§2.Бейорганикалық заттар жұмбақталған есептер

№1.Массасы 4г болатын қатты А затын хлормен өңдегенде, қалыпты жағдайда сұйық күйде болатын жалғыз В өнімі алынады. В затын судың артық мөлщеріне енгізген кезде массасы 3 г бастапқы Азаты алынады. Түзілген күшті қышқыл ерітіндісін қыздырған кезде ауа бойынша тығыздығы 2,2 болатын С газы бөлінеді. А затының бастапқы үлгісін тотықтырған кезде, В затын суға енгізгенге қарағанда,С газы 4 есе артық мөлшерде алынады. А,В және С заттарын анықтаңыздар.

2SCl₂+3H₂O₃+4HCl+S; (1)

2S₂Cl₂+3H₂O=H₂SO₄+4HCl+3S; (2)

SCl₄+3H₂O=H₂SO₃+4HCl. (3)

Күкірт хлоридінің формуласын анықтау үшін,күкірттің сумен реакциясы кезінде бастапқы күкірттің тек s-і ғана бөлінетіндігін ескеру керек. Бұл шартқа S₂Cl₂ жауап береді ((2) теңдеуді қара).

(2) теңдеуден хлормен әрекеттескен күкірттің j бөлігі ғана сумен әрекеттескен кезде SO₂ береді. Сонымен, А-күкірт,В-S₂Cl_2, C-SO₂.

№2. А және В жай заттарды өзара реакцияласып, С затын түзеді. С заты көміртек (IV) оксидімен әрекеттескен кезде В және D заттары(құрамында 8,14% көміртегі және 32,5% оттегі бар) түзіледі. А- D заттарын анықтаңыздар және реакция теңдеулерін жазыңыздар.

37

Шешуі: Көміртек атомының 1 молі бар заттың массасын есептейік: 12/0,0814=147,4 г/моль. Осы заттағы оттегінің үлесі:147,4×0,325=48г. Яғни, заттың құрамында карбонат-ион СO₃^2- бар.

Егер D затының құрамындағы металл бір валентті болса, онда оның молярлық массасы(147,4-60)/2=43,7г/моль. Ондай металл жоқ.

Егер металл екі валентті, онда оның молярлық массасы 147,4-60=87,4г/моль. Металл- стронций. Түзілген өнім D-SrCO_3, A-SrO, B-H₂O, C-Sr(OH)₂.

Реакция теңдеулері:

SrO+H₂O=Sr(OH)₂;

Sr(OH)₂+CO₂=SrCO₃ +H₂O.

№3. Қатты В затының сумен реакциясының нәтижесінде түзілген А газы оттегімен әрекеттесе отырып, С,D, (көп мөлшерде)және E (салыстырмалы молекулалық массалары 18,19,20) заттарды түзіледі. А газы натриймен әрекеттескен кезде эквимолярлы мөлшерде В және Ғ заттардын түзеді. Осы заттар сумен А және G газдар қоспасын түзеді және оларды оттегінде жаққан кезде С, D заттарының көп мөлшерде және Е заты түзіледі. Қандай заттар туралы айтылған және реакция бағытын түсіндіріңіздер.

NaD(B)+H₂O=HD(A)+NaOH; (1)

4HD(A)+2O₂=H₂O(C)+2HDO(D)+D₂O(E); (2)

HD(A)+2Na=NaH(F)+NaD(D); (3)

NaH(F)+NaD(D)+2H₂O=H₂(G)+HD(A)+2NaOH; (4)

HD(A)+H₂(G)+O₂=H₂O(C)+HDO(D)+D₂O(E); (5)

(2) HDO артық мөлшерде болуы стастикалық фактормен түсіндіріледі: кез келген су алу механизмінде HDO түзілу мүмкіндігі жоғары. Ракция өнімдерінде D₂O аз мөлшерінің түзілуі де осы себептен.

