Реакции, подтверждающие взаимосвязь различных классов неорганических веществ (2) - Документ. Пособие-репетитор по химии Задания для самостоятельной работы
1) Нитрат меди прокалили, полученный твёрдый осадок растворили в серной кислоте. Через раствор пропустили сероводород, полученный чёрный осадок подвергли обжигу, а твёрдый остаток растворили при нагревании в концентрированной азотной кислоте.
2) Фосфат кальция сплавили с углём и песком, затем полученное простое вещество сожгли в избытке кислорода, продукт сжигания растворили в избытке едкого натра. К полученному раствору прилили раствор хлорида бария. Полученный осадок обработали избытком фосфорной кислоты.
| Показать | |
|---|---|
Ca 3 (PO 4) 2 → P → P 2 O 5 →Na 3 PO 4 → Ba 3 (PO 4) 2 → BaHPO 4 или Ba(H 2 PO 4) 2 Ca 3 (PO 4) 2 + 5C + 3SiO 2 → 3CaSiO 3 + 2P + 5CO |
|
3) Медь растворили в концентрированной азотной кислоте, полученный газ смешали с кислородом и растворили в воде. В полученном растворе растворили оксид цинка, затем к раствору прибавили большой избыток раствора гидроксида натрия.
4) На сухой хлорид натрия подействовали концентрированной серной кислотой при слабом нагревании, образующийся газ пропустили в раствор гидроксида бария. К полученному раствору прилили раствор сульфата калия. Полученный осадок сплавили с углем. Полученное вещество обработали соляной кислотой.
5) Навеску сульфида алюминия обработали соляной кислотой. При этом выделился газ и образовался бесцветный раствор. К полученному раствору добавили раствор аммиака, а газ пропустили через раствор нитрата свинца. Полученный при этом осадок обработали раствором пероксида водорода.
| Показать | |
|---|---|
Al(OH) 3 ←AlCl 3 ←Al 2 S 3 → H 2 S → PbS →PbSO 4 Al 2 S 3 + 6HCl → 3H 2 S + 2AlCl 3 |
|
6) Порошок алюминия смешали с порошком серы, смесь нагрели, полученное вещество обработали водой, при этом выделился газ и образовался осадок, к которому добавили избыток раствора гидроксида калия до полного растворения. Этот раствор выпарили и прокалили. К полученному твёрдому веществу добавили избыток раствора соляной кислоты.
7) Раствор иодида калия обработали раствором хлора. Полученный осадок обработали раствором сульфита натрия. К полученному раствору прибавили сначала раствор хлорида бария, а после отделения осадка - добавили раствор нитрата серебра.
8) Серо-зелёный порошок оксида хрома (III) сплавили с избытком щёлочи, полученное вещество растворили в воде, при этом получился тёмно-зелёный раствор. К полученному щелочному раствору прибавили пероксид водорода. Получился раствор желтого цвета, который при добавлении серной кислоты приобретает оранжевый цвет. При пропускании сероводорода через полученный подкисленный оранжевый раствор он мутнеет и вновь становится зелёным.
| Показать | |
|---|---|
Cr 2 O 3 → KCrO 2 → K →K 2 CrO 4 →K 2 Cr 2 O 7 → Cr 2 (SO 4) 3 Cr 2 O 3 + 2KOH → 2KCrO 2 + H 2 O |
|
9) Алюминий растворили в концентрированном растворе гидроксида калия. Через полученный раствор пропускали углекислый газ до прекращения выделения осадка. Осадок отфильтровали и прокалили. Полученный твердый остаток сплавили с карбонатом натрия.
10) Кремний растворили в концентрированном растворе гидроксида калия. К полученному раствору добавили избыток соляной кислоты. Помутневший раствор нагрели. Выделившийся осадок отфильтровали и прокалили с карбонатом кальция. Напишите уравнения описанных реакций.
11) Оксид меди(II) нагрели в токе угарного газа. Полученное вещество сожгли в атмосфере хлора. Продукт реакции растворили в воде. Полученный раствор разделили на две части. К одной части добавили раствор иодида калия, ко второй – раствор нитрата серебра. И в том и в другом случае наблюдали образование осадка. Напишите уравнения четырех описанных реакций.
12) Нитрат меди прокалили, образовавшееся твердое вещество растворили в разбавленной серной кислоте. Раствор полученной соли подвергли электролизу. Выделившееся на катоде вещество растворили в концентрированной азотной кислоте. Растворение протекало с выделением бурого газа. Напишите уравнения четырех описанных реакций.
13) Железо сожгли в атмосфере хлора. Полученное вещество обработали избытком раствора гидроксида натрия. Образовался бурый осадок, который отфильтровали и прокалили. Остаток после прокаливания растворили в иодоводородной кислоте. Напишите уравнения четырех описанных реакций.
14) Порошок металлического алюминия смешали с твердым иодом и добавили несколько капель воды. К полученной соли добавили раствор гидроксида натрия до выпадения осадка. Образовавшийся осадок растворили в соляной кислоте. При последующем добавлении раствора карбоната натрия вновь наблюдали выпадение осадка. Напишите уравнения четырех описанных реакций.
15) В результате неполного сгорания угля получили газ, в токе которого нагрели оксид железа(III). Полученное вещество растворили в горячей концентрированной серной кислоте. Образовавшийся раствор соли подвергли электролизу. Напишите уравнения четырех описанных реакций.
16) Некоторое количество сульфида цинка разделили на две части. Одну из них обработали азотной кислотой, а другую подвергли обжигу на воздухе. При взаимодействии выделившихся газов образовалось простое вещество. Это вещество нагрели с концентрированной азотной кислотой, причем выделился бурый газ. Напишите уравнения четырех описанных реакций.
17) Хлорат калия нагрели в присутствии катализатора, при этом выделился бесцветный газ. Сжиганием железа в атмосфере этого газа была получена железная окалина. Её растворили в избытке соляной кислоты. К полученному при этом раствору добавили раствор, содержащий дихромат натрия и соляную кислоту.
| Показать | |
|---|---|
1) 2КClО 3 → 2КСl + 3О 2 2) ЗFe + 2O 2 → Fе 3 O 4 3) Fе 3 O 4 + 8НСІ → FeCl 2 + 2FeCl 3 + 4Н 2 О 4) 6 FeCl 2 + Na 2 Cr 2 O 7 + 14 НСІ → 6 FeCl 3 + 2 CrCl 3 + 2NaCl + 7Н 2 О 18) Железо сожгли в хлоре. Полученную соль добавили к раствору карбоната натрия, при этом выпал бурый осадок. Этот осадок отфильтровали и прокалили. Полученное вещество растворили в иодоводородной кислоте. Напишите уравнения четырех описанных реакций. 1) 2Fe + 3Cl 2 → 2FeCl 3 2)2FeCl 3 +3Na 2 CO 3 →2Fe(OH) 3 +6NaCl+3CO 2 3) 2Fe(OH) 3 Fe 2 O 3 + 3H 2 O 4) Fe 2 O 3 + 6HI → 2FeI 2 + I 2 + 3H 2 O |
|
19) Раствор иодида калия обработали избытком хлорной воды, при этом наблюдали сначала образование осадка, а затем – его полное растворение. Образовавшуюся при этом иодосодержащую кислоту выделили из раствора, высушили и осторожно нагрели. Полученный оксид прореагировал с угарным газом. Запишите уравнения описанных реакций.
20) Порошок сульфида хрома(III) растворили в серной кислоте. При этом выделился газ и образовался окрашенный раствор. К полученному раствору добавили избыток раствора аммиака, а газ пропустили через нитрата свинца. Полученный при этом черный осадок побелел после обработки его пероксидом водорода. Запишите уравнения описанных реакций.
21) Порошок алюминия нагрели с порошком серы, полученное вещество обработали водой. Выделившийся при этом осадок обработали избытком концентрированного раствора гидроксида калия до его полного растворения. К полученному раствору добавили раствор хлорида алюминия и вновь наблюдали образование белого осадка. Запишите уравнения описанных реакций.
22) Нитрат калия нагрели с порошкообразным свинцом до прекращения реакции. Смесь продуктов обработали водой, а затем полученный раствор профильтровали. Фильтрат подкислили серной кислотой и обработали иодидом калия. Выделившееся простое вещество нагрели с концентрированной азотной кислотой. В атмосфере образовавшегося при этом бурого газа сожгли красный фосфор. Запишите уравнения описанных реакций.
23) Медь растворили в разбавленной азотной кислоте. К полученному раствору добавили избыток раствора аммиака, наблюдая сначала образование осадка, а затем – его полное растворение с образованием темно-синего раствора. Полученный раствор обработали серной кислотой до появления характерной голубой окраски солей меди. Запишите уравнения описанных реакций.
| Показать | |
|---|---|
1)3Cu+8HNO 3 →3Cu(NO 3) 2 +2NO+4H 2 O 2)Cu(NO 3) 2 +2NH 3 H 2 O→Cu(OH) 2 + 2NH 4 NO 3 3)Cu(OH) 2 +4NH 3 H 2 O →(OH) 2 + 4H 2 O 4)(OH) 2 +3H 2 SO 4 → CuSO 4 +2(NH 4) 2 SO 4 + 2H 2 O |
|
24) Магний растворили в разбавленной азотной кислоте, причем выделение газа не наблюдалось. Полученный раствор обработали избытком раствора гидроксида калия при нагревании. Выделившийся при этом газ сожгли в кислороде. Запишите уравнения описанных реакций.
