Другой способ

Год Москва

Класс

1. Масса колбы, заполненной смесью метана и кислорода, равна 57, 5 г. Та же колба, заполненная

метаном, имеет массу 57, 0 г, а та же колба с кислородом — 59, 0 г. Все газы находятся при

одинаковых условиях. Достаточно ли в первой колбе кислорода для полного сгорания всего

метана? Ответ подтвердите расчетом.

2. Предельный углеводород состава C4H10 пропустили над алюмохромовым катализатором при

температуре 450°С, при этом получили два газа А и Б. Газ Б пропустили через водный раствор

серной кислоты с массовой долей 60%, в результате получена смесь жидких продуктов В и Г

(н.у.). После выделения из раствора и очистки, вещества В и Г ввели в реакцию с газом А в

присутствии никелевого катализатора и получили один продукт — углеводород Д, который

представляет собой один из эталонов автомобильного топлива.

а) Изобразите структурные формулы упомянутых веществ, напишите уравнения реакций.

б) Что показывает октановое число автомобильного топлива?

3. При взаимодействии 3, 50 г смеси двух углеводородов, представляющих собой геометрические

изомеры, с бромистым водородом было получено 7, 55 г монобромпроизводного. Изобразите

структурные формулы углеводородов, удовлетворяющих данному условию, и продуктов их

реакции с бромистым водородом. Ответ обоснуйте.

4. Образец металла массой 2, 3 г, сожгли в кислороде. Продукт сжигания полностью растворили

в 200 г соляной кислоты с массовой долей 10%. На нейтрализацию избытка кислоты

потребовалось 86, 0 г раствора едкого натра с массовой долей 10%. Затем образец того же металла

той же массы сожгли на воздухе и продукт реакции также растворили в 200 г 10%-ной HCl. На

нейтрализацию избытка кислоты в этом случае потребовалось 52, 5 г 10%-ного раствора NaOH.

а) Какой металл был взят?

б) Чем вызвано различие результатов двух экспериментов? Напишите уравнения реакций.

в) Рассчитайте массы веществ, получающихся при растворении продуктов сгорания в соляной

кислоте.

5. При сжигании 0, 552 г летучего неорганического бинарного соединения элемента Х

образовалось 1, 08 г воды. Определите простейшую формулу соединения. Совпадает ли

молекулярная формула соединения с его простейшей формулой? Напишите уравнения реакций

горения, взаимодействия с водой и с хлором для этого соединения.

6. Основным способом извлечения самородного (элементного) золота из руд является цианидное

выщелачивание, при котором измельченную руду выдерживают в растворе, содержащем цианид

натрия, через который пропускают кислород. Раствор после цианирования направляется в

электролизёр для выделения растворенного золота на стальных катодах. Недостатком этого

метода является образование большого количества сточных вод, содержащих цианид-ионы.

а) Какие химические реакции лежат в основе извлечения золота?

б) Какие еще способы перевода металлического золота в раствор вы знаете?

в) Предложите методы обезвреживания сточных вод, содержащих цианид-ионы. Напишите

уравнения реакций.

Класс

10-1. Пусть М – масса пустой колбы. ν — число моль газа, которое находится в сосуде при

данных условиях.

Тогда М + 16ν = 57,

М + 32ν = 59.

Отсюда ν = 0, 125

Масса колбы получается из любого и двух уравнений М = 55 г.

Теперь у нас есть 2, 5 г. смеси метана и кислорода, и требуется определить ее состав

ν 1 – число моль метана ν 2 – число моль кислорода

ν 1 + ν 2 = 0, 125

16 ν 1 + 32 ν 2 = 2, 5

Отсюда ν 1 = 0, 09375, ν 2 = 0, 125 – 0, 09375 = 0, 03125.

Так как на сгорание метана по реакции CH4 + 2 O2 = CO2 + 2 H2O требуется 2 моль

кислорода на один моль метана, то очевидно, что кислорода на полное сгорание не хватит.

Другой способ

В некоторых работах встречается такое остроумное решение:

Пусть k — доля колбы, заполненная метаном в смеси метана с кислородом, тогда

кислородом заполнена часть 1 – k.

Тогда 57 k + (1 – k)59 = 57, 5

Решая уравнение, легко получаем k = 0, 75, то есть метана (по объему и соответственно по

количеству вещества) в три раза больше, чем кислорода, следовательно, кислорода

недостаточно.

10-2. Первая реакция представляяет собой дегидрирование

газ А – водород, газ Б – изобутен

Вторая реакция – димеризация, дает два изомерных октена – В и Г: