Установите соответствие между солью и продуктами электролиза водного раствора этой соли, которые выделились на инертных электродах: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой. СОЛЬ: А) K3PO4; Б) NaCl; В) CuBr2 ПРОДУКТЫ ЭЛЕКТРОЛИЗА: 1) H2, O2; 2) Cu, O2; 3) Cu, галоген; 4) H2, галоген

Во всех трёх случаях электролизу подвергается водный раствор соли на инертных электродах, поэтому в процессах может участвовать вода: на катоде восстанавливаются катионы металлов, стоящих в ряду активности после алюминия, а катионы активных металлов (\(K^{+}\), \(Na^{+}\)) в воде не восстанавливаются — вместо них восстанавливается вода. На аноде окисляются анионы бескислородных кислот (\(Cl^{-}\), \(Br^{-}\)), а в присутствии кислородсодержащих анионов (\(PO_{4}^{3-}\)) окисляется вода. А) \(K_{3}PO_{4}\) — калий активный металл, анион кислородсодержащий, поэтому на обоих электродах реагирует вода: катод: \(2H_{2}O + 2e^{-} \rightarrow H_{2}\uparrow + 2OH^{-}\) анод: \(2H_{2}O - 4e^{-} \rightarrow O_{2}\uparrow + 4H^{+}\) суммарно: \(2H_{2}O \overset{электролиз}{\rightarrow} 2H_{2}\uparrow + O_{2}\uparrow\) — выделяются \(H_{2}\) и \(O_{2}\), соль остаётся в растворе. Это вариант 1. Б) \(NaCl\) — натрий активный металл (на катоде вода), но анион бескислородный (на аноде окисляется \(Cl^{-}\)): катод: \(2H_{2}O + 2e^{-} \rightarrow H_{2}\uparrow + 2OH^{-}\) анод: \(2Cl^{-} - 2e^{-} \rightarrow Cl_{2}\uparrow\) суммарно: \(2NaCl + 2H_{2}O \overset{электролиз}{\rightarrow} H_{2}\uparrow + Cl_{2}\uparrow + 2NaOH\) — выделяются \(H_{2}\) и галоген. Это вариант 4. В) \(CuBr_{2}\) — медь стоит после водорода, поэтому восстанавливается сам катион, а на аноде окисляется бескислородный анион: катод: \(Cu^{2+} + 2e^{-} \rightarrow Cu\) анод: \(2Br^{-} - 2e^{-} \rightarrow Br_{2}\) суммарно: \(CuBr_{2} \overset{электролиз}{\rightarrow} Cu + Br_{2}\) — образуются медь и галоген. Это вариант 3. Ответ: 143.

Для веществ, приведённых в перечне, определите характер среды их водных растворов. 1) K3PO4 2) H2SO4 3) Pb(NO3)2 4) KClO3. Запишите номера веществ в порядке возрастания значения pH их водных растворов, учитывая, что концентрация веществ во всех растворах (моль/л) одинаковая.

Здесь всё решается по составу вещества: смотрим, чем оно является — кислотой, солью сильного основания и сильной кислоты, или солью, дающей гидролиз. \(K_{3}PO_{4}\) — соль сильного основания \(KOH\) и слабой кислоты \(H_{3}PO_{4}\), поэтому идёт гидролиз по аниону: \(PO_{4}^{3-} + H_{2}O \rightleftarrows HPO_{4}^{2-} + OH^{-}\). Накапливаются гидроксид-ионы, среда щелочная, pH самый большой. \(H_{2}SO_{4}\) — сильная двухосновная кислота, полностью распадается на ионы: \(H_{2}SO_{4} \rightarrow 2H^{+} + SO_{4}^{2-}\). При равной концентрации она даёт больше всего ионов \(H^{+}\), среда сильнокислотная, pH самый маленький. \(Pb(NO_{3})_{2}\) — соль слабого основания \(Pb(OH)_{2}\) и сильной кислоты \(HNO_{3}\), гидролиз по катиону: \(Pb^{2+} + H_{2}O \rightleftarrows PbOH^{+} + H^{+}\). Среда кислотная, но гидролиз обратим и идёт лишь частично, поэтому ионов \(H^{+}\) заметно меньше, чем в растворе серной кислоты. \(KClO_{3}\) — соль сильного основания \(KOH\) и сильной кислоты \(HClO_{3}\), гидролизу не подвергается: \(KClO_{3} + H_{2}O \; \cancel{=} \;\) продукты гидролиза. Среда нейтральная, \(pH \approx 7\). Теперь выстраиваем растворы по возрастанию pH: сначала самая кислая среда — серная кислота (2), затем слабокислая за счёт гидролиза по катиону — нитрат свинца (3), потом нейтральная — хлорат калия (4), и в конце щелочная за счёт гидролиза по аниону — фосфат калия (1). Ответ: 2341.

