Задачи и упражнения по неметаллам и их важным соединениям с решениями

Сегодня у нас урок химии 101 — Задания по неметаллам и их важным соединениям с решениями. Как изучить? Полезные советы и рекомендации повторите предыдущие уроки химии. К предлагаемым заданиям даны решения. По-возможности, постарайтесь решить задания самостоятельно, без подглядывания на решения. Если не получается, тогда смотрите решения. При обнаружении неточностей, описок, или если появятся неясные моменты, просьба написать в комментариях. Отвечу на все вопросы.

1. Непосредственно друг с другом не взаимодействуют:

1) кислород и хлор;

2) водород и хлор;

3) водород и кислород;

4) хлор и метан.

Непосредственно друг с другом не взаимодействуют кислород и хлор.

2. Неядовитым является каждый из трёх газов:

1) NO, NO2, F2;

2) H2S, NH3, O3;

3) CO2; Cl2, SO2;

4) H2, O2, N2.

Неядовитым является каждый из трёх газов: H2, O2, N2.

3. В схеме превращений

N2 → X → NH4NO3

1) NH4Cl; 2) HNO3; 3) NH3; 4) NO2.

Вспомним протекающие реакции:

N2 + 3H2 → 2NH3
4NH3+ 5O2 → 4NO + 6 H2O
2NO + O2→ 2NO2
4NO2+ 2H2O + O2→ 4HNO3
NH3 + HNO3 → NH4NO3

Веществом «Х» является NH3.

4. Установите соответствие между химической формулой соединения и значением степени окисления серы в нем

Химическая формула Степень окисления серы

1) Mg(HSO4)2 А) 0

2) Al2S3 Б) +2

3) S8 В) +4

4) (NH4)2SO3 Г) +6

Д) -2

1 — ; 2 — ; 3 — ; 4 — .

Расставив над атомами степени окисления, легко найдем соответствия: 1) 1) Mg+2(H+1S+6O4-2)-22; 2) Al2+3S3-2; 3) S8о; 4) (N-3H4+1)2+S+4O3-2.

1 – Г; 2 – Д; 3 – А; 4 – В.

5. Установите соответствие между формулами соединений азота и продуктами их термического разложения

Соединения азота Продукты разложения

1) HNO3 А) N2 + H2O

2) NH4NO2 Б) N2O + H2O

3) NH4NO3 В) NO + O2 + H2O

4) N2O Г) N2 + O2

Д) NO2 + O2 + H2O

Напишем схемы протекающих реакций:

1) 4HNO3 → 4NO2 + O2 + 2H2O

2) NH4NO2 → N2 + 2H2O

3) NH4NO3 → N2O + 2H2O

4) 2N2O → 2N2 + O2

1 – Д; 2 – А; 3 – Б; 4 – В.

6. Напишите уравнение реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

Ag t0 KOH KMnO4 + H2O

HNO3 → AgNO3 → X1 → KNO2 → X2 → O2

В ответе укажите формулы веществ Х1 и Х2.

Напишем схемы протекающих реакций:

2HNO3(конц) + Ag → AgNO3 + NO2↑ + H2O.

2AgNO3 → 2Ag + 2NO2↑ + O2↑

Х1 — NO2

2NO2 + 2КОН → КNO2 + КNO3 + H2O

9КNO2 + КMnO4 + 2H2O → 6КNO3 + MnO2 + 4KOH

Х2 – KNO3

КNO3 → КNO2 + O2↑

Х1 — NO2; Х2 – KNO3.

7. В результате взаимодействия 5 л водорода (н.у.) с 3 л оксида азота (I) (н.у.) останется неизрасходованным водород объемом _________л. (Запишите число с точностью до целых.)

Напишем схему протекающей реакции:

N2O + H2 → N2 + H2O

Из нее видно, что объемы реагирующих газов равны друг другу. Из этого следует, что 3л оксида азота (I) прореагируют с 3л водорода, а 2 л H2 останется неизрасходованным.

8. В результате взаимодействия 1,5 л кислорода (н.у.) с 4 л оксида азота (II) (н.у.) останется неизрасходованным оксид азота (II) объемом ___________ л. (Запишите число с точностью до целых.)

Напишем схему протекающей реакции:

2NO + О2 → 2NO2

Из нее видно, что газы реагируют в объемном соотношении 2:1. Из этого следует, что 1,5 л кислорода, взятый в меньшинстве, прореагируют с 3л NO, а 1 л NO останется неизрасходованным.

9. Ортофосфорная кислота может взаимодействовать с

1) HCl; 2) S; 3) Cu; 4) CaCl2.

Ортофосфорная кислота может взаимодействовать с CaCl2 с образованием нерастворимой соли – фосфата кальция:

2Н3РО4 + 6CaCl2 → 2Са3(РО4)2↓ + 3Н2О

10. При обработке фосфида кальция водой выделяется газ фосфин – аналог аммиака. Объем (л) фосфина (н.у.), который можно получить из 18,2 г фосфида кальция равен ___________ л. Запишите число с точностью до десятых.

Напишем схему протекающей реакции:

Са3Р2 + 6Н2О → 3Са(ОН)2 + 2РН3

Учитывая, что 1 моль Са3Р2 имеет массу 182 г, найдем, что по условию у нас n = 18,2/182 = 0,1 моль Са3Р2. Из уравнения реакции следует, что n(Са3Р2) = 2n(РН3). Тогда, 0,2⃰ 22,4 = 4,48 л.

4,48.

11. Общий объем кислорода (н.у.), который можно получить в результате термического разложения 1 моль KClO3, 1 моль KMnO4 и 1 моль Cu(NO3)2, равен ____________ л. Запишите целое число.

Напишем схемы протекающих реакций и найдем объемы выделяющегося кислорода:

1) KClO3 → KCl + 1,5O2↑

n(KClO3) = 1,5nO2 = 22,4⃰ 1,5 = 33,6л.

2) KMnO4 → 0,5K2MnO4 + 0,5MnO2 + 0,5O2↑

n(KMnO4) = 0,5nO2 = 22,4⃰ 0,5 = 11,2л.

3) Cu(NO3)2 → CuO + 2NO2 + 0,5O2↑

n(Cu(NO3)2) = 0,5nO2 = 22,4⃰ 0,5 = 11,2л.

VO2 сумм. = 33,6 + 11,2 + 11,2 = 56 л.

56.

12. Составьте уравнение реакции диспропорционирования хлора в горячем растворе гидроксида калия. Сумма коэффициентов в полученном уравнении равна ________ . Запишите число.

Напишем уравнение протекающей реакции, определим процессы окисления-восстановления и расставим коэффициенты:

Cl2о + KOH → K+1Cl-1 + K+1Cl+5O3-2 + H2O

Clо + 1е → Cl-1 – окислитель, восстановливается

Clо — 5е → Cl+5 – восстановитель, окисляется

3Cl2 + 6KOH → 5KCl + KClO3 + 3H2O

Сумма коэффициентов в полученном уравнении равна 18.

18.

13. Оксид фосфора (V), образовавшийся при сжигании 6,2г фосфора в избытке кислорода, растворили в 140 мл 14%-ного водного раствора гидроксида калия (ρ=1,14 г/мл). Массовая доля (%) образовавшейся соли в растворе с точностью до десятых равна __________ .

Напишем уравнения протекающих реакций, найдем мольные соотношения реагентов, продукт реакции рассчитаем по веществу, взятому в недостатке:

4P + 5O₂ = 2P₂O₅

Исходя из этого уравнения, можем написать:
n(P)/4 = n(P₂O₅)/2 или n(P)/2 = n(P₂O₅)

Далее, оксид фосфора (V) с гидроксидом калия:
P₂O₅ + 6KOH = 2K₃PO₄ + 3H₂O
n(P₂O₅) = n(KOH)/6 = n(K₃PO₄)/2
n(P) = m/M = 6,2 г/31 г/моль = 0,2 моль
n(P₂O₅) = n(P)/2 = 0,2 моль : 2 = 0,1 моль
m(р.KOH) = V(р.KOH)*ρ = 140мл*1,14 г/мл = 159,6 г.
m(KOH) = ω*m(р.KOH) = 0,14*159,6 г. = 22,344 г
n(KOH) = m/M = 22,34/56 г/моль = 0,4 моль. Гидроксид калия взят в недостатке, так как по реакции на один моль оксида фосфора (V) приходится 6 молей гидроксида калия, а на 0,1 моль P₂O₅ должно вступить в реакцию 0,6 моль KOH. Дальнейшие расчеты ведем по КОН:
n(K₃PO₄)/2 = n(KOH)/6 или n(K₃PO₄)= n(KOH)/3 = 0,4 моль: 3 = 0,13 моль
m(K₃PO₄) = n*M = 0,13 моль*212 г/моль = 27,56 г.
ω(K₃PO₄) = m(K₃PO₄)/m(р-ра)*100% = 27, 56 г./(159,6 г + 6,2 г)*100 % = 16,6%.

16,6.

14. Сульфид железа (II) массой 176 г обработали избытком соляной кислоты. Выделившийся газ сожгли в избытке воздуха. Объем (мл) 40%-ного раствора гидроксида калия (ρ = 1,40 г/мл), необходимого для полной нейтрализации образовавшегося при сжигании газа равен ________. Запишите число с точностью до единиц.

Напишем уравнения протекающих реакций, найдем мольные соотношения реагентов:

4FeS + 7O₂ = 2Fe₂O3 + 4SO₂

Исходя из этого уравнения, можем написать:
n(FeS)/4 = n(SO2)/4 или n(FeS) = n(SO2)

n(FeS) = m/M = 176 г/88 г/моль = 2 моль
n(FeS) = n(SO2) = 2 моль

Далее, оксид cеры (IV) с гидроксидом калия:
SO2 + 2KOH = K2SO3 + H₂O

n(KOH) = 2n(SO2) = 4 моль

m(KOH) = n(KOH)⃰М(KOH) = 4*56 = 224 г.

m(р.KOH) = m(KOH)*100/40 = 224*100/40 = 560 г.
V (р.KOH)/ρ = 560/1,4 = 400 мл.

400.

15. При взаимодействии гидрида кальция массой 4,2 г с водой выделился водород объемом 4 л (н.у.). Массовая доля (%) примесей в образце гидрида кальция равна __________ %. Запишите число с точностью до десятых.

Напишем уравнения протекающих реакций, найдем мольные соотношения реагентов:

СаН2 + 2Н2О = Са(ОН)2 + 2Н2↑

Исходя из этого уравнения, можем написать:
n(СаН2) = 2n(2Н2); n(Н2) = 4/22,4 = 0,18 моль; n(СаН2) = 0,18/2 = 0,09 моль.

m(СаН2) = M(СаН2)⃰ 0,09 = 42⃰ 0,09 = 3,78 г. Разность масс 4,2 – 3,78 = 0,42 г – это примеси. Массовая доля примесей будет:

ω(пр) = 0,42⃰100/4,2 = 10%.

10.

16. В одном объеме воды было растворено 125 объемов хлористого водорода (н.у.). Массовая доля (%) хлороводорода в растворе равна _________ %. Запишите число с точностью до десятых.

Возьмем 1 л воды массой 1000 г и 125 л газообраного хлороводорода. Найдем массу 125 л HCl (н.у.): n(HCl) = 125/22,4 = 5,58 моль. m(HCl) = 5,58⃰ M = 5,58⃰ 36,5 = 203,67 г. Масса раствора равна: 1000 + 203,67 = 1203,67 г. Массовая доля (%) хлороводорода в растворе будет:

ω(HCl) = 203,67⃰100/1203,67 = 16,9%.

16,9.

17. Объем кислорода (н.у.), необходимого для сжигания 20 л (н.у.) смеси оксида углерода (II) и водорода с относительной плотностью по гелию 3,1, равен ______________ л. Запишите целое число.

DHe смеси = 3,1
Мсмеси = 3,1*M(Hе)= 3,1*4 = 12,4 г/моль
Теперь вспомним формулу:
Мсмеси=М1*φ1+М2*φ2…
Используем ее в нашем случае. Если обозначить долю оксида углерода (II) за х, тогда доля водорода будет (1-х). М(СО) = 28 г/моль; М(Н2) = 2 г/моль. Тогда можно написать уравнение:
12,4 = 28x + 2(1-x)
12,4 = 28x + 2-2x
10,4 = 26x
x = 0,4 = 40% — оксида углерода (II); водорода будет 0,6, или 60%.
Находим, сколько моль смеси газов было смеси:
Nv = V/Vm = 20/22,4 = 0,89 (моль)
и, находим количества молей СО и Н2:

n(CO) = 0,89*0,4 = 0,356 моль;

n(Н2) = 0,89*0,6 = 0,534 моль.

Теперь напишем схемы реакций:
2СО + O2 = 2CO2
Nv(O2) = Nv(СО)/2 = 0,356/2 = 0,178 (моль)
V(O2 ) = Nv(O2)*Vm = 3,99 (л)
2H2 + O2 = 2H2O
Nv(O2) = Nv(H2)/2 = 0,534/2 = 0,267 (моль)
V(O2 ) = Nv(O2)*Vm = 5,98 (л)
Общий объем:

V = 3,99 + 5,98 = 9,97 л. ~ 10 л.
10.

18. При добавлении к раствору пероксида водорода массой 0,8 г раствора иодида калия в присутствии серной кислоты образовалось 0,3 г иода. Массовая доля (%) пероксида в исходном растворе равна _______________ %. Запишите целое число.

Запишем уравнение реакции: Н2О2 + 2KI + H2SO4 = I2 + K2SO4 + 2H2O
n(I2) = m/M = 0,3 г/254 г/моль = 0.001 моль

n(Н2О2) = (I2) = 0,001 моль

m(Н2О2) = 0,001⃰ М(Н2О2) = 0,001⃰ 34 = 0,034 г.

ω(Н2О2) = 0,034⃰ 100/0,8 = 4,25 %.

19. Масса раствора пероксида водорода с массовой долей 3,4%, которая необходима для окисления 15,2 г сульфата железа (II) в присутствии серной кислоты равна ___________ г. Запишите целое число.

Запишем уравнение реакции: 2FeSO4 + H2SO4 + H2O2 → Fe2(SO4)3 + 2H2O

n(FeSO4) = m/M = 15,2 г/152 г/моль = 0,1 моль

n(Н2О2) = 0,5n((FeSO4) = 0,05 моль

m(Н2О2) = 0,05⃰ М(Н2О2) = 0,05⃰ 34 = 1,7 г.

mр-ра Н2О2 = 1,7⃰ 100/3,4 = 50 г.

50.

Оксид серы (IV), полученный при сжигании 67,2 л (н.у.) сероводорода, пропущен через 1 л раствора гидроксида натрия с массовой долей 25% (ρ = 1,3 г/мл). При этом образовалось соль состава:

1) Na2SO3; 2) NaHSO3; 3) Na2SO4; 4) NaHSO4.

Уравнение реакции сжигания сероводорода следующее:

2H2S + 3O2 = 2SO2 + 2H2O

n(H2S) = n(SO2) = 67,2 /22,4 = 3 моль

mр-ра(NaOH) = 1000 мл⃰ 1,3 г/мл = 1300 г

m(NaOH) = 1300⃰ 25/100 = 325 г

n(NaOH) = m(NaOH)/М(NaOH) = 325/40 = 8,125 моль.

Гидроксид натрия в избытке, поэтому, реакция будет следующая:

2NaOH + SO2 = Na2SO3 + H2O

Взаимодействие 13 г цинка с 0,3 моля концентрированной серной кислоты происходит с выделением сероводорода. Число молей концентрированной серной кислоты, идущей на солеобразование и на окислительно-восстановительный процесс соответственно равны:

1) 0,2 и 0,05; 2) 0,1 и 0,1; 3) 0,1 и 0,2; 4) 0,05 и 0,01.

Уравнение реакции следующее:

4Zn + 5H2SO4 → 4ZnSO4 + H2S + 4H2O

S+6 + 8e → S-2 | 1
Znо — 2e → Zn+2 | 4

n(Zn) = m(Zn)/А(Zn) = 13/65 = 0,2 моль

По уравнению реакции, с 4 молями атомов цинка реагируют 5 молей серной кислоты. При этом видно, что 4 моля серной кислоты идут на солеобразование, а 1 моль – на окисление 4-х молей цинка. Также видно, что с 0,2 молями цинка прореагирует 0,25 молей серной кислоты. Т.е. серная кислота в избытке. Оттуда легко найти число молей концентрированной серной кислоты, идущей на солеобразование и на окислительно-восстановительный процесс. На солеобразование: 0,25⃰ 4/5 = 0,2 моль; на окисление: 0,25⃰ 1/5 = 0,05 моль0,25⃰ 4/5 = 0,05 моль.

