27есептің шешуі:
Бөлшек
|
Электрондық құрылысы
|
Құрылымдық формуласы
|
Азот атомының гибридтелуі
|
NO2+
|
|
|
sp
|
NO2
|
|
|
sp2
|
|
NO2-
|
|
|
sp2
|
|
NO2- анионында элемент атомдарының электрондық конфигурациясы жақын тұрған асыл газдардағыдай (8 электрон) ие болады, сонымен қатар азот пен оттек атомдары бөлінбеген электрон жұптарын түзеді. Электростатикалық тартылыс нәтижесінде аниондағы бұрыштың ONO минимал мәнге ие болады. Бейтарап бөлшекке NO2 көшу аралығында азот атомында жұптаспаған электрондар локализацияланады да, осы бөлшек парамагниттік қасиет көрсетіп және ONO бұрышы үлкен болады. NO2+ диамагнитті азот атомында жұптаспаған электрон жұптары болмайды, электростатикалық тебілу оттегінің электрон жұптарында бөлшекті сызықтық конфигурацияға әкеледі.
Парамагнитті бөлшектер оңай димерленіп N2O4 түзілуіне әкеледі. Қыздырған кезде тепе-теңдік солға ығысады да, жұптаспаған электрон сандары ұлғаяды.
28-есеп.Хром (ІІІ) хлоридінің сұйытылған ерітіндісінде H216O және H218O қоспасы бар, гексагидратты формасында тепе-теңдік жағдай орнайды:
Cr(H216O)63+ + H218O Cr(H216O)5(H218O)3++ H216O
Cr(H216O)5(H218O)3++ H218O Cr(H216O)4(H218O)23+ + H216O жәнет.б.
Осы берліген жағдайдың тепе- теңдігі алты түрлі константа бойынша сипатталады: K1, K2, K3, K4, K5және K6.
K1 = ; K2 = жәнет.б.
Константалардың сандық мәндерін табыңыз.
28 есептің шешуі:
H216O және H218O реакциялық қабілеттілігі сумен алмасу реакциясында гидрокомплекстерде дәл сондай болады. Сондықтан тепе-теңдік константасы мәні
K=
тек қана статистикалық факторлармен ғана анықталады. Жылдамдық константасы
Ктура реакция алмасу реакциясының H216O және H218O молекула санына пропорциональ молекула H216O берілген комплексте, ал жылдамдық константасы К кері реакция алмасу H218O осыдан H216O – молекула санына H218O комплексіндегі.
Алмасу процесіндегі бірінші молекула үшін H216O мен H218O Ктура реакция кері реакцияға пропорциональ болады, а К кері реакции 1 пропорциональ, онда К1 = 6/1 = 6 (суретке қара).
Ұқсас: K2 = 5/2; K3 = ¾; K5 = 2/5; K6 = 1/6. немесе жалпы түрде:
= , ондаn = 1÷6.
29-есеп.Суда ерімейтін тұз басқа тұздың ерітіндісімен әрекеттесіп, реакция нәтижесінде тек қана ерігіш өнімдер түзілетіндей, әртүрлі химиялық реакциялардың типтеріне мысал келтіріңдер.
29есептің шешуі:
Ерімейтін тұздың еритін қосылыстарға айналуы келесі жағдайларда жүзеге асады:
1) Қышқыл –негіздік әрекеттесу.
а) Қышқыл тұздың орта немесе негіз тұздың тұнбасына әсер етуі:
MgCO3 + 2NaHSO4 = MgSO4 + Na2SO4 + H2O + CO2
Cu(OH)2CuCO3 + 4NaHSO4 = 2CuSO4 + 2Na2SO4 + 3H2O + CO2
б) Гидролитті қышқыл ерітіндісінің орта немесе негіз тұзға әсер етуі.
MgCO3 + 2AlCl3 + H2O = MgCl2 + 2Al(OH)Cl2 + CO2
Реакция негіз тұзбен ғана жүреді. Алюминий хлоридінің ерітіндісі артық мөлшерде алу қажет, себебі негізгі алюминий хлоридінің тұнбасының түзілуін болдырмау қажет.
в) Еритін қос тұздардың түзілуі:
2AgNO3 + AgI = 2AgNO3AgI
Бұл реакцияда күміс нитратының концентрленген ыстық ерітіндісі қолданылады.
2) Тотығу-тотықсыздану реакциялары:
Cu2S + 5Fe2(SO4)3 + 4H2O = 2CuSO4 + 10 FeSO4 + 4H2SO4
Бұл реакция байытылмаған кен орындарынан мысты алу үшін қолданылады.
3) Комплекс түзілу:
AgBr + 2Na2S2O3 = NaBr + Na3[Ag(S2O3)2]
Фотографиялық процесте тұрақтандырғыш зат ретінде қолданылады.
