Общее время выполнения работы – 4 часа
Задание 1.
В 264 г раствора с массовой долей Hg2(NO3)2, равной 20 %, поместили железные опилки. Через некоторое время массовая доля нитрата ртути (I) в растворе стала равна 6 %.
1. Какая масса ртути получена в результате реакции?
2. Какова массовая доля нитрата железа в полученном растворе?
Решение:
Содержание верного ответа и указания по оцениванию
(допускаются иные формулировки ответа, не искажающие его смысла)
Баллы
Hg2(NO3)2 + Fe = Fe(NO3)2 + 2Hg? (1)
2
M( Fe(NO3)2 = 180 г/моль; М(Hg) = 201 г/моль; M(Fe) = 56 г/моль;
M(Hg2(NO3)2 = 526 г/моль.
1
Найдем массу Hg2(NO3)2 в исходном растворе: m(Hg2(NO3)2) = 0,2·264 = 52,8 (г)
Масса раствора в ходе реакции изменяется. Масса раствора увеличивается на массу железа, вступившего в реакцию, и уменьшается на массу ртути, выпадающей в осадок.
Пусть Х г железа вступило в реакцию. Найдем массу полученной ртути по уравнению реакции (1):
56 г Fe – 2·201 г Hg
X – m1
m1(Hg ) = 7,18X
Масса полученного раствора: m(p-pа) = 264 + X – 7,18X = 264 – 6,18X (г)
Найдем массу Hg2(NO3)2 в полученном растворе:
m(Hg2(NO3)2 ) = 0,06·(264 – 6,18X) = 15,84 – 0,37X
Найдем массу Hg2(NO3)2, которая вступила в реакцию:
m(Hg2(NO3)2 ) = 52,8 – (15,84 – 0,37Х) = 36,96 + 0,37Х
Найдем значение Х по уравнению реакции (1), решая пропорцию:
56 г Fe реагируют с 526 г Hg2(NO3)2
Х – (36,96 + 0,37Х)
Х = 4,1; m(Fe) = 4,1 г.
Масса полученной ртути равна 29,4 г (7,18 · 4,1)
Масса полученного раствора равна 238,7 г (264 – 6,18 · 4,1)
Найдем массу полученного нитрата железа(II):
56 г Fe – 180 г Fe(NO3)2
4,1 г – Х
Х = 13,18; m(Fe(NO3)2) = 13,18 г.
Найдем массовую долю нитрата железа(II) в полученном растворе:
?( Fe(NO3)2 ) = m( Fe(NO3)2 ) : m(p-pа) = 13,18: 238,7 = 0,055 (5,5 %)
Все элементы ответа записаны неверно
0
Максимальный балл
20
Задание 2.
Пропионовая кислота загрязнена муравьиной кислотой и пропиловым спиртом. При добавлении к 150 г этой кислоты избытка гидрокарбоната калия выделилось 44,8 л газа (н.у.). При добавлении к такому же количеству кислоты избытка аммиачного раствора оксида серебра образовался осадок массой 2,16 г.
1. Приведите уравнения всех реакций.
2. Определите массовые доли примесей в кислоте.
С2Н5СООН + КНСО3 = С2Н5СООК + Н2О + СО2? (1)
НСООН + КНСО3 = НСООК + Н2О + СО2? (2)
НСООН + Ag2O = 2Ag? + Н2О + СО2? (3)
M(С2Н5СООН) = 74 г/моль; М(НСООН) = 46 г/моль; М(Ag) = 108 г/моль
По массе выделенного серебра (уравнение 3) найдем массу муравьиной кислоты:
45 г НСООН – 2·108 г Ag .
X – 2,16
X = 0,46г; m(НСООН) = 0,46 г
Найдем, какой объем СО2 выделяется при взаимодействии гидрокарбоната калия с муравьиной кислотой (уравнение 2):
46 г НСООН - 22,4 л СО2
0,46 г - Х
Х = 0,224 л; V(СО2) = 0,224 л.
Следовательно, при взаимодействии с пропионовой кислотой (уравнение 1) выделилось 44,576 л СО2 (44,8 – 0,224)
Найдем массу пропионовой кислоты:
74 г С2Н5СООН – 22,4 л СО2 .
Х – 44,576 л
Х = 147,26 г; m(С2Н5СООН) = 147,26 г
Найдем массу пропилового спирта:
m(C3H7OH) = 150 – m(С2Н5СООН) – m(HCOOH) = 150 –147,26 – 0,46 = 2,28 (г)
Массовая доля муравьиной кислоты в растворе пропионовой кислоты равна:
?(HCOOH) = m(HCOOH):m(смеси) = 0,46: 150 = 0,0031 (0,31 %)
Массовая доля пропилового спирта в растворе пропионовой кислоты равна:
?(C3H7OH) = m(C3H7OH):m(смеси) = 2,28: 150 = 0,0152 (1,52 %)
Задание 3.
Вычислите стандартную энтальпию образования хлорида фосфора (V) по следующим значениям энтальпий реакций:
P4(белый) + 6Cl2(г) = 4 РСl3(г), ?Н0 = – 1224 кДж/моль (1)
PCl3(г) + Cl2(г) = РCl5(г), ?Н0 = – 93 кДж/моль (2)
Если энтальпия образования какого-либо вещества неизвестна, её можно вычислить, применив обычные алгебраические действия к термохимическим уравнениям.
Выразим стандартную энтальпию образования хлорида фосфора (V) из простых веществ, предварительно умножив второе уравнение на 4 и суммируя уравнения (1) и (2), получим полное уравнение (3):
P4(белый) + 6Cl2(г) = 4РСl3(г)
+
4PCl3(г) + 4Cl2(г) = 4РCl5(г), 4· ?Н0
P4(белый) + 10Cl2(г) + 4РСl3(г) = 4РСl3(г) + 4РCl5(г) или
P4(белый) + 10Cl2(г) = 4РCl5(г) (3)
Вычислим стандартную энтальпию образования хлорида фосфора (V), зная ?Н0 (1) и ?Н0 (2):
?Н0 (РСl5) = [?Н0(1) + 4· ?Н0(2)]/4 = [–1224 + 4·(– 93)]/4 = – 399 кДж/моль
6
Задание 4.
В пробирках имеются концентрированные растворы следующих кислот: щавелевой, серной, иодоводородной, фосфористой, азотной, муравьиной.
1. Как, не привлекая никаких других реактивов установить содержимое каждой пробирки?
2. Напишите уравнения реакций.
3. Укажите признаки реакций.
Концентрированная серная кислота как сильный окислитель будет взаимодействовать с иодоводородной кислотой, проявляющей восстановительные свойства:
8HI + H2SO4 = 4I2? + H2S? + 4H2O
Выпадает коричневый осадок йода и выделяется сероводород с неприятным запахом тухлых яиц.
Специфическим свойством муравьиной кислоты является ее способность разлагаться на оксид углерода (II) и воду под действием концентрированной серной кислоты, проявляющей водоотнимающие свойства:
H2SO4(к)
НСООН CO + H2O
выделяется бесцветный газ с неприятным запахом
Концентрированная серная кислота при нагревании отнимает от щавелевой кислоты воду:
t0, H2SO4(к)
Н2С2О4 СО2? + CO? + H2O
выделяются бесцветные газы
Фосфористая кислота как восстановитель может реагировать с азотной кислотой, являющейся сильным окислителем:
H3PO3 + 2HNO3 = H3PO4 + 2NO2? + H2O
выделяется бурый газ
Азотная и серная кислоты, являющиеся сильными окислителями друг с другом не реагируют
Представьтесь*
Ваш комментарий*
