Образец оксида меди(II), содержащий 15% примесей меди, поместили в разбавленный раствор серной кислоты. При этом образовался 352 г сульфата меди(II). Определите массу указанного образца. (Запишите число с точностью до целых.) Ответ дайте в граммах.

Примеси — это посторонние вещества в образце, которые не участвуют в описанной реакции. Здесь примесь — металлическая медь: с разбавленной серной кислотой она не реагирует \(Cu + H_{2}SO_{4}(разб.) \; \cancel{=}\), поэтому сульфат меди(II) образуется только из оксида. Массовая доля \(CuO\) в образце: \(100\% - 15\% = 85\%\). Уравнение реакции: \(CuO + H_{2}SO_{4} = CuSO_{4} + H_{2}O\) По уравнению \(n(CuO) : n(CuSO_{4}) = 1 : 1\). Находим количество вещества сульфата меди(II): \(M(CuSO_{4}) = 160\) г/моль, значит \(n(CuSO_{4}) = \frac{352}{160} = 2{,}2\) моль. Тогда \(n(CuO) = 2{,}2\) моль, а его масса: \(m(CuO) = 2{,}2 \cdot 80 = 176\) г. Эти 176 г составляют 85% образца, поэтому масса образца: \(m = \frac{176}{0{,}85} \approx 207\) г. Ответ: 207 г.

Из предложенного перечня выберите два вещества, окислительно-восстановительная реакция между которыми приводит к образованию простого вещества и раствора одной соли. Выделение газа в ходе реакции не происходит. В ответе запишите только одно из возможных окислительно-восстановительных реакций с участием выбранных веществ. Составьте уравнение реакции (запишите уравнение процессов окисления и восстановления, укажите окислитель и восстановитель). Перечень веществ: бромоводород, нитрат магния, хлорат бария, ацетат железа(II), перманганат калия, серная кислота.

Ba(ClO3)2 + 12HBr = BaCl2 + 6Br2 + 6H2O Электронный баланс: 3 | 2Br⁻ − 2e⁻ → Br2⁰ (восстановитель) 1 | Cl⁺⁵ + 6e⁻ → Cl⁻ (окислитель) Хлор в степени окисления +5 (хлорат бария) — окислитель; бром в степени окисления −1 — восстановитель. Подробный разбор Условию отвечают хлорат бария \(Ba(ClO_{3})_{2}\) и бромоводород \(HBr\): хлор в хлорате имеет высшую для этой соли степень окисления \(+5\) и работает окислителем, а бром в \(HBr\) находится в низшей степени окисления \(-1\) и может только отдавать электроны. При этом получается простое вещество — бром \(Br_{2}\), и единственная соль \(BaCl_{2}\), которая остаётся в растворе, а газ не выделяется (хлор восстанавливается не до \(Cl_{2}\), а до хлорид-иона). Уравнение реакции: \(Ba(ClO_{3})_{2} + 12HBr = BaCl_{2} + 6Br_{2} + 6H_{2}O\) Электронный баланс: \(3\;|\;2Br^{-} - 2e^{-} \rightarrow Br_{2}^{0}\) \(1\;|\;Cl^{+5} + 6e^{-} \rightarrow Cl^{-}\) Окислитель — \(Ba(ClO_{3})_{2}\) за счёт хлора в степени окисления \(+5\) (он принимает электроны и понижает степень окисления до \(-1\)). Восстановитель — \(HBr\) за счёт брома в степени окисления \(-1\) (он отдаёт электроны и переходит в \(Br_{2}^{0}\)).

Перечень веществ: бромоводород, нитрат магния, хлорат бария, ацетат железа(II), перманганат калия, серная кислота. Из предложенного перечня выберите вещества, между которыми протекает реакция ионного обмена. Запишите молекулярное, полное и сокращённое ионные уравнения этой реакции.