30-есеп. Сыйымдылығы бірдей манометрлермен жалғанған, жеті вакуумдалған кварцтық ампулада заттың өлшеп алынған салмақ үлгісін тұрақты температураға дейін қыздырды. Ампуладағы белгілі қысымды белгілеп, оларды ақырын суыта отырып құрамындағы заттарды анықтады. Алты тәжірибенің нәтижесі кестеде келтірілген. Осы нәтижелерді түсіндіріп және жетінші тәжірибе бойынша бос клеткаларды толтырыңдар.
№
|
Тәжірибеге дейінгі ампуладағы заттар (моль)
|
Қысым (атм)
|
Тәжірибеден кейінгі ампуладағы заттар (моль)
|
1
|
FeCO3
|
FeO
|
MgCO3
|
MgO
|
FeCO3
|
FeO
|
MgCO3
|
MgO
|
2
|
0,1
|
-
|
-
|
-
|
42
|
0,1
|
-
|
-
|
-
|
3
|
0,2
|
-
|
-
|
-
|
42
|
0,2
|
-
|
-
|
-
|
4
|
0,1
|
0,1
|
-
|
-
|
42
|
0.1
|
0,1
|
-
|
-
|
5
|
-
|
-
|
0,1
|
-
|
310-3
|
-
|
-
|
0,1
|
-
|
6
|
-
|
-
|
0,1
|
0,1
|
310-3
|
-
|
-
|
0,1
|
0,1
|
7
|
0,1
|
0,1
|
0,1
|
0.1
|
|
|
|
|
|
30 есептің шешуі:
Бірінші үш пробиркада бірдей қысым орнады, осыдан бұл қысым тепе-теңдік қысымы болып табылады, ол тұз мөлшеріне және оған қосылатын оксидтің мөлшеріне байланысты болмайды:
FeCО3 қ.FeO қ. + CO2 газ Kp = P(CO2) = 42 атм
Бұл басқа үш пробиркағада байланысты болады:
MgCО3 қ.MgO қ. + CO2 газ Kp = P(CO2) = 310-3атм
Жүйедегі тепе-теңдік қысымы FeCO3 – FeO – CO2 мөлшері MgCO3 – MgO - CO2 жүйесімен салыстырғанда 104 есе үлкен, болады. Олай болса, бұл заттардың барлығы да бір-бірімен байланыста болады да, темір карбонатының айрылу реакциясында оң жаққа қарай ығысады. Көміртегі диоксиді магний оксидімен толық дерлік әрекеттеседі. Онда №7 тәжірибедегі Т температурадағы қысым мөлшері 310-3 атм тең болады. Олай болса, №7 тәжірибедегі қатты фазаның құрамы: 0,2 моль MgCO3 және 0,2 моль FeO (сонымен MgO және FeCO3) болады.
31-есеп.Ластанған ауадан күкіртсутекті анықтаудың бір әдісі төмендегіше жүргізіледі: зерттелетін ауаның белгілі көлемін бромның сулы ерітіндісі арқылы немесе мыс сульфаты өткізіп және ерітіндінің электрөткізгіштігінің өзгерісін өлшейді. Жоғарыда аталған сіңіргіш заттардың бірі күкіртсутектің концентрациясын кең диапазонда ( 0 ден бастап 50 мг кубометр ауада) анықтау үшін қолданылады, ал басқасы –аз концентрацияда ( 0 ден бастап 5 мг кубометр ауада) қолданылады, бірақ жоғары сезімталдығы арқылы ажыратылады. Анализ жүргізілген екі жағдай үшін де сіңіргіштерді таңдаудың мәнін түсіндіріңдер.
31 есептің жауабы:
Химиялық реакция теңдеуі:
а) CuSO4 + H2S = CuS + H2SO4
б) 4Br2 + H2S + 4H2O = H2SO4 + 8HBr
(Бромартық мөлшерде алынған)
Мынадай жағдайда а) түзілген қышқылдың электрөткізгіштігінің жоғары болуына байланысты электрөткізгіштік артады, реакцияға жұмсалған тұзбен салыстырғанда (мыс иондарына қарағанда, сутек иондарының қозғалғыштығы жоғары болады). Мынадай жағдайда б) электрөткізгіштік мәнінің өсуі аса маңызды (бір моль күкірт қышқылы және 8 моль бромсутек қышқылы түзіледі), соған байланысты күкіртсутектің концентрациясын дәлірек анықтап алуға болады, бірақ жоғары концентрациялы сіңіргіш зат– бром суын алуға болмайды, сондықтан ерітіндінің сіңіргіш көлемі үлкен емес.
32-есеп. Екі белгісіз А және Б қатты заттарды концентрленген азот қышқылы ерітіндісімен өңдеген кезде газ тәрізді В заты, Г затының ерітіндісі және Д тұнбасы түзілді. Дәл осы өлшеп алынған салмақ үлгісін 150 – 200 оС температураға дейін қыздырған кезде ешқандай өзгеріс байқала қоймайды, ал егер өлшеп алынған салмақ үлгісін (800 – 900 оС) температурада ауа қатысынсыз қыздыратын болсақ, тек қана екі өнім ғана түзіледі: М металы мен қалыпты жағдайда газ тәрізді Е заты түзіледі. Бұл заттар тәжірибе жағдайында тұрақты болады. Осы өнімдер А және Д заттарының қоспасын қақтаған кезде де түзіледі. Егер Е газын ізбес суы арқылы өткізген кезде алғашында тұнба пайда, содан соң толығымен еріп кетіп, ертіндіде Ж заты түзіледі. М металының үгіндісін ұзақ уақыт бойы (450 оС) температурада қыздыратын болсақ, ауада құрамында массалық үлесі бойынша 9,334% оттек болатын З қосылысы алынады. З заты сілтінің артық мөлшерінде толығымен ериді және сұйытылған азот қышқылының сұйытылған ерітіндісінде біршама ғана ериді. Белгісіз А- З, М заттарын атап, баяндалған жағдайлардағыбарлық реакциялар теңдеулерін жазыңдар. Бұл реакциялардың ішінен қайсысы өндірісте кеңінен қолданылады?
32 есептің жауабы:
З – оксиді. Оның құрамы MnOm болсын. Онда оның молекулалық массасы nx + 16m тең, осыдан x – металдың атомдық массасы.
%O = = 0,09343; x = 155,3m/n
а) n = 1, MOm, m = 1,2,3
б) n = 2, M2Om, m =1,3 мұндай шешім жоқ
в) n = 3, M3Om, m = 1,2,5
m=4, это Pb3O4
г) n = 4, M4Om, m = 1,3,5,7 –шешімі жоқ
Осыдан, З – Pb3O4.
3Pb + 2O2 = Pb3O4
Pb3O4 + 6 NaOH + 4H2O = 2Na2Pb(OH)4 + Na2Pb(OH)6
Pb3O4 + 4HNO3 = 2Pb(NO3)2 + PbO2 + 2H2O
Е газы – көміртек диоксиді немесе күкірттіңдиоксиді, яғни ізбес суы тұнба түзеді, бірақ содан соң еріп кетеді. Көміртек диоксиді алып тастау қажет, яғни құрамында Pb, C және O кез-келген қосылыс концентрленген азот қышқылымен қыздыра отырып әсер еткенде толығымен еріп кетеді.
Е заты – күкірт диоксиді болсын, онда Д тұнбасы азот қышқылында ерімейтін, қорғасын сульфаты болып табылады.
Егер Д заты – қорғасын сульфаты болса, онда А – күкірт немесе қорғасын сульфиді болып табылады. Онда қоспа 200 оС қыздыруға төзімді, онда күкіртті алып тастау қажет.
А затының құрамында оттек болмайды, онда Б затының құрамында міндетті түрде оттек болуы қажет, яғни қорғасын және күкірт болуы мүмкін. Егер Б затының құрамында қорғасын болмайтын болса, онда ол зат күкірттің диоксиді болуы мүмкін, (газ– болуы мүмкін емес); күкірттің триоксиді де болуы мүмкін емес, қыздырған кезде булану құбылыс байқалады. Осыдан, Б заты құрамында қорғасын болады деп шешуге болады. Егер Б затының құрамында күкірт болатын болса, онда екі түрлі нұсқаны ұсынуға болады –PbSO3 және PbSO4; бірақ мұндай қосылыстар жауапқа сәйкес келмейді, себебі қоспаны ыстық концентрленген азот қышқылының ерітіндісімен өңдегенде қоспада PbS осы заттардың кез- келгенімен ерімейтін PbSO4 түзеді, сонда ерітіндіде азот қышқылының артық мөлшерінен басқа заттар қалмайды.
Қорытынды: Б затының құрамында қорғасын және оттек болады, бірақ құрамында күкірт мүлдем болмайды. Pb үш оксидінің ішінен тек қана PbO ғана сәйкес келеді, қоспа азот қышқылымен тотыққан кезде қоспада PbS с Pb3O4 немесе PbO2 тұнба екі затта ғана түзіледі (PbSO4 және PbO2).
Реакция теңдеуін жазамыз:
PbS + 8HNO3 = PbSO4 + 4H2O + 8NO2
PbO + 2HNO3 = Pb(NO3)2 + H2O
PbS + PbSO4 = 2Pb + 2SO2
Ca(OH)2 + SO2 = CaSO3 + H2O
CaSO3 + SO2 + H2O = Ca(HSO3)2
800-900 оС температурада Ажәне Взаттары М және Езаттарын береді:
PbS + 2PbO = 3Pb + SO2
Бұл реакция қорғасынды өндірісте алу үшін қолданылады. Осыдан: А – PbS, Б – PbO, В – NO2, Г – Pb(NO3)2,
Д – PbSO4, Е – SO2, Ж – Ca(HSO3)2, З – Pb3O4.