25) Смесь порошков нитрита калия и хлорида аммония растворили в воде и раствор осторожно нагрели. Выделившийся газ прореагировал с магнием. Продукт реакции внесли в избыток раствора соляной кислоты, при этом выделение газа не наблюдалось. Полученную магниевую соль в растворе обработали карбонатом натрия. Запишите уравнения описанных реакций.
26) Оксид алюминия сплавили с гидроксидом натрия. Продукт реакции внесли в раствор хлорида аммония. Выделившийся газ с резким запахом поглощен серной кислотой. Образовавшуюся при этом среднюю соль прокалили. Запишите уравнения описанных реакций.
27) Хлор прореагировал с горячим раствором гидроксида калия. При охлаждении раствора выпали кристаллы бертолетовой соли. Полученные кристаллы внесли в раствор соляной кислоты. Образовавшееся простое вещество прореагировало с металлическим железом. Продукт реакции нагрели с новой навеской железа. Запишите уравнения описанных реакций.
28) Медь растворили в концентрированной азотной кислоте. К полученному раствору добавили избыток раствора аммиака, наблюдая сначала образование осадка, а затем – его полное растворение. Полученный раствор обработали избытком соляной кислоты. Запишите уравнения описанных реакций.
29) Железо растворили в горячей концентрированной серной кислоте. Полученную соль обработали избытком раствора гидроксида натрия. Выпавший бурый осадок отфильтровали и прокалили. Полученное вещество сплавили с железом. Напишите уравнения четырёх описанных реакций.
30) В результате неполного сгорания угля получили газ, в токе которого нагрели оксид железа(ІІІ). Полученное вещество растворили в горячей концентрированной серной кислоте. Образовавшийся раствор соли обработали избытком раствора сульфида калия.
31) Некоторое количество сульфида цинка разделили на две части. Одну из них обработали соляной кислотой, а другую подвергли обжигу на воздухе. При взаимодействии выделившихся газов образовалось простое вещество. Это вещество нагрели с концентрированной азотной кислотой, причём выделился бурый газ.
32) Серу сплавили с железом. Продукт реакции обработали соляной кислотой. Выделившийся при этом газ сожгли в избытке кислорода. Продукты горения поглотили водным раствором сульфата железа(ІІІ).
Соляная кислота.
В химических реакциях соляная кислота проявляет все свойства сильных кислот: взаимодействует с металлами , стоящими в ряду напряжений левее водорода, с оксидами (основными, амфотерными), основаниями, амфотерными гидроксидами и солями:
2HCl + Fe = FeCl 2 + H 2
2HCl + CaO = CaCl 2 + H 2 O
6HCl + Al 2 O 3 = 2AlCl 3 + 3H 2 O
HCl + NaOH = NaCl + H 2 O
2HCl + Cu(OH) 2 = CuCl 2 + 2H 2 O
2HCl + Zn(OH) 2 = ZnCl 2 + 2H 2 O
HCl + NaHCO 3 = NaCl + CO 2 + H 2 O
HCl + AgNO 3 = AgCl↓ + HNO 3 (качественная реакция на галогенид-ионы)
6HCl (конц.) + 2HNO 3(конц.) = 3Cl 2 + 2NO + 4H 2 O
HClO 2 – хлористая
HClO 3 – хлорноватая
HClO 4 – хлорная
HClO HClO 2 HClO 3 HClO 4
усиление кислотных свойств
2HClO 2HCl + O 2
HClO + 2HI = HCl + I 2 + H 2 O
HClO + H 2 O 2 = HCl + H 2 O + O 2
Соли.
Соли соляной кислоты – хлориды.
NaCl + AgNO 3 = AgCl↓ + NaNO 3 (качественная реакция на галогенид-ионы)
AgCl + 2(NH 3 ∙ H 2 O) = Cl + 2H 2 O
2AgCl 2Ag + Cl 2
Соли кислородсодержащих кислот.
Ca(ClO) 2 + H 2 SO 4 = CaSO 4 + 2HCl + O 2
Ca(ClO) 2 + CO 2 + H 2 O = CaCO 3 + 2HClO
Ca(ClO) 2 + Na 2 CO 3 = CaCO 3 + 2NaClO
Ca(ClO) 2 CaCl 2 + O 2
4KClO 3 3KClO 4 + KCl
2KClO 3 2KCl + 3O 2
2KClO 3 + 3S 2KCl + 3SO 2
5KClO 3 + 6P 5KCl + 3P 2 O 5
KClO 4 2O 2 + KCl
3KClO 4 + 8Al = 3KCl + 4Al 2 O 3
Бром. Соединения брома.
Br 2 + H 2 = 2HBr
Br 2 + 2Na = 2NaBr
Br 2 + Mg = MgBr 2
Br 2 + Cu = CuBr 2
3Br 2 + 2Fe = 2FeBr 3
Br 2 + 2NaOH (разб) = NaBr + NaBrO + H 2 O
3Br 2 + 6NaOH (конц.) = 5NaBr + NaBrO 3 + 3H 2 O
Br 2 + 2NaI = 2NaBr + I 2
3Br 2 + 3Na 2 CO 3 = 5NaBr + NaBrO 3 + 3CO 2
3Br 2 + S + 4H 2 O = 6HBr + H 2 SO 4
Br 2 + H 2 S = S + 2HBr
Br 2 + SO 2 + 2H 2 O = 2HBr + H 2 SO 4
4Br 2 + Na 2 S 2 O 3 + 10NaOH = 2Na 2 SO 4 + 8NaBr + 5H 2 O
14HBr + K 2 Cr 2 O 7 = 2KBr + 2CrBr 3 + 3Br 2 + 7H 2 O
4HBr + MnO 2 = MnBr 2 + Br 2 + 2H 2 O
2HBr + H 2 O 2 = Br 2 + 2H 2 O
2KBr + 2H 2 SO 4 (конц.) = 4K 2 SO 4 + 4Br 2 + SO 2 + 2H 2 O
2KBrO 3 3O 2 + 2KBr
2KBrO 4 O 2 + 2KBrO 3 (до 275°С)
KBrO 4 2O 2 + KBr (выше 390°С)
Йод. Соединения йода.
3I 2 + 3P = 2PI 3
I 2 + H 2 = 2HI
I 2 + 2Na = 2NaI
I 2 + Mg = MgI 2
I 2 + Cu = CuI 2
3I 2 + 2Al = 2AlI 3
3I 2 + 6NaOH (гор.) = 5NaI + NaIO 3 + 3H 2 O
I 2 + 2NaOH (разб) = NaI + NaIO + H 2 O
3I 2 + 10HNO 3 (разб) = 6HIO 3 + 10NO + 2H 2 O
I 2 + 10HNO 3 (конц.) = 2HIO 3 + 10NO 2 + 4H 2 O
I 2 + 5NaClO + 2NaOH = 5NaCl + 2NaIO 3 + H 2 O
I 2 + 5Cl 2 + 6H 2 O = 10HCl + 2HIO 3
I 2 + Na 2 SO 3 + 2NaOH = 2NaI + Na 2 SO 4 + H 2 O
2HI + Fe 2 (SO 4) 3 = 2FeSO 4 + I 2 + H 2 SO 4
2HI + NO 2 = I 2 + NO + H 2 O
2HI + S = I 2 + H 2 S
8KI + 5H 2 SO 4 (конц.) = 4K 2 SO 4 + 4I 2 + H 2 S + 4H 2 O или
KI + 3H 2 O + 3Cl 2 = HIO 3 + KCl + 5HCl
10KI + 8H 2 SO 4 + 2KMnO 4 = 5I 2 + 2MnSO 4 + 6K 2 SO 4 + 8H 2 O
6KI + 7H 2 SO 4 + K 2 Cr 2 O 7 = Cr 2 (SO 4) 3 + 3I 2 + 4K 2 SO 4 + 7H 2 O
2KI + H 2 SO 4 + H 2 O 2 = I 2 + K 2 SO 4 + 2H 2 O
2KI + Fe 2 (SO 4) 3 = I 2 + 2FeSO 4 + K 2 SO 4
2KI + 2CuSO 4 + K 2 SO 3 + H 2 O = 2CuI + 2K 2 SO 4 + H 2 SO 4
2HIO 3 I 2 O 5 + H 2 O
2HIO 3 + 10HCl = I 2 + 5Cl 2 + 6H 2 O
2HIO 3 + 5Na 2 SO 3 = 5Na 2 SO 4 + I 2 + H 2 O
2HIO 3 + 5H 2 SO 4 + 10FeSO 4 = Fe 2 (SO 4) 3 + I 2 + 6H 2 O
I 2 O 5 + 5CO I 2 + 5CO 2
2KIO 3 3O 2 + 2KI
2KIO 3 + 12HCl (конц.) = I 2 + 5Cl 2 + 2KCl + 6H 2 O
KIO 3 + 3H 2 SO 4 + 5KI = 3I 2 + 3K 2 SO 4 + 3H 2 O
KIO 3 + 3H 2 O 2 = KI + 3O 2 + 3H 2 O
2KIO 4 O 2 + 2KIO 3
5KIO 4 + 3H 2 O + 2MnSO 4 = 2HMnO 4 + 5KIO 3 + 2H 2 SO 4
Галогены.