При термическом разложении 6,62 г нитрата тяжелого двухвалентного металла выделилось 1,12 л (н.у.) смеси двух газов. Определите формулу нитрата металла.

1) Sn(NO3)2; 2) Pb(NO3)2; 3) Fe(NO3)2; 4) Bi(NO3)2.

Представленные нитраты могут разлагаться следующим образом:

2Me(NO3)2 = 2MeO + 4NO2↑ + O2↑

n(смеси газов) = V/Vm = 1,12/22,4 = 0,05 моль.

По уравнению реакции имеем 5 объемных долей газов (4NO2 + O2). При этом, на 1 часть газа приходится 0,05/5 = 0,01 моль газа. В реакции получаются 0,04 моля NO2 и 0,01 моль O2. Из уравнения следует, что nMe(NO3)2 = nО2*2 = 0,02моль. Оттуда находим молекулярную массу соли:

М(Me(NO3)2 = 6,62/0,02 = 331г. Атомная масса Ме равна: 331 — (14+16*3)*2 = 2.

23. Газ, полученный в рекции дихромата калия с соляной кислотой полностью прореагировал при нагревании с 1,12 г железа. Объем (в мл) 36,5%-го раствора соляной кислоты (ρ = 1,16 г/мл) участвовашего в реакции равен____________мл.

Запишите число с точностью до целых.

Рекции следующие:

K2Cr2O7 + 14HCl = 2KCl + 2CrCl3 + 3Cl2 + 7H2O

2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3

Из молярных соотношений компонентов реакций видно, что

n(Fe) = 1,12/56 = 0,02 моль

n(Cl2) = 0,03 моль

n(HCl) = 0,14 моль

m(HCl) = 0,14* М(HCl) = 0,14*36,5 = 5,11 г

mр-ра(HCl) = 5,11* 100/36,5 = 14 г

Vр-ра(HCl) = 14/1,16 = 12,069 мл.

12.

24. Оксид серы (VI) полученный при окислении оксида серы (IV) объемом 2,24 л (н.у.) в избытке кислорода добавлен к раствору гидроксида натрия массой 200 г с массовой долей NaOH 2%. При этом получилась соль состава:

1) Na2SO3; 2) NaHSO3; 3) NaHSO4; 4) Na2SO4.

n(SO2) = 2,24/22,4 = 0,1 моль

m(NaOH) = 2*200/100 = 4 г

n(NaOH) = 4/M(NaOH) = 4/40 = 0,1 моль

n(SO2) = n(SO3) = 0,1 моль

Оксид серы (VI) и гидроксид натрия реагируют в эквимолекулярных количествах, значит образуетс кислая соль.

Протекают следующие реакции:

2SO2 + О2 = 2SO3

SO3 + NaOH = NaHSO4

25. (н.у.) смеси газов, состоящей из гелия, водорода и оксида углерода (IV) последовательно пропустили через баритовую воду (при этом выпал осадок массой 19,7 г) и над нагретым оксидом цинка (получили 6,5 г металлического цинка). Объем гелия в исходной смеси равен ___________л. Запишите число с точностью до cотых.

Ba(OH)2 + CO2 = BaCO3↓ + H2O

n(BaCO3) = n(CO2) = 19,7/М(BaCO3) = 19,7/197 = 0,1 моль

V(CO2) = 0,1*22,4 = 2,24 л.

ZnO + H2 = Zn + H2O

n(Zn) = n(H2) = 6,5/A(Zn) = 6,5/65 = 0,1 моль

V(H2) = 0,1*22,4 = 2,24 л.

V(He) = 20 — 2,24 — 2,24 = 15,52

15,52.

Это был у нас урок химии 101 — Задачи и упражнения по неметаллам и их важным соединениям с решениями.

Источник: sovety-tut.ru