Вариант 2
1. Три элемента А, В, С находятся в одном ряду периодической системы и образуют соединения А2В и АС, которые при взаимодействии с соляной кислотой дают газообразные вещества, одно из которых самовоспламеняется, а другое может гореть на воздухе. Соединение А с хлором растворимо в воде, причем его раствор обладает слегка кислой реакцией; соединение В с хлором бурно реагирует с водой, а С образует с хлором несколько соединений, обладающих неприятным запахом. Какие это элементы? Как получают и где применяют их оксиды?
2. Образец сплава двух металлов массой 10,65 г при обработке 800 мл 3 моль/л раствора едкого натра образует 2,24 л водорода и черный порошок, самовоспламеняющийся на воздухе и являющийся активным катализатором гидрирования олефинов. То же количество сплава полностью растворяется в избытке соляной кислоты с выделением 5,6 л водорода (для газов условия нормальные). Из каких металлов состоит сплав?
3. Каким образом, имея только воду, можно различить следующие твердые вещества: сульфат бария, сульфат натрия, сульфат меди, сульфат алюминия, гидроксид натрия? Опишите, по каким признакам и в какой последовательности вы будете определять вещества. Напишите уравнения реакций.
4. Навеску соли массой 19,73 г прокалили. Выделившийся бесцветный газ полностью поглотили раствором щелочи, а остаток растворили в соляной кислоте. Из половины раствора выделили 10,41 г соли, а при добавлении серной кислоты к оставшемуся раствору получили белый осадок массой 11,67 г. Определите формулу соли и напишите уравнения происшедших реакций.
5. При сплавлении со щелочью смеси металла с его оксидом массой 8,57 г выделилось 2,24 л водорода (н. у.). Сплав растворили в воде, к раствору добавили соляную кислоту до нейтральной реакции среды. Выпавший осадок отфильтровали и растворили в азотной кислоте; после выпаривания этого раствора досуха из него выделили соль массой 23,66 г. Определите качественный и количественный составы смеси и напишите уравнения описанных реакций.
6. Можно ли приготовить путем осаждения из раствора сульфид алюминия? Ответ поясните уравнениями соответствующих реакций.
7. В цилиндре имеется смесь газов: бутана, бутадиена, ацетилена и аммиака. Какими реагентами надо подействовать на эту смесь, чтобы последовательно удалить один газ за другим? Напишите уравнения возможных химических реакций.
8. Для нейтрализации 125 г свежеприготовленной смеси этилового спирта с уксусной кислотой в гексане потребовалось 76,92 мл 5 %-ного раствора едкого натра (r = 1,04 г/см3), а при действии на то же количество раствора избытка натрия выделилось 3,36 л газа (условия нормальные). Определите содержание (в процентах по массе) этилового спирта в исходном растворе.
9. В природе встречаются вещества, имеющие состав С2Н2О6Са и СН2О5Cu2. Напишите их структурные формулы и расскажите об этих соединениях.
10. Определите объемную долю (%) водорода, кислорода и азота в смеси, если известно, что 89,6 л (н. у.) имеют массу 49 г, а после поджигания этой массы смеси и удаления паров воды объем остатка составил 56,0 л (н. у.).
Вариант 3
1. Элементы А, В и С находятся соответственно в I, II и III периодах периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева. Они взаимодействуют друг с другом, образуя соединения АС, А2В и В2С2. Соединения АС и В2С2 реагируют с А2В, образуя щелочной раствор и два газа, реакция между которыми происходит при пропускании электрического разряда и приводит к одному из исходных соединений. Укажите, какие это элементы, напишите уравнения реакций.
2. Смесь двух металлов, находящихся в двух различных группах периодической системы, полностью реагирует при нагревании с 56 см3 водорода (н. у.) и дает смесь двух ионных соединений. При растворении этой смеси в 270 мг воды происходит количественная реакция, в которой расходуется 1/3 количества воды. В результате реакции получается щелочной раствор 30,77 %-ной концентрации и отделяется в виде осадка только одно твердое вещество, масса которого равна 58,2 % от массы веществ, образовавшихся при второй реакции. Это полученное твердое вещество при обжиге теряет 27 мг своей массы. Если смесь, полученную при действии воды, обработать стехиометрическим количеством карбоната аммония, то концентрация растворенного вещества составит 34 %, а если провести ту же реакцию с щелочным раствором, не содержащим осадка, то концентрация растворенного вещества будет 38 % (предполагается, что образующиеся осадки и газы полностью удаляются из растворов). Определите массу и состав исходной смеси металлов.
3. В пронумерованных пробирках (1–5) находятся водные растворы Na2CO3, Na2SO4, Ba(NO3)2, Pb(NO3)2 и CaCl2. Определите, какие вещества находятся в пронумерованных пробирках, если при попарном сливании растворов было установлено следующее: 1) раствор 2 дает белые осадки с растворами 1, 3 и медленно – с 4; 2) раствор 5 дает белые осадки с растворами 1, 3 и 4; 3) раствор 3 медленно дает осадок с раствором 4; 4) раствор 1 не образует осадков с растворами 3 и 4.