1. Вещество, полученное на аноде при электролизе расплава иодида натрия с инертными электродами, выделили и ввели во взаимодействие с сероводородом. Газообразный продукт последней реакции растворили в воде и к полученному раствору добавили хлорное железо. Образовавшийся осадок отфильтровали и обработали горячим раствором гидроксида натрия. Напишите уравнения описанных реакций.
2. Вещество, полученное на аноде при электролизе раствора иодида натрия с инертными электродами, ввели в реакцию с калием. Продукт реакции нагрели с концентрированной серной кислотой и выделившийся газ пропустили через горячий раствор хромата калия. Напишите уравнения описанных реакций.
3. Хлорная вода имеет запах хлора. При подщелачивании запах исчезает, а при добавлении соляной кислоты – становится более сильным, чем был ранее. Напишите уравнения описанных реакций.
4. Бесцветные газы выделяются при выдерживании концентрированной кислоты , как с хлоридом натрия, так и с иодидом натрия. При пропускании этих газов через водный раствор аммиака образуются соли. Напишите уравнения описанных реакций.
5. При термическом разложении соли А в присутствии диоксида марганца образовались бинарная соль Б и газ, поддерживающий горение и входящий в состав воздуха, при нагревании этой соли без катализатора образуются соль Б и соль кислородсодержащей кислоты. При взаимодействии соли А с соляной кислотой выделяется жёлто-зелёный газ (простое вещество) и образуется соль Б. соль Б окрашивает пламя в фиолетовый цвет, при её взаимодействии с раствором нитрата серебра выпадает осадок белого цвета. Напишите уравнения описанных реакций.
6) При добавлении раствора кислоты А к диоксиду марганца происходит выделение ядовитого газа жёлто-зелёного газа. Пропустив выделившийся газ через горячий раствор едкого кали, получают вещество, которое используется при изготовлении спичек и некоторых других зажигательных составов. При термическом разложении последнего в присутствии диоксида марганца образуется соль, из которой при взаимодействии с концентрированной серной кислотой можно получить исходную кислоту А, и бесцветный газ, входящий в состав атмосферного воздуха. Напишите уравнения описанных реакций.
7) Йод нагрели с избытком фосфора , и продукт реакции обработали небольшим количеством воды. Газообразный продукт реакции полностью нейтрализовали раствором едкого натра и добавили в полученный раствор нитрат серебра. Напишите уравнения описанных реакций.
8) Газ, выделившийся при нагревании твердой поваренной соли с концентрированной серной кислотой, пропустили через раствор перманганата калия. Газообразный продукт реакции поглотили холодным раствором едкого натра. После добавления в полученный раствор йодоводородной кислоты появляется резкий запах и раствор приобретает тёмную окраску. Напишите уравнения описанных реакций.
9) Через раствор бромида натрия пропустили газ, выделяющийся при взаимодействии соляной кислоты с перманганатом калия. После окончания реакции раствор выпарили, остаток растворили в воде и подвергли электролизу с графитовыми электродами. Газообразные продукты реакции смешали друг с другом и осветили. В результате произошел взрыв. Напишите уравнения описанных реакций.
10) К пиролюзиту осторожно прибавили раствор соляной кислоты, и выделившийся газ пропустили в химический стакан, наполненный холодным раствором едкого кали. После окончания реакции стакан накрыли картонкой и оставили , при этом стакан освещали солнечные лучи; через некоторое время в стакан внесли тлеющую лучинку, которая ярко вспыхнула. Напишите уравнения описанных реакций.
11) Вещество, выделяющееся на катоде и аноде при электролизе раствора йодида натрия с графитовыми электродами, реагируют друг с другом. Продукт реакции взаимодействуют с концентрированной серной кислотой с выделением газа, который пропустили через раствор гидроксида калия. Напишите уравнения описанных реакций.
12) К оксиду свинца (IV) при нагревании добавили концентрированную соляную кислоту. Выделяющийся газ пропустили через нагретый раствор едкого кали. Раствор охладили, соль кислородсодержащей кислоты отфильтровали и высушили. При нагревании полученной соли с соляной кислотой выделяется ядовитый газ, а при нагревании её в присутствии диоксида марганца – газ, входящий в состав атмосферы. Напишите уравнения описанных реакций.
13) Йод обработали концентрированной азотной кислотой при нагревании. Продукт реакции осторожно нагрели. Образовавшийся при оксид вступил в реакцию с угарным газом. Выделившееся простое вещество растворили в теплом растворе гидроксида калия. Напишите уравнения описанных реакций.
14) Раствор иодида калия обработали избытком хлорной воды , при этом сначала наблюдали образование осадка, а затем – его полное растворение. Образовавшуюся при этом йодсодержащую кислоту выделили из раствора, высушили и осторожно нагрели. полученный оксид прореагировал с угарным газом. Напишите уравнения описанных реакций.
15) Йод обработали хлорноватой кислотой. Продукт реакции осторожно нагрели. продукт реакции осторожно нагрели. Образующийся оксид реагирует с угарным газом с образованием двух веществ – простого и сложного. Простое вещество растворяется в теплом щелочном растворе сульфита натрия. Напишите уравнения описанных реакций.
16) Перманганат калия обработали избытком раствора соляной кислоты, образовался раствор и выделился газ. Раствор разделили на две части: к первой добавили гидроксид калия, а ко второй – нитрат серебра. Выделившийся газ прореагировал газ прореагировал с гидроксидом калия при охлаждении. Напишите уравнения описанных реакций.
17) Расплав хлорида натрия подвергли электролизу. Газ, выделившийся на аноде, прореагировал с водородом с образованием нового газообразного вещества с характерным запахом. Его растворили в воде и обработали расчетным количеством перманганата калия, при этом образовался газ желто-зеленого цвета. Это вещество вступает при охлаждении с гидроксидом натрия. Напишите уравнения описанных реакций.
18) Перманганат калия обработали концентрированной соляной кислотой. Выделившийся при этом газ собрали , а к реакционной массе по каплям прибавили раствор гидроксида калия до прекращения выделения осадка. Собранный газ пропустили через горячий раствор гидроксида калия, при этом образовалась смесь двух солей. Раствор выпарили, твердый остаток прокалили в присутствии катализатора, после чего в твердом остатке осталась одна соль. Напишите уравнения описанных реакций.
Галогены.
1) 2NaI 
2Na + I 2
на катоде на аноде
I 2 + H 2 S = 2HI + S↓
2HI + 2FeCl 3 = I 2 + 2FeCl 2 + 2HCl
I 2 + 6NaOH (гор.) = NaIO 3 + 5NaI + 3H 2 O
2) 2NaI + 2H 2 O 
2H 2 + 2NaOH + I 2
На катоде на аноде
8KI + 8H 2 SO 4(конц.) = 4I 2 ↓ + H 2 S + 4K 2 SO 4 + 4H 2 O или
8KI + 9H 2 SO 4 (конц.) = 4I 2 ↓ + H 2 S + 8KHSO 4 + 4H 2 O
3H 2 S + 2K 2 CrO 4 + 2H 2 O = 2Cr(OH) 3 + 3S + 4KOH
3) Cl 2 + H 2 O ↔ HCl + HClO
HCl + NaOH = NaCl + H 2 O
HClO + NaOH = NaClO + H 2 O
NaClO + 2HCl = NaCl + Cl 2 + H 2 O
4) H 2 SO 4(конц.) + NaCl (тверд.) = NaHSO 4 + HCl
9H 2 SO 4(конц.) + 8NaI (тверд.) = 8NaHSO 4 + 4I 2 ↓ + H 2 S + 4H 2 O
NH 4 OH + HCl = NH 4 Cl + H 2 O
NH 4 OH + H 2 S = NH 4 HS + H 2 O
5) 2KClO 3 2KCl + 3O 2
4KClO 3 KCl + 3KClO 4
KClO 3 + 6HCl = KCl + 3Cl 2 + 3H 2 O
KCl + AgNO 3 = AgCl↓ + KNO 3
6) 4HCl + MnO 2 = MnCl 2 + Cl 2 + 2H 2 O
3Cl 2 + 6KOH (гор.) = 5KCl + KClO 3 + 3H 2 O
2KClO 3 2KCl + 3O 2
H 2 SO 4(конц.) + NaCl (тверд.) = NaHSO 4 + HCl
7) 3I 2 + 3P = 2PI 3
PI 3 + 3H 2 O = H 3 PO 3 + 3HI
HI + NaOH = NaI + H 2 O
NaI + AgNO 3 = AgI↓ + NaNO 3
8) H 2 SO 4(конц.) + NaCl (тверд.) = NaHSO 4 + HCl
16HCl + 2KMnO 4 = 5Cl 2 + 2KCl + 2MnCl 2 + 8H 2 O
Cl 2 + 2NaOH (хол.) = NaCl + NaClO + H 2 O
NaClO + 2HI = NaCl + I 2 + H 2 O
9) 16HCl + 2KMnO 4 = 5Cl 2 + 2KCl + 2MnCl 2 + 8H 2 O
Щелочные металлы легко реагируют с неметаллами:
2K + I 2 = 2KI
2Na + H 2 = 2NaH
6Li + N 2 = 2Li 3 N (реакция идет уже при комнатной температуре)
2Na + S = Na 2 S
2Na + 2C = Na 2 C 2
В реакциях с кислородом каждый щелочной металл проявляет свою индивидуальность: при горении на воздухе литий образует оксид, натрий – пероксид, калий – надпероксид.
