Задача Написать уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить превращения: hcl → Cl 2 → MgCl 2 → NaCl → Cl 2 icon

Задача Написать уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить превращения: hcl → Cl 2 → MgCl 2 → NaCl → Cl 2


НазваниеЗадача Написать уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить превращения: hcl → Cl 2 → MgCl 2 → NaCl → Cl 2
Дата публикации04.10.2014
Размер70.3 Kb.
ТипЗадача

Задания для второго этапа марафона по химии для абитуриентов.


Задача 1. Написать уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить превращения:

HCl → Cl2 → MgCl2 → NaCl → Cl2

Решение:

1. Действие окислителей на соляную кислоту – лабораторный способ получения хлора:

16HCl + 2KMnO4 = 5Cl2 + 2MnCl2 +2KCl + 8H2O

2. Хлор реагирует с металлами с образованием хлоридов:

Mg + Cl2 = MgCl2

3. Соли взаимодействуют либо с другими солями, либо со щелочами:

MgCl2 + Na2CO3 = MgCO3↓ + 2NaCl

MgCl2 + 2NaOH = Mg(OH)2↓ + 2NaCl


4. Промышленный способ получения Сl2 – электролиз NaCl:

катод: 2H2O + 2e = H2 + 2OH-

анод: 2Cl- - 2e = Cl2


Задача 2. В два стакана с водой внесли навески лития и натрия массой по 0,1 г. В каком стакане после окончания реакции раствор нагреется сильнее? Ответ обоснуйте.

Решение: Литий и натрий реагируют с водой образуя гидроксиды и выделяя водород по общему уравнению:

2Me + 2H2O = 2Me+ +2OH- + H2

Обе реакции являются сильно экзотермическими причем можно показать, что тепловые эффекты реакция в расчете на 1 моль металла не могут сильно различаться. Действительно, натрий отдает свои электроны легче, чем литий, и за счет меньшей энергии ионизации натрия тепловой эффект в случае натрия должен быть большим. Однако из-за маленького радиуса иона Li+ теплота гидратации иона Li+ намного больше, чем иона Na+, поэтому за счет данного фактора тепловые эффекты обеих реакций в расчете на 1 моль металла – это величины одного порядка и не могут существенно различаться. Но количество вещества лития в его навески массой 0,1 г. больше чем втрое превышает количество вещества натрия в такой же навеске Na, т.к. Ar (Na) = 23, а Ar (Li) = 7. Поэтому в стакане, в который бросили кусочек лития, раствор после окончания реакции нагревается сильнее из-за большего количества теплоты, выделившейся в результате реакции.

Задача 3. Напишите уравнения реакций, при помощи которых, исходя из натрия, серы, кислорода и водорода можно получить три средние соли, три кислые соли и три кислоты.

Решение: Из кислорода и водорода можно получить воду:

2 + О2 = 2Н2О

Из серы и кислорода можно получить оксид серы (IV), дальнейшим окислением которого – оксид серы (VI):

S + O2 = SO2

2SO2 + O2 = 2SO3

Натрий, взаимодействуя с кислородом образует оксид:

4Na + O2 = 2Na2O

Основной оксид натрия с кислотными оксидами серы (IV) и серы (VI) образует, соответственно сульфит и сульфат натрия (две средние соли):

Na2O + SO2 = Na2SO3,

Na2O + SO3 = Na2SO4

Еще одна средняя соль (сульфид натрия) может быть получена непосредственным взаимодействием натрия и серы:

2Na + S = Na2S

Водород с серой образуют сероводород:

Н2 + S = Н2S

Раствор которого в воде – сероводородная кислота. Оксиды серы (IV) и серы (VI) взаимодействуют с водой, образуя сернистую и серную кислоты:

Н2O + SO2 = Н2SO3,

Н2O + SO3 = Н2SO4

Три кислые соли можно получить, если провести реакции между оксидом натрия и тремя полученными кислотами:

Na2O + Н2S = NaНS + Н2O,

Na2O + Н2SO3 = NaНSO3 + Н2O,

Na2O + Н2SO4 = NaНSO4 + Н2O.


Задача 4. При сжигании 3,6 г. углерода в сосуде, содержащем 4,48 л. кислорода (н.у.), образовалось два газа, которые пропустили через 26,6 мл. 30%-ного раствора гидроксида натрия. Определите состав и концентрацию полученной соли.


Решение:

С + О2 = СО2

1 моль 1 моль 1 моль

СО2 + С = 2СО

1 моль 1 моль 2 моль

ν(С) = m/M = 3,6/12 = 0,3 моль

ν(О2) = V/Vm = 4,48/22,4 = 0,2 моль

Из уравнений следует, что 0,2 моль кислорода взаимодействует с 0,2 моль углерода, образуя 0,2 моль CO2. Оставшиеся 0,1 моль углерода взаимодействуют с 0,1 моль CO2 с образованием 0,2 моль СО.

Состав смеси: 0,1 моль (m(CO2) = M·ν = 44·0,1 = 4,4 г) СО2 и 0,2 моль СО.