Установите соответствие между способом воздействия на равновесную систему HNO2(р-р) H\(^+\)(р-р) + NO2\(^-\)(р-р) - Q и смещением химического равновесия в результате этого воздействия: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой. ВОЗДЕЙСТВИЕ НА СИСТЕМУ: А) добавление твёрдой щёлочи; Б) добавление твёрдого нитрита калия; В) повышение температуры; Г) понижение давления. ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ: 1) смещается в сторону прямой реакции; 2) смещается в сторону обратной реакции; 3) практически не смещается.

Принцип Ле Шателье: если на равновесную систему подействовать извне, равновесие смещается в сторону той реакции, которая ослабляет это воздействие. Увеличили концентрацию вещества — равновесие уходит в сторону его расходования; убрали вещество — в сторону его образования; нагрели — в сторону эндотермической реакции (у нас прямая, так как \(-Q\)); изменили давление — сместится только та система, где число молей газов в левой и правой части различается. Разбираем систему \(HNO_{2} \rightleftharpoons H^{+} + NO_{2}^{-} - Q\): все участники в растворе, газов нет, прямая реакция идёт с поглощением теплоты. А) добавление твёрдой щёлочи — 1. Щёлочь связывает ионы \(H^{+}\): \(H^{+} + OH^{-} = H_{2}O\). Концентрация продукта уменьшается, и равновесие смещается в сторону его образования, то есть вправо — в сторону прямой реакции (кислота диссоциирует дальше). Б) добавление твёрдого нитрита калия — 2. \(KNO_{2}\) — растворимая соль, она даёт в раствор одноимённые ионы: \(KNO_{2} = K^{+} + NO_{2}^{-}\). Концентрация \(NO_{2}^{-}\) растёт, система «убирает» избыток, связывая эти ионы с \(H^{+}\) в молекулы кислоты, — равновесие смещается влево, в сторону обратной реакции. В) повышение температуры — 1. Прямая реакция эндотермическая (\(-Q\), теплота поглощается). При нагревании равновесие смещается в сторону поглощения теплоты, то есть вправо — в сторону прямой реакции. Г) понижение давления — 3. В системе нет газообразных веществ, число молей газов не меняется, а объём жидкого раствора от давления практически не зависит. Поэтому равновесие практически не смещается. Помни две «ловушки» этой линии: катализатор ускоряет прямую и обратную реакции одинаково, поэтому равновесие он не смещает (лишь быстрее его устанавливает); и добавление вещества, которого в уравнении нет (не участвует в равновесии и не связывает его участников), тоже равновесия не смещает — оба случая дают вариант 3. Ответ: 1213.

В реактор постоянного объёма поместили некоторое количество оксида хлора(I). В результате протекания обратимой реакции 4Cl2O(г) 3Cl2(г) + 2ClO2(г) в реакционной системе установилось химическое равновесие, при котором концентрации оксида хлора(I) и хлора составили 0,05 моль/л и 0,30 моль/л соответственно. Определите исходную концентрацию Cl2O (X) и равновесную концентрацию ClO2 (Y). Выберите из списка номера правильных ответов. 1) 0,05 моль/л 2) 0,10 моль/л 3) 0,15 моль/л 4) 0,20 моль/л 5) 0,45 моль/л 6) 0,50 моль/л. Запишите выбранные номера (X, Y).

