Задачи на олеум с решениями егэ 2021

Чтобы поделиться, нажимайте

Задачи на тему Реакции в растворах. Олеум.

Предлагаем вашему вниманию задачи по теме Реакции в растворах. Олеум с подробными видео-объяснениями (даны сразу после условий задания) и ответами (приведены в конце страницы).

---

Составитель — репетитор по химии в Skype или Zoom — Александр Владимирович Коньков (подробнее здесь)

---

1. Рассчитайте массу (г) 8%-го раствора гидроксида натрия, который потребуется для нейтрализации раствора серной кислоты массой 300 г с массовой долей растворённого вещества 4,9%.

1. Сколько сульфида меди (в г) образуется, если к 200 г 4%-го раствора сульфата меди (II) добавить 150 г 1,3%-го раствора сульфида натрия?

1. Для определения хлорида натрия в технической поваренной соли навеску массой 10 г растворили в 40 г воды. К пробе полученного раствора массой 2 г добавили избыток раствора нитрата серебра (I). Масса выпавшего осадка 0,861 г. Каково содержание хлорида натрия в технической поваренной соли (в массовых долях -%)?

1. К воде объёмом 50 см³ добавили раствор серной кислоты объёмом 100 см³ с плотностью 1,4 г/см³. Плотность полученного раствора понизилась до 1,2 г/см³. К пробе полученного раствора объёмом 2 см³ добавили избыток раствора хлорида бария. Масса выпавшего осадка составила 2,097 г. Определите массовую долю (%) серной кислоты в исходном растворе.

1. После упаривания раствора гидроксида калия объёмом 560 мл с массовой долей KOH 10% и плотностью 1,1 г/см³, получили раствор объёмом 200 см³. Рассчитайте объём (см³) этого раствора, который необходим для нейтрализации раствора серной кислоты массой 49 г с массовой долей H₂SO₄ 8%.

1. Рассчитайте массу (г) раствора с массовой долей гидроксида калия 14%, который нужно добавить к раствору массой 35 г с массовой долей азотной кислоты 10%, чтобы получить раствор с массовой долей азотной кислоты, равной 6%.

1. Смешали раствор соляной кислоты объёмом 400 см³ и молярной концентрацией 0,175 моль/дм³ и раствор гидроксида натрия объёмом 300 см³ с молярной концентрацией 0,2 моль/дм³. Найти рН полученного раствора (изменением объёма при смешивании растворов пренебречь).

1. Какую массу (г) оксида серы (VI) необходимо растворить в воде массой 306 г, чтобы получить 24% олеум?

1. Рассчитайте объём (см³) 70%-й серной кислоты (плотность 1,615 г/мл), получаемой смешением раствора объёмом 1 дм³ (плотность 1,265 г/мл) с массовой долей серной кислоты 35% с 32%-м олеумом.

1. Рассчитайте, какой объём (см³) 80%-го олеума (плотность 2 г/см³) надо прибавить к раствору объёмом 4 дм³ (плотность 1,8 г/см³) с массовой долей серной кислоты 96%, чтобы получить 100%-ную кислоту.

---

Ответы:

1. 150
2. 2
3. 88
4. 50
5. 15
6. 6
7. 2
8. 1886
9. 1520
10. 800

---

В случае, если вы нашли ошибку или опечатку, просьба сообщать об этом автору проекта в контакте https://vk.com/id30891697 или на электронную почту yoursystemeducation@gmail.com

---

Посмотреть видео-объяснения каждого задания ЦТ, РТ и ДРТ всех лет, а также получить условия всех пробных, тренеровочных и реальных вариантов ЕГЭ, вы можете получив полный доступ к сайту кликнув здесь «Получить все материалы сайта»

А также:

• Посмотреть видео-объяснения решений всех типов задач по химии
• Просмотреть все тесты по органической химии с видео-объяснениями
• Просмотреть все тесты по неорганической химии с видео-объяснениями
• Посмотреть пробные варианты ЦТ  вы можете здесь,
• Посмотреть пробные и реальные варианты ЕГЭ
• Посмотреть все видео-уроки по различным разделам школьного курса
• Больше заданий РТ с видео-объяснениями
• Больше заданий ЦТ с видео-объяснениями
• Больше заданий ЕГЭ с ответами и видео-объяснениями
• Все видео-объяснения вы можете найти на YouTube канале

Материалы сайта (тесты, задания, задачи, видео) разработаны автором самостоятельно и не являются копией каких-либо других заданий, в том числе заданий, разработанных РИКЗом (Республиканским институтом контроля знаний). При составлении заданий использованы идеи, которые были использованы составителями ЦТ и РТ, что не является нарушением авторского права. Все материалы сайта используются исключительно в образовательных целях.

В доказание вышесказанного, привожу выдержки из Закона Республики Беларусь «Об авторском праве и смежных правах»:

Статья 7. Произведения, не являющиеся объектами авторского права
Пункт 2. Авторское право не распространяется на собственно идеи, методы, процессы, системы, способы, концепции, принципы, открытия, факты, даже если они выражены, отображены, объяснены или воплощены в произведении.

Статья 32. Свободное использование объектов авторского права и смежных прав
Пункт 2. Допускается воспроизведение отрывков из правомерно обнародованных произведений (цитирование) в оригинале и переводе в исследовательских, образовательных, полемических, критических или информационных целях в том объеме, который оправдан целью цитирования.

Статья 36. Свободное использование произведений в образовательных и исследовательских целях
Пункт 2. Статьи и иные малообъемные произведения, правомерно опубликованные в сборниках, а также газетах, журналах и других печатных средствах массовой информации, отрывки из правомерно опубликованных литературных и иных произведений могут быть воспроизведены посредством репродуцирования и иного воспроизведения в образовательных и исследовательских целях.

Задание №1:

Установите соответствие между аппаратом, который используется в химическом производстве, и процессом, происходящем в этом аппарате.

АППАРАТ:
А) печь кипящего слоя
Б) колонна синтеза
В) поглотительная башня

ПРОЦЕСС:
1) взаимодействие водорода и азота
2) окисление оксида азота(IV)
3) получение олеума
4) получение оксида серы(IV)

Задание №2:

Установите соответствие между осуществляемым в промышленности процессом и оборудованием, которое используется при получении серной кислоты.

ПРОЦЕСС:
А) получение сернистого газа
Б) получение олеума
В) получение оксида серы(VI)

ОБОРУДОВАНИЕ:
1) окислительная башня
2) печь «кипящего слоя»
3) контактный аппарат
4) поглотительная башня

Решение:
Получение сернистого газа сопровождается обжигом пирита(FeS) в печи «кипящего слоя», ответ 2.
Получение олеума происходит путем растворения оксида серы(SO₃) в серной кислоте, сам процесс осуществляется в поглотительной башне, ответ 4.
Оксид серы(VI) получают в контактном аппарате с помощью каталитического окисления SO₂, ответ 3.

Задание №3:

Установите соответствие между веществом и основной областью его применения.

ВЕЩЕСТВО:
А) стирол
Б) этиленгликоль
В) синтез-газ

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ:
1) получение полиэфиров
2) производство маргарина
3) производство метанола
4) получение пластмасс

Решение:
Стирол(винилбензол) — это гомолог бензола, имеет формулу C₆H₅ꟷCH=CH₂, за счет наличия кратной связи способен к реакциям полимеризации, в частности, в производстве пластмасс, ответ 4.
Этиленгликоль(1,2-этандиол) — это двухатомный спирт, который используется при получении полиэфиров, так как имеет две OH группы, которые потенциально могут вступать в реакцию поликонденсации с образованием полиэтилентерефталата (наши «любимые» пластиковые бутылки), ответ 1.
Синтез-газ(CO + H₂) — довольно известная смесь угарного газа и водорода, используется при промышленном способе получения метилового спирта(метанола), ответ 3.

Задание №4:

Установите соответствие между веществом и способом его попадания в окружающую среду.

ВЕЩЕСТВО:
А) углекислый газ
Б) оксиды азота
В) гексахлоран

СПОСОБ ПОПАДАНИЯ В ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ:
1) сгорание углеводородного топлива
2) борьба с насекомыми
3) протравливание семян
4) сточные воды

Решение:
Углекислый газ и оксиды азота попадают в окружающую среду путем сгорания углеводородного топлива, А и Б ответ 1.
Гексахлоран используется в качестве инсектицида, ответ 2.

Задание №5:

Установите соответствие между названием процесса переработки нефти и его результатом.

НАЗВАНИЕ ПРОЦЕССА:
А) риформинг
Б) перегонка нефти
В) крекинг

РЕЗУЛЬТАТ:
1) разделение нефти на фракции
2) получение смазочных масел
3) увеличение количества легкокипящих фракций
4) получение ароматических углеводородов

Решение:
Риформинг — это процесс переработки алифатических углеводородов в ароматические(например, бензол), здесь подходит вариант 4.
Перегонка нефти приводит к разделению ее на фракции(лигроин, мазут, бензин), ответ 1.
Крекинг — это процесс высокотемпературного расщепления нефти с получением низкомолекулярных органических соединений, ответ 3.

Задание №6:

Установите соответствие между металлом и веществом, которое используется для получения этого металла в промышленности, или способом промышленного получения.

МЕТАЛЛ:
А) железо
Б) алюминий
В) натрий

ВЕЩЕСТВО /СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ:
1) красный железняк
2) электролиз раствора оксида в криолите
3) электролиз раствора поваренной соли
4) электролиз расплава поваренной соли

Решение:
Железо — в промышленности его получают из красного железняка, или гематита, который имеет формулу Fe₂O₃, ответ 1.
Алюминий можно получить электролизом Al₂O₃ в расплаве криолита, ответ 2.

Криолит, или гексафторалюминат натрия(Na₃AlF₆) — это необычный, редкий минерал, впервые обнаружен в Гренландии(отсюда название(криос — холод, литос — камень)), плавится при температуре 1012 С,
может растворять оксиды алюминия, что позволяет легко извлекать алюминий электролизом.

