а. Какова роль медных и ртутных солей в процессе растворения цинка в растворе $H_2SO_4$? На основании полученных результатов опыта попробуйте предложить механизм действия этих солей. Напишите уравнения каждого из происходящих процессов по отдельности и суммарное уравнение процесса в целом. б. Видите ли вы сходство между действием ртутной соли в указанных опытах и действием металлической ртути в так называемых ртутных электролизерах, которые применяются в промышленности для электролиза соляного рассола (раствора $NaCl$). На основании ряда напряжений металлов попробуйте объяснить, в чем состоит это сходство. Используйте следующий ряд напряжений металлов: $K$, $Ca$, $Na$, $Mg$, $Al$, $Zn$, $Fe$, $Cd$, $Ni$, $Sn$, $Pb$, ($H_2$), $Bi$, $Cu$, $Ag$, $Hg$, $Au$.

Газ, полученный при обжиге 120 г пирита, использовали для полной нейтрализации раствора, содержащего 152 г гидроксида натрия. Определите массовую долю примесей в пирите.

Газ, выделившийся при действии 2,0 г цинка на 18,7 мл 14,6%-ной соляной кислоты (плотность раствора 1,07 г/мл), пропустили при нагревании над 4,0 г оксида меди (II). Чему равна масса полученной твердой смеси?

В результате анализа было установлено, что некоторое органическое вещество содержит 15,4 % углерода, 3,2 % водорода и 81,4 % иода. При определении молекулярной массы по методу Мейера 0,135 г паров исследуемого соединения вытеснило в эвдиометр $20,9 см^3$ воздуха, объем которого измерялся при $20^{\circ} С$ и давлении 752 мм рт. ст. Определите молекулярную формулу исследуемого вещества.

Два бинарных соединения состоят из атомов одного и того же металла III периода периодической системы и атомов разных неметаллов. Разность между эквивалентными массами этих соединений равна 11,3 а отношение эквивалентных масс - примерно 1,83. Определить состав бинарных соединений и дать их названия.

В химической лаборатории имеется стальной баллон, заполненный кислородом. Какой объем займет кислород при той же температуре и давлении 1 атм, если емкость баллона равна 4 л, а избыточное давление в баллоне, под которым находится кислород, составляет 135 атм?

Белая кристаллическая соль $M$ хорошо растворима в воде. Несмотря на свой горький вкус, $M$ часто используется при производстве соевого творога - тофу. Предложите возможную формулу соли $M$, если известно, что при добавлении к ее водному раствору нитрата бария или карбоната натрия или фторида калия выпадает белый кристаллический осадок.

Смесь хлоридов алюминия и железа(III) массой 6,26 г растворили в воде, затем к полученному раствору прибавили избыток раствора щелочи. Образовавшийся осадок отфильтровали, промыли и прокалили. Масса твердого остатка после прокаливания составила 2,4 г. Определите массовые доли солей в исходной смеси.

Напишите уравнения реакций, которые могут происходить при действии концентрированной серной кислоты на все твердые галогениды калия. Возможны ли эти реакции в водном растворе?