38

№4. Химияның көптеген салаларында қолданыс тапқан және атауы қосылыстарының ерекшеліктеріне байланысты Х химиялық элементі бар. А қосылысының құрамында 41,3% Х эленті, 11,1% азот, 3,2% сутек және 44,4% оттегі бар. А қосылысын қыздырған кезде тез ыдырайды және су, газ тәрізді В заты мен қатты С қалдығы түзіледі. Осы зат жай Х затының хлормен реакциясы кезінде де түзіледі. D затының сулы ерітіндісінен Е заты кристалданады және осы заттың массалық үлесі бойынша құрамы: 40,57% су, 39,32% хлор және 19,51% Х элементі, бөліну жағдайларына байланысты Е затының түсі әр түрлі болады. Қандай элемент және қандай қосылыстар туралы сөз қозғалғандығын анықтаңыздар

Қосылыстың формуласы N₂H₈Cr₂O₇, (NH₄)₂ Cr₂O₇; N:H:O:Cr= =11.1/14:3,2/1:44.4/1:41.3/52=2:8:7:2

Реакция теңдеулері:

(NH₄)₂Cr₂O₇ N₂ +4H₂O +Cr₂O₃;

Cr₂O₃+3C+3Cl₂ 2CrCl₃+3CO ;

CrCl₃+6H₂O CrCl₃×6H₂O.

№5. Ұшқыш А сұйықтығының буларын қыздырылған құбыр арқылы өткізеді. Құбырда массасы 58,7 мг жай Х затының жылтыр қағы қалады және көлемі 89,6 мл (қ.ж) болатын В газы түзіледі. В газы екі элементтен тұрады және оның сутегі бойынша салыстырмалытығыздығы 44. В газының қышқыл ортада гидролизінің нәтижесінде С және D қышқылдарының қоспасы түзіледі. Д қышқылының осы мөлшерін CaCl₂ ерітіндісінің артық мөлшерімен өңдеген кезде 468 мг тұнба түзіледі. D қышқылының осы мөлшерін титрлеуге концентрациясы 0,1 моль/л 120 мл КОН ерітінді жұмсалады. А,В,С, D және Х заттарын анықтаңыздар. Алынған С қышқылының ерітіндісін бейтараптау үшін дәл жоғарыдай концентрациялы КОН ерітіндісінің қандай мөлшері керек?

Шешуі: Концентрациясы 0,1 моль/л 120мл КОН ерітіндісінде 12 ммоль КОН бар. Яғни, гидролиз нәтижесінде 12 ммоль-экв. D түзіледі.

39

Белгісіз D қышқылының формуласы HY болсын. CaCl₂-мен реакция теңдеуін жазайық:

468 мг тұнбаның мөлшері 6 ммоль, 1 ммольдің массасы-78 мг; кальцийдің үлесіне 40 мг келетіндіктен, Y массасы-19. яғни, бұл-фтор, ал D-HF.

B газының гидролиздену теңдеуі:

B C+HF(су қатысында).

Осы теңдеуден, 89,6 мл В газы 4 ммоль 12 ммоль HF. Яғни, В затының формуласы-ЭҒ₃, оның молярлы массасы М=88г/моль; Э – фосфор (Ar=31). B-PF₃, C-H₃PO₃. гидролиз теңдеуі:

PF₃+ 3H₂O= H₃PO₃+ 3 HF; X- металл болуы керек, А затының формуласы- Х(PF₃)_n, ал оның ыдырау теңдеуі:

Х(PF₃)_n=X+nPF_3.

4 ммоль PF₃ түзілді. n мәніне байланысты Х атомдық массасы Ar= 58,7 n/4 теңдеуімен анықталады. n=4 болған кезде Х-никель. А затының формуласы- Ni(PF₃)₄. оның термиялық ыдырау теңдеуі:

Ni(PF₃)₄ Ni+4PF₃.

H₃PO₃ қышқылы екі негізді және оны титрлеу үшін 4 ммоль×2=8 ммоль КОН немесе осы ерітіндінің 80 мл жұмсалады.

№6. Ыдыста А жай затының 0,18г үлгісін концентрлі күкірт қышқылының артық мөлшерімен қыздырады. Реакцияның газтәрізді өнімдерін кальций гидроксидінің артық мөлшері арқылы өткізген кезде 5,1 г тұнба түзіледі. А затын анықтаңыздар және жауабыңызды сәйкес реакция теңдеулері және есептеулермен дәлелдеңіздер.

