Для 10 класса

Для 10 класса

1.  Имеется смесь твердых солей – сульфата, карбоната и нитрата натрия. При добавлении к 56 г смеси избытка соляной кислоты выделилось 2,24 л газа (н. у.), при обработки оставшегося раствора избытком хлорида бария выпало 46,6 г осадка. Определите состав исходной смеси (в граммах).

Решение

Составим уравнения реакций, при которых выделяется газ или выпадает осадок:

1) Na2CO3 + 2HClà 2NaCl + CO2 +H2O

2) Na2SO4 + BaCl2à BaSO4 + 2NaCl

Из уравнения 1 следует: n(CO2) = V(CO2)/Vm = 2,24 :22,4 = 0,1 моль

n(Na2CO3) = n(CO2) = 0,1 моль

Найдем массу карбоната натрия:

m (Na2CO3) = n(Na2CO3) х М (Na2CO3) = 0,1 х 106 = 10,6 г.

Определим количество вещества осадка:

n(BaSO4) = m(BaSO4) / M(BaSO4) = 46,6 : 233 = 0,2 моль

Из уравнения 2 следует, что количество вещества сульфата натрия равно количеству вещества сульфата бария и равно 0,2 моля.

Рассчитаем массу сульфата натрия:

m (Na2SO4) = n(Na2SO4) х М (Na2SO4) = 0,2 х 142= 28,4 г.

Зная общую массу смеси, находим массу нитрата натрия:

m(NaNO3) = m (смеси) - m(Na2CO3) - m (Na2SO4) = 56 – (10,6 + 28,4) = 17 г

(Итого 10 баллов)

2 Смесь двух насыщенных одноатомных спиртов обработали бромистым водородом, а на образовавшиеся в результате реакции органические вещества подействовали избытком металлического натрия. После соответствующей обработки реакционной смеси были получены три углеводорода.

Какие углеводороды были получены, если известно, что при действии натрия из 10 г одного из спиртов было получено 2,816 л водорода, а из другого – 1,75 л водорода? Объём газа измеряли при 270С и давлении 722 мм рт. ст. Напишите формулы этих углеводородов и назовите их. Приведите уравнения описанных химических реакций.

Решение

Cпирты реагируют с натрием, выделяя водород

ROH + Na à RONa + ½ H2

По объему выделившегося водорода и навескам взятых спир­тов можно определить молекулярные массы спиртов.

По объему выделившегося водорода и навескам взятых спир­тов можно определить молекулярные массы спиртов:

1моль спирта выделяет 11,2 л Н2 (при нормальных условиях).

Общая формула насыщенных одноатомных спиртов CnH2n+1OH (М==12n+2n+1+16+1 =14n+18).

Если 14n+18 = 46, то 14n = 28 и n = 2, т. е. первый из спиртов — этиловый СН3СН2ОН.

Если 14n+18=74, то 14n=56 и n = 4, следовательно, второй из спиртов имеет формулу С4Н9ОН и может быть лю­бым из четырех изомерных бутиловых спиртов.

Реакции, описанные в задаче, происходили по следую­щим уравнениям:

(итого 10 баллов)

3. Бензилбензоат (бензиловый эфир бензойной кислоты

C6H5COOCH2 C6H5) – душистое вещество, применяется в качестве фиксатора запаха и растворителя некоторых душистых веществ, а также в медицине (лечение некоторых кожных заболеваний). Предложите способ получения бензилбензоата исходя из н-гептана – продукта ректификации нефти, укажите условия проведения реакций.

(10 баллов)

4. Для получения уксусной кислоты в качестве исходного вещества был использован технический карбид кальция, содержащий 4% примесей. Какое количество карбида было израсходовано, если известно, что на нейтрализацию полученной уксусной кислоты потребовалось 240 г раствора гидроксида калия, содержащего 5,5 моль КОН в 1 л (плотность 1,20 г/см3). Считать, что уксусная кислота образуется с выходом 100%.

Решение

СаС2 + 2Н2О = Са (ОН)2 + С2Н2 ;

С2Н2 CH3CH=O;

СН3СНО СН3СООН;

СН3СООН + КОН = СН3СООК   + Н2О.

Объем раствора 240/1,2 = 200 мл.

1л - 5,5 моль,

0,2 л - х моль,

x =1,1 моль КОН.

1,1 моль КОН нейтрализует 1,1 моль уксусной кислоты. Суммарная схема получения кислоты:

СаС2 СН3СООН.

Из 1 моль СаС2 получается 1 моль СН3СООН; 1,1 моль кислоты - из 1,1 моль СаС2, что составляет 641,1 = 70,4 г чистого вещества. Масса израсходованного технического карбида кальция равна

70,4 г - 96%,

х г - 100 %,

5.  Две пластинки одинаковой массы изготовлены из одного металла, степень окисления которого в соединениях равна двум. Пластинки опустили в растворы солей меди и серебра одинаковой концентрации; через некоторое время вынули, высушили и взвесили (при этом весь выделенный металл осел на пластинках). Масса первой пластинки увеличилась на 0,8%, второй - на 16%. Из какого металла изготовлены пластинки?

Решение

Уравнения происходящих реакций:
M + Cu2+ = Cu + M2+,
M + 2Ag+ = 2Ag + M2+.

Обозначим через А атомную массу металла. Составим пропорцию по первому уравнению: если растворилось А г металла (моль), на пластинке осело бы 64 г меди и разница в массе составила (64-А) г, по условию в случае меди молярная разница (64-А) г соответствует реальной разнице в 0,8%. Аналогично в случае серебра молярная разница (в 216-А) г соответствует реальной разнице в 16%. Имеем суммарную пропорцию:

(64 - А) г соответствует 0,8%,

(216 - A) г_------"-----"-16%,

0,8(216-А) = 16(64 -А), отсюда Ar = 56.

Эту задачу можно решить и более строгим математическим способом. Обозначим массу пластинки через т(г). Пусть прореагировало х моль, или Мх г металла. Тогда выделилось х моль меди и 2х моль серебра или 64x  г меди и 216х г серебра. Увеличение массы первой пластинки (64x - Аx) г, второй  - (216x - Ах) г.
По первому уравнению имеем:
m г (масса всей пластинки) — 100%,
(64x - Aх) г (увеличение массы) — 0,8%,
0,8m =x-Ах).

По второму уравнению:
т г - 100%,
(216x - Ах) г  - 16%,
16m = x - Ax).

Разделим уравнение из первой пропорции на уравнение из второй:

отсюда Ar = 56 (железо).