2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O

2 моль 1 моль 1 моль

2NaOH + CO2 + H2O = 2NaНCO3

1 моль 1 моль 2 моль

Определим массу NaOH:

m(NaOH) = 26,6·30% / 100% = 8 г.

ν(NaOH) = m/M = 8/40 = 0,2 моль

Т.о. образуется 0,1 моль или 10,6 г Na2CO3

Масса полученного раствора: m(NaOH) + m(CO2) = 26,6 + 4,4 = 31 г

Концентрация полученной соли:

m(Na2CO3)·100% / (m(NaOH) + m(CO2)) = 10,6·100% / 31 = 34,19%


Задача 5. Перечислите случаи, в которых соль, образованная кислотой с меньшей степенью диссоциации (α), вступает в реакцию ионного обмена с кислотой с более высокой α. Приведите уравнения соответствующих реакций.

Решение:

1. В реакции образуется нерастворимая соль более сильной кислоты:

Pb(NO3)2 + H2S = PbS↓ + 2HNO3

2. Более сильная кислота при нагревании будет летучей:

KClO4 + H2SO4 + теплота = KHSO4 + HClO4

3. Происходит образование комплекса при связывании анионов слабой кислоты с катионами металла, входящего в состав соли сильной соли:

AuCl3 + 4HCN = H [Au(CN)4] + 3HCl

4. Более слабая кислота реагирует с основной солью более сильной кислоты:

2Mg(OH)Br + 2HCl = MgCl2 + MgBr2 + 2H2O

5. Образующаяся соль слабой кислоты растворима в воде, но является слабым электролитом:

HgCl2 + 2HCN = Hg(CN)2 + 2HCl


Задача 6. Лаборанту принесли на анализ сильнокислый раствор, в котором могли быть такие катионы и анионы: Mg2+, Zn2+, Ba2+, Al3+, Fe2+, Fe3+, Pb2+, Ni2+, Cu2+, Cr3+, Mn2+, SO42-, S2-, Cl-, Br -, CO32-, SO32-, I-, SiO32-, ClO3-. В растворе были обнаружены в значительных количествах 4 аниона и 7 катионов (кроме H+). Назвать выявленные в исходном растворе ионы.

Решение: Сильнокислая среда исключает присутствие ионов S2-, SO32-, CO32-, SiO32- из-за происходящих реакций

S2- + 2 H+ = Н2S↑ SO32- + 2 H+ = SO2↑ + Н2O

CO32- + 2 H+ = CO2↑ + Н2O SiO32- + 2 H+ = Н2SiO3

Ионы ClO3- исключаются, потому что в сильнокислой среде хлорат-ион окислил бы ионы Br -, I- и даже Cl-:

ClO3- + I- = IO3- + Cl- ClO3- + Br- = BrO3- + Cl-

ClO3- + 5Cl- + 6H+ = Cl2 + Н2O

Следовательно в растворе были анионы SO42-, Cl-, Br -, I-.

Катионы Cu2+ и Fe3+ в растворе присутствовать не могли из-за восстановительных свойств ионов I-:

Cu2+ + 2 I- = CuI + ½ I2 Fe3+ + I- = Fe2+ + ½ I2

Катионы Pb2+ исключаются из-за малой растворимости PbSO4 и PbCl2, а Ba2+ - из-за нерастворимости BaSO4. Таким образом в растворе были следующие катионы: Mg2+, Zn2+, Al3+, Fe2+, Ni2+, Cr3+, Mn2+.


Задача 7. Важнейшим соединением элемента Х, в котором атомы Х проявляют наиболее характерную для Х степень окисления, является кристаллогидрат соли Б, в котором на 1 моль соли приходится 2 моль H2O. В составе безоводной соли Б три элемента: Na, Х и У. Массовая доля натрия в кристаллогидрате составляет 5,78 %. Установить формулу соли, если в ней на 1 атом натрия приходится 1 атом Х.

Решение: Из очень маленького значения массовой доли натрия в кристаллогидрате вытекает, что это натриевая соль одноосновной кислоты. Если предположить, что это соль двухосновной кислоты, то на долю кислотного остатка приходится более 700 а.е.м., что явно нереально. Следовательно, формулу соли можно записать в виде NaXУn·2Н2О. Из массовой доли натрия в кристаллогидрате моно найти:

Z = Ar(X) + n Ar (У)

Ar(Na) = 0,0578; Z = 339

Ar(Na) + Z + 36


Элемент У не может быть кислородом. Действительно, в этом случае значение n не больше четырех, и получается нереально большое значение Ar(X). Предположение что У – сера, также не дает реального Ar(X). Если У – хлор, то при n = 4 Ar(X) = 197. Это соответствует значению относительной атомной массы золота. Формула кристаллогидрата NaAuCl4·2Н2О. Это так называемая золотая соль (хлораурат натрия), являющаяся важнейшим препаратом золота. Предположив, что У – бром или другой галоген и вычислив Ar(X), получим слишком маленькое ее значение.


