9-1. Напишите два уравнения окислительно-восстановительных
реакций, в одном из которых азот в виде простого вещества проявляет свойства
окислителя, а в другом - свойства восстановителя. Укажите условия проведения
этих реакций.
9-2. В избытке воды массой А г растворили В г гидрида лития
LiH.
1) Напишите
уравнение реакции
2) Напишите
формулу для выражения массовой доли растворенного вещества (С, %) в
образовавшемся растворе.
9-3. Как меняется сила оснований
(по первой ступени диссоциации) в ряду
Be(OH)2 - Mg(OH)2
- Ca(OH)2 (укажите самое сильное и самое слабое).
Как
можно объяснить это изменение силы оснований?
9-4. В избытке кислорода сожгли
4,8 г магния, к продукту сгорания добавили избыток воды и пропустили в
полученную взвесь оксид серы (IV) до прекращения реакции.
1)
Напишите уравнения реакций
2)
Определите состав и массу образовавшейся соли
2) Что
изменится в ответах 1 и 2, если вместо кислорода для сжигания использовать
воздух?
9-5. В четырех порциях 30%-ного раствора гидроксида калия
растворили простые вещества: алюминий, кремний, серу, бром. К образовавшимся
растворам медленно прилили 20%-ную соляную кислоту.
1) Напишите
уравнения реакций растворения простых веществ в щелочи.
2) Напишите
уравнения реакций, происходящих при добавлении к щелочным растворам кислоты.
Опишите изменения (цвет, осадок) которые будут происходить после добавления
избытка кислоты?
9-6. Известно, что наличие в воде растворенных веществ
приводит к понижению температуры замерзания раствора по сравнению с чистой
водой. На этом основано действие различных противогололедных реагентов.
Величина
понижения температуры замерзания (в градусах) прямо пропорциональна числу
отдельных частиц (молекул или ионов) растворенного вещества, приходящихся на 1
кг воды и слабо зависит от природы этих частиц.
Исходя из
вышеизложенного:
1) Оцените,
какой из используемых в Москве реагентов наиболее эффективен против гололеда
(при одной и той же температуре для плавления 1 кг льда требуется меньше всего
граммов реагента):
ХКМ
(основной компонент - хлорид кальция)
"Антиснег"
(основной компонент - ацетат аммония CH3COONH4)
"Нордикс-П"
(основной компонент - ацетат калия CH3COOK)
"Бишофит"
(основной компонент - хлорид магния)
Поваренная
соль
2)
Расположите реагенты в порядке уменьшения их противогололедной эффективности
(слева самый эффективный).
Решения
9-1. Азот - окислитель (например, горение магния в азоте):3 Mg + N2 = Mg3N2
Азот - восстановитель (например, реакция с кислородом в
электрическом разряде): N2 + O2 = 2 NO
9-2. В Х
Y
1) LiH + H2O
= LiOH + H2-
8 24
2
2) Поскольку вода в избытке, расчет по гидриду лития:
Из В г гидрида получится Х = В(24/8) = 3В г гидроксида
лития.
Масса раствора уменьшится на У = В(2/8) = 0,25 В г водорода.
Получаем:
С(%) = 100% * 3В/(А + 0,75В)
9-3. Ответ: Возрастает слева направо (от бериллия к кальцию)
- из-за увеличения размера иона металла. Сверху вниз по подгруппе обычно по
этой же причине усиливаются металлические свойства. С ростом радиуса при
одинаковом заряде облегчается отрыв группы ОН.
9-4. 4,8
1) 2 Mg + O2 = 2 MgO
MgO + H2O = Mg(OH)2
Mg(OH)2
+ SO2 = MgSO3 + H2O
MgSO3
+ H2O + SO2 = Mg(HSO3)2
2) 4,8 г магния соответствует
4,8/24 = 0,2 моль.
Получится 0,2 моль кислой соли
или 186*0,2 = 37, 2 г
3) При сжигании магния на воздухе
добавятся реакции:
3
Mg + N2 = Mg3N2
Mg3N2
+ 6 H2O = 3 Mg(OH)2 + 2 NH3 далее те же реакции с SO2
Состав и масса продукта
(гидросульфит магния) не изменится.
Справка:
растворимость сульфита магния: 32,4 г в 100 г воды при 250С.
Гидросульфит обычно растворим еще лучше.
9-5. 1) Al
+ KOH + 3 H2O = K[Al(OH)4] + 1,5 H2-
Si + 2 KOH + 4 H2O = K2[Si(OH)6]
+ 2 H2- или K2SiO3
3 S + 6 KOH = 2 K2S + K2SO3
+ 3 H2O
Br2 + 2 KOH = KBr + KBrO
+ H2O
или 3 Br2 + 6 KOH = 5 KBr + KBrO3
+ 3 H2O
2) K[Al(OH)4] + HCl = KCl +
Al(OH)3¯ +
H2O студенист.
Al(OH)3+ 3 HCl = AlCl3
+ 3 H2O
или K[Al(OH)4] + 4 HCl = KCl + AlCl3
+ 4 H2O
K2SiO3 + 2 HCl
= 2 KCl + H2SiO3¯ гель
2 K2S + K2SO3
+ 6 HCl = 3 S ¯ +
6 KCl + 3 H2O светло-желт.
KBr + KBrO + 2 HCl = Br2¯ + 2 KCl + H2O коричн.
9-6. 1) Фактически
задача сводится к вопросу: <У какой из перечисленных солей будет больше ионов
при растворении 1 г (или 100 г) ее в воде?>
Поскольку эффективность оценивается по массе, сравним,
например, порции по 100 г:
В 100 г соли CaCl2 содержится 100/111 = 0,9 моль
соли или 2,7 моль ионов;
в 100 г CH3COONH4 100/77 = 1,3 моль соли или 2,6 моль ионов;
в 100 г CH3COOK 100/98 = 1,02 моль соли или 2, 04 моль ионов;
в 100 г MgCl2
100/95 = 1,05 моль соли или 3,15 моль ионов;
в 100 г NaCl
100/58,5 = 1,7 моль соли или 3,4 моль ионов
Больше
всего частиц (ионов) будет в 100 г поваренной соли - это самый эффективный
реагент для плавления льда.
2) NaCl
> MgCl2 > CaCl2 > CH3COONH4
> CH3COOK
Надо учесть, что хлориды кальция и магния используются в
виде кристаллогидратов (до 6 молекул воды на формулу соли), так что их на самом
деле нужно гораздо больше.
Рассуждения
про экологию не учитываются (про это нет вопроса)
Справка: результаты расчетов по криоскопической
формуле для химически чистых веществ - сколько г реагента нужно для расплавления
1 кг льда при 5 градусах мороза (-50):
Вещество
(диссоциация учтена) Масса (г) для плавления
(нижние
индексы даны в строке) 1 кг льда (-5оС)
поваренная соль NaCl 78 г
хлорид магния (часть Бишофита) MgCl2 85
хлорид кальция (часть ХКМ) CaCl2 99,5
ацетат аммония ("Антиснег") CH3COONH4 103,5
ацетат калия ("Нордикс-П") CH3COOK 131,5
нитрат магния (из НКММ) Mg(NO3)2 132,5
нитрат кальция (из НКММ) Ca(NO3)2 147
мочевина (из ХКМ, КАС, НКММ) CO(NH2)2 161,5 г