4Li + O 2 = 2Li 2 O
2Na + O 2 = Na 2 O 2
K + O 2 = KO 2
Получение оксида натрия:
10Na + 2NaNO 3 = 6Na 2 O + N 2
2Na + Na 2 O 2 = 2Na 2 O
2Na + 2NaOН = 2Na 2 O + Н 2
Взаимодействие с водой приводит к образованию щелочи и водорода.
2Na + 2H 2 O = 2NaOH + H 2
Взаимодействие с кислотами:
2Na + 2HCl = 2NaCl + H 2
8Na + 5H 2 SO 4(конц.) = 4Na 2 SO 4 + H 2 S + 4H 2 O
2Li + 3H 2 SO 4(конц.) = 2LiHSO 4 + SO 2 + 2H 2 O
8Na + 10HNO 3 = 8NaNO 3 + NH 4 NO 3 + 3H 2 O
При взаимодействии с аммиаком образуются амиды и водород:
2Li + 2NH 3 = 2LiNH 2 + H 2
Взаимодействие с органическими соединениями:
Н ─ C ≡ С ─ Н + 2Na → Na ─ C≡C ─ Na + H 2
2CH 3 Cl + 2Na → C 2 H 6 + 2NaCl
2C 6 H 5 OH + 2Na → 2C 6 H 5 ONa + H 2
2СН 3 ОН + 2Na → 2 CH 3 ONa + H 2
2СH 3 COOH + 2Na → 2CH 3 COOONa + H 2
Качественной реакцией на щелочные металлы является окрашивание пламени их катионами. Ион Li + окрашивает пламя в кармино-красный цвет, ион Na + – в желтый, К + – в фиолетовый
Соединения щелочных металлов
Оксиды.
Оксиды щелочных металлов типичные основные оксиды. Вступают в реакции с кислотными и амфотерными оксидами, кислотами, водой.
3Na 2 O + P 2 O 5 = 2Na 3 PO 4
Na 2 O + Al 2 O 3 = 2NaAlO 2
Na 2 O + 2HCl = 2NaCl + H 2 O
Na 2 O + 2H + = 2Na + + H 2 O
Na 2 O + H 2 O = 2NaOH
Пероксиды .
2Na 2 O 2 + CO 2 = 2Na 2 CO 3 + O 2
Na 2 O 2 + CO = Na 2 CO 3
Na 2 O 2 + SO 2 = Na 2 SO 4
2Na 2 O + O 2 = 2Na 2 O 2
Na 2 O + NO + NO 2 = 2NaNO 2
2Na 2 O 2 = 2Na 2 O + O 2
Na 2 O 2 + 2H 2 O (хол.) = 2NaOH + H 2 O 2
2Na 2 O 2 + 2H 2 O (гор.) = 4NaOH + O 2
Na 2 O 2 + 2HCl = 2NaCl + H 2 O 2
2Na 2 O 2 + 2H 2 SO 4 (разб. гор.) = 2Na 2 SO 4 + 2H 2 O + O 2
2Na 2 O 2 + S = Na 2 SO 3 + Na 2 O
5Na 2 O 2 + 8H 2 SO 4 + 2KMnO 4 = 5O 2 + 2MnSO 4 + 8H 2 O + 5Na 2 SO 4 + K 2 SO 4
Na 2 O 2 + 2H 2 SO 4 + 2NaI = I 2 + 2Na 2 SO 4 + 2H 2 O
Na 2 O 2 + 2H 2 SO 4 + 2FeSO 4 = Fe 2 (SO 4) 3 + Na 2 SO 4 + 2H 2 O
3Na 2 O 2 + 2Na 3 = 2Na 2 CrO 4 + 8NaOH + 2H 2 O
Основания (щелочи).
2NaOH (избыток) + CO 2 = Na 2 CO 3 + H 2 O
NaOH + CO 2 (избыток) = NaHCO 3
SO 2 + 2NaOH (избыток) = Na 2 SO 3 + H 2 O
SiO 2 + 2NaOH Na 2 SiO 3 + H 2 O
2NaOH + Al 2 O 3 2NaAlO 2 + H 2 O
2NaOH + Al 2 O 3 + 3H 2 O = 2Na
NaOH + Al(OH) 3 = Na
2NaOH + 2Al + 6Н 2 О = 2Na + 3Н 2
2KOH + 2NO 2 + O 2 = 2KNO 3 + H 2 O
KOH + KHCO 3 = K 2 CO 3 + H 2 O
2NaOH + Si + H 2 O = Na 2 SiO 3 + H 2
3KOH + P 4 + 3H 2 O = 3KH 2 PO 2 + PH 3
2KOH (холодный) + Cl 2 = KClO + KCl + H 2 O
6KOH (горячий) + 3Cl 2 = KClO 3 + 5KCl + 3H 2 O
6NaOH + 3S = 2Na 2 S + Na 2 SO 3 + 3H 2 O
2NaNO 3 2NaNO 2 + O 2
NaHCO 3 + HNO 3 = NaNO 3 + CO 2 + H 2 O
NaI → Na + + I –
на катоде: 2Н 2 О + 2e → H 2 + 2OH – 1
на аноде: 2I – – 2e → I 2 1
2Н 2 О
+ 2I –
H 2
+ 2OH –
+ I 2
2H 2 O
+ 2NaI
H 2
+ 2NaOH + I 2
2NaCl
2Na
+ Cl 2
на катоде на аноде
4KClO 3 KCl + 3KClO 4
2KClO 3
2KCl + 3O 2
Na 2 SO 3 + S = Na 2 S 2 O 3
2NaI + Br 2 = 2NaBr + I 2
2NaBr + Cl 2 = 2NaCl + Br 2
I A группа.
1. Над поверхностью налитого в колбу раствора едкого натра пропускали электрические разряды, при этом воздух в колбе окрашивался в бурый цвет, который исчезает через некоторое время. Полученный раствор осторожно выпарили и установили, что твердый остаток представляет собой смесь двух солей. При нагревании этой смеси выделяется газ и остается единственное вещество. Напишите уравнения описанных реакций.
2. Вещество, выделяющееся на катоде при электролизе расплава хлорида натрия, сожгли в кислороде. Полученный продукт поместили в газометр, наполненный углекислым газом. Образовавшееся вещество добавили в раствор хлорида аммония и раствор нагрели. Напишите уравнения описанных реакций.
3) Азотную кислоту нейтрализовали пищевой содой, нейтральный раствор осторожно выпарили и остаток прокалили. Образовавшееся вещество внесли в подкисленный серной кислотой раствор перманганата калия, при этом раствор обесцветился. Азотсодержащий продукт реакции поместили в раствор едкого натра и добавили цинковую пыль, при этом выделился газ с резким запахом. Напишите уравнения описанных реакций.
4) Вещество, полученное на аноде при электролизе раствора иодида натрия с инертными электродами, внесли в реакцию с калием. Продукт реакции нагрели с концентрированной серной кислотой, и выделившийся газ пропустили через горячий раствор хромата калия. Напишите уравнения описанных реакций
5) Вещество, полученное на катоде при электролизе расплава хлорида натрия, сожгли в кислороде. Поученный продукт последовательно обработали сернистым газом и раствором гидроксида бария. Напишите уравнения описанных реакций
6) Белый фосфор растворяется в растворе едкого кали с выделением газа с чесночным запахом, который самовоспламеняется на воздухе. Твердый продукт реакции горения прореагировал с едким натром в таком соотношении, что в образовавшемся веществе белого цвета содержится один атом водорода; при прокаливании последнего вещества образуется пирофосфат натрия. Напишите уравнения описанных реакций
7) Неизвестный металл сожгли в кислороде. Продукт реакции, взаимодействует с углекислым газом, образует два вещества: твердое, которое взаимодействует с раствором соляной кислоты с выделением углекислого газа, и газообразное простое вещество, поддерживающее горение. Напишите уравнения описанных реакций.
8) Через избыток раствора едкого кали пропустили бурый газ в присутствии большого избытка воздуха. В образовавшийся раствор добавили магниевую стружку и нагрели, выделившимся газом нейтрализовали азотную кислоту. Полученный раствор осторожно выпарили, твердый продукт реакции прокалили. Напишите уравнения описанных реакций.