Ba(ClO3)2 + H2SO4 = BaSO4↓ + 2HClO3 Полное ионное: Ba²⁺ + 2ClO3⁻ + 2H⁺ + SO4²⁻ = BaSO4↓ + 2H⁺ + 2ClO3⁻ Сокращённое ионное: Ba²⁺ + SO4²⁻ = BaSO4↓ Подробный разбор В перечне: \(HBr\), \(Mg(NO_{3})_{2}\), \(Ba(ClO_{3})_{2}\), \((CH_{3}COO)_{2}Fe\), \(KMnO_{4}\), \(H_{2}SO_{4}\). Реакция ионного обмена идёт, если образуется осадок, газ или слабый электролит. Здесь такая пара — хлорат бария и серная кислота: ион \(Ba^{2+}\) с ионом \(SO_{4}^{2-}\) даёт нерастворимый \(BaSO_{4}\). Молекулярное уравнение: \(Ba(ClO_{3})_{2} + H_{2}SO_{4} = BaSO_{4}\downarrow + 2HClO_{3}\) Полное ионное уравнение (на ионы расписываем растворимый \(Ba(ClO_{3})_{2}\), сильную кислоту \(H_{2}SO_{4}\) и сильную кислоту \(HClO_{3}\); \(BaSO_{4}\) — осадок, его оставляем в молекулярном виде): \(Ba^{2+} + 2ClO_{3}^{-} + 2H^{+} + SO_{4}^{2-} = BaSO_{4}\downarrow + 2H^{+} + 2ClO_{3}^{-}\) Сокращаем одинаковые ионы в левой и правой частях — \(2H^{+}\) и \(2ClO_{3}^{-}\): \(Ba^{2+} + SO_{4}^{2-} = BaSO_{4}\downarrow\) Обрати внимание: хлорная кислота \(HClO_{3}\) — сильный электролит и в растворе существует в виде ионов, поэтому в полном ионном уравнении её нельзя писать молекулой; движущая сила реакции — только выпадение осадка \(BaSO_{4}\).

При взаимодействии концентрированной серной кислоты с иодидом калия был получен газ с неприятным запахом, который затем сожгли в недостатке кислорода. Образовавшееся твёрдое простое вещество вступило в реакцию с концентрированной азотной кислотой. Выделившийся в результате реакции газ поглотили избытком раствора гидроксида калия. Напишите уравнения четырёх описанных реакций.

1) 5H2SO4 + 8KI = 4K2SO4 + H2S↑ + 4I2 + 4H2O 2) 2H2S + O2 = 2S + 2H2O 3) S + 6HNO3 = H2SO4 + 6NO2↑ + 2H2O 4) 2NO2 + 2KOH = KNO3 + KNO2 + H2O Подробный разбор Газ с неприятным запахом — это \(H_{2}S\): концентрированная серная кислота окисляет иодид-ион до \(I_{2}\), а сама восстанавливается иодоводородом до сероводорода (степень окисления серы падает с \(+6\) до \(-2\)). \(5H_{2}SO_{4} + 8KI = 4K_{2}SO_{4} + H_{2}S\uparrow + 4I_{2} + 4H_{2}O\) \(2H_{2}S + O_{2} = 2S + 2H_{2}O\) \(S + 6HNO_{3} = H_{2}SO_{4} + 6NO_{2}\uparrow + 2H_{2}O\) \(2NO_{2} + 2KOH = KNO_{3} + KNO_{2} + H_{2}O\) Пояснения к переходам: Кислорода недостаток, поэтому горение \(H_{2}S\) идёт неполно: вместо \(SO_{2}\) выделяется твёрдое простое вещество — сера. Именно она и есть «твёрдое простое вещество» из условия. Концентрированная \(HNO_{3}\) окисляет неметалл серу до высшей степени окисления \(+6\), то есть до \(H_{2}SO_{4}\), а сама даёт бурый газ \(NO_{2}\). \(NO_{2}\) — смешанный оксид, с избытком щёлочи он диспропорционирует сразу на две соли: нитрат \(KNO_{3}\) (сера азота \(+5\)) и нитрит \(KNO_{2}\) (\(+3\)).

Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

1) CH3CH2COOCH3 + NaOH → CH3CH2COONa + CH3OH 2) CH3OH + HCl → CH3Cl + H2O 3) C6H5–CH3 + CH3Cl —(AlCl3)→ CH3–C6H4–CH3 + HCl (замещение в кольце) 4) CH3–C6H5 + HNO3 —(H2SO4)→ CH3–C6H4–NO2 + H2O (о-/п-изомер) 5) O2N–C6H4–CH3 + 3Fe + 7HCl → [CH3–C6H4–NH3]⁺Cl⁻ + 3FeCl2 + 2H2O