Шешуі: Ізбес суымен тұнбаны концентрлі күкірт қышқылының активтілігі аз металдарға немесе бейметалдарға әсерінің нәтижесінде бөлінетін күкірт (IV)оксиді түзуі мүмкін:

Ca(OH)₂+SO₂=CaSO₃ + H₂O;

Активті металдармен концентрлі күкірт қышқылы әрекеттескен кезде күкіртсутек бөлінуі мүмкін, бірақ × x(CaSO₃)=5,1/120=0,0425 моль.

40

Бір валентті металл үшін реакция теңдеуі:

Осы теңдеуден А металының молярлы массасын есептейік: 0,18/(0,0425×2)=2,12 г/моль. Екі-, үш-, төртвалентті металдар үшін сәйкесінше алынған мәліметтер: 4,24,6,36,8,48г/моль.

Осы молярлық массаларға сәйкес металдар жоқ, яғни А-бейметалл. Оның күкірт қышқылымен тотығу реакциясының өнімі-ізбес суымен тұнба түзетін газ. А заты- күкірт немесе көміртек болуы мүмкін:

Күкірт үшін реакция теңдеуі:

x(SO₂)=0,056×3=0,0168 моль;

1)Бунзен шамының жалынын қаныққан сары түске бояйды;

2)0,1 г Х заты бар сулы ерітіндіге 0,5г калий йодиді KI мен сұйылтылған күкірт қышқылының бірнеше миллилитрін қосады. түзілген қара-қоңыр ерітіндіні толық түссіздендіру үшін 0,1 M Na₂S₂O₃ ерітіндісінің 37,40 мл қажет болды

A)Х затының құрамына қандай элементтер кіреді? Жауабыңызды дәлелдеңіз.

Б) 1-4 пунктерде реакция нәтижесінде қандай өнімдер түзіледі?

В) Барлық реакция теңдеулерін жазыңыздар (2-4 пунктерде айтылған реакция теңдеулері);

Г) 5 пункте көрсетілген сандық мәліметтерді қолдана отырып, Х затының формуласын анықтаңыздар.

Б) X затымен (NaIO₄) реакция жүру сызбанұсқасы:

2) 2NaIO₄+SO₂+H₂O Na₂SO₄+I₂+H₂SO₄;

I₂+SO₂+2H₂O=H₂SO₄+2HI;

3)HI+AgNO₃ AgI + HNO₃;

AgI+2NaCN=Na[Ag(CN)₂]+NaI;

AgI+2Na₂S₂O₃=Na₃[Ag(S₂O₃)₂]+NaI;

4)NaIO₄+NaI+H₂SO₄ Na₂SO₄+I₂+H₂O;

I₂+SO₂+2H₂O=H₂SO₄+2HI;

I₂+2Na₂S₂O₃=Na₂S₄O₆+2NaI.

B) және Г) Есеп шартында қандай зат туралы сөз қозғалғандығын табу үшін, IO₃^- және IO₄^- иондары қатысатын реакция теңдеулерін жазайық:

2) 2IO₃^-+5SO₂+4H₂O=I₂+5SO₄^2-+8H⁺

2IO₄^-+7SO₂+6H₂O=I₂+7SO₄^2-+12H⁺

I₂+SO₂+2H₂O=SO₄^2-+2I^-+4H⁺

3)I^-+Ag⁺=AgI

AgI+2CN^-=[ Ag(CN)₂]^-+I^- 42

AgI+2S₂O₃^2-=[Ag(S₂O₃)₂]^3-+I^-

4)IO₃^-+I^-+6H⁺=3I₂+3H₂O (1)

IO₄^-+I^-+8H⁺=3I₂+4H₂O (2)

I₂+2S₂O₃^2-=S₄O₆^2-+2I^- (2a)

Концентрациясы 0,1 М Na₂S₂O₃ ерітіндісінің 37,4 мл көлеміндегі натрий— тиосульфатының Na₂S₂O₃ моль саны:

x₁=0,1×0,0374=3,74×10^-3(моль Na₂S₂O₃).

0,1 г Х затына 3,7410^-3 моль S₂O₃^2- келеді.