9) При термическом разложении соли А в присутствии диоксида марганца образовались бинарная соль Б и газ, поддерживающий горение и входящий в состав воздуха; при нагревании этой соли без катализатора образуются соль Б и соль высшей кислородсодержащей кислоты. При взаимодействии соли А с соляной кислотой выделяется желто-зеленый газ (простое вещество) и образуется соль Б. Соль Б окрашивает пламя в фиолетовый цвет, при ее взаимодействии с раствором нитрата серебра выпадает осадок белого цвета. Напишите уравнения описанных реакций.
10) К нагретой концентрированной серной кислотой добавили медную стружку и выделившийся газ пропустили через раствор едкого натра (избыток). Продукт реакции выделили, растворили в воде и нагрели с серой, которая в результате проведения реакции растворилась. В полученный раствор добавили разбавленную серную кислоту. Напишите уравнения описанных реакций.
11) Поваренную соль обработали концентрированной серной кислотой. Полученную соль обработали гидроксидом натрия. Полученный продукт прокалили с избытком угля. Выделившийся при этом газ прореагировал в присутствии катализатора с хлором. Напишите уравнения описанных реакций.
12) Натрий прореагировал с водородом. Продукт реакции растворили в воде, при этом образовался газ, реагирующий с хлором, а полученный раствор при нагревании прореагировал с хлором с образованием смеси двух солей. Напишите уравнения описанных реакций.
13) Натрий сожгли в избытке кислорода, полученное кристаллическое вещество поместили в стеклянную трубку и пропустили через неё углекислый газ. Газ, выходящий из трубки, собрали и сожгли в его атмосфере фосфор. Полученное вещество нейтрализовали избытком раствора гидроксида натрия. Напишите уравнения описанных реакций.
14) К раствору, полученному в результате взаимодействия пероксида натрия с водой при нагревании, добавили раствор соляной кислоты до окончания реакции. Раствор образовавшейся соли подвергли электролизу с инертными электродами. Газ, образовавшийся в результате электролиза на аноде, пропустили через суспензию гидроксида кальция. Напишите уравнения описанных реакций.
15) Через раствор гидроксида натрия пропустили сернистый газ до образования средней соли. К полученному раствору прилили водный раствор перманганата калия. Образовавшийся осадок отделили и подействовали на него соляной кислотой. Выделившийся газ пропустили через холодный раствор гидроксида калия. Напишите уравнения описанных реакций.
16) Смесь оксида кремния (IV) и металлического магния прокалили. Полученное в результате реакции простое вещество обработали концентрированным раствором гидроксида натрия. Выделившийся газ пропустили над нагретым натрием. Образовавшееся вещество поместили в воду. Напишите уравнения описанных реакций.
17) Продукт взаимодействия лития с азотом обработали водой. Полученный газ пропустили через раствор серной кислоты до прекращения химических реакций. Полученный раствор обработали раствором хлорида бария. Раствор профильтровали, а фильтрат смешали с раствором нитрата натрия и нагрели. Напишите уравнения описанных реакций.
18) Натрий нагрели в атмосфере водорода. При добавлении к полученному веществу воды наблюдали выделение газа и образование прозрачного раствора. Через этот раствор пропустили бурый газ, который был получен в результате взаимодействия меди с концентрированным раствором азотной кислоты. Напишите уравнения описанных реакций.
19) Гидрокарбонат натрия прокалили. Полученную соль растворили в воде и смешали с раствором алюминия, в результате образовался осадок и выделился бесцветный газ. Осадок обработали избытком раствора азотной кислоты, а газ пропустили через раствор силиката калия. Напишите уравнения описанных реакций.
20) Натрий сплавили с серой. Образовавшееся соединение обработали соляной кислотой, выделившийся газ нацело прореагировал с оксидом серы (IV). Образовавшееся вещество обработали концентрированной азотной кислотой. Напишите уравнения описанных реакций.
21) Натрий сожгли в избытке кислорода. Образовавшееся вещество обработали водой. Полученную смесь прокипятили, после чего в горячий раствор добавили хлор. Напишите уравнения описанных реакций.
22) Калий нагрели в атмосфере азота. Полученное вещество обработали избытком соляной кислоты, после чего к образовавшейся смеси солей добавили суспензию гидроксида кальция и нагрели. Полученный газ пропустили рад раскаленным оксидом меди (II).Напишите уравнения описанных реакций.
23) Калий сожгли в атмосфере хлора, образовавшуюся соль обработали избытком водного раствора нитрата серебра. Выпавший осадок отфильтровали, фильтрат выпарили т осторожно нагрели. Образовавшуюся соль обработали водным раствором брома. Напишите уравнения описанных реакций.
24) Литий прореагировал с водородом. Продукт реакции растворили в воде, при этом образовался газ, реагирующий с бромом, а полученный раствор при нагревании прореагировал с хлором с образованием смеси двух солей. Напишите уравнения описанных реакций.
25) Натрий сожгли на воздухе. Образовавшееся при этом твердое вещество поглощает углекислый газ с выделением кислорода и соли. Последнюю соль растворили в соляной кислоте, а к полученному при этом раствору добавили раствор нитрата серебра. При этом выпал белый осадок. Напишите уравнения описанных реакций.
26) Кислород подвергли воздействию электроразряда в озонаторе. Полученный газ пропустили через водный раствор йодида калия, при этом выделился новый газ без цвета и запаха, поддерживающий горение и дыхание. В атмосфере последнего газа сожгли натрий, а полученное при этом твердое вещество прореагировало с углекислым газом. Напишите уравнения описанных реакций.
I A группа.
1.
N 2
+ O 2
2NO
2NO + O 2 = 2NO 2
2NO 2 + 2NaOH = NaNO 3 + NaNO 2 + H 2 O
2NaNO 3 2NaNO 2 + O 2
2.
2NaCl
2Na + Cl 2
на катоде на аноде
2Na + O 2 = Na 2 O 2
Na 2 CO 3 + 2NH 4 Cl = 2NaCl + CO 2 + 2NH 3 + Н 2 О
3. NaHCO 3 + HNO 3 = NaNO 3 + CO 2 + H 2 O
2NaNO 3 2NaNO 2 + O 2
5NaNO 2 + 2KMnO 4 + 3H 2 SO 4 = 5NaNO 3 + 2MnSO 4 + K 2 SO 4 + 3H 2 O
NaNO 3 + 4Zn + 7NaOH + 6H 2 O = 4Na 2 + NH 3
4.
2H 2 O
+ 2NaI
H 2
+ 2NaOH + I 2
2K + I 2 = 2KI
8KI + 5H 2 SO 4(конц.) = 4K 2 SO 4 + H 2 S + 4I 2 + 4H 2 O
3H 2 S + 2K 2 CrO 4 + 2H 2 O = 2Cr(OH) 3 ↓ + 3S↓ + 4KOH
5.
