Тренировочный вариант №27. Ответом к заданиям 1–25 является последовательность цифр. Ответ запишите в поле ответа в тексте работы, а затем перенесите в БЛАНК ОТВЕТОВ № 1 справа от номера соответствующего задания, начиная с первой клеточки. Последовательность цифр записывайте без пробелов, запятых и других дополнительных символов. Каждый символ пишите в отдельной клеточке в соответствии с приведёнными в бланке образцами. Цифры в ответах на задания 7, 8, 10, 14, 15, 19, 20, 22–25 могут повторяться. Задание №1 Из указанных в ряду химических элементов выберите два элемента, атомы которых в основном состоянии содержат одинаковое число спаренных s-электронов и спаренных p-электронов: 1) O 2) F 3) Li 4) N 5) Mg Запишите в поле ответа номера выбранных элементов. Ответ: Задание №2 Из указанных в ряду химических элементов выберите три элемента, являющихся металлами. Расположите выбранные элементы в порядке усиления восстановительных свойств соответствующих им простых веществ. 1) I 2) Sn 3) Mg 4) Xe 5) Rb Запишите в поле ответа номера выбранных элементов в нужной последовательности. Ответ: Задание №3 Из предложенного перечня химических элементов выберите два элемента, находящихся в одном периоде Периодической системы Д.И. Менделеева, которые образуют водородные соединения, структурная единица которых содержит два атома водорода. 1) Ga 2) Se 3) Ca 4) Be 5) S Запишите в поле ответа номера выбранных элементов. Ответ: Задание №4 Из предложенного перечня выберите два соединения, все ковалентные связи в которых образованы только по обменному механизму. 1) метан 2) хлор 3) гексагидроксохромат (III) натрия 4) бромид аммония 5) азотная кислота Запишите номера выбранных ответов. Ответ: Задание №5 Среди предложенных формул веществ, расположенных в пронумерованных ячейках, выберите формулы: А) соли; Б) высшего оксида; В) пероксида. 1) CrO 2) FeBr3 3) SO2 4) H2SiO3 5) SiCl4 6) CO2 7) PI3 8) CaO2 9) MnO2 Запишите в таблицу номера ячеек, в которых расположены вещества, под соответствующими буквами. Ответ: А Б В [adsp-pro-3] Задание №6 В пробирку с бесцветным раствором вещества Х добавили раствор ацетата свинца, наблюдая при этом образование желтого осадка. Во вторую пробирку с окрашенным раствором вещества Y добавили раствор ацетата бария, что также сопровождалось образованием желтого осадка. Из предложенного перечня выберите вещества X и Y, которые могут вступать в описанные реакции. 1) сероводород 2) хлорид аммония 3) хромат натрия 4) йодид калия 5) перманганат натрия Запишите номера выбранных веществ под соответствующими буквами. Ответ: X Y [adsp-pro-3] Задание №7 Установите соответствие между формулой вещества и реагентами, с каждым из которых это вещество может взаимодействовать: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой. ФОРМУЛА ВЕЩЕСТВА РЕАГЕНТЫ А) P2O3 Б) Fe3O4 В) HNO3 Г) ZnSO4 1) Ba(NO3)2, Sr(OH)2, (NH4)2CO3 2) SO2, NaHSO3, Cu2S 3) K2O2, O2, H2O 4) HBr, SrO, H2O 5) AgNO3, Sn, H2O 6) Fe, HF, CO Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами. Ответ: А Б В Г Задание №8 Установите соответствие между исходными веществами и продуктами их возможного взаимодействия: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой. ИСХОДНЫЕ ВЕЩЕСТВА ПРОДУКТЫ РЕАКЦИИ А) Fe2O3 + HBr(конц.) Б) Fe3O4 + HNO3 (конц.) В) FeO + HI(конц.) Г) Fe3O4 + HCl(конц.) 1) соль + оксид + вода 2) соль + вода 3) соль + простое вещество 4) реакция не идет 5) соль +соль + вода 6) соль + соль 7) соль + простое вещество + вода Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами. Ответ: А Б В Г Задание №9 Задана следующая схема превращений веществ:Определите, какие из указанных веществ являются веществами X и Y. 1) хлорид железа (II) 2) сульфат железа (II) 3) сульфат