Натрий — для него здесь указано два возможных пункта, 3 и 4, однако, чистый Na можно получить только в РАСПЛАВЕ поваренной соли(NaCl), ответ 4.

Задание №7:

Установите соответствие между смесью веществ и способом разделения данной смеси.

СМЕСЬ ВЕЩЕСТВ:
А) вода и этиловый спирт
Б) вода и глина
В) вода и поташ

СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ:
1) фильтрование
2) выпаривание
3) использование делительной воронки
4) перегонка

Решение:
Первая смесь — вода и этиловый спирт, она может быть разделена перегонкой, ответ 4.
Следующая смесь — вода и глина, здесь нужно использовать фильтрование, ответ 1.
Последний ряд веществ — вода и поташ; поташ имеет формулу K₂CO₃, как и все соли калия, она растворима, и отделить ее от воды можно путем выпаривания, ответ 2.

Задание №8:

Установите соответствие между веществом и областью его применения.

ВЕЩЕСТВО:
А) изопропилбензол
Б) этанол
В) триолеин

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ:
1) получение полиэфиров
2) получение ацетона
3) производство маргарина
4) получение дивинила

Решение:
Первое вещество — изопропилбензол, или кумол, оно используется для получения ацетона, ответ 2.
Второе соединение — этанол, который имеет важное значение для получения дивинила, или бутадиена-1,3(это реакция Лебедева, проведенная в 1926 году, давшая начало производству синтетического каучука), ответ 4.
Последнее вещество в списке — триолеин, составной частью этого химического соединения является «олеин», что означает принадлежность к жирам, а соответственно, к получению маргарина, ответ 3.

Задание №9:

Установите соответствие между веществом и основной областью его применения.

ВЕЩЕСТВО:
А) криолит
Б) пирит
В) метилметакрилат

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ:
1) производство антифриза
2) получение алюминия
3) производство серной кислоты
4) получение органического стекла

Решение:
Криолит(Na₃AlF₆) используется при получении чистого алюминия путем электролиза, ответ 2.
Пирит(FeS₂) является начальной составной частью производства серной кислоты, ответ 3.
Метилметакрилат(метил-2-метилпроп-2-еноат) — это сложное органическое соединение, из которого получают органическое стекло, ответ 4.

Задание №10:

Установите соответствие между веществом и областью его применения.

ВЕЩЕСТВО:
А) глицерин
Б) формальдегид
В) глюкоза

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ:
1) получение полиэфиров
2) получение взрывчатых веществ
3) хранение биологических препаратов
4) источник энергии в организме

Решение:
Глицерин, или 1,2,3 — пропантриол, это трехатомный спирт, который используется для получения нитроглицерина, являющегося составной частью взрывчатых веществ, ответ 2.
Формальдегид, или муравьиный альдегид, хорошо знаком биологам для сохранения биологических объектов в течение длительного времени, ответ 3.
Глюкоза(C₆H₁₂O₆) — это моносахарид, который является источником АТФ(энергия) в организме живых существ, ответ 4.

Задание №11:

Установите соответствие между происхождением полимера и его названием.

ПРОИСХОЖДЕНИЕ ПОЛИМЕРА:
А) природный органический
Б) синтетический органический
В) искусственный органический

Название полимера:
1) сахароза
2) пенька
3) полиэфир
4) вискоза

Решение:
Природный органический полимер — из данного списка нам подходит пенька(грубое лубяное конопляное волокно), ответ 2.
Синтетический органический полимер из указанных веществ — полиэфир, ответ 3.
Искусственным органическим полимером является вискоза, ответ 4.

На сегодня все!

Решение задач по химии

Категория: Химия.

Решение задач по химии

Получение олеума.

О́леум (лат. Oleum) – раствор серного ангидрида SO₃ в 100%-й серной кислоте H₂SO₄.

xSO₃·H₂O или H₂SO₄·xSO₃ или H₂S₂O₇;

Олеум представляет собой вязкую маслянистую бесцветную жидкость или легкоплавкие кристаллы, которые, однако, могут приобретать самые различные оттенки вследствие наличия примесей. На воздухе «дымит», реагирует с водой с выделением очень большого количества тепла. Концентрация серного ангидрида может варьировать в очень широких пределах: от единиц до десятков процентов. Олеум по сравнению с концентрированной серной кислотой обладает ещё большим водоотнимающим и окислительным действием. Олеум содержит также пиросерные кислоты, получающиеся по реакциям:

Физические свойства

Температура кипения водных растворов серной кислоты повышается с ростом ее концентрации и достигает максимума при содержании 98,3 % H₂SO₄.

Температура кипения олеума с увеличением содержания SO₃ понижается. При увеличении концентрации водных растворов серной кислоты общее давление пара над растворами понижается и при содержании 98,3 % H₂SO₄ достигает минимума. С увеличением концентрации SO₃ в олеуме, общее давление пара над ним повышается.

Пар над водными растворами серной кислоты состоит из смеси паров воды, H₂SO₄ и SO₃, при этом состав пара отличается от состава жидкости при всех концентрациях серной кислоты, кроме соответствующей азеотропной смеси.

С повышением температуры усиливается диссоциация:

Применение

Применяется в промышленности при производстве серной кислоты, капролактама и многих других веществ. В органической химии применяется как сульфирующий, водоотнимающий или окисляющий реагент.

Особенности экспериментальной работы

Олеум – крайне едкое вещество: оставляет сильные ожоги на коже, быстро разъедает многие материалы, за исключением наименее реакционноспособных. Тем не менее, вследствие эффекта пассивации может храниться в стальных ёмкостях. Олеум нельзя разбавлять водой или выливать его в воду, из-за сильно экзотермической реакции. Разбавление олеума производится прибавлением его к серной кислоте. При приливании в воду жидкость закипает, образуя туман из серной кислоты.

Задача 1.

К 75 %-му раствору серной кислоты массой 288 г добавили оксид серы (VI) массой 400 г. Вычислите массовую долю оксида серы (VI) в образовавшемся олеуме.

Решение:

т (Н₂О)= 288 – 216 = 72 г.

Часть оксида серы (VI) вступит в реакцию с водой. Всего оксида серы (VI) 5 моль. На реакцию с водой потратится 4 моль оксида серы (VI). Останется 1 моль оксида серы (VI).

SO₃ + H₂O = H₂SO₄. По уравнению химической реакции все вещества находятся в равных количественных соотношениях.

n (SO₃) =

n (H₂O) =72 г/18 г/моль = 4 моль.

n (SO₃) = 5 моль-4 моль = 1 моль.

m (SO₃)ост. = 80г/моль * 1 моль = 80 г.

m (H₂SO₄) = 4моль*98 г/моль = 392 г.

mp-pa = 288+400 = 688 г.

= 11,6 %. Ответ: 11,6 %.

Задача 2.

К 92 %-му раствору серной кислоты массой 562,5 г. добавили оксид серы (VI) массой 240 г. Вычислите массовую долю оксида серы (VI) в образовавшемся олеуме.

Решение:

т (Н₂О)= 562,5 – 517,5 = 45 г.

Часть оксида серы (VI) вступит в реакцию с водой. Всего оксида серы (VI) 3 моль. На реакцию с водой потратится 2,5 моль оксида серы (VI). Останется 0,5 моль оксида серы (VI).

SO₃ + H₂O = H₂SO₄. По уравнению химической реакции все вещества находятся в равных количественных соотношениях.

n (SO₃) =

n (H₂O) =45 г/18 г/моль = 2,5 моль.

n (SO₃) = 3 моль-2,5 моль = 0,5 моль.

m (SO₃)ост. = 80г/моль * 0,5 моль = 40 г.

mp-pa = 562,5+240 =802,5 г.

= 4,98 %. Ответ: 4,98 %.

Задача 3.

Вычислите массу оксида серы (VI), который необходимо добавить к 20 %-му раствору серной кислоты массой 200 г, чтобы получить 10 %-ный олеум.

Решение:

т (Н₂О)= 200 – 40 = 160 г. n (H₂O) =160 г/18 г/моль = 8,89 моль.

SO₃ + H₂O = H₂SO₄. n (SO₃) = 8,89 моль. m (SO₃)вступ. в р-ю с Н₂О= 80г/моль * 8,89 моль = 711,2 г.

Пусть масса оставшегося непрореагировавшим оксида серы (VI) – х, тогда

Х= 20 + 71,12 + 0,1х

0,9х = 91,12

х = 101,2 г.

масса всего оксида серы (VI)

m (SO₃) = 711,2 + 101,2 = 812,4 г. Ответ: 812,4 г.

Задача 4.

Вычислите массу оксида серы (VI), который необходимо добавить к 90 %-му раствору серной кислоты массой 250 г, чтобы получить 20 %-ный олеум.

Решение:

т (Н₂О)= 250 – 225 = 25 г. n (H₂O) =25 г/18 г/моль = 1,39моль.

SO₃ + H₂O = H₂SO₄. n (SO₃) = 1,39 моль. m (SO₃)вступ. в р-ю с Н₂О= 80г/моль * 1,39 моль = 111,1 г.

Пусть масса оставшегося непрореагировавшим оксида серы (VI) – х, тогда

Х= 50 + 22,22 + 0,2х

0,8 х = 72,22

х = 90,3 г.

масса всего оксида серы (VI)

m (SO₃) = 90,3 + 111,1 = 201,3 г. Ответ: 201,3 г.

Задача 5.

Вычислите массу 50 %-ной серной кислоты и массу оксида серы (VI), которые необходимо взять, чтобы получить 200 г 20 %-ого олеума.

Решение:

Можно определить сколько осталось оксида серы (VI) в олеуме.

, m (SO₃) = 40 г.

Пусть масса вступившего в реакцию с водой оксида серы (VI) – х, тогда всего m (SO₃) = х + 40

Поуравнению: SO₃ + H₂O = H₂SO₄

n (SO₃) = = 0,225 х ;

Пусть mp. в. Н₂SO₄ – y, тогда:

Масса олеума 200 г, тогда:

200 = х + 40 + y + 0. 225 x ; 160 = 1. 225 x + y ;

160 = 1. 225 x + 0. 225 x

160 = 1. 45 x ; x = 110. 3 ; y = 24. 8

т (Н₂О)= 24. 8 г.

m (SO₃) = 110,3 + 40 = 150,3 г.

mp-paH₂SO₄ = 24,8 + 24,8 = 49,6 г. Ответ: 49,6 г и 150,3 г.

Задача 6.

Вычислите массу оксида серы (VI) и массу 25 %-ого раствора серной кислоты, необходимых для приготовления 20 % -ого олеума массой 400 г.

Решение:

Можно определить сколько осталось оксида серы (VI) в олеуме.

, m (SO₃) = 80 г.

Пусть масса вступившего в реакцию с водой оксида серы (VI) – х, тогда всего m (SO₃) = х + 80

По уравнению: SO₃ + H₂O = H₂SO₄

n (SO₃) = = 0,225 х ;

Пусть mp. в. Н₂SO₄ – y, тогда:

Масса олеума 400 г, тогда:

400 = х + 80 + y + 0,225 x ; 320 = 1,225 x + y ;

320 = 1,225 x + 0,075 x

320 = 1,3 x ; x = 246,2 ; y = 18,5

т (Н₂О)= 55. 4 г.

m (SO₃) = 80 + 246,2 = 326,2 г.

m p-pa H₂SO₄ = 18,5 + 55,4 = 73,9 г. Ответ: 326,2 г. и 73,9 г.

Задача 7.

Вычислите массу серного ангидрида и массу 40 %-ого раствора серной кислоты, необходимых для приготовления 200 г 16 %-ого олеума.

Можно определить сколько осталось оксида серы (VI) в олеуме.

, m (SO₃) = 32 г.

Пусть mp. в. Н₂SO₄ – х, тогда: mp-paH₂SO₄ = 100х/40 = 2,5 х

200 = 2,5 х + 32 + m (SO₃)прор.

т (Н₂О) в р-ре H₂SO₄ =2,5 х – х = 1,5 х

n (H₂O) =

n (SO₃) =

m (SO₃)прор. = 80г/моль * = г.

200 = 2,5 х + 32 + ; 27,5 х = 504 ; х = 18,3

Следовательно: mp-paH₂SO₄ = 45,8 г.

m (SO₃)прор. = 122,2г. m (SO₃)ост. = 32 г. m (SO₃) = 154,2 г.

Ответ: 154,2 г. и 45,8 г.

1. Задачи с применением олеума

//Растворы
серного ангидрида в безводной серной
кислоте дымят на воздухе из-за выделения
паров серного ангидрида, поэтому кислота,
содержащая растворенный в ней ангидрид
называется «дымящей» или «масляной» —
олеумом. Олеум –H₂SO₄∙xSO₃
поступает в продажу с концентрацией
не более 25%/

80
98

Олеум
(Ol) = SO₃
+ H₂SO₄

100 ω(Ol)
(100 — ω(Ol))

└→ ω(Ol)×98/80
= 1,225 ω(Ol)

Из ω(Ol)
можно получить 1,225 ω(Ol)
безводной серной кислоты.

Представляем олеум
как гипотетический (условный) раствор
серной кислоты с концентрацией более
100%: 100 — ω(Ol)
+1,225 ω(Ol)
= 100 + 0,225 ω(Ol)

Итак:
ω
(H₂SO₄)
= 100 + 0,225 ω(Ol)

Эта величина
показывает, сколько граммов 100%-ной
серной кислоты можно получить из 100 г
олеума с концентрацией ω(Ol),
добавляя минимальное количество воды.

Пример
14 . В каком
массовом отношении надо смешать 10%-ный
олеум и 35%-ную серную кислоту для получения
кислоты с концентрацией 93,5%?

Решение:
Рассчитаем условную концентрацию серной
кислоты в олеуме: : ω (H₂SO₄)
=100 = 0,225 × 10 = 102,25%.

Воспользуемся
«правилом креста»:

ω (H₂SO₄)
35 102,25 – 93,5

∕
8,75 масса
кислоты

93,5
———————— = ————— = ———————

∕

Олеум 102,25
93,5 – 35 58,5 масса
олеума

Задачи для самостоятельного решения

1. Какую массу
   серного ангидрида надо растворить в
   100 г 91%-ного раствора серной кислоты,
   чтобы получить 20%-ный олеум?

2. Сколько граммов
   30:-ного олеума нужно прилить к 100 мл
   40%-ной серной кислоты (ρ = 1,31 г/мл) для
   получения 5%-ного олеума?

3. Сколько миллилитров
   25%-ного олеума потребуется для
   приготовления 500 мл аккумуляторной
   серной кислоты (ρ = 1,18 г/мл)?

4. Вычислите массы
   20,0%-ного раствора серной и 20,0%-ного
   олеума, необходимые для приготовления
   80,0%-ного раствора кислоты.

1. Растворимость

Вещества растворяются
в растворителе до достижения насыщения.
Максимально возможное количество
вещества в граммах, содержащееся в
растворенном состоянии в 100 г растворителя
называется растворимостью (S).
Таким образом:
S
= m(вещества)
/100 г H₂O.

Массовая доля
растворенного вещества и растворимость
вещества связаны соотношением: ω
= S/(
S
+100)

Растворимость
большинства веществ существенно зависит
от температуры. Как правило, она повышается
с ростом температуры. На этом основан
один из методов метод очистки веществ
– метод перекристаллизациии.

Общая постановка
задачи:
Раствор, насыщенный веществом А при
температуре Т₂
охладили до температуры Т₁.
При этом в осадок выпало:

1. m(А)
   г безводной соли;

2. m(А∙хН₂О)
   г кристаллогидрата.

Найти массу осадка,
если известна растворимость соли при
обеих температурах.

Решение
в общем виде:

1. Горячий раствор
   (R_T2)
   = Холодный раствор (R_T1)
   + Осадок (↓ A)

1. Горячий раствор
   (R_T2)
   = Холодный раствор (R_T1)
   + Осадок (↓ A∙хН₂О)

Выпавший в осадок
кристаллогидрат можно представить как
смесь безводной соли (A)
с частью «захваченного» ею холодного
насыщенного раствора [m
(R_T1)]¹
. При такой предпосылке можно
воспользоваться «правилом креста»

Раствор R_T1

1 — ω(А∙хН₂О)

/ [m
(R_T1)]¹

КГ А∙хН₂О)
ω(А∙хН₂О)
——————— = ——————

/
m
(А)

Соль А ω(А) =
1 ω(А∙хН₂О)
– ω₁

Пример
15. Массовая
доля бихромата калия в насыщенном
растворе при 18^оС
и 78оС 10 и 40 % соответственно. Найти массу
соли, выпавшей в осадок из 300 г горячего
насыщенного раствора после охлаждения.

Решение:

Воспользуемся
«правилом креста»:

(R_T1)
10 60 2

∕
m(R₁₈)

(R_T2)
40 —— = —- = —————

∕

m(A)

Соль
100 30 1

m(R₁₈)
= m(R₇₈)
— m(A)

Имеем пропорцию:
(300 – х)/х = 2/1→ х = 100 г

Задачи для
самостоятельного решения

1. Найдите массовую
   долю хлорида аммония (нашатырь) в
   растворе, если растворимость при 15^оС
   равна 35 г/100 г воды.

2. Найти растворимость
   хлорида кальция при 20^оС
   для раствора, где массовая доля соли
   составляет 42,7 %.

3. (Обратная задача)
   В 100 г воды при 0^оС
   растворяется 127 г бромида марганца.
   Массовая доля соли в насыщенном растворе
   62,8 % при 40^оС.
   Насыщенный при 0^оС
   раствор нагрели до 40^оС.
   Какую массу соли можно дополнительно
   растворить в этом растворе, взятом
   массой 250 г?

4. К насыщенному
   раствору соды (растворимость 21,5 г /100 г
   воды) добавили содовый раствор с
   концентрацией с = 0,960 моль/л (ρ = 1,095 г/мл).
   В каком диапазоне может находиться
   значение массовой доли карбоната натрия
   в полученном растворе?

5. Сколько граммов
   КС1О₃
   выпадет из 700 г раствора, насыщенного
   при 80^оС,
   если его охладить до 20 ^оС?
   S₂₀
   = 5 г/ 100г H₂O,
   S₈₀
   = 40г /100г H₂O.

6. Сколько граммов
   сульфата калия выпадет из 400 г раствора,
   насыщенного при 80^оС
   и охлажденного до 20^оС,
   если S₂₀
   = 11,1 г/ 100г H₂O,
   S₈₀
   = 21,4г /100г H₂O.

7. Сколько граммов
   нитрата бария выпадет из раствора,
   насыщенного при 100^оС
   и охлажденного до 0^оС,
   если во взятом растворе было 50 мл воды?
   S₁₀₀
   = 34,2 г/ 100г H₂O,
   S₀
   = 5,0г /100г H₂O.

8. Растворимость
   бромида калия: S₂₀
   = 65 г/ 100г H₂O,
   S₈₀
   = 95г /100г H₂O.
   Найдите массу раствора, насыщенного
   при высокой температуре, из которого
   при охлаждении выпало 150 г соли.

9. Для иодида лития
   S₃₀
   = 171 г/ 100г H₂O,
   S₀
   = 151г /100г H₂O.
   Найдите массу кристаллогидрата
   (тригидрата иодида лития), выпавшего
   из 150 г насыщенного при 30^оС
   раствора после охлаждения.

10. При охлаждении
    насыщенного при 70
    ^оС раствора
    сульфата купрума (+2) выделилось 150,0 г
    кристаллов медного купороса. Определите
    массу раствора, который был взят для
    перекристаллизации, если при 70 ^оС
    в 100 г воды растворяется 31,4 г безводной
    соли, а при 0^оС
    – 12,9 г.