2NaCl
2Na
+ Cl 2
на катоде на аноде
2Na + O 2 = Na 2 O 2
Na 2 O 2 + SO 2 = Na 2 SO 4
Na 2 SO 4 + Ba(OH) 2 = BaSO 4 ↓ + 2NaOH
6. P 4 + 3KOH + 3H 2 O = 3KH 2 PO 2 + PH 3
2PH 3 + 4O 2 = P 2 O 5 + 3H 2 O
P 2 O 5 + 4NaOH = 2Na 2 HPO 4 + H 2 O
2Na 2 HPO 4 Na 4 P 2 O 7 + H 2 O
7. 2Na + O 2 Na 2 O 2
2Na 2 O 2 + 2CO 2 = 2Na 2 CO 3 + O 2
C + O 2 = CO 2
8. 2KOH + 2NO 2 + O 2 = 2KNO 3 + H 2 O
KNO 3 + 4Mg + 6H 2 O = NH 3 + 4Mg(OH) 2 + KOH
NH 3 + HNO 3 = NH 4 NO 3
NH 4 NO 3 N 2 O + 2H 2 O (190 – 245°C)
2NH 4 NO 3 2NO + N 2 + 4H 2 O (250 – 300°C)
2NH 4 NO 3 2N 2 + О 2 + 4H 2 O (выше 300°C)
9. 2KClO 3 2KCl + 3O 2
4KClO 3 KCl + 3KClO 4
KClO 3 + 6HCl = KCl + 3Cl 2 + 3H 2 O
KCl + AgNO 3 = AgCl↓ + KNO 3
10. 2H 2 SO 4(конц.) + Cu = CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O
SO 2 + 2NaOH = Na 2 SO 3 + H 2 O
Na 2 SO 3 + S = Na 2 S 2 O 3
Na 2 S 2 O 3 + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + S↓ + SO 2 + H 2 O
11. NaCl (тверд.) + H 2 SO 4(конц.) = NaHSO 4 + HCl
NaHSO 4 + NaOH = Na 2 SO 4 + H 2 O
Na 2 SO 4 + 4C Na 2 S + 4CO
CO
+ Cl 2
COCl 2
12) 2Na + H 2 = 2NaH
NaH + H 2 O = NaOH + H 2
H 2 + Cl 2 = 2HCl
6NaOH + 3Cl 2 = NaClO 3 + 5NaCl + 3H 2 O
13) 2Na + O 2 = Na 2 O 2
2Na 2 O 2 + 2CO 2 = 2Na 2 CO 3 + O 2
4P + 5O 2 = 2P 2 O 5
P 2 O 5 + 6NaOH = 2Na 3 PO 4 + 3H 2 O
14) 2Na 2 O 2 + 2H 2 O = 4NaOH + O 2
NaOH + HCl = NaCl + H 2 O
2H 2 O
+ 2NaCl
H 2
+ 2NaOH + Cl 2
2Cl 2 + 2Ca(OH) 2 = CaCl 2 + Ca(ClO) 2 + 2H 2 O
15) 2NaOH + SO 2 = Na 2 SO 3 + H 2 O
3Na 2 SO 3 + 2KMnO 4 + H 2 O = 3Na 2 SO 4 + 2MnO 2 + 2KOH
MnO 2 + 4HCl = MnCl 2 + Cl 2 + 2H 2 O
2NaOH (холодный) + Cl 2 = NaCl + NaClO + H 2 O
16) SiO 2 + 2Mg = 2MgO + Si
2NaOH + Si + H 2 O = Na 2 SiO 3 + 2H 2
2Na + H 2 = 2NaH
NaH + H 2 O = NaOH + H 2
17) 6Li + N 2 = 2Li 3 N
Li 3 N + 3H 2 O = 3LiOH + NH 3
2NH 3 + H 2 SO 4 = (NH 4) 2 SO 4
(NH 4) 2 SO 4 + BaCl 2 = BaSO 4 + 2NH 4 Cl
18) 2Na + H 2 = 2NaH
NaH + H 2 O = NaOH + H 2
Cu + 4HNO 3(конц.) = Cu(NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O
2NaOH + 2NO 2 = NaNO 3 + NaNO 2 + H 2 O
19) 2NaHCO 3 Na 2 CO 3 + CO 2 + H 2 O
3Na 2 CO 3 + 2AlBr 3 + 3H 2 O = 2Al(OH) 3 ↓ + 3CO 2 + 6NaBr
Al(OH) 3 + 3HNO 3 = Al(NO 3) 3 + 3H 2 O
К 2 SiO 3 + 2CO 2 + 2H 2 O = 2КHCO 3 + H 2 SiO 3 ↓
20) 2Na + S = Na 2 S
Na 2 S + 2HCl = 2NaCl + H 2 S
SO 2 + 2H 2 S = 3S + 2H 2 O
S + 6HNO 3 = H 2 SO 4 + 6NO 2 + 2H 2 O
21) 2Na + O 2 = Na 2 O 2
Na 2 O 2 + 2H 2 O = 2NaOH + H 2 O 2
2H 2 O 2 2H 2 O + O 2
6NaOH (гор.) + 3Cl 2 = NaClO 3 + 5NaCl + 3H 2 O
22) 6K + N 2 = 2K 3 N
K 3 N + 4HCl = 3KCl + NH 4 Cl
2NH 4 Cl + Ca(OH) 2 = CaCl 2 + 2NH 3 + 2H 2 O
2NH 3 + 3CuO = N 2 + 3Cu + 3H 2 O
23) 2K + Cl 2 = 2KCl
KCl + AgNO 3 = KNO 3 + AgCl↓
2KNO 3 2KNO 2 + O 2
KNO 2 + Br 2 + H 2 O = KNO 3 + 2HBr
24) 2Li + H 2 = 2LiH
LiH + H 2 O = LiOH + H 2
H 2 + Br 2 = 2HBr
6LiOH (гор.) + 3Cl 2 = LiClO 3 + 5LiCl + 3H 2 O
25) 2Na + O 2 = Na 2 O 2
2Na 2 O 2 + 2CO 2 = 2Na 2 CO 3 + O 2
Na 2 CO 3 + 2HCl = 2NaCl + CO 2 + H 2 O
NaCl + AgNO 3 = AgCl↓ + NaNO 3
26) 3O 2 ↔ 2O 3
O 3 + 2KI + H 2 O = I 2 + O 2 + 2KOH
2Na + O 2 = Na 2 O 2
2Na 2 O 2 + 2CO 2 = 2Na 2 CO 3 + O 2
Решение:
2Cl2 + 2Н2О = 4HCl + О2
mp-pa = m(Н2О) + m(Cl2) − m(О2) ;
Δm = m(Cl2) − m(О2) ;
Примем n(Cl2) за х , тогда n(О2) = 0,5х;
Составим алгебраическое уравнение на основе приведённого равенства и найдём х :
Δm = х · M(Cl2) − 0,5х · М(О2) = х(71 − 16) = 55х;
х = 0,04 моль;
V(Cl2) = n(Cl2) · Vm = 0,004 · 22,4 = 0,896 л.
Ответ: 0,896 л.
10. Вычислите область допустимых значений объёма хлора (н. у.), который необходим для полного хлорирования 10,0 г смеси железа и меди.
Решение:
Поскольку в условии не сказано каково соотношение металлов в смеси, то остаётся предположить, что областью допустимых значений объёма хлора в данном случае будет диапазон между его объёмами, требуемыми для хлорирования 10 г каждого металла в отдельности. И решение задачи сводится к последовательному нахождению этих объёмов.
2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3
Cu + Cl′2 = CuCl2
n(Cl2) = 1,5n(Fe) = 1,5 · 10/56 = 0,26 моль;
V(Cl2) = n(Cl2) · Vm = 0,26 · 22,4 = 5,99 ≈ 6 л;
n(Cl′2) = n(Cu) = 10/63,5 = 0,16 моль;
V(Cl′2) = 22,4 · 0,16 = 3,5 л.
Ответ: 3,5 ≤ V(Cl2) ≤ 6л.
11. Вычислите массу йода, которая образуется при обработке избытком подкисленного раствора перманганата калия смеси дигидрата йодида натрия, йодида калия и йодида магния, в которой массовые доли всех солей равны, а суммарное количество всех веществ составляет 50,0 ммоль.
Решение:
Запишем уравнения реакций, протекающих в растворе, и составим общие полуреакции, на основе которых расставим коэффициенты:
10NaI·2H2O + 2KMnO4 + 8H2SO4 = 5I2 + 2MnSO4 + 5Na2SO4 + K2SO4 + 28H2O
10KI + 2KMnO4 + 8H2SO4 = 5I2 + 2MnSO4 + 6K2SO4 + 8H2O
5MgI2 + 2KMnO4 + 8H2SO4 = 5I2 + 2MnSO4 + 5MgSO4 + K2SO4 + 8H2O
MnO4¯+ 8H+ + 5ē = Mn2+ + 4H2O 2
2I¯− 2 ē = I2 5
2 MnO4¯+ 16H+ + 10 I¯= 2 Mn2+ + 5I2 + 8H2O
Из равенства массовых долей компонентов смеси следует, что равны и их массы. Приняв их за х составим алгебраическое уравнение на основе равенства:
n1 + n2 + n3 = 50,0 ммоль
m1/М(NaI·2H2O) + m2/М(KI) + m3/М(MgI2) = 50,0 ммоль
m1 = m2 = m3 = х
х/186 + х/166 + х/278 = 50·10-3моль
m (I2)1 = 5М(I2) · m(NaI·2H2O)/10М(NaI·2H2O) = (5· 254 · 3,33)/10 · 186 = 2,27 г;
m (I2)2 = 5М(I2) · m(KI)/10М(KI) = (5· 254 · 3,33)/10 · 166 = 2,55 г;
m (I2)3 = 5М(I2) · m(MgI2)/10М(MgI2) = (5· 254 · 3,33)/10 · 278 = 3,04 г.
Итого: 7,86 г.
Ответ: 7,86 г.
12. При пропускании через 200 г 5,00%-го раствора пероксида водорода хлора масса раствора увеличилась на 3,9 г. Вычислите массовые доли веществ в получившемся растворе.
Решение:
Н2О2 + Cl2 = О2 + 2НCl
1. Найдём исходное количество Н2О2 в растворе:
n1(Н2О2) = m/М(Н2О2) = mР-РА· ω/ М(Н2О2) = 200 · 0,05/34 =
2. Примем количество поглощенного хлора в растворе за х , тогда nО2 = х, а увеличение массы раствора обусловлено разницей масс поглощенного хлора и выделившегося кислорода:
m(Cl 2) − m(О 2) = Δ m или х·М(Cl 2) − х·М(О2) = Δ m;
71х − 32х = 3,9; х = 0,1 моль.
3. Вычислим количества веществ оставшихся в растворе:
n2(Н2О2)ОКИСЛЕННОЕ = n(Cl 2) = 0,1 моль;
n(Н2О2)ОСТАВШЕЕСЯ В РАСТВОРЕ = n1 − n2 = 0,294 − 0,1 = 0,194 моль;
n(НCl) = 2n(Cl 2) = 0,2 моль.
4. Находим массовые доли веществ в образовавшемся растворе:
ω(Н2О2) = n(Н2О2) · М(Н2О2)/ mР-РА = 0,194 · 34/203,9 · 100% = 3,23%;
ω(НCl) = n(НCl) · М(НCl)/ mР-РА = 0,2 · 36,5/203,9 · 100% = 3,58%.
Ответ: ω(Н2О2) = 3,23%;
ω(НCl) = 3,58%.
