Издательство томского университета (стр. 6 из 20)
М (Ca(NO3)2) = 164 г/моль
Найти:
m (Ca(NO3)2)
Решение:
Нитрат калия образуется при взаимодействии гашеной извести (основной компонент – гидроксид кальция) с азотной кислотой:
Ca(OH)2 + 2HNO3 = Ca(NO3)2 + 2H2O.
Вычислим массу гидроксида кальция, содержащуюся в гашеной извести.
Поскольку массовая доля примесей составляет 8 %, то массовая доля гидроксида кальция составляет 92 % (100 – 8). Из определения массовой доли масса гидроксида кальция равна:
(кг).Определим количество вещества гидроксида кальция:
(кмоль).По уравнению реакции из 1 моля гидроксида кальция образуется 1 моль нитрата кальция, следовательно, из 1,84 кмоль гидроксида кальция образуется 1,84 моль нитрата кальция. Вычислим массу нитрата кальция:
m = n × M = 1,84 × 164 = 301,76 (кг).
Ответ: m (Ca(NO3)2) = 301,76 кг
Пример 6.
В следующих схемах расставьте коэффициенты и укажите степень окисления элементов, изменивших ее в процессе реакции:
а) Na2S2O3 + H2SO4 ® Na2SO4 + SO2 + S + H2O;
б) PCl5 ® PCl3 + Cl2.
Решение:
а) Na2S2O3 + H2SO4 ® Na2SO4 + SO2 + S + H2O.
Расставим степени окисления всех элементов:
Na2+S2-2, +6O3-2 + H2+S+6O4-2 ® Na2+S+6O4-2 + S+4O2-2 + S0 + H2+O-2.
В тиосульфат-ионе S2O32- сера находится в двух степенях окисления +6 и -2. Структурная формула имеет вид:
Тиосульфат-ион является одновременно окислителем (сера в степени окисления +6) и восстановителем (сера в степени окисления -2). В результате образуется оксид серы (IV) (сера в степени окисления +4) и свободная сера (сера в степени окисления 0). Запишем полуреакции процессов окисления и восстановления:
S2O32- + H2O – 4
® 2SO2 + 2H+ (процесс окисления; S2O32- – восстановитель);S2O32- + 6H+ + 4
® 2S + 3H2O (процесс восстановления; S2O32- – окислитель);2S2O32- + S2O32- + 4H+ ® 2SO2 + 2S + 2H2O.
Расставим полученные коэффициенты:
2Na2S2O3 + 2H2SO4 ® 2Na2SO4 + 2SO2 + 2S + 2H2O.
Перед всеми веществами стоит коэффициент 2, его можно сократить:
Na2S2O3 + H2SO4 ® Na2SO4 + SO2 + S + H2O.
б) PCl5 ® PCl3 + Cl2.
Расставим степени окисления всех элементов:
P+5Cl5- ® P+3Cl3- + Cl20.
Фосфор в степени окисления +5 является окислителем, изменяя степень окисления до +3, хлор в степени окисления -1 является восстановителем, изменяя степень окисления до 0. Покажем переход электронов:
2Cl- - 2
® Cl20 (процесс окисления; Cl- – восстановитель);P+5 +2
® P+3 (процесс восстановления; P+5 – окислитель);2Cl- + P+5 ® Cl2 + P+3.
Расставим полученные коэффициенты:
PCl5 ® PCl3 + Cl2.
Пример 7.
Укажите, как повлияет уменьшение давления на равновесие в реакциях:
а) N2O4 (г) ⇄ 2NO2 (г);
б) 2NO (г) + О2 ⇄ 2NO2 (г);
в) 3Fe2O3 (к) + СО (г) ⇄ 2Fe3O4 (к) + СО2 (г).
Решение:
Согласно принципу Ле Шателье: если на систему, находящуюся в равновесии, оказать внешнее воздействие, то в результате протекающих в ней процессов положение равновесия смещается в сторону, ослабляющее это воздействие, при уменьшении давления равновесие в обратимом процессе смещается в сторону увеличения давления.
а) N2O4 (г) ⇄ 2NO2 (г),
процесс протекает с увеличением объема (1 < 2), т.е увеличением давления, поэтому равновесие смещается в сторону продуктов реакции.
б) 2NO (г) + О2 (г) ⇄ 2NO2 (г),
процесс протекает с уменьшением объема (3 > 2), т.е увеличением давления, поэтому равновесие смещается в исходных веществ.
в) 3Fe2O3 (к) + СО (г) ⇄ 2Fe3O4 (к) + СО2 (г),
процесс протекает без изменения объема, уменьшение давления не оказывает влияния на состояние равновесия.
Пример 8.
Объясните, почему нельзя тушить воспламенившийся металлический кальций водой. Напишите уравнения реакций.
Решение:
Металлический кальций реагирует с водой, поэтому добавление воды к горящему кальцию только усилит процесс. Запишем уравнение реакции взаимодействия кальция с водой:
Ca + 2H2O = Ca(OH)2 + H2.