4. Для анализа железной руды, содержащей FeO и Fe2O3, два образца массой 0,1000 г растворили в соляной кислоте. Растворы обработали хлоридом олова (II), избыток которого удалили хлоридом ртути (II). В первом растворе на окисление ионов Fe2+ израсходовали 12,50 мл раствора перманганата калия, содержащего 3,1600 г KMnO4 в 1 л раствора, во втором – также 12,50 мл раствора дихромата калия, содержащего 4,9023 г K2Cr2O7 в 1 л раствора. Напишите уравнения проведенных реакций и вычислите массовую долю (%) железа в руде.
5. Смесь некоторого металла, степень окисления которого во всех его соединениях равна +2, с его оксидом массой 0,3 г полностью растворили в 8 мл 1 моль/л соляной кислоты. При этом выделилось 36,4 мл водорода (н. у.). Вычислите массовую долю металла и оксида (%) и назовите исследуемый металл.
6. Можно ли приготовить путем осаждения из раствора карбонат железа (III)? Ответ поясните уравнениями соответствующих реакций.
7. Имеется смесь уксусного альдегида, уксусной кислоты и бензола. Как обнаружить наличие каждого из этих веществ в данной смеси? Напишите уравнения реакций.
8. При взаимодействии 25 мл бензольного раствора 3,66 г свежеприготовленной смеси фенола, этилового спирта и уксусной кислоты неизвестного состава с избытком металлического натрия выделилось 672 мл газа (н. у.). Для полной нейтрализации того же количества смеси необходимо 18,18 мл 8 %-ного раствора едкого натра (плотность равно 1,1 г/см3), а добавление бромной воды к полученному при нейтрализации раствору приводит к выделению 3,31 г осадка. Найдите концентрацию каждого из растворенных веществ (в моль/л) в исходном бензольном растворе.
9. Напишите структурные формулы всех изомеров, имеющих состав С3Н6О. К каким классам они будут относиться? Предскажите важнейшие реакции этих изомеров.
10. В сосуде, полностью заполненном бутаном, проводят дегидрирование, в результате чего получают смесь бутана, водорода, бутенов и бутадиена. Равновесие устанавливается при степени дегидрирования – 0,1; причем отношение парциальных (относительных) давлений газообразных бутенов и дивинила равно 3. Определите, какое количество бутана было введено в реакцию, если известно, что давление в герметически закрытом сосуде объемом 20 л оказалось равным 253,2 кПа и весь процесс проводили при температуре 400 °С.
Вариант 4
1. Некоторый элемент Х образует более 10 кислот, в том числе кислоты А, В и С. Вещества А и В при совместном нагревании ниже 150 °С образуют как свободный элемент Х в виде простого вещества, так и ангидрид кислоты С, а при более высокой температуре дают только ангидрид кислоты С и воду. Какой это элемент? Реагируют ли между собой вещества А и С? Где применяются названные вещества?
2. Образец смеси двух твердых простых веществ массой 1,52 г обработан избытком 10 %-ной соляной кислоты, при этом было получено 0,896 л газа и осталось 0,56 г остатка, нерастворимого в избытке кислоты. Во втором опыте 1,52 г той же смеси обработали избытком 10 %-ного раствора едкого натра, при этом выделилось также 0,896 л газа и осталось 0,96 г вещества, нерастворимого в избытке раствора щелочи. В третьем опыте такое же количество исходной смеси прокалили без доступа воздуха при высокой температуре и получили индивидуальное вещество, которое полностью растворяется в соляной кислоте с выделением 0,448 л некоторого газа. Введение всего полученного газа А в однолитровый герметический сосуд, наполненный кислородом, привело к понижению давления внутри сосуда примерно в 10 раз. Напишите уравнения всех описанных реакций и докажите их расчетом. (Условия для газов считать нормальными, атомные массы округлять до целочисленных значений).
3. Химик получил образцы трех металлов серебристо-белого цвета и нашел способ, как их быстро различить. Для этого он подверг образцы действию кислот и раствора гидроксида натрия. Результаты его исследования представлены ниже («+» – реакция идет; «-» – металл не реагирует).
| Реактив | HCl (конц.) | HNO3 (конц.) | NaOH |
| Металл I | - | + | - |
| Металл II | + | - | + |
| Металл III | + | + | + |
Определите, какие металлы были исследованы, и напишите уравнения реакций.
4. Получены одинаковые результаты анализа руды. Сырьем для получения серной кислоты являются руды, содержащие пирит FeS2. Для анализа руды на содержание серы были проведены следующие операции. Навеску руды массой 0,5 г спекли с карбонатом натрия и перманганатом калия. Спек обработали раствором соляной кислоты, отфильтровали от осадка и осаждали раствором хлорида бария. После нескольких часов выстаивания осадок отфильтровали, промыли водой, высушили, прокалили до постоянной массы и взвесили. Напишите реакции, которые происходили по ходу анализа. Вычислите массовую долю (%) серы в руде, если масса полученного осадка сульфата бария составила 1,3590 г.