13. Тетрагидрат бромида марганца (II) массой 4,31 г растворили в достаточном объёме воды. Через полученный раствор пропускали хлор до тех пор, пока молярные концентрации обеих солей не сравнялись. Вычислите, какой объём хлора (н. у.) был пропущен.
Решение:
Mn Br2 · 4H2O + Cl2 = MnCl2 + Br2 + 4H2O
1. Найдём исходное количество тетрагидрата бромида марганца (II) в растворе:
n(Mn Br2 · 4H2O)ИСХ. = m/M = 4,31/287 = 1,5·10−2моль.
2. Равенство молярных концентраций обеих солей наступит, когда половина исходного количества Mn Br2 · 4H2O будет израсходована. Т. о. количество требуемого хлора может быть найдено из уравнения реакции:
n(Cl2) = n(MnCl2) = 0,5 n(Mn Br2 · 4H2O)ИСХ. = 7,5·10−3моль.
V(Cl2) = n·Vm = 7,5·10−3·22,4 = 0,168 л.
Ответ: 0,168 л.
14. Через 150 мл раствора бромида бария с молярной концентрацией соли 0,05 моль/л пропускали хлор, пока массовые доли обеих солей не сравнялись. Вычислите, какой объём хлора (200С, 95 кПа) был пропущен.
Решение:
BaBr2 + Cl2 = BaCl2 + Br2
1. Из равенства массовых долей образующихся солей следует равенство их масс.
m(BaCl2) = m(BaBr2) или n(BaCl2)·М(BaCl2) = n′(BaBr2)·М(BaBr2).
2. Примем n(BaCl2) за х моль, а n′(BaBr2), оставшийся в растворе, за СМ ·V − х = 0,15·0,05− х = 7,5·10−3− х и составим алгебраическое уравнение:
208х = (7,5·10−3− х)·297;
2,2275 = 297х +208х;
3. Найдём количество хлора и его объём:
n(Cl2) = n(BaCl2) = 0,0044 моль;
V(Cl2) = nRT/P = (0,0044·8,314·293)/95 = 0,113 л.
Ответ: 113 мл.
15. Смесь бромида и фторида калия общей массой 100 г растворили в воде; через полученный раствор пропустили избыток хлора. Масса остатка, после выпаривания и прокаливания равна 80,0 г. Вычислить массовые доли веществ в полученной смеси.
Решение:
1. После прокаливания продуктов реакции остаток состоит из фторида и хлорида калия:
2КBr + Cl2 = 2КCl + Br2
2. Примем количества KF и КBr за х и у соответственно, тогда
n(КCl) = n(КBr) = у моль.
Составим систему уравнений на основе равенств:
m(KF) + m(КBr) = 100
m(KF) + m(КCl) = 80
n(KF)·М(KF) + n(КBr)·М(КBr) = 100
n(KF)·М(KF) + n(КCl)·М(КCl) = 80
58х + 119у = 100 58х = 100 – 119у
58 х + 74,5у = 80 100 – 119у + 74,5у = 80
44,5у = 20; у = 0,45; х = 0,8.
3. Найдём массы веществ в остатке и их массовые доли:
m(KF) = 58·0,8 = 46,5 г.
m(КCl) = 74,5·0,45 = 33,5 г.
ω(KF) = 46,5/80·100% = 58,1%;
ω(КCl) = 33,5/80·100% = 41,9%.
Ответ: ω(KF) = 58,1%;
ω(КCl) = 41,9%.
16. Смесь бромида и йодида натрия обработали избытком хлорной воды, полученный раствор выпарили и прокалили. Масса сухого остатка оказалась в 2,363 раза меньше массы исходной смеси. Во сколько раз масса осадка, полученного после обработки такой же смеси избытком нитрата серебра, будет больше массы исходной смеси?
Решение:
2NaBr + HClO +HCl = 2NaCl + Br2 + H2O
2NaI + HClO +HCl = 2NaCl + I2 + H2O
1. Примем массу исходной смеси за 100 г, а количества образующих её солей NaBr и NaI, за х и у соответственно. Тогда на основании отношения(m(NaBr) + m(NaI))/ m(NaCl) = 2,363 составим систему уравнений:
103х + 150у = 100
2,363·58,5(х+у) = 100
х = 0,54 моль; у = 0,18 моль.
2. Запишем вторую группу реакций:
NaBr + AgNO3 = AgBr↓ + NaNO3
NaI + AgNO3 = AgI↓ + NaNO3
Тогда для определения отношения масс образовавшегося осадка и исходной смеси веществ, (принятую за 100 г), остаётся найти количества и массы AgBr и AgI, которые равны n(NaBr) и n(NaI) соответственно, т. е. 0,18 и 0,54 моль.
3. Находим отношение масс:
(m(AgBr) + m(AgI))/(m(NaBr) + m(NaI)) =
(М(AgBr)·х + М(AgI)·у)/100 =
(188·0,18 + 235·0,54)/100 =
(126,9 + 34,67)/100 = 1,62.
Ответ: 1,62 раза.
17. Смесь йодида магния и йодида цинка обработали избытком бромной воды, полученный раствор выпарили и прокалили при 200 – 3000С. Масса сухого остатка оказалась в 1,445 раза меньше массы исходной смеси. Во сколько раз масса осадка, полученного после обработки такой же смеси избытком карбоната натрия, будет меньше массы исходной смеси?
Решение:
1. Запишем обе группы реакций, обозначив массы исходной смеси веществ и образующихся продуктов как m1 , m2 , m3.
(MgI2 + ZnI2)+ 2Br2 = (MgBr2 + ZnBr2)+ 2I2
(MgI2 + ZnI2)+ 2 Na2CO3 = (MgCO3 + ZnCO3)↓ + 4NaI
m1/ m2 = 1,445; m1/ m3 = ?
2. Примем количества солей в исходной смеси за х (MgI2) и у (ZnI2), тогда количества продуктов всех реакций можно выразить как
n(MgI2) = n(MgBr2) = n(MgCO3) = х моль;
n(ZnI2) = n(ZnBr2) = n(ZnCO3) = у моль.
Пособие-репетитор по химии
ЗАНЯТИЕ 10
10-й класс
(первый год обучения)
Продолжение. Начало см. в № 22/2005; 1, 2, 3, 5, 6, 8, 9, 11/2006
Окислительно-восстановительные реакции
План
1. Окислительно-восстановительные реакции (ОВР), степень окисления.
2. Процесс окисления, важнейшие восстановители.
3. Процесс восстановления, важнейшие окислители.
4. Окислительно-восстановительная двойственность.
5. Основные типы ОВР (межмолекулярные, внутримолекулярные, диспропорционирование).
6. Значение ОВР.
7. Методы составления уравнений ОВР (электронный и электронно-ионный баланс).
Все химические реакции по признаку изменения степеней окисления участвующих в них атомов можно разделить на два типа: ОВР (протекающие с изменением степеней окисления) и не ОВР.
Степень окисления – условный заряд атома в молекуле, рассчитанный, исходя из предположения, что в молекуле существуют только ионные связи.
П р а в и л а д л я о п р е д е л е н и я с т е п е н е й о к и с л е н и я
Степень окисления атомов простых веществ равна нулю.
Сумма степеней окисления атомов в сложном веществе (в молекуле) равна нулю.
Степень окисления атомов щелочных металлов +1.
Степень окисления атомов щелочно-земельных металлов +2.
Степень окисления атомов бора, алюминия +3.
Степень окисления атомов водорода +1 (в гидридах щелочных и щелочно-земельных металлов –1).
Степень окисления атомов кислорода –2 (в пероксидах –1).
Любая ОВР представляет собой совокупность процессов отдачи и присоединения электронов.
Процесс отдачи электронов называют окислением. Частицы (атомы, молекулы или ионы), отдающие электроны, называют восстановителями. В результате окисления степень окисления восстановителя увеличивается. Восстановителями могут быть частицы в низшей или промежуточной степенях окисления. Важнейшими восстановителями являются: все металлы в виде простых веществ, особенно активные; C, CO, NH 3 , PH 3 , CH 4 , SiH 4 , H 2 S и сульфиды, галогеноводороды и галогениды металлов, гидриды металлов, нитриды и фосфиды металлов.
Процесс присоединения электронов называют восстановлением. Частицы, принимающие электроны, называют окислителями. В результате восстановления степень окисления окислителя уменьшается. Окислителями могут быть частицы в высшей или промежуточной степенях окисления. Важнейшие окислители: простые вещества-неметаллы, обладающие высокой электроотрицательностью (F 2 , Cl 2 , O 2), перманганат калия, хроматы и дихроматы, азотная кислота и нитраты, концентрированная серная кислота, хлорная кислота и перхлораты.
Различают три типа окислительно-восстановительных реакций.
Межмолекулярные ОВР – окислитель и восстановитель входят в состав различных веществ, например:
Внутримолекулярные ОВР – окислитель и восстановитель входят в состав одного вещества. Это могут быть разные элементы, например:
или один химический элемент в разных степенях окисления, например:
Диспропорционирование (самоокисление-самовосстановление) – окислителем и восстановителем является один и тот же элемент, находящийся в промежуточной степени окисления, например:
ОВР имеют огромное значение, поскольку большинство реакций, протекающих в природе, относятся к этому типу (процесс фотосинтеза, горение). Кроме того, ОВР активно используются человеком в его практической деятельности (восстановление металлов, синтез аммиака):
Для составления уравнений ОВР можно использовать метод электронного баланса (электронных схем) или метод электронно-ионного баланса.