Задача 6. Лаборанту принесли на анализ сильнокислый раствор, в котором могли быть такие катионы и анионы: Mg2+, Zn2+, Ba2+, Al3+, Fe2+, Fe3+, Pb2+, Ni2+, Cu2+, Cr3+, Mn2+, SO42-, S2-, Cl-, Br -, CO32-, SO32-, I-, SiO32-, ClO3-. В растворе были обнаружены в значительных количествах 4 аниона и 7 катионов (кроме H+). Назвать выявленные в исходном растворе ионы.

Решение: Сильнокислая среда исключает присутствие ионов S2-, SO32-, CO32-, SiO32- из-за происходящих реакций

S2- + 2 H+ = Н2S↑ SO32- + 2 H+ = SO2↑ + Н2O

CO32- + 2 H+ = CO2↑ + Н2O SiO32- + 2 H+ = Н2SiO3

Ионы ClO3- исключаются, потому что в сильнокислой среде хлорат-ион окислил бы ионы Br -, I- и даже Cl-:

ClO3- + I- = IO3- + Cl- ClO3- + Br- = BrO3- + Cl-

ClO3- + 5Cl- + 6H+ = Cl2 + Н2O

Следовательно в растворе были анионы SO42-, Cl-, Br -, I-.

Катионы Cu2+ и Fe3+ в растворе присутствовать не могли из-за восстановительных свойств ионов I-:

Cu2+ + 2 I- = CuI + ½ I2 Fe3+ + I- = Fe2+ + ½ I2

Катионы Pb2+ исключаются из-за малой растворимости PbSO4 и PbCl2, а Ba2+ - из-за нерастворимости BaSO4. Таким образом в растворе были следующие катионы: Mg2+, Zn2+, Al3+, Fe2+, Ni2+, Cr3+, Mn2+.




Похожие:

Задача Написать уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить превращения: hcl → Cl 2 → MgCl 2 → NaCl → Cl 2 iconЗадача Написать уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить превращения: hcl → Cl 2 → MgCl 2 → NaCl → Cl 2
Задача Написать уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить превращения
Задача Написать уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить превращения: hcl → Cl 2 → MgCl 2 → NaCl → Cl 2 iconЗадание III. Написать в молекулярной и ионно-молекулярной формах уравнения реакций. 268. плавиковая кислота + гидроксид калия. 259. сульфат меди (II) + гидроксид натрия. Задание V
Задание III. Написать в молекулярной и ионно-молекулярной формах уравнения реакций
Задача Написать уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить превращения: hcl → Cl 2 → MgCl 2 → NaCl → Cl 2 iconНоменклатура Задание I
Задание III. Написать в молекулярной и ионно-молеку­лярной формах уравнения реакций
Задача Написать уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить превращения: hcl → Cl 2 → MgCl 2 → NaCl → Cl 2 iconФинансовый менеджмент система методов и приемов, с помощью которой осуществляется управление денежным оборотом и финансовыми ресурсами предприятия Оценочные компоненты финансового менеджмента Временная стоимость денег
Концепция учета фактора ликвидности(способность превращения какого-либо актива в деньги и скорость его превращения)
Задача Написать уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить превращения: hcl → Cl 2 → MgCl 2 → NaCl → Cl 2 iconКонтрольные задания
Напишите уравнения реакций, характеризующие свойства вещества. Укажите условия протекания реакции
Задача Написать уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить превращения: hcl → Cl 2 → MgCl 2 → NaCl → Cl 2 iconДифференциальные уравнения первого порядка. Примеры решений. Дифференциальные уравнения с разделяющимися переменными
Дифференциальные уравнения (ДУ). Эти два слова обычно приводят в ужас среднестатистического обывателя. Дифференциальные уравнения...
Задача Написать уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить превращения: hcl → Cl 2 → MgCl 2 → NaCl → Cl 2 iconВопросы к экзамену по курсу "Дифференциальные Уравнения"
...
Задача Написать уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить превращения: hcl → Cl 2 → MgCl 2 → NaCl → Cl 2 iconВопросы по общей химии
Классификация реакций в соответствии с видом переносимых частиц. Окислительно-восстановительные реакции. Окислитель и восстановитель....
Задача Написать уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить превращения: hcl → Cl 2 → MgCl 2 → NaCl → Cl 2 iconСпирты и фенолы. Альдегиды и кетоны
Составьте уравнения реакций по при­веденной ниже схеме и укажите условия их осу­ществления
Задача Написать уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить превращения: hcl → Cl 2 → MgCl 2 → NaCl → Cl 2 iconО ключевых зонах
Ключевые зоны (собственный термин), и, раздражая их, можно получить те симптомы, на которые предъявляет жалобы пациент. Ключевые,...
Задача Написать уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить превращения: hcl → Cl 2 → MgCl 2 → NaCl → Cl 2 iconКинетика реакций цепного окисления липидов Общая схема реакций
Можно видеть сложность кинетических кривых, что отражает сложность самой реакции цепного окисления липидов. Эта реакция включает...
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Документы


При копировании материала укажите ссылку ©ignorik.ru 2015

контакты
Документы