33-есеп.Қиын балқитын металдың жоғарғы хлориді ашық-сары түсті кристалдық зат болып табылады. Аузы жабылған ампулада хлоридті осы металдың ұнтағымен қосып қыздырған кезде осы металдың басқа хлориді түзіледі. Реакция нәтижесінде алынған өнімнің сандық құрамын анықтау үшін екі түрлі анализ жүргізді:
Массасы 0,0703 г өлшеп алынған салмақ үлгісін сутегінде қақтады. Алынған газды ерітіндіге сіңірді, ол үшін газ 0,01 моль натрия гидроксидіне жіберілді, алынған ерітіндіні бейтараптау үшін концентрациясы 0,1 моль/л көлемі 89,9 мл тұз қышқылының ертіндісі қолданылды.
Массасы 0,1124 г басқа өлшеп алынған салмақ үлгісін ауада қыздырды. Осы кезде массасы 0,0789 г түсі ақ, жоғарғы оксид алынды.
Белгісіз металды атап, оның хлоридтерінің формуласына мысал келтіріңдер.
33есептің шешуі:
Металл хлоридін сутегінде қақтағанда:
2MmCln + nH2 2mM + 2nHCl
(бұл жағдайда гидрид түзіле алады, есепті шығарған кезде қатысы болмайды). Бірінші тәжірибе нәтижесінде 1,01 моль HCl алынды. Яғни, 0,0703 г хлоридтің құрамында 0,0358 г хлор және 0,0345 г металла болады.
Хлоридтің құрамынан мұндай берілген мәндегі металды іздеу тиімсіз, себебі жоғары хлоридтегі металл металмен әрекеттескен кезде хлорид түзіледі, бұл жағдайда металл мен хлордың молярлық қатынасы бүтін сан болмайды. Егер осындай есептеу жүргізетін болсақ, онда эксперименттік қателіктерді ескере отырып, Me = Ga немесе Rh. екенін анықтай аламыз. Ga – жеңіл балқитын металл, ал родий хлориді түсіне қарай жоғары галогенидке жатқызуға болады. Екінші тәжірибедегі эксперимент мәндерін пайдалана отырып, анықтауға болады.
Егер 0,0703 г заттың құрамында 0,0345 г металл бар болса, онда 0,1124 г заттың құрамында 0,0552 г металл болады. Осыдан, оксидтің құрамында 0,0789 – 0,0552 = 0,0237 г оттек болады. Сондықтан металл эквиваленті 18,6 тең.
Жоғарғы оксид Ат. масса Мүмкін болатын металдар
Me2O 18,6 -
MeO 37,2 K
Me2O3 55,8 Mn, Fe
MeO2 74,4 Ge
Me2O5 93 Nb
MeO3 111,6 Ag, Cd
Me2O7 130,2 -
MeO4 148,8 Nd, Sm
Жоғарғы оксидтердің мүмкін болатын құрамын ескере отырып, осы металдардың ішінен Fe, Ge, Nb, таңдап алуға болады. Жоғарғы оксидінің түсіне байланысты Fe жатқызуға болмайды. Ge – жеңіл балқитын қасиетіне, түсі мен хлоридінің агрегаттық күйіне байланысты жатқызуға болмайды, онда тек Nb металы ғана қалады. Онда қақтаған кезде алынған галогенидтің формуласы NbCl5 немесе Nb – NbCl2,71, шын мәнге Nb3Cl8 сәйкес келеді.
34-есеп. Азотты тыңайтқыш өндіретін комбинатта шикізат ретінде су, ауа және табиғи газ қолданылады. Осы комбинатта қандай тыңайтқыштарды өндіруге болады? Қысқаша түрде осы комбинаттағы технологиялық айналулар тізбегін баяндаңдар. Химиялық реакциялар теңдеулерін жазып және осы реакциялардың жүру жағдайын көрсетіңдер.
34 есептің шешуі:
Берілген шикізаттан мынадай шикізаттарды алуға болады:аммиак суын, сұйық аммиак, аммоний нитраты, карбомид, карбомид нитраты.Қосымша:мочевинаның карбомидті тыңайтқыш екендігі белгілі. Ол мочевининаның формальдегидпен конденсациясы нәтижесінде алынады, сондықтан суда нашар еріп, ұзақ уақыт бойы әсер етеді.
Комбинаттың негізгі өнімдері:
Метанның сутек пен көмірқышқыл газын түзе отырып.
Ауадан газдарды тереңірек суыту әдісі арқылы бөлу.
Аммиак синтезі және аммиак суын алу әдісі.
Карбомид синтезі және оның нитратының синтезі.
Аммиакты контактілеу әдісі арқылы тотықтырып азот қышқылын алу әдісі.
Аммоний нитратын алу.
Осы өндіріс орындарының бір-бірімен байланысының схемасын құрау қажет. Сәйкес келетін химиялық реакциялар (р.т. өндіріс нөмірлері).