Метод электронного баланса:
Метод электронно-ионного баланса:
Тест по теме «Окислительно-восстановительные реакции»
1. Дихромат калия обработали сернистым газом в сернокислом растворе, а затем водным раствором сульфида калия. Конечным веществом Х является:
а) хромат калия; б) оксид хрома(III);
в) гидроксид хрома(III); г) сульфид хрома(III).
2. Какой продукт реакции между перманганатом калия и бромоводородной кислотой может реагировать с сероводородом?
а) Бром; б) бромид марганца(II);
в) диоксид марганца; г) гидроксид калия.
3. При окислении йодида железа(II) азотной кислотой образуются йод и монооксид азота. Чему равно отношение коэффициента при окислителе к коэффициенту при восстановителе в уравнении этой реакции?
а) 4: 1; б) 8: 3; в) 1: 1; г) 2: 3.
4. Степень окисления атома углерода в гидрокарбонат-ионе равна:
а) +2; б) –2; в) +4; г) +5.
5. Перманганат калия в нейтральной среде восстанавливается до:
а) марганца; б) оксида марганца(II);
в) оксида марганца(IV); г) манганата калия.
6. Сумма коэффициентов в уравнении реакции диоксида марганца с концентрированной соляной кислотой равна:
а) 14; б) 10; в) 6; г) 9.
7. Из перечисленных соединений только окислительную способность проявляют:
а) серная кислота; б) сернистая кислота;
в) сероводородная кислота; г) сульфат калия.
8. Из перечисленных соединений окислительно-восстановительную двойственность проявляют:
а) пероксид водорода; б) пероксид натрия;
в) сульфит натрия; г) сульфид натрия.
9. Из перечисленных ниже типов реакций окислительно-восстановительными являются реакции:
а) нейтрализации; б) восстановления;
в) диспропорционирования; г) обмена.
10. Степень окисления атома углерода численно не совпадает с его валентностью в веществе:
а) тетрахлорид углерода; б) этан;
в) карбид кальция; г) угарный газ.
Ключ к тесту
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
| в | а | а | в | в | г | а, г | а, б, в | б, в | б, в |
Упражнения по
окислительно-восстановительным реакциям
(электронный и электронно-ионный баланс)
Задание 1. Составить уравнения ОВР с помощью метода электронного баланса, определить тип ОВР.
1. Цинк + дихромат калия + серная кислота = сульфат цинка + сульфат хрома(III) + сульфат калия + вода.
Электронный баланс:
2. Сульфат олова(II) + перманганат калия + серная кислота = сульфат олова(IV) + сульфат марганца + сульфат калия + вода.
3. Йодид натрия + перманганат калия + гидроксид калия = йод + манганат калия + гидроксид натрия.
4. Сера + хлорат калия + вода = хлор + сульфат калия + серная кислота.
5. Йодид калия + перманганат калия + серная кислота = сульфат марганца(II) + йод + сульфат калия + вода.
6. Сульфат железа(II) + дихромат калия + серная кислота = сульфат железа(III) + сульфат хрома(III) + сульфат калия + вода.
7. Нитрат аммония = оксид азота(I) + вода.
8. Фосфор + азотная кислота = фосфорная кислота + оксид азота(IV) + вода.
9. Азотистая кислота = азотная кислота + оксид азота(II) + вода.
10. Хлорат калия + соляная кислота = хлор + хлорид калия + вода.
11. Дихромат аммония = азот + оксид хрома(III) + вода.
12. Гидроксид калия + хлор = хлорид калия + хлорат калия + вода.
13. Оксид серы(IV) + бром + вода = серная кислота + бромоводородная кислота.
14. Оксид серы(IV) + сероводород = сера + вода.
15. Сульфит натрия = сульфид натрия + сульфат натрия.
16. Перманганат калия + соляная кислота = хлорид марганца(II) + хлор + хлорид калия + вода.
17. Ацетилен + кислород = углекислый газ + вода.
18. Нитрит калия + перманганат калия + серная кислота = нитрат калия + сульфат марганца(II) + сульфат калия + вода.
19. Кремний + гидроксид калия + вода = силикат калия + водород.
20. Платина + азотная кислота + соляная кислота = хлорид платины(IV) + оксид азота(II) + вода.
21. Сульфид мышьяка + азотная кислота = мышьяковая кислота + сернистый газ + диоксид азота + вода.
22. Перманганат калия = манганат калия + оксид марганца(IV) + кислород.
23.
Сульфид меди(I) + кислород + карбонат
кальция = оксид меди(II) + сульфит кальция +
+ углекислый газ.
24.
Хлорид железа(II) + перманганат калия +
соляная кислота = хлорид железа(III) + хлор +
+ хлорид марганца(II) + хлорид калия + вода.
25. Сульфит железа(II) + перманганат калия + серная кислота = сульфат железа(III) + сульфат марганца(II) + сульфат калия + вода.
Ответы на упражнения задания 1
При использовании метода полуреакций (электронно-ионный баланс) следует иметь в виду, что в водных растворах связывание избыточного кислорода и присоединение кислорода восстановителем происходит по-разному в кислой, нейтральной и щелочной средах. В кислых растворах избыток кислорода связывается протонами с образованием молекул воды, а в нейтральных и щелочных – молекулами воды с образованием гидроксид-ионов. Присоединение кислорода восстановителем осуществляется в кислой и нейтральной средах за счет молекул воды с образованием ионов водорода, а в щелочной среде – за счет гидроксид-ионов с образованием молекул воды.
Нейтральная среда:
Щелочная среда:
окислитель + Н 2 О = … + ОН – ,
восстановитель + ОН – = … + Н 2 О.
Кислая среда:
окислитель + Н + = … + Н 2 О,
восстановитель + Н 2 О = … + Н + .
Задание 2. С помощью метода электронно-ионного баланса составить уравнения ОВР, протекающих в определенной среде.
1. Сульфит натрия + перманганат калия + вода = ...................... .
2. Гидроксид железа(II) + кислород + вода = ............................... .
3. Бромид натрия + перманганат калия + вода = ......................... .
4. Сероводород + бром + вода = серная кислота + ...................... .
5. Нитрат серебра(I) + фосфин + вода = серебро + фосфорная кислота + .............................. .
В щ е л о ч н о й с р е д е
1. Сульфит натрия + перманганат калия + гидроксид калия = ...................... .
2. Бромид калия + хлор + гидроксид калия = бромат калия + ...................... .
3. Сульфат марганца(II) + хлорат калия + гидроксид калия = манганат калия + ...................... .
4. Хлорид хрома(III) + бром + гидроксид калия = хромат калия + ...................... .
5. Оксид марганца(IV) + хлорат калия + гидроксид калия = манганат калия + ...................... .
В к и с л о й с р е д е
1. Сульфит натрия + перманганат калия + серная кислота = ...................... .
2. Нитрит калия + йодид калия + серная кислота = оксид азота (II) + ...................... .
3. Перманганат калия + оксид азота(II) + серная кислота = оксид азота(IV) + ...................... .
4. Йодид калия + бромат калия + соляная кислота = ...................... .
5. Нитрат марганца(II) + оксид свинца(IV) + азотная кислота = марганцовая кислота +
+ ...................... .
Ответы на упражнения задания 2
В н е й т р а л ь н о й с р е д е
Задание 3. С помощью метода электронно-ионного баланса составить уравнения ОВР.
1. Гидроксид марганца(II) + хлор + гидроксид калия = оксид марганца(IV) + ...................... .
Электронно-ионный баланс:
2. Оксид марганца(IV) + кислород + гидроксид калия = манганат калия +...................... .
3. Сульфат железа(II) + бром + серная кислота = ...................... .
4. Йодид калия + сульфат железа(III) = ....................... .
5. Бромоводород + перманганат калия = ............................. .
6. Хлороводород + оксид хрома(VI) = хлорид хрома(III) + ...................... .
7. Аммиак + бром = ...................... .
8. Оксид меди(I) + азотная кислота = оксид азота(II) + ...................... .
9. Сульфид калия + манганат калия + вода = сера + ...................... .
10. Оксид азота(IV) + перманганат калия + вода = ...................... .
11. Йодид калия + дихромат калия + серная кислота = ............................. .
12. Сульфид свинца(II) + пероксид водорода = ............................ .
13. Хлорноватистая кислота + пероксид водорода = соляная кислота + ...................... .
14. Йодид калия + пероксид водорода = .............................. .
15. Перманганат калия + пероксид водорода = оксид марганца(IV) + ................................... .
16. Йодид калия + нитрит калия + уксусная кислота = оксид азота(II) + ............................... .
17. Перманганат калия + нитрит калия + серная кислота = ................................. .
18. Сернистая кислота + хлор + вода = серная кислота + ...................... .
19. Сернистая кислота + сероводород = сера + ............................. .
Загрузка...
