09.04.2020 ЭЛЕКТИВНЫЙ КУРС ПО ХИМИИ 11 КЛАСС

Здравствуйте, уважаемые учащиеся 11 класса!

Сегодня мы с вами разберём решение задач на частичное взаимодействие смесей органических  и неорганических веществ с определенными реагентами.

1. После проведения реакции в смеси двух газов (с исходной плотностью по воздуху 1,048) ее плотность по воздуху увеличилась до 1,310. При пропускании продуктов реакции через раствор гидроксида натрия их объем уменьшается вдвое, а плотность остатка по гелию составляет 8,000.

Определите качественный и количественный состав (в объемных %) исходной газовой смеси и состав смеси после реакции.

Напишите уравнения происходящих реакций.

Решение

Молярная масса остатка составляет 8 ? 4 = 32 (г/моль), что может соответствовать кислороду – O2. Поскольку этот газ составлял ровно половину от продуктов реакции, то для х = мол. масса второго газа имеем (х+32)/2=1,31? 29, откуда х = 1,31? 29? 2 – 32 = 43,98 (г/моль), что может соответствовать газам CO2, N2O, C3H8. Раствором щелочи может поглощаться CO2. Тогда в смеси после реакции могут быть CO2 и O2 – (избыток) (1:1).

Такая смесь может образоваться после взаимодействия CO и O2 (в избытке O2):

2CO + O2 = 2 CO2.

Тогда исходная газовая смесь – CO и O2 в соотношении 2:(1+2=3), или 40% CO и 60 % O2. Состав смеси после реакции : CO2 (50%), O2 (50%). 

Реакция поглощения CO2: 2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O.

2. Смесь двух галогенидов калия общей массой 5,00 г растворили в воде. При добавлении к полученному раствору избытка раствора нитрата серебра было получено 8,58 г осадка. Определите, какие галогениды калия могли быть взяты в смеси, качественный состав и возможную окраску осадка. 

Решение

Уравнение реакции образования осадка:

KX + AgNO3 = AgX? + KNO3, где X = Cl, Br, I.

Фторид калия осадка не дает, т.к. AgF хорошо растворим в воде (172 г на 100 г воды при 20о С).

Если осадок образован двумя галогенидами можно определить общее количество галогенидов в исходной смеси: n = (8,58 – 5) : (Ar(Ag) – Ar(K)) = 3,58 : (107,868 – 39,098) = 0,0521 (моль), что для индивидуальных галогенидов калия соответствует массе:

KCl – 3,816 (г)

KBr – 6,092 (г)

KI – 8,518 (г)

Т.о. в смеси могли находиться только пары KCl – KBr, KCl – KI (5 г смеси KBr – KI не могли бы дать такую массу осадков галогенидов серебра).

Если в смеси был фторид калия, то с ним в паре мог находиться только хлорид калия, т.к. бромид и иодид калия не могли бы дать такую массу осадка.

Тогда для возможных смесей:

Смесь 

Осадок 

Окраска

KCl – KBr 

AgCl + AgBr 

светло–желтая

KCl – KI 

AgCl + AgI 

Желтая

KF – KCl 

AgCl 

Белая

3.  При пропускании 15,68 л смеси метана, углекислого газа и угарного газа через раствор гидроксида калия, взятого в избытке, объем исходной смеси уменьшился на 8,96 л (н.у.). Для полного сгорания оставшейся смеси потребовалось 6,72 л (н.у.) кислорода.

Определите объемные доли компонентов в исходной смеси.

Решение
С раствором гидроксида калия реагирует только углекислый газ. Следовательно, уменьшение объёма исходной смеси на 8,96 л после пропускания через раствор щёлочи говорит о том, что в этой смеси содержится 8,96 л углекислого газа.
Горение оставшихся компонентов смеси описывается уравнениями реакций: СН4 + 2О2 → СО2 + 2Н2О   (1)
2СО + О2 = 2СО   (2),
На обе реакции расходуется 6,72 л О2. Пусть СН4 в смеси Х л, тогда на реакцию (1) расходуется 2х л кислорода.
V(CO) в смеси (15,68 – 8,96 – х) л = (6,72 – х) л, тогда на реакцию (2) расходуется (6,72 – х)/2 л кислорода.
Составим уравнение, учитывая, что на реакции (1) и (2) потребовалось 6,72 л кислорода: 2х + (6,72 – х)/2 = 6,72 Х = 2,24 л – объём метана.
V(СО) = 6,72 – 2,24 = 4,48 л
φ(СО2) = 8,96 / 15,68 = 0,571 или 57,1%
φ(СН4) = 2,24 / 15,68 = 0,143 или 14,3%
φ(СО) = 4,48 / 15,68 = 0,286 или 28,6% Домашнее задание. Составьте алгоритм решения задачи и решите её по алгоритму: на нейтрализацию смеси муравьиной и уксусной кислот израсходовали раствор объёмом 16 мл с массовой долей гидроксида калия 40% и плотностью 1.4 г/куб. см.  К такому же образцу смеси кислот добавили избыток аммиачного раствора оксида серебра. Выделился металлический осадок массой 21,6 г.  Определите массовые доли кислот в смеси.  Напоминаю, что с аммиачным раствором оксида серебра реагирует только муравьиная кислота - это, так называемая, реакция "серебряного зеркала". При этом образуется серебро, углекислый газ и вода.
.