CH4 + H2O CO + 3H2 – Q
2CH4 + O2 2CO + 4H2 + Q
CO + H2O CO2 + H2 + Q
Метанның паро-оттектіконвертирленуі никель катализаторының қатысында 800 оСқатысында жүреді. Пара-ауалық конвентрлеу әдісінде қоспа оттек газымен қанығады, осындай құрамды бөлікті де таңдауға болады, нәтижесінде азот пен сутектің стехиометриялық қоспасы түзіледі, (көмірқышқыл газын бөліп алу үшін) ол қоспа аммиак синтезі үшін қолданылады.
4. CO2 + 2NH3 = CO(NH2)ONH4
Қалыпты жағдайда, аммоний карбаматы түзіледі.
CO(NH2)ONH4 = CO(NH2)2 + H2O – Q
190 оС температура 190 оС, 200 атм қысымда.
Судың электролизі әдісі де ұсынылуы мүмкін, себебі бұл жағдайда ауадан азот оксидінің синтезі де ұсынылады. Бірінші процесс экономикалық жағынан тиімсіз, екінші процесс кеңінен қолданылмаса да, бірақ келешекте перспективасы жоғары.
35–есеп1000 г суда мыстың 125 г пентагидратосульфатын еріткен. Ерітіндіде еріген заттың массалық үлесін есепте.
Кристаллогидраттар дегеніміз өзінің құрамында суы заттар кристталлогидраттар деп аталады. Кристталлогидраттар құрамына енетін су кристалдық су деп аталады. Кристаллогидраттар құрамына енетін судың мөлшеріне байланысты әртүрлі болады.
35–есеп шешуі:
Ерітіндідегі еріген заттың массалық үлесін табу формуласын жазамыз:
W(CuSO4)=m(CuSO4)/m(ер)
Сусыз тұздың массасын анықтаймыз:
M(CuSO45H2O)= 250 г/моль
250/160=125/x x= 80г/моль
m(ер)=m(еріген зат)+m(H2O),
m(ер)=1000+125=1125 (г.)
Ерітіндідегі массалық үлесті есептейміз:
W(CuSO4)=80/1125=0,06
Комплексті тапсырмаларды есептегенде массадан заттың сандық мөлшеріне көшкен ыңғайлы.
36-есеп.Көлемі400мл, 0,238 моль/л концентрациялы натрий дихроматы ерітіндісіне (тығыздығы 1,041 г/мл) осы тұздың 40г кристаллогидратын қосқан. Ерітіндінің массалық үлесі 13,17%. Кристаллогидраттың құрамын анықта.
36 есеп шешуі:
m(ер Na2Cr2O4)=400*1,041=416,4 (г)
C=ν/V: ν=C ·V:
ν (Na2Cr2O7)=0,238· 0,4= 0,0952(моль):
m(Na2Cr2O7)= ν · M:
m(Na2Cr2O7)= 0,0952*262=24,942(г)
кристаллогидраттың құрнамына кіретін сусыз тұздың массасын х деп алсақ
0,1317=24,942+x/416,4+40
0,1317(416,4+40)=24,942+x
x=35,166
35,166/40=262/xx=298
M(H2O)=298-262=36 г/моль
N(H2O)=36/18=2
Жауабы:Na2Cr2O7*H2O
37-есепЕрітіндегі массалық үлесті екі еселеу үшін 100 мл 8%-ті (тығыздығы-1,07 г/мл) натрий сульфаты ерітіндісіне неше грамм кристаллогидрат Na2SO4*10H2O қосу керек?
37 есеп шешуі:
M(Na2SO4*10H2O)=322 г/моль,
M( Na2SO4)=142 г/моль; m(p-pa)=p*V;
W=m(ер зат)/m(ер)*100%
m=ν*M;
m(p-pa Na2SO4)=100мл*1,07 г/мл=107г.,
m(Na2SO4)=107*0,08=8,56(г),
жаңа ерітіндіде W(Na2SO4)8%*2=16% құрайды.
Егер х моль-бұл ν(Na2SO4*10H2O) деп алсақ, онда m(Na2SO4*10H2O)=322x (г), ал m(Na2SO4)=142x(г)
0,16=8,56+142х/107+322x
17,12+51,52x=8,56+142x
8,56=90,48x
x=0,0946(моль)- бұл натрийдің кристаллогидратының сандық мөлшері, сәйкесінше,
m(Na2SO4*10H2O)=30,5(г)
Жауабы:натрий сульфатының кристаллогидраты 30,5 грамм
38-есеп.500г 40% темір(ІІ) сульфатын суытқан кезде оның 100г кристаллогидраты түскен(судың 7 молекуласымен кристалданғанда) . Қалған ерітіндідегі заттың массалық үлесін есепте.
38есептің шешуі:M(FeSO4*7H2O)=152+126=278 г\моль
FeSO4*7H2O=FeSO4+7H2O
Кристаллогидраттағы темір(ІІ) сульфатының массасын есептейміз:
100/278=x/152 x=54,676 (г.)