11. Определите массу
    кристаллогидрата – шестводного сульфата
    магния, который выпал при охлаждении
    1642 г раствора, насыщенного при 80оС и
    охлажденного до 20оС. S₂₀
    = 44,5 г/ 100г H₂O,
    S₈₀
    = 64,2г /100г H₂O.

12. * Массовые доли
    моно- и пентагидратов марганца в их
    смеси равны между собой. Какая масса
    этой смеси может раствориться в 8 моль
    воды? S
    = 65 г/ 100г H₂O.

13. * Через раствор
    соды, содержащий 1000 мл воды и 132 г
    безводной соли пропустили избыток
    углекислого газа. Рассчитайте массу
    соли, выпавшей в осадок, если ее
    растворимость при температуре опыта
    S
    = 8 г/ 100г H₂O.

14. **250 г насыщенного
    при 20оС раствора хлорида кальция
    охладили до 0оС. Выпал осадок
    кристаллогидрата – гексагидрат хлорида
    кальция. Определите его массу и массовую
    долю соли в растворе после отделения
    осадка, если известно, что S₀
    = 37,3 г/ 100г H₂O
    для кристаллогидрата и S₂₀
    = 74,5г /100г H₂O
    для безводной соли.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #

Задачи на атомистику — это задачи на соотношения частиц (атомов, молекул, ионов и т.д.)  в  гомогенных и гетерогенных системах (растворах, твердых и газообразных смесях). Это могут быть массовые соотношения (например, массовая доля элемента в смеси), мольные соотношения (например, соотношение числа атомов водорода и кислорода или мольная доля), объемные соотношения (объемная доля и др.).

Ниже я выкладываю задачи на атомистику из реального ЕГЭ по химии 16 июля 2020 года.

Для решения задач на атомистику используются довольно простые идеи. Во-первых, понятие массовой доли. Во-вторых, умение выражать число атомов через число молекул или других структурных единиц.

Например, в молекуле триоксида серы SO₃ на 1 молекулу приходится один атом серы и три атома кислорода:

1 молекула SO₃ — 1 атом серы, 3 атома кислорода

Несложно пропорцией определить, что на две молекулы триоксида серы будет приходиться два атома серы и шесть атомов кислорода:

2 молекулы SO₃ — 2 атома S, 6 атомов О

На 20 молекул триоксида:

20 молекул SO₃ — 20 атомов S, 60 атомов О

А вот сколько атомов приходится на х молекуле триоксида? Это также легко определить через пропорцию:

х молекул SO₃ — х атомов S, 3х атомов О

Иначе говоря, количество атомов кислорода в молекуле SO₃ в три раза больше, чем количество молекул. А количество атомов серы равно количеству молекул триоксида серы. Это простая, но не всегда очевидная идея. То есть индексы в формуле вещества показывают не только, как соотносится количество атомов между собой, но и какое число атомов приходится на 1 молекулу или другую структурную единицу вещества.

Если так соотносится число атомов и молекул, то также будет соотноситься и количество вещества атомов и молекул, выраженное в молях. Потому что 1 моль — это не что иное, как порция, состоящая из одинакового числа данных частиц.

То есть на х моль триоксида серы приходится:

х моль SO₃ — х моль атомов S, 3х моль атомов О

 Представьте себе, что атомы — это элементы изделия, а молекула состоит из некоторого числа таких деталей. Таким образом, число деталей разного типа всегда больше или равно числа изделий. Получается, в молекуле число атомов всегда больше или равно, чем количество молекул.

И наоборот, число молекуле триоксида серы в 3 раза меньше, чем число атомов кислорода в составе SO₃. И число молекул равно количеству атомов серы. 

Например, на х моль атомов серы приходится х моль молекул SO₃.

Еще одно понятие, которое пригодится при решении задач на атомистику — молярное соотношение веществ.

Молярное соотношение — это отношение количества одного вещества к количеству другого вещества.

Например, молярное соотношение хлорида натрия и воды в растворе составляет 1 к 20, или 0,05:

n(NaCl)/ n(H₂O) = 1/20 = 0,5

Молярное соотношение можно задавать отдельным числом, а можно соотношением:

n(NaCl) : n(H₂O) = 1:20 

А вот выражать молярное соотношение через проценты нельзя. Это безразмерная величина. 

Научиться решать задачи на атомистику не очень сложно. В ЕГЭ по химии атомистика станет, скорее всего, лишь частью более сложной комплексной задачи 34. Но я бы рекомендовал не пытаться сразу решать задачи на атомистику уровня ЕГЭ по химии. Занимаясь в спортзале, вы же не пытаетесь на первой тренировке поднять сразу тяжелую штангу. Точнее, попытаться вы можете, но последствия будут плачевными.

Для начала сделайте разминку возьмите простые задачи, чтобы освоить основные приемы и понять логику решения таких заданий. А после легких задач можно постепенно перейти к более сложным. Именно в таком порядке и расположены задачи в данной подборке «Атомистика», которые позволяют понять, как именно удобно работать с такими заданиями. 

Публикую подборку задач, в которых используются идеи атомистики. Все задачи взяты из сборника С.А. Пузакова, В.А. Попкова «Пособие по химии. Вопросы. Упражнения. Задачи». В скобках я привожу нумерацию этих задач в задачнике.

1. (66) В смеси оксида меди (I) и оксида меди (II) на 4 атома меди приходится 3 атома кислорода. Вычислите массовые доли ве­ществ в такой смеси.

2. (67) В смеси двух хлоридов железа на 5 атомов железа приходится 13 атомов хлора. Вычислите массовые доли веществ в та­кой смеси.

3. (70) В каком молярном соотношении были смешаны карбид кальция и карбонат кальция, если массовая доля углерода в полученной смеси равна 25%?

4. (71) В каком молярном соотношении были смешаны гидросульфит натрия и гидросульфид натрия, если массовая доля серы в полученной смеси равна 45%?

5. (72) Какую массу сульфата калия следует добавить к 5,5г сульфида калия, чтобы в полученной смеси массовая доля серы стала равной 20%?

6. (73) В смеси нитрата аммония и нитрата свинца (II) массовая доля азота равна 25%. Вычислите массовую долю свинца в этой смеси.

7. (74) В смеси нитрата аммония и нитрата бария массовая доля азота равна 30%. Вычислите массовую долю нитрат-ионов в смеси.

8. (75) В смеси двух оксидов углерода на 5 атомов углерода приходится 7 атомов кислорода. Вычислите объемную долю более тяжелого оксида в этой смеси

9. (619) Через 13,1 г смеси бромида калия и йодида калия, в которой массовая доля брома равна 24,5%, пропустили смесь хлора и брома, в результате чего получилась смесь двух солей, в которой массовая доля брома равна 57%. Вычислите массу смеси галогенов, вступившую в реакцию.

10. (620) Через смесь натрия и бромида калия, в которой массовая доля брома равна 60%, пропустили хлор, в результате чего масса брома в смеси солей оказалась в 2 раза меньше, чем в исходной смеси. Вычислите массовую долю брома в полученной смеси солей.

11. (621) К смеси калия и иодида натрия, в которой массовая доля калия равна 40%, добавили бром, в результате чего масса йода в полученной смеси солей уменьшилась в 5 раз по сравнению с исходной. Вычислите массовую долю йода в полученной смеси солей.

12. (827) Аммиак, образовавшийся при гидролизе смеси нитрида кальция и нитрида лития, в которой массовая доля азота рав­нялась 30%, пропустили через 80 мл бромоводородной кисло­ты. В результате реакции молярная концентрация кислоты уменьшилась с 2,8 до 1,2 моль/л (изменением объема раствора за счет поглощения газа пренебречь). Вычислите массу исходного образца смеси нитридов.

13. (828) К 1,59%-му раствору карбоната натрия добавили по каплям 40 г 3,78%-го раствора азотной кислоты; в результате в образовавшемся растворе число атомов азота оказалось в 2 ра­за больше числа атомов углерода. Вычислите массовые доли веществ в получившемся растворе.

14. (855)Через 15 г 9,45%-го раствора азотной кислоты пропу­стили аммиак; в результате в образовавшемся растворе массовая доля азота оказалась равной 3,5%. Вычислите массовые доли веществ в образовавшемся растворе.

15. (951) К смеси фосфата натрия, дигидрофосфата натрия и гид­рофосфата натрия общей массой 15 г (молярное соотношение солей в порядке перечисления 3:2:1) добавили 100 г 4%-го раствора гидроксида натрия. Установите количественный состав раствора (в массовых долях).

16. (952) К 2 г смеси гидрофосфата калия и дигидрофосфата калия, в которой массовая доля фосфора равна 20%, добавили 20 г 2%-го раствора фосфорной кислоты. Вычислите массовые доли всех веществ в получившемся растворе.

17. (992) В смеси карбида алюминия и карбида кальция число атомов алюминия равно числу атомов кальция. При гидролизе этой смеси выделяется 1,12 л (н.у.) смеси газов. Вычислите массу исходной смеси карбидов.

18. (1007) Смесь карбоната стронция и гидрокарбоната аммония общей массой 12 г, в которой масса атомов углерода в 12 раз больше массы атомов водорода, добавили к избытку 10%-го раствора серной кислоты. Вычислите массу выпавшего осадка и объем выделившегося газа (н.у.)

19. (1009) Какой объем газа (н.у.) выделится при добавлении к 20 г 20%-го раствора серной кислоты 20 г смеси карбоната калия и гидрокарбоната натрия с одинаковым числом атомов калия и водорода?

20. (1021) В смеси сульфита кальция и гидрокарбоната кальция число атомов кальция в 6 раз больше числа атомов серы. Вычис­лите плотность по воздуху газовой смеси, образующейся при обработке этой смеси избытком разбавленного раствора серной кислоты.

21. (1059) Массовая доля калия в растворе, содержащем силикат калия и сульфат калия, равна 0,909%, а масса серы равна массе кремния. К этому раствору добавили в 4 раза меньшую массу соляной кислоты с массовой долей хлороводорода 1,46%. Вычис­лите, во сколько раз масса серы оказалась больше массы кремния в образовавшемся растворе.

