Химия (стр. 7 )

68. В автомобильном аккумуляторе в качестве электролита используется раствор серной кислоты. Летом концентрация кислоты в электролите составляет 39% (d=1,24), зимой концентрация кислоты должна быть больше – w=45% (d=1,28). Сколько мл концентрированной серной кислоты (w=96%, d=1,835) необходимо добавить к 2 л «летнего» электролита для доведения его плотности до 1,28?

69. В 2 л воды растворили 67,2 л аммиака, измеренного при нормальных условиях. К этому раствору добавили 1 л раствора аммиака с массовой долей w=2% , d=0,990 . Для полученного раствора вычислить: а) массовую долю NH3 и б) массовую долю NH4OH.

70. Найдите массовую долю гидроксида натрия в растворе, полученного после электролиза 200 мл 23% раствора NaOH (r=1,26 г/мл), если при этом выделилось 40 л кислорода.

3.9  РЕШЕНИЕ КАЧЕСТВЕННЫХ ЗАДАЧ

Качественные задачи могут быть как самостоятельные, так и входить составной частью в расчётную задачу. Для решения качественных задач требуется знание химии элементов и их соединений, а также характерных реакций для конкретных классов неорганических и органических соединений. Кроме того, необходимо знать качественные реакции на ионы и на функциональные группы органических соединений.

В таблице 2 приведены реагенты, использующиеся в качественном анализе
и превращениях неорганических веществ.

Таблица 2 - Реагенты и их применение в неорганической химии

Реагент	Определяемое вещество или ион	Пример
Кислота (H+)	Основание (OH-) Основной оксид Амфотерный оксид Амфотерный гидроксид Соль слабой кислоты Гидроксокомплекс Металл активнее водорода SO32 - CO32 -	OH - + H+ = H2O CaO + 2 H+ = H2O + Ca2+ ZnO + 2 H+ = H2O + Zn2+ Zn(OH)2 + 2 H+ = 2H2O + Zn2+ NaF + HCl = HF + NaCl [Zn(OH)4]2-+2H+ = Zn(OH)2+2 H2O Zn(OH)2 + 2H+ = Zn2+ + 2 H2O Ni + 2H+ = Ni2++ H2 SO32 -+2H+= H2O+SO2­, запах CO32 -+2H+= H2O+CO2­
Щёлочь (OH - )	Кислота Кислотный оксид Амфотерный оксид Амфотерный гидроксид Соль слабого основания NH4+ Кислая соль Активный металл, образующий оксид амфотерного характера	H+ + OH - = H2O SO2 + 2OH - = H2O + SO32 - ZnO + 2OH - + H2O = [Zn(OH)4]2- Zn(OH)2 + 2OH - = [Zn(OH)4]2- MgCl2+2NaOH = Mg(OH)2+2NaCl NH4++ OH - = H2O+ NH3­, запах 2KHCO3+2NaOH=K2CO3+Na2CO3+ 2H2O Zn+2NaOH+2H2O = Na2[Zn(OH)4]+ H2
SO42 – - ион	Ba2+, Sr2+,Ca2+	SO42 –+ Ba2+= Ba SO4¯ белый
Cl – - ион	Ag+	Ag+ + Cl- =AgCl¯ , белый
Br - - ион	Ag+	Ag+ + Br - =AgBr¯ , светло-жёлтый
I - - ион	Ag+ , Cl2	Ag+ + I - =AgI¯, жёлтый I - + Cl2 = Cl - + I2¯, тёмн. коричн.
S2 - - ион	Ag+ , Cu2+	2Ag+ +S2- =Ag2S¯, чёрный CuS¯, чёрный
PO43 - - ион	Ba2+, Sr2+, Ca2+ Ag+	3Ca2++2PO43 -=Ca3(PO4)2 ¯, белый Ag3PO4¯, жёлтый
[Fe(CN)6]4 -	Fe3+	тёмно-синий осадок
[Fe(CN)6]3 -	Fe2+	тёмно-синий осадок
CO32 -	Ca2+, Sr2+, Ba2+	CaCO3¯, белый
Cl2	Восстановитель (I - , Br -)	2I -+ Cl2=2Cl -+ I2
Br2	Восстановитель (I-)	2I -+ Br2=2Br -+ I2
KмnO4	Восстановитель	Cl - ,Br - , I -, S2 -, SO32 -, Fe2+ и др.
MnO2 (H+)	Восстановитель	то же

В таблице 3 приведены различные реагенты, использующиеся в органической химии.