Ерітіндіде m(FeSO4)=500*40%/100%=200(г)
Қалған ерітіндідегі заттың массалық үлесін анықтаймыз:
W(FeSO4)=[200-54,676/500-100]*100%
W(FeSO4)=36,33%
Жауабы: қалған ерітіндідегі темір сульфатының массалық үлесі 36,33%
39-есеп. Молярлық концентрациясы 0,948 моль\л(тығыздығы-1,11 г\мл) ерітінді алу үшін 75 г 2% кальций нитратында кальцийдің тетрагидрат нитратының қандай массасын еріту керек?
39есептің шешуі:
m(ерітінді)=p*V; W=m(еріген зат)/m(ерітінді)*100%
m=ν*M; C=ν/V
M(Ca(NO3)2)*4H2O)=164+72=236г/моль
m1(Ca(NO3)2) ерітіндіде =75*0.02=1,5(г);
m(ерітінді)=1,11*1000=1110(г);
соңғы ерітіндіде m2Ca(NO3)2) :
0,948*164=155,472(г)
W(Ca(NO3)2)=155,472/1110*100%
W(Ca(NO3)2)=14%
Егер х моль- кристаллогидраттағы заттың сандық мөлшері десек, онда кальцийдің тетрагидрат нитраты – 236хг., ал кальций нитратының массасы- 164хг. Осыдан:
0,14=1,5+164х/75+236х х=0,0687(моль)
m(Ca(NO3)2)*4H2O)=16,22(г)
Жауабы: кристаллогидраттың массасы 16,22 грамм.
40-есеп 40 г қаныққан темір (ІІ) хлоридінің сулы ерітіндісіне 10г сусыз тұз енгізген.
Алынған қоспаны толық буланып кеткенше қыздырған, сонан соң бастапқы температураға дейін салқындатқан. Сол кезде 24,3г кристаллогидрат тұнбаға түскен. Егер қаныққан ерітінді құрамында 38,5% сусыз тұздың бар екені белгілі. Кристаллогидраттың формуласын анықтаңыз.
40 есептің шешуі:
1-шi әдісі
M(FeCl2)=127 г/моль
Х моль- кристаллогидраттағы темір хлоридінің сандық мөлшері болсын.
40г қаныққан ерітіндіде 40*0,385=15,4(г) FeCl2 бар.
Кристаллогидрат тұнбаға түскеннен кейін ерітіндінің массасы:
40+10-24,3=25,7(г.)
0,385=15,4+10-127х /25,7
х=0,122(моль)
М(кристаллогидрат)=m/ν=24,3/0,122=199 г/моль
М(судың)=199-127=72г/моль
N(судың)=72/18=4
сәйксінше, заттың формуласы FeCl2*4H2O
2-ші әдісі
FeCl2 + х H2O = FeCl2*хH2O
Кристаллогидраттың тұнбасы түскеннен кейін соңғы ерітінді массасы:
40 +10-24,3=25,7(г.)
Бастапқы ерітіндіде 40*0,385=15,4 г. FeCl2. Сәйкесінше, түскен кристаллогидраттағы темір(ІІ)хлоридінің массасы
15,4+10-9,9=15,5 (г.)
хмоль- бұл кристаллогидраттағы судың заттық мөлшері болса, онда
15,5/24,3=127/127+18х х=4
Кристаллогидраттың формуласы-
FeCl2*4H2O
Жауабы: FeCl2*4H2O
41-есеп Массасы 18 г темір пластинкасы мыстың (ІІ) сульфатының ерітіндісіне батырылды. Оның беті мыспен қапталған соң, оның массасы 20 г болды. Темірдің қандай массасы ерітіндіге өтті?
41есепшешуі: Металдардың стандартты электродты потенциалдар мәнін пайдаланып реакция теңдеуін жазамыз.
Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu
І-тәсіл
Егер v (Cu) мәні x моль болса, ерітіндіге өткен теміірдің массасы мына мәнге тең болады,
m=v ·M
m (Fe) = 56 ·x г..,
ал пластинканың бетінде бөлінген мыстың массасы, сәйкесінше 64x г..,
Ерітіндіге өткен темірдің массасын, мыстың массасын ескере отырып, пластинканың бетіне қонған массаны ескере отырып, реакция теңдеуін құрамыз:
18 -56 ·x + 64 = 20
X= 0,25
m (Fe) = v ·Mm (Fe) = 56 ·0,25= 14(г)
ІІ-тәсіл
Алдымен реакцияға дейінгі және реакциядан кейінгі пластинканың массасының айырмашылығын тауып аламыз:
∆m = 20-18 =2(г)
Реакция теңдеуін ескере отырып, пластинканың бетіне қонған және ерітіндіге өткен металдардың молярлық массасының айырмашылығын табамыз:
∆M = 64 ·1 - 56 ·1 = 8(г/моль)
Төменде берілген формула бойынша реакция қатысқан заттардың зат мөлшерінің мәнін табамыз:
∆ n = ∆m/ ∆M
∆ n = 2/ 8= 0,25 (моль)
Темірдің массасын есептейміз:
m`(Fe) = m (Fe) =n ·M m (Fe) = 56 ·0,25= 14(г)
Жауабы: ерітіндіге 14 г темір өтті.
