Установите соответствие между реагирующими веществами и признаком(-ами) протекающей между ними реакции. РЕАГИРУЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА: А) Cu и HNO3 (р-р); Б) Na2CrO4 (р-р) и H2SO4 (р-р); В) Mg(OH)2 и HCl (р-р); Г) Al(OH)3 и NaOH (р-р). ПРИЗНАК(-И) РЕАКЦИИ: 1) выделение газа и растворение твёрдого вещества; 2) образование белого осадка; 3) образование жёлтого осадка; 4) изменение окраски раствора на оранжевую; 5) растворение осадка.

А) \(Cu\) и \(HNO_{3}\) (р-р) — 1 Медь стоит после водорода, но разбавленная азотная кислота окисляет её за счёт \(N^{+5}\): металл растворяется, выделяется бесцветный газ \(NO\) (буреет на воздухе), раствор становится голубым от \(Cu^{2+}\). Признак — выделение газа и растворение твёрдого вещества. \(3Cu + 8HNO_{3} = 3Cu(NO_{3})_{2} + 2NO\uparrow + 4H_{2}O\) Б) \(Na_{2}CrO_{4}\) (р-р) и \(H_{2}SO_{4}\) (р-р) — 4 В кислой среде жёлтые хроматы \(CrO_{4}^{2-}\) переходят в оранжевые дихроматы \(Cr_{2}O_{7}^{2-}\) (степень окисления хрома не меняется, меняется только форма иона). Осадок не образуется, поэтому признак — изменение окраски раствора с жёлтой на оранжевую. \(2Na_{2}CrO_{4} + H_{2}SO_{4} = Na_{2}Cr_{2}O_{7} + Na_{2}SO_{4} + H_{2}O\) В) \(Mg(OH)_{2}\) и \(HCl\) (р-р) — 5 \(Mg(OH)_{2}\) — нерастворимое основание, белый осадок. С соляной кислотой идёт реакция нейтрализации: образуется растворимый \(MgCl_{2}\), газ не выделяется, новый осадок не выпадает. Признак — растворение осадка. \(Mg(OH)_{2} + 2HCl = MgCl_{2} + 2H_{2}O\) Г) \(Al(OH)_{3}\) и \(NaOH\) (р-р) — 5 \(Al(OH)_{3}\) амфотерен, поэтому реагирует и со щёлочью. В растворе образуется растворимый гидроксокомплекс, и белый осадок исчезает. Признак — растворение осадка. \(Al(OH)_{3} + NaOH = Na[Al(OH)_{4}]\) Ответ: 1455

Установите соответствие между аппаратом, используемым в химической промышленности, и процессом, протекающим в этом аппарате. АППАРАТ: А) колонна синтеза; Б) ректификационная колонна; В) электролизёр. ПРОЦЕСС: 1) получение аммиака; 2) обжиг пирита; 3) перегонка нефти; 4) получение алюминия.

В этом задании нужно вспомнить, какой промышленный процесс идёт в каждом из перечисленных аппаратов. А) Колонна синтеза — 1) получение аммиака. Колонна синтеза — это аппарат для обратимой каталитической реакции азота с водородом под высоким давлением: \(N_{2} + 3H_{2} \rightleftarrows 2NH_{3}\). Внутри находится катализатор (губчатое железо с добавками), а само название «колонна синтеза» в школьном курсе закреплено именно за производством аммиака. Б) Ректификационная колонна — 3) перегонка нефти. Ректификация — это разделение смеси жидкостей с разными температурами кипения. Нефть — смесь углеводородов, и в ректификационной колонне она разделяется на фракции (бензин, лигроин, керосин, газойль, мазут): лёгкие фракции с низкой температурой кипения поднимаются вверх колонны, тяжёлые остаются внизу. Это физический процесс, химических превращений здесь нет. В) Электролизёр — 4) получение алюминия. Алюминий — активный металл, и восстановить его из оксида водородом или углеродом не удаётся, поэтому его получают электролизом расплава оксида алюминия \(Al_{2}O_{3}\) в криолите \(Na_{3}AlF_{6}\): \(2Al_{2}O_{3} \overset{электролиз}{\rightarrow} 4Al + 3O_{2}\uparrow\). Такой процесс идёт в электролизёре — ванне с угольными электродами. Оставшийся вариант — обжиг пирита \(4FeS_{2} + 11O_{2} \overset{t}{\rightarrow} 2Fe_{2}O_{3} + 8SO_{2}\uparrow\) — проводят в печи для обжига в «кипящем слое», а не в перечисленных аппаратах, поэтому он не используется. Ответ: 134

Какую массу нитрата кальция следует растворить в 150 г 10%-ного раствора этой соли, чтобы массовая доля соли стала равной 15 %? (Запишите число с точностью до десятых.) Ответ в граммах (г).

В исходном растворе масса соли \(Ca(NO_{3})_{2}\) равна \(m_{1} = 150 \cdot 0{,}10 = 15\) г. При добавлении сухой соли массой \(x\) г увеличиваются и масса соли, и масса всего раствора. Схема условия: \(150\ \text{г раствора};\ \omega = 10\%\ \Rightarrow\ m(соли) = 15\ \text{г}\) \(+\ x\ \text{г}\ Ca(NO_{3})_{2}\ (\text{сухая соль})\ \longrightarrow\) \((150 + x)\ \text{г раствора};\ m(соли) = (15 + x)\ \text{г};\ \omega = 15\%\) Составим и решим уравнение: \(\dfrac{15 + x}{150 + x} = 0{,}15\) \(15 + x = 22{,}5 + 0{,}15x\) \(0{,}85x = 7{,}5\) \(x = \dfrac{7{,}5}{0{,}85} \approx 8{,}82\ \text{г}\) Ответ: 8,8 г.

Определите количество теплоты, которое поглощается при получении 100,8 л (н.у.) углекислого газа в соответствии с термохимическим уравнением реакции: CaCO3(тв.) = CaO(тв.) + CO2(г.) - 177 кДж. (Запишите число с точностью до десятых.) Ответ в кДж.

Реакция разложения карбоната кальция эндотермическая: по уравнению \(CaCO_{3(тв.)} = CaO_{(тв.)} + CO_{2(г.)} - 177\) кДж на 1 моль образующегося \(CO_{2}\) поглощается 177 кДж теплоты. Найдём количество вещества углекислого газа: \(n(CO_{2}) = \frac{V}{V_{m}} = \frac{100{,}8}{22{,}4} = 4{,}5\) моль. Составим пропорцию по термохимическому уравнению (\(n(CO_{2}) : Q = 1 : 177\)): \(\frac{1\ моль}{4{,}5\ моль} = \frac{177\ кДж}{Q}\), откуда \(Q = 177 \cdot 4{,}5 = 796{,}5\) кДж. Ответ: 796,5

Из 3,5 кг технического карбоната натрия получили 3510 г хлорида натрия. Вычислите массовую долю (%) карбоната натрия в указанном образце. (Запишите число с точностью до целых.) Ответ в процентах (%).

Технический образец — это вещество с примесями, то есть основного компонента в нём меньше 100 %. Хлорид натрия образуется только из карбоната натрия, значит по количеству полученной соли можно найти массу чистого \(Na_{2}CO_{3}\). Уравнение реакции (например, с хлороводородной кислотой): \(Na_{2}CO_{3} + 2HCl = 2NaCl + H_{2}O + CO_{2}\uparrow\) По уравнению \(n(Na_{2}CO_{3}) : n(NaCl) = 1 : 2\). Количество вещества хлорида натрия: \(n(NaCl) = \frac{3510}{58,5} = 60\) моль. Тогда \(n(Na_{2}CO_{3}) = \frac{60}{2} = 30\) моль, и его масса: \(m(Na_{2}CO_{3}) = 30 \cdot 106 = 3180\) г. Массовая доля карбоната натрия в образце (\(3,5\) кг \(= 3500\) г): \(\omega(Na_{2}CO_{3}) = \frac{3180}{3500} \cdot 100\% \approx 91\%\) Ответ: 91