22. (1162) Смесь натрия с другим щелочным металлом поместили в воду. По окончании реакции воду полностью испарили. Мас­совая доля кислорода в полученной смеси веществ оказалась равной 50%. Вычислите массовые доли веществ в полученной смеси.

23. (1215) В смеси оксида ванадия (V) и оксида ванадия (III) массовая доля кислорода равна 40%. Какое количество вещества алюминия понадобится для полного восстановления ванадия из 100 г этой смеси?

Задача на атомистику, которую составители ЕГЭ по химии рекомендовали к прорешиванию:

24. Некоторое количество смеси гидрата дигидрофосфата калия и дигидрата гидрофосфата калия с равными массовыми долями веществ растворили в воде, которую взяли в 10 раз больше по массе, чем смеси. Сколько атомов кислорода приходится на один атом фосфора в полученном растворе?  (104)

24. Некоторое количество смеси гидрата дигидрофосфата калия и дигидрата гидрофосфата калия с равными массовыми долями веществ растворили в воде, которую взяли в 10 раз больше по массе, чем смеси. Сколько атомов кислорода приходится на один атом фосфора в полученном растворе?  (104)

Задачи на атомистику из реального ЕГЭ по химии 16 июля 2020 года

1. В смеси оксида магния и фосфида магния массовая доля атомов магния равна 54,4%. Они полностью прореагировала с соляной кислотой массой 365 г 34-% раствора. К полученному раствору добавили раствор фторида калия массой 232 грамма 30-% раствора. Найти массовую долю хлорида калия в конечном растворе.

2. Взяли смесь оксида кальция и карбоната кальция. Массовая доля кальция в смеси 50%. Смесь растворили в 300 г раствора избытка соляной кислоты. Выделившийся газ полностью прореагировал с раствором гидроксида натрия массой 200г и массовой долей 8%. Вычислите массовую долю образовавшейся соли.

3. Взяли смесь Cu и CuO . Массовая доля меди в смеси 96%. Полученную смесь растворили в концентрированной серной кислоте массой 496 г, взятой в избытке. Полученный газ растворили в необходимом количестве раствора гидроксида натрия массой 200 г и массовой долей 10%. Найдите массовую долю соли в растворе после растворения.

4. Смесь из оксида и сульфида алюминия, где массовая доля алюминия 50%, залили 700 г, раствора соляной кислоты, взятой в избытке. Выделившийся газ полностью поглотили 240 г 20% раствора сульфата меди. Вычислите концентрацию соли после того, как залили соляную кислоту.

5. Смесь оксида кальция и карбоната кальция с массовой долей кальция 62,5% растворили в 300 г раствора соляной кислоты. Масса раствора стала 361,6 г. Выделившийся газ пропустили через 80 г 10%-ного раствора гидроксида натрия. Вычислите массовую долю соли в конечном растворе.

6. Смесь оксида и пероксида натрия, в которой соотношение атомов натрия к атомам кислорода равно 3:2, нагрели с избытком углекислого газа. Полученное вещество растворили в воде. В результате образовалось 600 г раствора. К полученному раствору добавили 229,6 г раствора хлорида железа(III).Найдите массовую долю оксида натрия в исходной смеси, если масса конечного раствора 795 г и массовая доля карбоната натрия в этом растворе 4%.

7. Смесь карбида алюминия и карбида кальция, в которой массовая доля углерода равна 30%, полностью растворили в 547.5 г соляной кислоте. При этом кислота прореагировала без остатка. К образовавшемуся раствору добавили 1260г 8% раствора гидрокарбоната натрия. Найдите массовую долю кислоты в растворе, в котором растворили исходную смесь.

8. В смесь железной окалины и оксида железа(III) добавили 500 г раствора конц. азотной кислоты, причём соотношение атомов железа к атомам кислорода в смеси равно 7:10. Чтобы полностью поглотить выделившийся газ использовали 20 г раствора NaOH с массовой долей 20%.. Найдите массу соли, образовавшейся при добавлении кислоты в смесь.

9. Дана смесь оксида и пероксида бария, в которой число атомов бария относится к числу атомов кислорода как 5:9. Добавили 490 г 20% холодной серной кислоты при этом смесь прореагировала полностью и раствор стал нейтральным. Определить массовую долю воды в полученном растворе.

10. Смесь из оксида лития и нитрида лития с массовой долей атомов лития 56%, смешали с 265 г раствора соляной кислоты с массовой долей 20%. (все вещества полностью прореагировали). После к образовавшемуся раствору добавили 410г 20%- ного фосфата натрия. Найдите массовую долю образовавшегося хлорида натрия.

11. Дан холодный раствор серной кислоты. К нему добавили пероксид бария, при этом вещества прореагировали полностью. В полученном растворе соотношение атомов водорода к кислороду составило 9 к 5. Затем к этому раствору добавили каталитическое количество оксида марганца (IV), в результате масса раствора уменьшилась на 6,4 г. Вычислите массовую долю серной кислоты в исходном растворе.

Задачи на «атомистику» из реального ЕГЭ по химии-2020

1. Дан раствор массой 200 г, содержащий хлорид железа(II) и хлорид железа(III). В этом растворе соотношение числа атомов железа к числу атомов хлора равно 3 : 8. Через него пропустили хлор до прекращения реакции. К образовавшемуся раствору добавили раствор гидроксида натрия также до полного завершения реакции. При этом образовалось 526,5 г 20%-ного раствора хлорида натрия. Вычислите массовую долю гидроксида натрия в использованном растворе.

2FeCl₂ + Cl₂ = 2FeCl₃

FeCl₃ + 3NaOH = Fe(OH)₃ + 3NaCl

Ответ: w(NaOH) = 18,8%

1. Смесь цинка и карбоната цинка, в которой соотношение числа атомов цинка к числу атомов кислорода равно 5 : 6, растворили в 500 г разбавленного раствора серной кислоты. При этом все исходные вещества прореагировали полностью, и выделилось 22,4 л смеси газов (н.у.). К этому раствору добавили 500 г 40%-ного раствора гидроксида натрия. Вычислите массовую долю сульфата натрия в конечном растворе.

Zn + H₂SO₄ = ZnSO₄ + H₂

ZnCO₃ + H₂SO₄ = ZnSO₄ + H₂O + CO₂

ZnSO₄ + 4NaOH = Na₂[Zn(OH)₄] + Na₂SO₄

Ответ: w(Na₂SO₄) = 13,3%

1. Смесь пероксида и оксида бария, в которой соотношение числа атомов бария к числу атомов кислорода равно 5 : 9 растворили в 490 г холодного 20%-ного раствора серной кислоты. При этом соединения бария прореагировали полностью и образовался нейтральный раствор. Вычислите массовую долю воды в образовавшемся растворе.

BaO₂ + H₂SO₄ = BaSO₄ + H₂O₂

BaO + H₂SO₄ = BaSO₄ + H₂O

Ответ: w(H₂O) = 93,6%

1. Смесь оксида и пероксида натрия, в которой соотношение числа атомов натрия к числу атомов кислорода равно 3 : 2, нагрели в избытке углекислого газа. Продукт реакции растворили в воде и получили 600 г раствора. К этому раствору добавили 229,6 г раствора хлорида железа(III). После завершения реакции масса раствора составила 795 г, а массовая доля карбоната натрия в нём – 4%. Вычислите массу оксида натрия в исходной смеси.

Na₂O + CO₂ = Na₂CO₃

2Na₂O₂ + 2CO₂ = 2Na₂CO₃ + O₂

3Na₂CO₃ + 2FeCl₃ + 3H₂O = 2Fe(OH)₃ + 6NaCl + 3CO₂

Ответ: m(Na₂O) = 24,8 г

1. Смесь железной окалины и оксида железа(III), в которой соотношение числа атомов железа к числу атомов кислорода равно 7 : 10, растворили в 500 г концентрированной азотной кислоты, взятой в избытке. Для полного поглощения выделившегося при этом газа потребовалось 20 г 20%-ного раствора гидроксида натрия. Вычислите массовую долю соли в растворе, образовавшемся после растворения оксидов в кислоте.

Fe₃O₄ + 10HNO₃ = 3Fe(NO₃)₃ + NO₂ + 5H₂O

Fe₂O₃ + 6HNO₃ = 2Fe(NO₃)₃ + 3H₂O

2NO₂ + 2NaOH = NaNO₂ + NaNO₃ + H₂O

Ответ: w(Fe(NO₃)₃) = 30,8%

1. Смесь карбида алюминия и карбида кальция, в которой массовая доля атомов углерода равна 30%, полностью растворили в 547,5 г соляной кислоты. При этом соляная кислота прореагировала без остатка. К образовавшемуся раствору добавили 1260 г 8%-ного раствора гидрокарбоната натрия до полного завершения реакции. Вычислите массовую долю кислоты в растворе, в котором растворили исходную смесь.

Al₄C₃ + 12HCl = 4AlCl₃ + 3CH₄

CaC₂ + 2HCl = CaCl₂ + C₂H₂

AlCl₃ + 3NaHCO₃ = Al(OH)₃ + 3CO₂ + 3NaCl

CaCl₂ + 2NaHCO₃ = CaCO₃ + CO₂ + H₂O + 2NaCl

Ответ: w(HCl) = 8%

1. Смесь меди и оксида меди(II), в которой массовая доля атомов меди равна 96%, растворили в 472 г концентрированной серной кислоты, взятой в избытке. Минимальная масса 10%-ного раствора гидроксида натрия, который может прореагировать с выделившимся при этом газом, составляет 200 г. Вычислите массовую долю соли в растворе, образовавшемся после растворения исходной смеси в кислоте.