железа (III) 4) хлорид железа (III) 5) хлор Запишите в таблицу номера выбранных веществ под соответствующими буквами. Ответ: X Y [adsp-pro-3] Задание №10 Установите соответствие между формулой вещества и его систематическим названием: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой. ФОРМУЛА ВЕЩЕСТВА СИСТЕМАТИЧЕКОЕ НАЗВАНИЕ А) C6H5CH3 Б) HOCH2CH2OH В) NH2CH2COOH 1) аминоуксусная кислота 2) этиленгликоль 3) этандиол-2,2 4) 2-метилфенол 5) глицин 6) фенилметан 7) аминоэтановая кислота 8) этандиол-1,2 Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами. Ответ: А Б В Задание №11 Из предложенного перечня соединений выберите два таких, изомеры которых могут содержать атомы углерода в sp2-гибридизации. 1) диизопропиловый эфир 2) 1,3-диаминопропан 3) 1,2-диметилциклопропан 4) нитроэтан 5) метилпропиловый эфир Запишите номера выбранных ответов. Ответ: Задание №12 Из предложенного перечня выберите все углеводороды, из которых при окислении перманганатом калия в кислой среде можно получить соединение с двумя функциональными группами. 1) изопропилбензол 2) 1,2-диметилциклогексен-1 3) 1-метилциклогексен 4) 3,4-диметилгексен-3 5) 1,3-диметилбензол Запишите номера выбранных ответов. Ответ:___________________ Задание №13 Из предложенного перечня выберите два утверждения, справедливых и для анилина, и для глюкозы. 1) содержат атомы углерода в sp3-гибридизации 2) являются твердыми веществами при обычных условиях 3) вступают в каталитическое гидрирование 4) содержат π-связи между атомами углерода 5) реагируют с бромом Запишите номера выбранных ответов. Ответ: [adsp-pro-3] Задание №14 Установите соответствие между названием углеводорода и классом соединения, которое нельзя получить из него в одну стадию: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой. НАЗВАНИЕ УГЛЕВОДОРОДА КЛАСС ПРОДУКТА А) 2,3-диметилпентен-2 Б) стирол В) 1,2-дифенилэтилен Г) 2-метилпропен 1) одноатомный спирт 2) галогенуглеводород 3) карбоновая кислота 4) кетон 5) двухатомный спирт Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами. Ответ: А Б В Г Задание №15 Установите соответствие между кислородсодержащим соединением и названием органического продукта, который можно получить из него в одну стадию: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой. КИСЛОРОДСОДЕРЖАЩЕЕ СОЕДИНЕНИЕ НАЗВАНИЕ ПРОДУКТА А) фенилацетат Б) бензоат калия В) бензальдегид Г) бензоат натрия 1) гексан 2) циклогексанон 3) бензоат аммония 4) фенолят натрия 5) бензол 6) кумол Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами. Ответ: А Б В Г Задание №16 Задана следующая схема превращений веществ: Определите, какие из указанных веществ являются веществами X и Y. 1) 1,2-дибромэтан 2) пропановая кислота 3) пропен 4) пропионат калия 5) метанол 6) бромэтан Запишите в таблицу номера выбранных веществ под соответствующими буквами. Ответ: X Y Задание №17 Из предложенного перечня выберите все соединения, взаимодействие которых с концентрированным раствором азотной кислоты не относится к окислительно-восстановительным реакциям. 1) оксид серы(IV) 2) гидроксид меди(II) 3) фосфид алюминия 4) карбонат железа(II) 5) хромат калия Запишите номера выбранных ответов. Ответ:___________________ Задание №18 Из приведенного перечня выберите все реакции, скорость протекания которых при обычных условиях выше, чем скорость взаимодействия гранул цинка с 10%-ным водным раствором соляной кислоты. 1) взаимодействие таких же гранул цинка с 2%-ным водным раствором уксусной кислоты 2) взаимодействие раствора нитрата бария с раствором серной кислоты 3) взаимодействие цинковой пыли с 10%-ным водным раствором соляной кислоты 4) взаимодействие натрия с серой 5) взаимодействие железа с концентрированной серной кислотой Запишите номера выбранных ответов. Ответ:___________________ [adsp-pro-3] Задание №19 Установите соответствие между выделенным атомом в формуле иона и его окислительно-восстановительными свойствами, которые он может проявлять: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой. ФОРМУЛА ИОНА СВОЙСТВО ВЫДЕЛЕННОГО АТОМА В ИОНЕ А) MnO42− Б) CrO42− В) HS− 1) не способен проявлять окислительно-восстановительные свойства 2) может быть только восстановителем 3) может быть как окислителем, так и восстановителем 4) может быть только окислителем Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами. Ответ: А Б В Задание №20 Установите соответствие между неметаллом и возможным способом его электролитического получения: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой. НЕМЕТАЛЛ ЭЛЕКТРОЛИЗ А) кислород Б) фтор В) водород 1) раствора бромида меди (II) 2) расплава хлорида стронция 3) раствора ацетата цезия 4) расплава фторида калия 5) раствора фторида серебра Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами. Ответ: А Б В Для выполнения задания 21 используйте следующие справочные данные. Концентрация (молярная, моль/л) показывает отношение количества растворённого вещества (n) к объёму раствора (V). pH («пэ аш») – водородный показатель; величина, которая отражает концентрацию ионов водорода в растворе и используется для характеристики кислотности среды. Задание №21 Для веществ, приведённых в перечне, определите характер среды их водных растворов. 1) нитрат фениламмония (0,01 моль/л) 2) азотная кислота (0,02 моль/л) 3) гидроксид цезия (0,1 моль/л) 4) фенолят натрия (0,01 моль/л) Запишите номера веществ в порядке убывания значения водородного показателя их водных растворов. Ответ: Задание №22 Установите соответствие между способом воздействия на равновесную систему [Fe(SCN)6]3− (р-р) ⇄ Fe3+ (р-р) + 6SCN− (р-р) - Q и направлением смещения химического равновесия в результате этого воздействия: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой. ВОЗДЕЙСТВИЕ НА СИСТЕМУ НАПРАВЛЕНИЕ СМЕЩЕНИЯ ХИМИЧЕСКОГО РАВНОВЕСИЯ А) увеличение температуры Б) уменьшения давления В) добавление твердого NH4SCN Г) добавление кислотно-основного индикатора 1) в сторону обратной реакции 2) в сторону прямой реакции 3) практически не смещается Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами. Ответ: А Б В Г Задание №23 В замкнутый реактор поместили смесь оксидов азота (II) и (IV) с кислородом, затем нагрели. В результате протекания обратимой реакции 2NO(г) + O2(г) ⇆ 2NO2(г) в системе установилось равновесие. При этом исходные концентрации оксида азота (IV) и кислорода были равны 0,020 моль/л и 0,040 моль/л, а равновесные концентрации оксида азота (II) и кислорода - 0,005 моль/л и 0,035 моль/л соответственно. Определите исходную концентрацию оксида азота (II) (X) и равновесную концентрацию оксида азота (IV) (Y). Выберите из списка номера правильных ответов: 1) 0,015 моль/л 2) 0,020 моль/л 3) 0,035 моль/л 4) 0,040 моль/л 5) 0,030 моль/л 6) 0,055 моль/л Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами. Ответ: X Y Задание №24 Установите соответствие между названиями двух веществ и реагентом, с помощью которого можно различить эти вещества: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой. ВЕЩЕСТВА РЕАГЕНТ А) анилин и пропанол-1 Б) 1,2-диметилбензол и бензол В) глицерин и бутанол-1 Г) кремнезем и оксид магния 1) Cu(OH)2 2) HCl(р-р) 3) Br2(водн.) 4) NaMnO4(р-р) 5) BeO Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами. Ответ: А Б В Г [adsp-pro-3] Задание №25 Установите соответствие между двухкомпонентной смесью и наиболее подходящим способом ее разделения: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой. СМЕСЬ МЕТОД РАЗДЕЛЕНИЯ А) бензола и кумола Б) нефти и NaCl(водного р-ра) В) хлорида серебра и воды 1) фильтрование 2) фракционная перегонка 3) возгонка 4) отстаивание, затем использование делительной воронки Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами. Ответ: А Б В Ответом к заданиям 26–28 является число. Запишите это число в поле ответа в тексте работы, соблюдая при этом указанную степень точности. Затем перенесите это число в БЛАНК ОТВЕТОВ № 1 справа от номера соответствующего задания, начиная с первой клеточки. Каждый символ пишите в отдельной клеточке в соответствии с приведёнными в бланке образцами. Единицы измерения физических величин в бланке ответа указывать не нужно. Задание №26 В первой колбе, содержащей 100 мл воды, растворили 2,24 л хлороводорода, а во второй колбе, содержащей 200 г воды, растворили 672 мл хлороводорода. Рассчитайте массовую хлороводорода (в %) в растворе, полученном при смешении содержимого этих двух колб. (Запишите ответ с точностью до десятых.) Ответ:___________________ % Задание №27 Обжиг сульфида свинца происходит согласно термохимическому уравнению: 2PbS(тв.) + 3O2(г.) = 2PbO(тв.) + 2SO2(г.) + Q При образовании 4,46 г оксида свинца(II) выделилось 8,32 кДж энергии. Рассчитайте объем израсходованного кислорода (л, н.у.), если при этом выделилось 374,4 кДж энергии. (Запишите число с точностью до десятых.) Ответ:___________________ л Задание №28 Вычислите массу (в граммах) оксида азота(IV), который выделится при полном окислении 5,88 г сульфида хрома(III), содержащего 15% кварца, под действием концентрированной азотной кислоты. (Запишите число с точностью до десятых.) Ответ:___________________ г Не забудьте перенести все ответы в бланк ответов № 1 в соответствии с инструкцией по выполнению работы. Проверьте, чтобы каждый ответ был записан в строке с номером соответствующего задания. Для выполнения заданий 29, 30 используйте следующий перечень веществ: азотная кислота, оксид меди (II), сероводород, фторид аммония, оксид железа(III), оксид хрома(II). Допустимо использование водных растворов веществ. Задание №29 Из предложенного перечня выберите вещества, в результате окислительно-восстановительной реакции между которыми выделяется газ тяжелее кислорода и образуется окрашенный раствор. В ответе запишите уравнение только одной из возможных окислительно-восстановительных реакций с участием выбранных веществ. Составьте электронный баланс, укажите окислитель и восстановитель. [adsp-pro-3] Задание №30 Из предложенного перечня выберите два вещества, при протекании реакции ионного обмена между которыми образуются сильный и слабый электролиты. Запишите молекулярное, полное и сокращенное ионные уравнения реакции с участием выбранных веществ. Задание №31 Навеску манганата бария обработали большим избытком концентрированной соляной кислоты. К образовавшемуся раствору добавили сульфат аммония. Выпавший осадок отфильтровали, высушили и прокалили при высокой температуре с избытком кокса. Получившуюся соль внесли в избыток концентрированной азотной кислоты и нагревали до окончания реакции. Напишите уравнения четырех описанных реакций. Задание №32 Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения: При написании уравнений реакций используйте структурные формулы органических веществ. Задание №33 При сжигании 2,28 г неизвестного органического вещества А в качестве единственных продуктов сгорания были получены 1,8 г воды и 2,688 л углекислого газа (н.у.). Известно, что вещество А может быть синтезировано в одну стадию из углеводорода Б, который может реагировать с гидроксидом диамминсеребра в мольном соотношении 1:2 соответственно. На основании данных условия задания: 1) проведите необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин) и установите молекулярную формулу органического вещества А; 2) составьте структурную формулу вещества А, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле; 3) напишите уравнение реакции получения вещества А из вещества Б. (используйте структурные формулы органических веществ). Задание №34 Смесь оксида железа(II) и оксида железа(III) массой 8,28 г растворили в 100 г концентрированной азотной кислоты, взятой в избытке. Полученный раствор упаривали до тех пор, пока твердый остаток не стал представлять собой одно единственное вещество. Данное вещество растворили в воде, а к образовавшемуся раствору добавили избыток раствора сульфида калия. При этом наблюдали образование осадка без выделения газа. Полученный в результате этого осадок отфильтровали и взвесили. Его масса оказалась равна 10,92 г. Определите массовую долю соли в растворе после растворения смеси оксидов. В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин). Ответы к первой части варианта №27 № задания, ответ № задания, ответ 1) 25 2) 235 3) 23 4) 12 5) 268 6) 43 7) 3621 8) 2125 9) 34 10) 687 11) 34 12) 235 13) 35 14) 3443 15) 4535 16) 46 17) 25 18) 23 19) 342 20) 543 21) 3412 22) 2313 23) 15 24) 3412 25) 241 26) 1,6 27) 30,2 28) 27,6 [adsp-pro-3] Ответы ко второй части варианта №27 Задание №29 CrO + 4HNO3 = Cr(NO3)3 + NO2 + 2H2O 1∙ | Cr+2 − 1ē → Cr+3 1∙ | N+5 + 1ē → N+4 хром в степени окисления +2 (или оксид хрома(II)) является восстановителем; азот в степени окисления +5 (или азотная кислота) – окислителем. Задание 30 HNO3 + NH4F = NH4NO3 + HF H+ + NO3− + NH4+ + F− = NH4+ + NO3− + HF H+ + F− = HF Задание 31 1) BaMnO4 + 8HCl = BaCl2 + MnCl2 + 2Cl2 + 4H2O 2) BaCl2 + (NH4)2SO4 = BaSO4 + 2NH4Cl 3) BaSO4 + 4C = BaS + 4CO 4) BaS + 8HNO3 = BaSO4 + 8NO2 + 4H2O Задание 32 Задание 33 При сжигании 2,28 г неизвестного органического вещества А в качестве единственных продуктов сгорания были получены 1,8 г воды и 2,688 л углекислого газа (н.у.). Известно, что вещество А может быть синтезировано в одну стадию из углеводорода Б, который может реагировать с гидроксидом диамминсеребра в мольном соотношении 1:2 соответственно. На основании данных условия задания: 1) проведите необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин) и установите молекулярную формулу органического вещества А; 2) составьте структурную формулу вещества А, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле; 3) напишите уравнение реакции получения вещества А из вещества Б. (используйте структурные формулы органических веществ). Решение: Поскольку в результате сгорания вещества А в качестве продуктов сгорания образовались только вода и углекислый газ, это означает, что вещество А представляет собой либо углеводород, либо органическое соединение, образованное тремя элементами - углеродом, водородом и кислородом. В любом случае, молекулярную формулу искомого соединения мы можем представить как CxHyOz. В случае, если вдруг искомое соединение, все же окажется углеводородом, мы просто получим значение z = 0. Определим количество вещества углекислого газа: n(CO2) = V(CO2)/Vm = 2,688/22,4 = 0,12 моль, и воды: n(H2O) = m(H2O)/M(H2O) = 1,8/18 = 0,1 моль. Далее определим количество вещества атомов углерода и их массу в составе органического вещества: n(C) = n(CO2) = 0,12 моль, m(C) = n(C)·M(C) = 0,12·12 = 1,44 г, аналогичные расчеты проведем для водорода: n(H) = 2n(H2O) = 2·0,1 = 0,2 моль, m(H) = n(H)·M(H) = 0,2·1 = 0,2 г Рассчитаем массу кислорода, которая содержалась в сожженной порции вещества А массой 2,28 г: m(O) = m(в-ва) - m(C) - m(H) = 2,28 г - 1,44 г - 0,2 г = 0,64 г, Мы получили значение массы кислорода отличное от нуля, следовательно соединение А – это не углеводород. Рассчитаем количество вещества атомов кислорода в порции вещества А массой 2,28 г: n(O) = m(O)/M(O) = 0,64/16 = 0,04 моль, Далее найдем простейшую формулу вещества А: n(C) : n(H) : n(O) = 0,12 : 0,2 : 0,04 = 3 : 5 : 1 То есть, простейшая (эмпирическая) формула вещества А - C3H5O. Следует отметить, что полученная простейшая формула C3H5O не может оказаться истинной молекулярной формулой вещества А. Связано это с тем, что кислородсодержащие соединения с формулой вида CxHyOz не могут содержать в составе своих молекул нечетное число атомов водорода. Поэтому, для получения истинной молекулярной формулы вещества А найденную нами простейшую формулу нужно "увеличить" в чётное число раз. Для того, чтобы задача на установление формулы вещества была засчитана, достаточно найти хотя бы одно ее решение, при этом не так уж и редко задача имеет несколько или даже множество решений. По этой причине, наша задача сейчас увеличивать последовательно простейшую формулу C3H5O в четное число раз, начиная с наименьшего четного числа - 2 (в 2, 4, 6 и т.д.)раз. И искать решения пока мы не наткнемся на первое подходящее. В случае успешного нахождения подходящего решения дальнейшие поиски дополнительных решений можно прекратить. Увеличив простейшую формулу вещества А в два раза мы получаем формулу C6H10O2. В условии задачи сказано, что исходный углеводород Б может реагировать с [Ag(NH3)2]OH. Из углеводородов с аммиачным раствором оксида серебра реагируют только те, молекулы которых имеют минимум одну тройную углерод-углеродную связь на конце молекулы. Поскольку в условии сказано, что углеводород Б реагирует с гидроксидом диамминсеребра в соотношении 1:2, это значит, что молекула углеводорода Б имеет 2 подвижных атома водорода возле тройной СС связи. В такой же пропорции с аммиачными раствором оксида серебра из алкинов способен реагировать только ацетилен. Любой другой его гомолог с концевой тройной связью СС способен реагировать с аммиачным комплексом только в соотношении 1:1. Отсюда, логично предположить, что искомый углеводород имеет две концевые тройные СС связи, то есть его можно отнести к классу алкадиинов. В свою очередь соединение А может представлять собой продукт полной гидратации алкадиина Б. В таком случае искомым углеводородом Б может являться гексадиин-1,5, а продуктом получаемым из него в одну стадию гександион-2,4. Таким образом, : 1) молекулярная формула вещества А - C6H10O2 2) структурная формула вещества А: 3) уравнение реакции получения вещества А из вещества Б: Задание 34 Смесь оксида железа(II) и оксида железа(III) массой 8,28 г растворили в 100 г концентрированной азотной кислоты, взятой в избытке. Полученный раствор упаривали до тех пор, пока твердый остаток не стал представлять собой одно единственное вещество. Данное вещество растворили в воде, а к образовавшемуся раствору добавили избыток раствора сульфида калия. При этом наблюдали образование осадка без выделения газа. Полученный в результате этого осадок отфильтровали и взвесили. Его масса оказалась равна 10,92 г. Определите массовую долю соли в растворе после растворения смеси оксидов. В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин). Решение: Пусть, n(Fe2O3) = х моль, а n(FeO) = у моль. Тогда: m(Fe2O3) = M·n = 160х г, а m(FeO) = M·n = 72y г; Очевидно, что: m(смеси Fe2O3 и FeO) = m(Fe2O3) + m(FeO) = (160х + 72y) г Также из условия мы знаем, что: m(смеси Fe2O3 и FeO) = 8,28 г, Получаем первое уравнение системы: 160х + 72y = 8,28 Оба оксида железа при взаимодействии с азотной кислотой образуют нитрат железа (III): Fe2O3 + 6HNO3 = 2Fe(NO3)3 + 3H2O (I) FeO + 4HNO3 = Fe(NO3)3 + NO2↑+ 2H2O (II) Выразим через x и y общее количество вещества нитрата железа (III) образовавшегося в результате реакций (I) и (II). В начале решения мы приняли, что n(Fe2O3) = x моль, следовательно, в соответствии с уравнением реакции (I): nI(Fe(NO3)3) = 2n(Fe2O3) = 2x моль, Аналогично, учитывая, что n(FeO) мы приняли равным y моль, в соответствии с уравнением реакции (II) мы можем сказать, что количество вещества нитрата железа(III), образовавшегося по реакции (II), будет равно: nI(Fe(NO3)3) = n(FeO) = y моль, Таким образом: nобщ.(Fe(NO3)3) = nI(Fe(NO3)3) + nII(Fe(NO3)3) = (2x + y) моль, В условии задачи сказано, что азотную кислоту к смеси оксидов железа добавили в избытке. Таким образом, до упаривания образовавшийся раствор состоял из нитрата железа(III), азотной кислоты и воды. Также известно, что в результате упаривания в твердом остатке остается одно единственное вещество. Исходя из того, что вода и азотная кислота имеют молекулярное строение, а нитрат железа(III) – ионное, логичным будет вывод о том, что твердый остаток представляет собой ни что иное, как нитрат железа(III) – наиболее высококипящий компонент данного раствора. Таким образом, фактически избыток раствора сульфида калия добавляется к раствору нитрата железа(III). При этом протекает реакция, которая описывается уравнением: 2Fe(NO3)3 + 3K2S = 2FeS↓ + S↓ + 6KNO3 (III) Осадок, образовавшийся при добавлении раствора сульфида калия к раствору нитрата железа(III), представляет собой смесь двух веществ – сульфида железа(II) и серы. Зная, как общее количество вещества нитрата железа выражается через x и y, мы аналогичным образом через x и y можем выразить количество вещества сульфида железа (II) и количество вещества серы. Учитывая, что nобщее(Fe(NO3)3) = (2x + y) моль, то в соответствии с уравнением реакции (III) мы можем записать, что: n(FeS) = nобщее(Fe(NO3)3) = (2x + y) моль, и, аналогично, что: n(S) = 0,5·nобщее(Fe(NO3)3) = 0,5·(2x + y) = (x + 0,5y) моль, В свою очередь: m(FeS) = M·n = 88(2x + y) = (176x+88y) г, m(S) = M·n = 32(x+0,5y) = (32x+16y) г Поскольку, как уже было сказано, осадок, образовавшийся в реакции (III), представляет собой смесь двух веществ – сульфида железа(II) и серы, мы можем сказать, что: mIII(осадка) = m(FeS) + m(S) = (176x+88y) г + (32х+16y) г = (208x+104y) г, В то же время, из условия задачи мы знаем, что: mIII(осадка) = 10,92 г Отсюда имеем еще одно уравнение с двумя переменными: 208x+104y = 10,92 Далее требуется решить систему двух уравнений в двумя неизвестными. Решаем: Таким образом, n(Fe2O3) = x моль = 0,045 моль, n(FeO) = y моль = 0,015 моль, В задаче требуется рассчитать массовую долю соли в растворе, полученном при растворении оксидов железа в концентрированном растворе азотной кислоты. То есть, рассчитать массовую долю нитрата железа(III). Для расчета массовой доли нитрата железа(III) нам необходимо знать суммарную массу нитрата железа(III), образовавшегося из обоих оксидов в соответствии с уравнениями реакций (I) и (II). Ранее мы уже записывали, что: nобщ.(Fe(NO3)3) = nI(Fe(NO3)3) + nII(Fe(NO3)3) = (2x + y) моль, подставляя найденные значения x и y получаем: nобщ.(Fe(NO3)3) = 2·0,045 + 0,015 = 0,105 моль, тогда, mобщ.(Fe(NO3)3) = nобщее(Fe(NO3)3)·M(Fe(NO3)3) = 0,105·242 = 25,41 г, Масса раствора, образовавшегося при растворении оксидов железа в концентрированной азотной кислоте будет равна: mр-ра(после р-ций I и II) = m(смеси Fe2O3 и FeO) + m(HNO3(конц.)) - m(NO2) Для расчета массы раствора, образовавшегося при растворении оксидов в концентрированной азотной кислоте, нам не хватает только значения массы диоксида азота. Найдем его. В соответствии с уравнением реакции (II): n(NO2) = n(FeO) = y моль = 0,015 моль, следовательно, m(NO2)= n·M = 0,015·46 = 0,69 г, Тогда: mр-ра(после р-ций I и II) = 8,28 г + 100 г - 0,69 г = 107,59 г, В свою очередь: [adsp-pro-10]