Таблица 3 - Реагенты и их применение в органической химии

Реагент	Применение	Пример
KмnO4	Окисление	спирт®альдегид®кислота этилен ® этиленгликоль толуол ® бензойная кислота
K2Cr2O7	Окисление	Спирт®альдегид
H2(Pt)	Гидрирование Циклоалканов	циклопропан ® пропан
H2(Pt)	Восстановление	нитробензол®анилин бутанон-2 ® бутанол-2 пропаналь ® пропанол-1
H2(Ni)	Восстановление группы С=С	Н2С=СН-СН3®Н3С-СН2-СН3
Na	Циклизация углеводородов	ClCH2-(CH2)n-CH2Cl® циклоалкан
Na	Замещение водорода спиртовой группы	этанол ® этилат натрия
Fe + HCl	Восстановление	нитробензол®анилин
Zn	Дегалогенирование	CH2Br-CH2Br-CH3 ® H2C=CH-CH3
C (Ni), нагрев	Дегидрирование	этан ® этилен
C (Pt), нагрев	Дегидрирование	циклогексан ® бензол
NaBH4	Восстановление группы С=О	альдегид®спирт кетон®спирт
Br2 в CCI4 Br2 в воде	Качественная реак-ция на непредель-ные углеводороды	RCH=CHR ® RBrCH-CHBrR RCH=CHR ® R(HO)CH-CH(OH)R
KмnO4, OH-	То же	RCH=CHR ® R(HO)CH-CH(OH)R
Cu+ или Ag+	Качественная реак-ция на концевую тройную связь	R-CºCH ® R-CºCAg¯
Al2O3	Дегидратация	этиловый спирт ® этилен
Конц. H2SO4 при нагревании	Дегидратация	этиловый спирт ® этилен
Конц. H2SO4	Этерификация	Спирт + кислота ® сложный эфир
H2SO4, затем обработка H2O	Гидратация	этилен ® этанол
H2SO4 водн.; HgSO4	Гидратация алкинов в кетоны	R-CºCH ® RCOCH3
Cl2(FeCl3); Br2(FeBr3)	Галогенирование	C6H6 ® C6H5Cl C6H6 ® C6H5Br
Cl2 (hn)	Галогенирование	этан ® хлорэтан ® дихлорэтан ® и т. д.
AlCl3, нагрев	Изомеризация алканов	пентан ® 2-метилбутан
AlCl3	Катализатор Фриделя-Крафтса	C6H6 + RCl ® C6H5R+HCl
FeCl3 водный	Качественная реакция на фенолы	фенол ® фенолят железа (окрашивание раствора в интенсивный фиолетовый цвет)
HCl, HBr	Гидрогалогенирование	этилен ® этилхлорид, пропилен ® 2-бромпропан (в присутствии H2O2 вопреки правилу Марковникова)
HCl в H2SO4конц.	Замещение ОН-группы в спиртах	этанол ® этилхлорид
Смесь конц. HNO3 и H2SO4	Нитрование	C6H6 ® C6H5NO2, глицерин ® нитроглицерин
SO3+Конц. H2SO4	Сульфирование	C6H6 ® C6H5SO3H
Конц. H2SO4	Сульфирование фенолов	C6H5OH ® HOC6H4SO3H
NaOH твёрд.	Декарбоксилирова-ние	RCOOH ® RH
Щёлочь (OH-) в спирте	Дегидрогалогенирование	RCH2CH2Br ® RCH=CH2
Щёлочь (OH-) в воде	Гидролиз	RCOOR¢ ® RCOO - + R¢OH
Неорганическая кислота (H+), водный раствор	Гидролиз	RCOOR¢ ® RCOOH + R¢OH
[Cu(NH3)4] 2+	Качественная реак-ция на алифатичес - кие альдегиды	Образуется красноватый осадок Cu2O. (с кетонами и ароматическими альдегидами не реагирует)
[Cu(NH3)4] 2+; Cu(OH)2	Качественная реак-ция на многоатом-ный спирт	окрашивание раствора в синий цвет
[Ag(NH3)2] +	Качественная реак-ция на альдегиды	реакция «серебряного зеркала»: альдегид ® кислота

Контрольные вопросы и задания 3.8

1. Охарактеризуйте реакциями солеобразования оксиды: MgO, BeO, B2O3.

2. Охарактеризуйте реакциями солеобразования гидроксиды: HClO4, Fe(OH)3, Al(OH)3.

3. Как можно различить пары соединений: а) угольная кислота и сернистая кислота; б) гидроксид магния и гидроксид цинка; в) хлорид натрия и гидрид натрия; г) хлорид калия и хлорид кальция; д) хлорид калия и сульфат калия; е) сульфат магния и сульфат железа(II); ж) аммиак и хлороводород; з) иодид натрия и хлорид калия; и) сульфит натрия и сульфид натрия; к) сульфит натрия и сульфат натрия; л) хлорид алюминия и сульфид алюминия; м) оксид азота(I) и кислород; н) ацетат натрия и нитрат натрия?

4. Как можно различить пары соединений: а) пропан и пропен; б) пропен и пропин; в) бензол и толуол; г) пропанол и пропаналь; д) этанол и ацетон; е) ацетон и этаналь; ж) этилацетат и пропионовая кислота; з) этаналь и метилацетат; и) пропан-1-ол и пропан-2-ол; к) фенол и бензойная кислота; л) этаналь и щавелевая кислота; м) муравьиная кислота и уксусная кислота; н) бензол и гекс-1-ен; о) бут-2-ин и бут-1-ин; п) анилин и фенол; р) этиламин и диметиламин; с) 1-аминпропан и 2-аминоуксусная кислота?