Cu + 2H₂SO₄ = CuSO₄ + 2H₂O + SO₂

CuO + H₂SO₄ = CuSO₄ + H₂O

SO₂ + NaOH = NaHSO₃

Ответ: w(CuSO₄) = 20%

1. Смесь сульфида и оксида алюминия, в которой массовая доля атомов алюминия равна 50%, растворили в 700 г соляной кислоты, взятой в избытке. Для полного поглощения выделившегося при этом газа потребовалось 240 г 20%-ного раствора сульфата меди(II). Вычислите массовую долю соли в растворе, образовавшемся после растворения сульфида и оксида алюминия в кислоте.

Al₂S₃ + 6HCl = 2AlCl₃ + 3H₂S

Al₂O₃ + 6HCl = 2AlCl₃ + 3H₂O

H₂S + CuSO₄ = CuS + H₂SO₄

Ответ: w(AlCl₃) = 27,5%

1. Смесь карбоната кальция и оксида кальция, в которой массовая доля атомов кальция равна 62,5%, растворили в 300 г соляной кислоты, взятой в избытке. При этом образовался раствор массой 361,6 г. Выделившийся в результате реакции газ полностью поглотился 80 г 10%-ного раствора гидроксида натрия. Вычислите массовую долю соли в растворе, получившемся в результате реакции.

CaCO₃ + 2HCl = CaCl₂ + CO₂ + H₂O

CaO + 2HCl = CaCl₂ + H₂O

CO₂ + NaOH = NaHCO₃

Ответ: w(NaHCO₃) = 18,9%

1. Смесь кальция и карбоната кальция, в которой массовая доля атомов кальция равна 50%, растворили в 300 г соляной кислоты, взятой в избытке. При этом образовался раствор массой 330 г. Один из выделившихся в результате реакции газов полностью поглотился 200 г 8%-ного раствора гидроксида натрия. Вычислите массовую долю соли в растворе, получившемся в результате реакции.

Ca + 2HCl = CaCl₂ + H₂

CaCO₃ + 2HCl = CaCl₂ + CO₂ + H₂O

CO₂ + NaOH = NaHCO₃

Ответ: w(NaHCO₃) = 15,4%

1. Смесь оксида магния и фосфида магния, в которой массовая доля атомов магния равна 54,4%, растворили в 365 г 34%-ной соляной кислоты. При этом реагирующие вещества вступили в реакцию полностью. К полученному раствору добавили 232 г 30%-ного раствора фторида калия. Вычислите массовую долю хлорида калия в конечном растворе.

MgO + 2HCl = MgCl₂ + H₂O

Mg₃P₂ + 6HCl = 3MgCl₂ + 2PH₃

MgCl₂ + 2KF = MgF₂ + 2KCl

Ответ: w(KCl) = 14,9%

1. Смесь оксида лития и нитрида лития, в которой массовая доля атомов лития равна 56%, растворили в 365 г 20%-ной соляной кислоты. При этом реагирующие вещества вступили в реакцию полностью. К полученному раствору добавили 410 г 20%-ного раствора фосфата натрия. Вычислите массовую долю хлорида натрия в конечном растворе.

Li₂O + 2HCl = 2LiCl + H₂O

Li₃N + 4HCl = 3LiCl + NH₄Cl

3LiCl + Na₃PO₄ = Li₃PO₄ + 3NaCl

Ответ: w(NaCl) = 11,9%

1. В колбу с холодным раствором серной кислоты внесли пероксид бария, при этом оба вещества между собой прореагировали полностью. В образовавшемся растворе соотношение числа атомов водорода и атомов кислорода составило 9 : 5. Затем в колбу добавили каталитическое количество оксида марганца(IV). При этом произошла реакция, в результате которой масса раствора в колбе уменьшилась на 6,4 г. Вычислите массовую долю серной кислоты, которая содержалась в исходном растворе.

BaO₂ + H₂SO₄ = BaSO₄ + H₂O₂

2H₂O₂ = 2H₂O + O₂

Ответ: w(H₂SO₄) = 40,5%

1. Железную пластинку полностью растворили в 500 г раствора кислоты. Объем выделившейся смеси оксида азота(II) и оксида азота(IV) составляет 20,16 л (н.у.). В этой смеси соотношение числа атомов кислорода к числу атомов азота равно 5 : 3. Вычислите массовую долю соли в полученном растворе.

Fe + 6HNO₃ = Fe(NO₃)₃ + 3NO₂ + 3H₂O

Fe + 4HNO₃ = Fe(NO₃)₃ + NO + 2H₂O

Ответ: w(Fe(NO₃)₃) = 24,6%

1. Смесь сульфата железа(II) и сульфата железа(III), в которой соотношение числа атомов железа к числу атомов серы равно 3 : 4, поместили в 126,4 г раствора перманганата калия, подкисленного серной кислотой, с массовой долей перманганата калия 5%. Все вещества, участвующие в окислительно-восстановительной реакции, прореагировали полностью. Вычислите массу 20%-ного раствора гидроксида натрия, который требуется добавить к полученному раствору для полного завершения всех реакций.

10FeSO₄ + 2KMnO₄ + 8H₂SO₄ = 5Fe₂(SO₄)₃ + 2MnSO₄ + K₂SO₄ + 8H₂O

Fe₂(SO₄)₃ + 6NaOH = 2Fe(OH)₃ + 3Na₂SO₄

MnSO₄ + 2NaOH = Mn(OH)₂ + Na₂SO₄

Ответ: m(раствора NaOH) = 376 г

Пособие-репетитор по химии

Продолжение. Cм. в № 22/2005;
1, 2, 3, 5, 6, 8, 9, 11, 13, 15, 16, 18, 22/2006;
3, 4, 7, 10, 11, 21/2007;
2, 7, 11, 18, 19, 21/2008;
1, 3, 10/2009

ЗАНЯТИЕ 30

10-й класс (первый год обучения)

Сера и ее соединения

П л а н

1. Положение в
таблице Д.И.Менделеева, строение атома.

2. Происхождение названия.

3. Физические свойства.

4. Химические свойства.

5. Нахождение в природе.

6. Основные методы получения.

7. Важнейшие соединения серы (сероводород,
сероводородная кислота и ее соли; сернистый газ,
сернистая кислота и ее соли; триоксид серы,
серная кислота и ее соли).

В периодической системе сера находится в
главной подгруппе VI группы (подгруппа
халькогенов). Электронная формула серы 1s²2s²p⁶3s²p⁴,
это р-элемент. В зависимости от состояния
сера может проявлять валентность II, IV или VI:

S: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁴3d⁰
(валентность II),

S^*: 1s²2s²2p⁶3s²3p³3d¹
(валентность IV),

S^**: 1s²2s²2p⁶3s¹3p³3d²
(валентность VI).

Характерные степени окисления серы –2, +2, +4, +6
(в дисульфидах, содержащих мостиковую
связь –S–S– (например, FeS₂), степень
окисления серы равна –1); в соединениях входит
в состав анионов, с более электроотрицательными
элементами – в состав катионов, например:

Сера – элемент с высокой
электроотрицательностью, проявляет
неметаллические (кислотные) свойства. Имеет
четыре стабильных изотопа с массовыми числами 32,
33, 34 и 36. Природная сера на 95 % состоит из
изотопа ³²S.

Русское название серы произошло от
санскритского слова cira – светло-желтый, по
цвету природной серы. Латинское название sulfur
переводится как «горючий порошок».¹

Ф и з и ч е с к и е   с в о й с т в а

Сера образует три аллотропные модификации: ромбическая
(-сера), моноклинная
(-сера) и пластическая,
или каучукоподобная. Наиболее устойчива при
обычных условиях ромбическая сера, а выше
95,5 °С стабильна моноклинная сера. Обе эти
аллотропные модификации имеют молекулярную
кристаллическую решетку, построенную из молекул
состава S₈, расположенных в пространстве в
виде короны; атомы соединены одинарными
ковалентными связями. Различие ромбической и
моноклинной серы состоит в том, что в
кристаллической решетке молекулы упакованы
по-разному.

Если ромбическую или моноклинную серу нагреть
до точки кипения (444,6 °С) и полученную жидкость
вылить в холодную воду, то образуется
пластическая сера, по свойствам напоминающая
резину. Пластическая сера состоит из длинных
зигзагообразных цепей. Эта аллотропная
модификация неустойчива и самопроизвольно
превращается в одну из кристаллических форм.

Ромбическая сера – твердое кристаллическое
вещество желтого цвета; в воде не растворяется (и
не смачивается), но хорошо растворяется во многих
органических растворителях (сероуглерод, бензол
и т.д.). Сера обладает очень плохой электро- и
теплопроводностью. Температура плавления
ромбической серы +112,8 °С, при температуре
95,5 °С ромбическая сера переходит в
моноклинную:

Х и м и ч е с к и е  с в о й с т в а

По своим химическим свойствам сера является
типичным активным неметаллом. В реакциях может
быть как окислителем, так и восстановителем.

Н₂ (+):

О₂ (+):

S + O₂ SO₂.

Металлы (+):

2Na + S = Na₂S,

2Al + 3S Al₂S₃,

Fe + S FeS,

Hg + S = HgS.

Неметаллы (+/–)*:

С + 2S CS₂,

2P + 3S P₂S₃,

S + Cl₂ = SCl₂,

S + 3F₂ = SF₆,

S + N₂
реакция не идет.

Н₂О (–). сера не смачивается водой.

Основные оксиды (–).

Кислотные оксиды (–).

Основания (+/–):

S + Cu(OH)₂
реакция не идет.

Кислоты (не окислители) (–).

Кислоты-окислители (+):

S + 2H₂SO₄ (конц.) = 3SO₂ + 2H₂O,

S + 2HNO₃ (разб.) = H₂SO₄ + 2NO,

S + 6HNO₃ (конц.) = H₂SO₄ + 6NO₂ + 2H₂O.

Соли (–).

В п р и р о д е сера встречается как в самородном
состоянии, так и в виде соединений, важнейшими из
которых являются пирит, он же железный, или
серный, колчедан (FeS₂), цинковая обманка (ZnS),
свинцовый блеск (PbS), гипс (CaSO₄•2H₂O),
глауберова соль (Na₂SO₄•10H₂O),
горькая соль (MgSO₄•7H₂O). Кроме того,
сера входит в состав каменного угля, нефти, а
также в различные живые организмы (в составе
аминокислот). В организме человека сера
концентрируется в волосах.