Бірінші болжам: Х заты - NaIO₃(M=198г/моль).

Тәжірибеге 0,1/1985×10^-4 моль алынады.

5×10^-4моль NaIO₃—3,7410^-3моль S₂O₃^2- сәйкес келсе,

1 моль NaIO₃ — 7,48 моль S₂O₃^2- сәйкес келеді. Бұл (1) және (2a) химиялық реакция теңдеулерімен сәйкес келмейді.

Екінші болжам: Х заты —NaIO₄(M=214г/моль).

Калий йодидімен химиялық реакцияға 0,1/214=4,67×10^-4 моль NaIO₄ қатысады.

4,67×10^-4 моль NaIO₄—3,7410^-3моль S₂O₃^2-

1 моль NaIO₄—8 моль S₂O₃^2- сәйкес келеді, ол (2) және (2a) теңдеулерін қанағаттандырады. Яғни, белгісіз зат— NaIO₄.

2 жолы:

NaIO_y+(2у—1)NaI+уH₂SO₄ yNa₂SO₄+yI₂+yH₂O; (3)

NaIO_y затының толық тотықсыздануын қамтамасыз ету үшін KI(0,5г) артығымен алынған. Бөлінген йодты натрий тиосульфатымен Na₂S₂O₃ титрлейді.

I₂+2Na₂S₂O₃=Na₂S₄O₆+2NaI. (4)

Титрлеуге 0,1 M Na₂S₂O₃ ерітіндісінің 37,4 мл жұмсалады. Яғни, x₁=0,1×0,0374=3,74×10^-3(моль Na₂S₂O₃ )

(4) теңдеу бойынша натрий тиосульфатының Na₂S₂O₃ осы мөлшерімен әрекеттеседі: х₂=0,5×3,74×10^-3=1,8710^-3(моль I₂)

43

(3)реакция теңдеуі юойынша:

х₄=y×x₃=0,1y/(150+16y)=1,87×10^-3(моль Na₂S₂O₃) (5)

осы (5) теңдеуден у=4;x= NaIO₄.

№8. А және В жай заттары өзара реакцияласып, С затын түзеді және А мен В ауада жана отырып, сәйкесінше D және Е заттарын түзеді. Жану өнімдері өзара әрекеттеседі және судың қатысында D және Е заттары әрекеттескен кезде тек қана Ғ заты алынады. Осы Ғ заты С затын тотықтыру арқылы да алынады. Есеп шартына жауап беретін А және В заттарын анықтаңыздар.

Жай заттардан (B)—бейметалдардан – төмендегілер есеп шартына жауап бермейді:

а)күкірт, себебі SO₂ (E заты) металл оксидімен (D заты ) әрекеттескен кезде сульфит (F заты) түзіледі, ал сульфидті тотықтырған кезде (C заты ) сульфат түзіледі;

b)азот пен көміртек, себебі нитрид пен нитратта, карбид пен карбонатта металл мен азоттың, көміртек пен металдың қатынастары әр түрлі. Бейметалдардан, мысалға, фосфор сәйкес келеді. Онда есеп шартында айтылған айналымдар келесі теңдеулермен жазылады:

3Li(A)+P(B)=Li₃P(C);

4Li+O₂=2Li₂O(D);

4P+5O₂=2P₂O₅(E);

3Li₂O+P₂O₅=2Li₃PO_4;

Li₃P+2O₂=Li₃PO₄(F).

№9. Жай зат болып табылатын А газы катализатор қатысында сутегімен әрекеттесіп, В затын түзеді. В заты бірнеше сатыда қышқылдық қасиетке ие, түссіз С сұйықтығына айналдыруға болады. В затының артық мөлшері мен С сұйықтығы өзара әрекеттескен кезде қатты, ақ D заты түзіледі және соңғысын қыздырған кезде (~150⁰C) E газын бөле отырып ыдырайды. Б заты мен металдық натрий әрекеттескен кезде бөлінген өнім—Ғ заты және Е газы әректтесіп, құрамында 64,6 % азоты бар, суда жақсы еритін G тұзын түзеді. Осы заттарды анықтаңыздар және реакция теңдеулерін жазыңыздар.