42-есепМассасы 4г мыс сульфаты ерітіндісіне кадмий пластинкасы батырылды. Мыс толығымен бөлініп шыққан соң, пластинканың массасы 3 %-ға артты. Ерітіндіге батырылған пластинканың массасын есептеңдер.
42есептің шешуі:
Химиялық реакцияның теңдеуін жазамыз:
0,025 моль 0,0251 моль 0,0251 моль
Cd + CuSO4 → CdSO4 + Cu
112,4 г/моль 160г/моль 64г/моль
Егер пластинканың бастапқы массасы х г деп алсақ. Онда өзгеріске ұшырған пластинканың массасы
∆mпл =0,03 ∙х
Есептің шартына байланысты мыс сульфаты толығымен әрекеттесі, яғни
n(CuSO4) = 4/160 = 0,025 ( моль)
Осыған сәйкес дәл осындай мөлшерде кадмий еріп кетіп, мыс пластинканың бетінде тұнбаға түсті.
∆mпл =63,5∙0,025 – 112,4 ∙0,025 = 1,594– 2,821 = -1,227(г)
Есептің шарты бойынша бастапқы пластинкамен салыстырғанда пластинканың массасы 3% өзгеріп, массасы х г болып табылады.
∆mпл = 0,03∙x
1,227= 0,03∙x
X=40,9 г
Жауабы: 40,9 г
43-есеп
Түссіз кристалды А затын термиялық жолмен айырған кезде (400 К) тек қана газ тәрізді өнімдер ғана алынды. 273 К температураға суытқан соң газ көлемдері үш есеге дейін азайды. Реакцияны баяу жүргізу үшін қалған Б газын аргонмен араластарды және алынған қоспаны қатты қыздырылған магний үгінділері арқылы жіберді. Содан соң, магний үгінділерін су буымен өңдеді нәтижесінде В газы алынды, ол газдың көлемі Б газының көлемінен екі еседей көп болды. В газы азот қышқылымен әрекеттесіп нәтижесенді Г заты алынады, ол алынған заттың құрамы дәл А затының құрамымен бірдей болады.
А, Б, В, Г заттарын атаңдар.
Баяндалған реакциялардың сандық мөлшерде жүретінін ескере отырып, егер А затының орнын Г затымен алмастыратын болсақ, есептің шартында өзгеріс бола ма?
Барлық реакция теңдеуін жазыңыз.
43-есептің шешуі:
Г затының –нитрат екендігі әбден белгілі, қыздырған кезде ол нитрат қатты қалдық бермейді. Мұндай қосылыс тек қана аммоний нитраты NH4NO3 ғана болуы мүмкін.
Онда В – NH3, ал Б, есептің шарты бойынша, N2.
Олай болса, А – NH4NO2.
Реакция теңдеуі:
NH4NO2 = N2 + 2H2O
N2 + 3Mg = Mg3N2
Mg3N2 + 6H2O = 3Mg(OH)2 + 2NH3
NH3 + HNO3 = NH4NO3
Егер А затын Г затына алмастыратын болсақ, бізге “…тек қана қауіпсіздік ережесін сақтап қана термиялық ыдырау реакциясын жүргізу қажет.…” және “… азот қышқылында еріткен кезде бастапқы зат алынатынады” деп ескертуіміз қажет.
Жаңа жағдайдағы реакция өзгересі:
NH4NO3 = N2O + 2H2O
N2O + 4Mg = Mg3N2 + MgO
44-есеп
Аузы бекітілген бірдей ыдыстар сәйкесінше оттек пен азот газдарымен толтырылды. Осы ыдыстардың әрқайсысында 7,13 г екі валентті металл карбонатын қақталды. Реакция аяқталғаннан кейін, сосудтарды бастапқы жағдайға келтірген кезде, екі ыдыста да қысымның артқандығы байқалды. Бірінші және екінші ыдыстағы қысымның өзгерісінің қатынасы 0,833 тең. Бірінші ыдыстағы қатты қалдықтың массасы 4,81 г тең болды. Қандай металл карбонаты қақталып, қыздырылғанын анықта.
44- есептің шешуі:
Ыдыстардағы қысымның әртүрлі өзгеруіне байланысты, онда оттек газын металл карбонаты ыдыраған кезде түзілген оксидті тотықтыруға жұмсалған деп есептейміз. Олай болса мынадай реакциялардың жүруі мүмкін:
4MeCO3 + O2 = 2Me2O3 + 4CO2 (1)
6MeCO3 + O2 = 2Me3O4 + 6CO2 (2)
2MeCO3 + O2 = 2MeO2 + 2CO2 (3)
Ыдыста азотпен карбонаттың термиялық ыдырау процесі жүреді:
MeCO3 = MeO + CO2 (4)
1 моль карбонат оттек пен азотта ыдыраған кезде (1 – 4 реакция теңдеуіне) газдар көлемі сәйкесінше 0,75; 0,833; 0,5 және 1 моль дейін өзгереді. Сондықтан есептің шарты бойынша (2) және (4) теңдеулерге жауап береді. Онда металдың салыстырмалы атомдық массасын Х еп белгілейміз. (2) реакция теңдеуі бойынша пропорция құрамыз: 7,13 гMeCO34,81 гMe3O4
6(60 + х) 2(3х + 64)
Пропорцияны шеше отырып, х = 58,8, табамыз, олай болса кобальт металына сәйкес келеді.
45-есеп
Оттегінің артық мөлшерінде катализатор қатысында (қ.ж.) 56 см3 жағымсыз иісті А газын жақты. Қалған оттекпен әрекеттескен реакция өнімін 50 см3 суға жіберді. Алынған ерітіндіге бейтарап реакция жүргенше 50 см3 лакмус қосып, оның үстіне 0,1 моль/л натрий гидроксиді ерітіндісі құйылды. Сонан ерітіндіні буландырды нәтижесінде құрамында 32,4% натрий бар, сусыз тұзы Б алынды. Анықтаңдар:
А және Б қандай заттар сәйкес келеді?
Б затын 600 К температурада қыздырғанда, есептің шешімінде қандай өзгеріс болады?
Құрамында массалық үлесі 34,6% натрий болатын тұзды алуға бола ма? В затын анықтап, аталған реакция теңдеулерін жазыңдар.
45-есептің шешуі:
Жағымсыз иісті газдарды жаққан кездегі жану өнімін суға еріткен кезде – H2S және PH3 қышқылдары түзіледі.
Оттегінде жану реакциясы:
2PH3 + 4O2 = P2O5 + 3H2O
2H2S + 4 O2 = 2SO3 + 2H2O
Жану реакциясындағы өнімінің сумен әрекеттесуі:
P2O5 + 3H2O = 2H3PO4
SO3 + H2O = H2SO4
Олай болса, А – күкіртсутек немесе фосфин.
Газдың моль саны: 0,056/22,4 = 2,510-3 (моль).
Сілтінің моль саны: 0,10,05 = 510-3 (моль).
Қышқыл мен сілтінің мөлшерінің қатынасы 1 : 2.
Бейтараптану реакциясы:
2NaOH + H2SO4 = Na2SO4 + 2H2O
2NaOH + H3PO4 = Na2HPO4 + 2H2O.
HPO4- - өте әлсіз қышқыл, соған байланысты натрий гидрофосфатының ерітіндісі бейтарап ортадай дерлік орта (әлсіз сілтілік) реакция береді. Натрий сульфатындағы натрийдің массалық үлесі 46/142 = 0,324 тең, натрий гидрофосфатында – 46/142 = 0,324 тең болады, яғни Б заты – сульфат немесе натрий гидрофосфаты болып табылады. 600 К температураға дейін қыздырғанда Na2SO4тұрақты, ал Na2HPO4 натрий пирофосфатын түзеді:
2Na2HPO4 = Na4P2O7 + H2O.
Пирофосфаттағы натрийдің массалық үлесі 92/266 = 0,346 тең болады. Осыдан екінші жағдайда: А – PH3, Б – Na2HPO4, B – Na4P2O7 болады.
Қолданылған әдебиеттер
1.Абкин Г.П. Задачи и упражнения по химии. М..; Просвещения, 1967 г.,
2. Будруджак П. Задачи по химии., М., Мир, 1989 г,
3. Гольбрайх З.Е. Маслов Е.И. Сборник задач и упражнений по химии. М., «Высшая школа», 1997 г.,
4. Ефимов А.И. Задачи по химии, Ленинград, 1986г.,
5. Журин А.А. Сборник задач и упражнений по химии М., 1997
6. Задачи всероссийских олимпиад по химии под ред. Лунина В.В, «Экзамен», М.., 2003 г.,
7. Задачи международных химических олимпиад под ред. Еремен В.В., Попков В.А. Начала химии, М., «Экзамен», 2003 г.,
8. Кузменько Н.Е., Еремен В.В. 2400 задач по химии, М., «Дрофа»
9. Сорокин В.В., Загорский В.В, Свитанько И.В. Задачи химических олимпиад. М., МГУ, 1989г.,
10. Свитанько И.В.Нестандартные задачи по химии., М., Мирос, 1995г.,
11. Химиядан қалалық, облыстық, республикалардың тапсырмалары 1998 мен 2008 аралығында.
12. Середа С.Н. Конкурсные задачи по химии, Киев, 1978г.,
Достарыңызбен бөлісу: |