Серу, содержащуюся в свободном состоянии в
горных породах, выплавляют из них в автоклавах с
помощью водяного пара.

В  л а б о р а т о р н ы х  у с л о в и я х серу
можно получить, используя
окислительно-восстановительные реакции (ОВР),
например:

H₂SO₃ + 2H₂S = 3S + 3H₂O,

2H₂S + O₂ 2S + 2H₂O.

В а ж н е й ш и е  с о е д и н е н и я  с
е р ы

Сероводород (H₂S) – бесцветный
газ с удушающим неприятным запахом тухлых яиц,
ядовит (соединяется с гемоглобином крови,
образуя сульфид железа). Тяжелее воздуха,
малорастворим в воде (2,5 объема сероводорода в 1
объеме воды). Связи в молекуле ковалентные
полярные, sp³-гибридизация, молекула
имеет угловое строение:

В химическом отношении сероводород достаточно
активен. Он термически неустойчив; легко сгорает
в атмосфере кислорода или на воздухе; легко
окисляется галогенами, диоксидом серы или
хлоридом железа(III); при нагревании
взаимодействует с некоторыми металлами и их
оксидами, образуя сульфиды:

2H₂S + O₂ 2S + 2H₂O,

2H₂S + 3O₂ 2SO₂ + 2H₂O,

H₂S + Br₂ = 2HBr + S,

2H₂S + SO₂ 3S + 2H₂O,

2FeCl₃ + H₂S = 2FeCl₂ + S + 2HCl,

H₂S + Zn ZnS + H₂,

H₂S + CaO CaS + H₂O.

В лабораторных условиях сероводород получают
действием на сульфиды железа или цинка сильных
минеральных кислот или необратимым гидролизом
сульфида алюминия:

ZnS + 2HCl = ZnCl₂ + H₂S,

Аl₂SO₃ + 6HOH  2Al(OH)₃ +
3H₂S.

Раствор сероводорода в воде – сероводородная
вода, или сероводородная кислота.
Слабый электролит, по второй ступени практически
не диссоциирует. Как двухосновная кислота
образует два типа солей – сульфиды и
гидросульфиды:

например, Na₂S – сульфид натрия, NaHS –
гидросульфид натрия.

Сероводородная кислота проявляет все общие
свойства кислот. Кроме того, сероводород,
сероводородная кислота и ее соли проявляют
сильную восстановительную способность.
Например:

H₂S + Zn = ZnS + H₂,

H₂S + CuO = CuS +
H₂O,

Качественной реакцией на сульфид-ион
является взаимодействие с растворимыми солями
свинца; при этом выпадает осадок сульфида свинца
черного цвета:

Pb²⁺ + S^2– —> PbS,

Pb(NO₃)₂ + Na₂S = PbS + 2NaNO₃.

Оксид серы(IV) SO₂ – сернистый
газ, сернистый ангидрид – бесцветный газ
с резким запахом, ядовит. Кислотный оксид. Связи в
молекуле ковалентные полярные, sp²-гибридизация.
Тяжелее воздуха, хорошо растворим в воде (в одном
объеме воды – до 80 объемов SO₂), образует
при растворении сернистую кислоту,
существующую только в растворе:

H₂O + SO₂ H₂SO₃.

По кислотно-основным свойствам сернистый газ
проявляет свойства типичного кислотного оксида,
сернистая кислота также проявляет все типичные
свойства кислот:

SO₂ + CaO CaSO₃,

H₂SO₃ + Zn = ZnSO₃ + H₂,

H₂SO₃ + CaO = CaSO₃ + H₂O.

По окислительно-восстановительным свойствам
сернистый газ, сернистая кислота и сульфиты
могут проявлять окислительно-восстановительную
двойственность (с преобладанием
восстановительных свойств). С более сильными
восстановителями соединения серы(IV) ведут себя
как окислители:

С более сильными окислителями они проявляют
восстановительные свойства:

В промышленности диоксид серы получают:

• при горении серы:

S + O₂ SO₂;

• обжигом пирита и других сульфидов:

4FeS₂ + 11O₂ 2Fe₂O₃ + 8SO₂,

2ZnS + 3O₂ 2ZnO +
2SO₂.

К лабораторным методам получения
относятся:

• действие сильных кислот на сульфиты:

Na₂SO₃ + 2HCl = 2NaCl + SO₂ + H₂O;

• взаимодействие концентрированной серной
кислоты с тяжелыми металлами:

Cu + 2H₂SO₄ (конц.) = СuSO₄ + SO₂ + 2H₂O.

Качественные реакции на сульфит-ион –
обесцвечивание «йодной воды» или действие
сильных минеральных кислот:

Na₂SO₃ + I₂ + 2NaOH = 2NaI + Na₂SO₄
+ H₂O,

Ca₂SO₃ + 2HCl = CaCl₂ + H₂O
+ SO₂.

Оксид серы(VI) SO₃ – триоксид
серы, или серный ангидрид, – это
бесцветная жидкость, которая при температуре
ниже 17 °С превращается в белую
кристаллическую массу. Ядовит. Существует в виде
полимеров (мономерные молекулы существуют
только в газовой фазе), связи в молекуле
ковалентные полярные, sp²-гибридизация.
Гигроскопичен, термически неустойчив. С водой
реагирует с сильным экзо-эффектом. Реагирует с
безводной серной кислотой, образуя олеум.
Образуется при окислении сернистого газа:

SO₃ + H₂O = H₂SO₄ + Q,

nSO₃ + H₂SO₄ (конц.) = H₂SO₄•nSO₃.

По кислотно-основным свойствам является
типичным кислотным оксидом:

SO₃ + H₂O = H₂SO₄,

SO₃ + CaO = CaSO₄,

По окислительно-восстановительным свойствам
выступает сильным окислителем, обычно
восстанавливаясь до SO₂ или сульфитов:

В чистом виде практического значения не имеет,
является промежуточным продуктом при
производстве серной кислоты.

Серная кислота – тяжелая
маслянистая жидкость без цвета и запаха. Хорошо
растворима в воде (с большим экзо-эффектом).
Гигроскопична, ядовита, вызывает сильные ожоги
кожи. Является сильным электролитом. Серная
кислота образует два типа солей: сульфаты и гидросульфаты,
которые проявляют все общие свойства солей.
Сульфаты активных металлов термически
устойчивы, а сульфаты других металлов
разлагаются даже при небольшом нагревании:

Na₂SO₄
не разлагается,

ZnSO₄ ZnO + SO₃,

4FeSO₄ 2Fe₂O₃
+ 4SO₂ + O₂,

Ag₂SO₄
2Ag + SO₂ + O₂,

HgSO₄ Hg + SO₂ + O₂.

Раствор с массовой долей серной кислоты ниже
70 % обычно считается разбавленным; выше
70 % – концентрированным; раствор SO₃ в
безводной серной кислоте называется олеум
(концентрация триоксида серы в олеуме может
достигать 65 %).

Разбавленная серная кислота проявляет все
свойства, характерные для сильных кислот:

Н₂SO₄ 2H⁺ + SO₄^2–,

Н₂SO₄ + Zn = ZnSO₄ + Н₂,

Н₂SO₄ (разб.) + Cu реакция не идет,

Н₂SO₄ + CaO = CaSO₄ + H₂O,

CaCO₃ + Н₂SO₄ = CaSO₄ + H₂O
+ CO₂.

Концентрированная серная кислота является
сильным окислителем, особенно при нагревании.
Она окисляет многие металлы, неметаллы, а также
некоторые органические вещества. Не окисляются
под действием концентрированной серной кислоты
железо, золото и металлы платиновой группы
(правда, железо хорошо растворяется при
нагревании в умеренно концентрированной серной
кислоте с массовой долей 70 %). При
взаимодействии концентрированной серной
кислоты с другими металлами образуются сульфаты
и продукты восстановления серной кислоты.

2Н₂SO₄ (конц.) + Cu = CuSO₄ + SO₂ + 2H₂O,

5Н₂SO₄ (конц.) + 8Na = 4Na₂SO₄
+ H₂S + 4H₂O,

Н₂SO₄ (конц.) пассивирует Fe, Al.

При взаимодействии с неметаллами
концентрированная серная кислота
восстанавливается до SO₂:

5Н₂SO₄ (конц.) + 2Р = 2H₃PO₄
+ 5SO₂ + 2H₂O,

2Н₂SO₄ (конц.) + C = 2H₂O + CO₂ + 2SO₂.

Контактный метод получения серной кислоты
состоит из трех стадий:

1) обжиг пирита:

4FeS₂ + 11O₂ 2Fe₂O₃ + 8SO₂;

2) окисление SO₂ в SO₃ в присутствии
катализатора – оксида ванадия:

3) растворение SO₃ в серной кислоте с
получением олеума:

SO₃ + H₂O = H₂SO₄ + Q,

nSO₃ + H₂SO₄ (конц.) = H₂SO₄•nSO₃.

Качественная реакция на сульфат-ион –
взаимодействие с катионом бария, в результате
чего выпадает белый осадок BaSO₄.

Ba²⁺ + SO₄^2– —> BaSO₄,

BaCl₂ + Na₂SO₄ = BaSO₄ + 2NaCl.

Тест по теме «Сера и ее соединения»

1. Сера
и кислород – это:

а) хорошие проводники электричества;

б) относятся к подгруппе халькогенов;

в) хорошо растворимы в воде;

г) имеют аллотропные модификации.

2. В результате реакции серной кислоты с
медью можно получить:

а) водород; б) серу;

в) сернистый газ; г) сероводород.

3. Сероводород – это:

а) ядовитый газ;

б) сильный окислитель;

в) типичный восстановитель;

г) один из аллотропов серы.

4. Массовая доля (в %) кислорода в серном
ангидриде равна:

а) 50; б) 60; в) 40; г) 94.