По уравнению реакции \(4Cl_{2}O \rightleftharpoons 3Cl_{2} + 2ClO_{2}\) вещества расходуются и образуются в отношении \(4 : 3 : 2\): на каждые 3 моль образовавшегося \(Cl_{2}\) расходуется 4 моль \(Cl_{2}O\) и образуется 2 моль \(ClO_{2}\). Изначально в реакторе был только \(Cl_{2}O\), поэтому весь хлор — продукт реакции: \(\Delta c(Cl_{2}) = 0{,}30\) моль/л. Прореагировало \(Cl_{2}O\): \(\Delta c(Cl_{2}O) = 0{,}30 \cdot \frac{4}{3} = 0{,}40\) моль/л. Исходная концентрация: \(c_{исх}(Cl_{2}O) = c_{равн} + \Delta c = 0{,}05 + 0{,}40 = 0{,}45\) моль/л — это X. Образовалось \(ClO_{2}\): \(\Delta c(ClO_{2}) = 0{,}30 \cdot \frac{2}{3} = 0{,}20\) моль/л; так как исходно оксида хлора(IV) не было, \(c_{равн}(ClO_{2}) = 0{,}20\) моль/л — это Y. Ответ: 54.

Установите соответствие между реагирующими веществами и признаком протекающей между ними реакции: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой. РЕАГИРУЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА: А) K2CO3 и HCl; Б) K2CO3 и BaCl2; В) HI и AgNO3; Г) Ag и HNO3 (конц.). ПРИЗНАК РЕАКЦИИ: 1) выпал жёлтый осадок; 2) выпал белый осадок; 3) выпал бурый осадок; 4) выделился бесцветный газ; 5) выделился бурый газ.

Ответ: 4215. А) \(K_{2}CO_{3}\) и \(HCl\) — 4) выделился бесцветный газ. Соль слабой и неустойчивой угольной кислоты вытесняется сильной соляной кислотой, а образующаяся \(H_{2}CO_{3}\) сразу распадается на воду и углекислый газ — бесцветный и без запаха. Признак — «вскипание» раствора. \(K_{2}CO_{3} + 2HCl = 2KCl + H_{2}O + CO_{2}\uparrow\) Б) \(K_{2}CO_{3}\) и \(BaCl_{2}\) — 2) выпал белый осадок. Обмен между двумя растворимыми солями идёт до конца, потому что карбонат бария нерастворим. Все карбонаты щёлочноземельных металлов — белые, поэтому и осадок белый (в отличие от предыдущего пункта газа здесь нет). \(K_{2}CO_{3} + BaCl_{2} = BaCO_{3}\downarrow + 2KCl\) В) \(HI\) и \(AgNO_{3}\) — 1) выпал жёлтый осадок. Качественная реакция на йодид-ион: \(Ag^{+} + I^{-} = AgI\downarrow\). Цвет осадка меняется по ряду галогенидов серебра: \(AgCl\) — белый, \(AgBr\) — бледно-жёлтый, \(AgI\) — ярко-жёлтый. Именно цвет отличает этот пункт от пункта Б. \(HI + AgNO_{3} = AgI\downarrow + HNO_{3}\) Г) \(Ag\) и \(HNO_{3}\) (конц.) — 5) выделился бурый газ. Азотная кислота растворяет серебро — металл, стоящий в ряду напряжений после водорода, — но водород при этом не выделяется. Восстанавливается азот кислоты: концентрированная \(HNO_{3}\) с малоактивными металлами даёт \(NO_{2}\) — газ бурого цвета с резким запахом. \(Ag + 2HNO_{3}(конц.) = AgNO_{3} + NO_{2}\uparrow + H_{2}O\) Опора для запоминания: бесцветный газ дают карбонаты с кислотами (\(CO_{2}\)), бурый газ — концентрированная азотная кислота с металлами (\(NO_{2}\)); белый осадок — карбонаты и хлориды бария и серебра, жёлтый — \(AgI\) (и \(Ag_{3}PO_{4}\)), бурый осадок — \(Fe(OH)_{3}\), которого в этом задании нет.