Реакция теңдеулері:

N₂+3H₂ 2NH₃(катализаторлар қатысында);

4NH₃+5O₂=4NO+6H₂O; 44

2NO+O₂=2NO₂;

4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃;

NH₃+HNO₃=NH₄NO_3;

NH₄NO₃=N₂O+2H₂O( температура әсерінен);

2Na+2NH₃=2NaNH₂+H₂;

NaNH₂+N₂O=NaN₃+H₂O.

Натрий азидіндегі азоттың массаслық үлесі NaN₃

 (N)=14*3/(14*3+23)=0,646 немесе 64,6%, бұл есеп шартына сәйкес.

№10. Қатты қыздырылған А затының үстінен су буларының артық мөлшеріш өткізген кезде 4г В заты мен 1,235л С газы бөлінеді. Газ көлемі 20 мен 740мм.сын.бағ. кезінде өлшенген. А затының бастапқы үлгісінің сұйылтылған судағы ерітіндісі 1,235 л С газын жұта алады және 8,4г D заты түзіледі. Түзілген ерітіндіні қайнап жатқан су моншасында буландырған кезде А затының бастапқы, бірінші реакцияға алынған мөлшері түзіледі. А- D заттарын атаңыздар және реакция теңдеулерін жазыңыздар.

Шешуі: Газ көлемін қалыпты жағдайға келтірейік:

V⁰=p₁V₁T⁰/T₁p₀=740×11,236×273/(293×760)=1,12(л).

Газ көлемі 0,05 мольге тең. Онда 1 моль газбен қатар А затынан 4/0,05 =80г еритін қатты өнім түзіледі. А затының 1 моль газды сіңіруі 8,4×22,4/1,235=168г D затын береді.

A+H₂O B+C ;

A+C=D;

D A(температура қатысында).

Барлық заттар анықталған: A-Na₂CO₃, B- NaOH, C-CO₂, D- NaHCO₃.

Реакция теңдеулері:

Na₂CO₃+H₂O(арт.) 2 NaOH+CO₂ (500); (1)

Na₂CO₃+ CO₂+ H₂O=2NaHCO₃; (2)

2NaHCO₃ Na₂CO₃+ CO₂ + H₂O (100) (3)

45

Соңғы екі реакцияның қайтымды жүретіндігі белгілі, ал бірінші реакция көп жағдайда кері бағытта жазылады. Реакция шарттарын есте ұстау қажет- қақтау кезіндегі су буларының артық мөлшері. Бұл жағдайда CO₂ реакция аймағынан алынып отырады және процесс аяғына дейін жүреді (1).

Тұнба – күміс бромиді болса, онда конденсатта бромның диборанға әсерінің нәтижесінде түзілген бромсутек болғаны.

Реакция теңдеулері:

6MH+2BCl= B₂H₆+6MCl;

B₂H₆+6Br₂+6H₂O=2H₃BO₃+12HBr;

AgNO₃+HBr=AgBr+HNO₃.

B₂H₆-дан басқа бордың басқа да гидридтері болуы мүмкін, мысалы: B₄H₁₀. Бромды судың концентрациясы аз болған кезде басқа да реакциялар жүруі мүмкін:

B₂H₆+6 H₂O=2H₃BO₃+H₂.

46

№12. Х тұзының құрамына үш элемент кіреді және сол элементтердің бірі-оттегі және оның қосылыстағы массалық үлесі 25%. Сонымен қосылыс құрамына кіретін тағы да екі элементтің молярлық қатынасы 1:1. Тұз – жасыл түсті және ол суда ерімейді. Х затын концентрлі тұз қышқылымен өңдеген кезде өткір иістім Y газы және бір ерітіндінің түзілуіне әкеледі. Осы ерітіндіге сілті құйған кезде тотықтырғыштар әсерінен қараятын, ақ тұнбаның түзілуіне әкеледі.Егер хлорда Х заты ерігеннен кейінгі ерітіндіге күкірт қышқылымен әсер еткен кезде ақ тұнба түзіледі. Осы аталған заттарды анықтаңыздар және реакция теңдеулерін жазыңыздар.