5. Оксид серы(IV) является ангидридом:

а) серной кислоты;

б) сернистой кислоты;

в) сероводородной кислоты;

г) тиосерной кислоты.

6. На сколько процентов уменьшится масса
гидросульфита калия после прокаливания?

а) на 22,6;

б) на 41,1;

в) гидросульфит калия термически устойчив;

г) на 34,2.

7. Сместить равновесие в сторону прямой
реакции окисления сернистого газа в серный
ангидрид можно:

а) используя катализатор;

б) увеличивая давление;

в) уменьшая давление;

г) понижая концентрацию оксида серы(VI).

8. При приготовлении раствора серной
кислоты необходимо:

а) наливать кислоту в воду;

б) наливать воду в кислоту;

в) порядок приливания не имеет значения;

г) серная кислота не растворяется в воде.

9. Какую массу (в г) декагидрата сульфата
натрия необходимо добавить к 100 мл 8%-го раствора
сульфата натрия (плотность равна 1,07 г/мл), чтобы
удвоить массовую долю соли в растворе?

а) 100; б) 1,07; в) 30,5; г) 22,4.

10. Для определения сульфит-иона в
качественном анализе можно использовать:

а) катионы свинца;

б) «йодную воду»;

в) раствор марганцовки;

г) сильные минеральные кислоты.

Ключ к тесту

Задачи и упражнения на серу и ее
соединения

Ц е п о ч к и  п р е в р а щ е н и й

1.
Сера —> сульфид железа(II) —> сероводород —>
сернистый газ —> триоксид серы > серная
кислота > оксид серы(IV).

2. 

3. Серная кислота —> сернистый газ —>
сера —> диоксид серы —> триоксид серы —>
серная кислота.

4. Сернистый ангидрид —> сульфит натрия
—> гидросульфит натрия —> сульфит натрия —>
сульфат натрия.

5. Пирит —> сернистый газ —> серный
ангидрид —> серная кислота —> оксид серы(IV)
—> сульфит калия —> сернистый ангидрид.

6. Пирит > сернистый газ —> сульфит натрия
—> сульфат натрия —> сульфат бария —>
сульфид бария.

7. Сульфид натрия —> А —> В —> С —> D
—> сульфат бария (все вещества содержат серу;
первая, вторая и четвертая реакции – ОВР).

1. Через раствор, содержащий 5 г
едкого натра, пропустили 6,5 л сероводорода.
Определите состав полученного раствора.

Ответ. 7 г NaHS, 5,61 г H₂S.

2. Какую массу глауберовой соли необходимо
добавить к 100 мл 8%-го раствора сульфата натрия
(плотность раствора равна 1,07 г/мл), чтобы удвоить
массовую долю вещества в растворе?

Ответ. 30,5 г Na₂SO₄•10H₂O.

3. К 40 г 12%-го раствора серной кислоты
добавили 4 г серного ангидрида. Вычислите
массовую долю вещества в образовавшемся
растворе.

Ответ. 22 % H₂SO₄.

4. Смесь сульфида железа(II) и пирита, массой
20,8 г, подвергли длительному обжигу, при этом
образовалось 6,72 л газообразного продукта (н.у.).
Определите массу твердого остатка,
образовавшегося при обжиге.

Ответ. 16 г Fe₂O₃.

5. Имеется смесь меди, углерода и оксида
железа(III) с молярным соотношением компонентов
4:2:1 (в порядке перечисления). Какой объем 96%-й
серной кислоты (плотность равна 1,84 г/мл) нужен для
полного растворения при нагревании 2,2 г такой
смеси?

Ответ. 4,16 мл раствора H₂SO₄.

6. Для окисления 3,12 г гидросульфита
щелочного металла потребовалось добавить 50 мл
раствора, в котором молярные концентрации
дихромата натрия и серной кислоты равны 0,2 моль/л
и 0,5 моль/л соответственно. Установите состав и
массу остатка, который получится при выпаривании
раствора после реакции.

Ответ. 7,47 г смеси сульфатов хрома (3,92
г) и натрия (3,55 г).

(задачи на олеум)

1. Какую массу триоксида серы надо
растворить в 100 г 91%-го раствора серной кислоты,
чтобы получить 30%-й олеум?

Решение

По условию задачи:

m(H₂SO₄) = 100•0,91 = 91 г,

m(H₂O) = 100•0,09 = 9 г,

(H₂O)
= 9/18 = 0,5 моль.

Часть добавленного SO₃ (m₁) пойдет
на реакцию с H₂O:

H₂O + SO₃ = H₂SO₄.

По уравнению реакции:

(SO₃)
= (H₂O) = 0,5
моль.

Тогда:

m₁(SO₃) = 0,5•80 = 40 г.

Вторая часть SO₃ (m₂) пойдет на
создание концентрации олеума. Выразим массовую
долю олеума:

m₂(SO₃) = 60 г.

Суммарная масса триоксида серы:

m(SO₃) = m₁(SO₃) + m₂(SO₃)
= 40 + 60 = 100 г.

Ответ. 100 г SO₃.

2. Какую массу пирита необходимо взять для
получения такого количества оксида серы(VI),
чтобы, растворив его в 54,95 мл 91%-го раствора серной
кислоты (плотность равна 1,82 г/см³), получить
12,5%-й олеум? Выход серного ангидрида считать за
75 %.

Ответ. 60 г FeS₂.

3. На нейтрализацию 34,5 г олеума расходуется
74,5 мл 40%-го раствора гидроксида калия (плотность
равна 1,41 г/мл). Сколько молей серного ангидрида
приходится на 1 моль серной кислоты в этом олеуме?

Ответ. 0,5 моль SO₃.

4. При добавлении оксида серы(VI) к 300 г 82%-го
раствора серной кислоты получен олеум с массовой
долей триоксида серы 10%. Найдите массу
использованного серного ангидрида.

Ответ. 300 г SO₃.

5. При добавлении 400 г триоксида серы к 720 г
водного раствора серной кислоты получен олеум с
массовой долей 7,14 %. Найдите массовую долю
серной кислоты в исходном растворе.

Ответ. 90 % H₂SO₄.

6. Найдите массу 64%-го раствора серной
кислоты, если при добавлении к этому раствору
100 г триоксида серы получается олеум,
содержащий 20 % триоксида серы.

Ответ. 44,4 г раствора H₂SO₄.

7. Какие массы триоксида серы и 91%-го
раствора серной кислоты необходимо смешать для
получения 1 кг 20%-го олеума?

Ответ. 428,6 г SO₃ и 571,4 г раствора H₂SO₄.

8. К 400 г олеума, содержащего 20 % триоксида
серы, добавили 100 г 91%-го раствора серной кислоты.
Найдите массовую долю серной кислоты в
полученном растворе.

Ответ. 92 % H₂SO₄ в олеуме.

9. Найдите массовую долю серной кислоты в
растворе, полученном при смешивании 200 г 20%-го
олеума и 200 г 10%-го раствора серной кислоты.

Ответ. 57,25 % H₂SO₄.

10. Какую массу 50%-го раствора серной кислоты
необходимо добавить к 400 г 10%-го олеума для
получения 80%-го раствора серной кислоты?

Ответ. 296,67 г 50%-го раствора H₂SO₄.

11. К 10%-му олеуму добавили 200 г 20%-го раствора
серной кислоты и получили 50%-й раствор серной
кислоты. Найдите массу использованного олеума.

Ответ. 114,83 г олеума.

К а ч е с т в е н н ы е  з а д а ч и

1. Бесцветный газ А с резким характерным
запахом окисляется кислородом в присутствии
катализатора в соединение В, представляющее
собой летучую жидкость. Вещество В, соединяясь с
негашеной известью, образует соль С.
Идентифицируйте вещества, напишите уравнения
реакций.

Ответ. Вещества: А – SO₂,
B – SO₃, C – CaSO₄.

2. При нагревании раствора соли А образуется
осадок В. Этот же осадок образуется при действии
щелочи на раствор соли А. При действии кислоты на
соль А выделяется газ С, обесцвечивающий раствор
перманганата калия. Идентифицируйте вещества,
напишите уравнения реакций.

Ответ. Вещества: А – Ca(HSO₃)₂,
B – CaSO₃, C – SO₂.

3. При окислении газа А концентрированной
серной кислотой образуется простое вещество В,
сложное вещество С и вода. Растворы веществ
А и С реагируют между собой с образованием
осадка вещества В. Идентифицируйте вещества,
напишите уравнения реакций.

Ответ. Вещества: А – H₂S,
B – S, C – SO₂.

4. В реакции соединения двух жидких при
обычной температуре оксидов А и В образуется
вещество С, концентрированный раствор которого
обугливает сахарозу. Идентифицируйте вещества,
напишите уравнения реакций.

Ответ. Вещества: А – SO₃,
B – H₂O, C – H₂SO₄.

5. В вашем распоряжении имеются сульфид
железа(II), сульфид алюминия и водные растворы
гидроксида бария и хлороводорода. Получите из
этих веществ семь различных солей (без
использования ОВР).

Ответ. Соли: AlCl₃, BaS, FeCl₂,
BaCl₂, Ba(OH)Cl, Al(OH)Cl₂, Al(OH)₂Cl.

6. При действии концентрированной серной
кислоты на бромиды выделяется сернистый газ, а на
йодиды – сероводород. Напишите уравнения
реакций. Объясните разницу в характере продуктов
в этих случаях.

Ответ. Уравнения реакций:

2H₂SO₄ (конц.) + 2NaBr = SO₂ + Br₂
+ Na₂SO₄ + 2H₂O,

5H₂SO₄ (конц.) + 8NaI = H₂S + 4I₂ + 4Na₂SO₄ +
4H₂O.

---

¹ См.: Лидин
Р.А. «Справочник по общей и неорганической
химии». М.: Просвещение, 1997.

* Знак +/– означает,
что данная реакция протекает не со всеми
реагентами или в специфических условиях.

Продолжение следует