Пример 9.
Напишите уравнения реакций в молекулярной и ионной форме, при помощи которых можно осуществить следующие превращения: Cl- ® Сl2 ® Cl- ® AgCl.
Решение:
1. Взаимодействие оксида марганца (IV) с концентрированной соляной кислотой:
молекулярная форма:
4HCl + MnO2 = MnCl2 + Cl2 + 2H2O,
ионная форма
4H+ + 2Cl- + MnO2 = Mn2+ + Cl2 + 2H2O.
Электролиз расправа хлорида натрия:
молекулярная форма:
молекулярная форма:
2NaCl
2Na + Cl2,ионная форма
2Na+ + 2Cl-
2Na + Cl2.2. Взаимодействие хлора с раствором бромида натрия:
молекулярная форма:
Cl2 + 2NaBr = 2NaCl + Br2,
ионная форма:
Cl2 + 2Br- = 2Cl- + Br2.
Взаимодействие металлического натрия и газообразного хлора:
молекулярная форма:
2Na + Cl2 = 2NaCl.
3. Взаимодействие раствора хлорида натрия с раствором нитрата серебра:
NaCl + AgNO3 = AgCl + NaNO3,
ионная форма:
Cl- + Ag+ = AgCl.
Пример 10.
Напишите уравнения реакций, при помощи которых можно осуществить следующие превращения:
Решение:
1. Взаимодействие меди с разбавленной азотной кислотой:
Cu + 6HNO3 = Cu(NO3)2 + 4NO + H2O.
2. Окисление меди кислородом:
2Cu + O2 = 2CuO.
3. Взаимодействие меди с концентрированной соляной кислотой в присутствии кислорода:
2Cu + O2 + 4HCl = 2CuCl2 + 2H2O.
4. Взаимодействие раствора хлорида меди (II) с раствором гидроксида натрия:
CuCl2 + 2NaOH = Cu(OH)2 + 2NaCl.
5. Термическое разложение гидроксида меди (II):
Cu(OH)2 = CuO + H2O.
6. Взаимодействие нитрата меди (II) с раствором гидроксида натрия:
Cu(NO3)2 + 2NaOH = Cu(OH)2 + 2NaNO3.
7. Термическое разложение нитрата меди (II):
2Cu(NO3)2 = 2CuO + 4NO2 + O2.
8. Взаимодействие оксида меди (II) с соляной кислотой:
CuO + 2HCl = CuCl2 + H2O.
Задачи для самостоятельного решения
Вариант 1
1. Напишите уравнения реакций, показывающие свойства гидроксида алюминия.
2. Покажите, как при помощи одного реагента определить, в какой из склянок находятся сухие соли: хлорид натрия, карбонат натрия, сульфид натрия. Напишите уравнения соответствующих реакций.
3. Получите основной карбонат меди из металлической меди, используя возможно меньшее число реактивов. Запишите уравнения соответствующих реакций.
4. Для нейтрализации 10,0 г раствора, содержащего смесь хлороводородной и бромоводородной кислот, потребовалось 2,5 г 3,2 %-ного раствора NaOH, а при действии на раствор той же массы раствором нитрата серебра выпало 0,3315 г осадка. Определите массовые доли (%) кислот в исходном растворе.
5. Напишите уравнения взаимодействия гидроксида железа (III) с концентрированной соляной и разбавленными серной и азотной кислотами.
6. Вычислите, какое количество технического цинка, содержащего 96 % цинка и 27,5 %-ного раствора HCl должно быть израсходовано для получения 1 т 45 %-ного раствора хлорида цинка.
7. Укажите, какой элемент окисляется и какой восстанавливается в следующих реакциях: а) NH3 + O2 ® N2 + H2O; б) KI + Cu(NO3)2 ® CuI + I2 + KNO3. Расставьте коэффициенты, укажите переход электронов.
8. В одном колхозе под коноплю было внесено на каждый гектар: фосфорных удобрений – 60 кг (в пересчете на Р2О5), калийных удобрений – 150 кг (в пересчете на К2О) и медного купороса – 10 кг. Считая, для простоты, что последний не содержит примесей, укажите, сколько молей каждого из остальных оксидов приходится на 1 моль оксида меди (II).
9. Укажите, как надо изменить температуру и давление (увеличить или уменьшить), чтобы равновесие в реакции разложения карбоната кальция: CaCO3 (к) ⇄ CaO (к) + СО2 (г) - 178 кДж сместить в сторону продуктов разложения.
10. Объясните, почему растворы гидроксидов натрия и калия разрушают стеклянную посуду, особенно при длительном кипячении. Напишите уравнения реакций.
11. Напишите уравнения реакций в молекулярной и ионной формах, при помощи которых можно осуществить следующие превращения: CO32- ® CaCO3 ® Ca2+ ® CaSO4.
12. Напишите уравнения реакций, при помощи которых можно осуществить следующие превращения:
