При взаимодействии 5,6 л (н.у.) оксида серы(IV) с избытком кислорода выделилось 19 кДж теплоты. Определите тепловой эффект этой реакции. 2SO2(г) + O2(г) = 2SO3(г) + Q. (Запишите число с точностью до целых.) Ответ в кДж.

Найдём количество вещества оксида серы(IV): \(n(SO_{2}) = \dfrac{V}{V_{m}} = \dfrac{5{,}6}{22{,}4} = 0{,}25\) моль. По термохимическому уравнению \(2SO_{2} + O_{2} = 2SO_{3} + Q\) теплота \(Q\) выделяется при взаимодействии 2 моль \(SO_{2}\), то есть \(n(SO_{2}) : Q = 2 : Q\). Составим пропорцию: \(\dfrac{0{,}25}{2} = \dfrac{19}{Q}\), откуда \(Q = \dfrac{2 \cdot 19}{0{,}25} = 152\) кДж. Ответ: 152 кДж.

При нагревании 61 г хлората калия в присутствии катализатора было получено 13,44 л (н.у.) кислорода. Определите выход газа в указанной реакции. (Запишите число с точностью до целых.) Ответ в процентах (%).

Выход продукта — это доля вещества, которое реально удалось получить, от того количества, которое должно было получиться по уравнению реакции. Количество, посчитанное по уравнению, называют теоретическим, а полученное на практике — практическим. Практический выход всегда меньше теоретического (часть вещества теряется, реакция идёт не до конца), поэтому \(\eta = \dfrac{\text{практическое}}{\text{теоретическое}} \cdot 100\%\). Разложение хлората калия над катализатором: \(2KClO_{3} \overset{t,\,MnO_{2}}{\rightarrow} 2KCl + 3O_{2}\uparrow\) По уравнению количества веществ соотносятся как \(n(KClO_{3}) : n(O_{2}) = 2 : 3\), то есть из 1 моль соли получается 1,5 моль кислорода. Находим количество взятого хлората калия: \(M(KClO_{3}) = 122{,}5\) г/моль, значит \(n(KClO_{3}) = \dfrac{61}{122{,}5} \approx 0{,}498\) моль. Тогда теоретическое количество кислорода: \(n_{теор}(O_{2}) = 0{,}498 \cdot 1{,}5 \approx 0{,}747\) моль, а его объём \(V_{теор} = 0{,}747 \cdot 22{,}4 \approx 16{,}74\) л. Практически получено \(13{,}44\) л, поэтому выход газа: \(\eta = \dfrac{13{,}44}{16{,}74} \cdot 100\% \approx 80\%\). Ответ: 80

Для выполнения задания 29 используйте следующий перечень веществ: сульфит натрия, соляная кислота, перманганат натрия, бром, гидросульфат калия, хлорид бария. Допустимо использование водных растворов веществ. Из предложенного перечня выберите вещество-окислитель и вещество-восстановитель, реакция между которыми в соответствующей среде приводит к образованию осадка и бесцветного раствора. Выделения газа в ходе этой реакции не наблюдается. В качестве среды для протекания реакции используйте воду или третье вещество из приведённых в перечне. В ответе запишите уравнение только одной из возможных окислительно-восстановительных реакций с участием выбранных веществ. Составьте электронный баланс (запишите уравнения процессов окисления и восстановления), укажите окислитель и восстановитель.

\(2NaMnO_{4} + 3Na_{2}SO_{3} + H_{2}O = 2MnO_{2}\downarrow + 3Na_{2}SO_{4} + 2NaOH\) \(2\;|\;\overset{+7}{Mn} + 3e^{-} \rightarrow \overset{+4}{Mn}\) \(3\;|\;\overset{+4}{S} - 2e^{-} \rightarrow \overset{+6}{S}\) \(Mn^{+7}\)(\(NaMnO_{4}\)) — окислитель. \(S^{+4}\) ( \(Na_{2}SO_{3}\)) — восстановитель. Подробный разбор По условию нужны окислитель и восстановитель, дающие осадок и бесцветный раствор без выделения газа. Окислитель — перманганат натрия \(NaMnO_{4}\) (марганец в высшей степени окисления \(+7\) может только принимать электроны), восстановитель — сульфит натрия \(Na_{2}SO_{3}\) (сера в промежуточной степени окисления \(+4\) легко переходит в \(+6\)). Средой берём воду: в нейтральной среде перманганат восстанавливается до \(MnO_{2}\) — это и есть бурый осадок, а в растворе остаются бесцветные \(Na_{2}SO_{4}\) и \(NaOH\). Соляную кислоту в качестве среды брать нельзя — с перманганатом она даст газообразный хлор. Уравнение реакции: \(2NaMnO_{4} + 3Na_{2}SO_{3} + H_{2}O = 2MnO_{2}\downarrow + 3Na_{2}SO_{4} + 2NaOH\) Электронный баланс: \(2\;|\;\overset{+7}{Mn} + 3e^{-} \rightarrow \overset{+4}{Mn}\) \(3\;|\;\overset{+4}{S} - 2e^{-} \rightarrow \overset{+6}{S}\) Марганец в степени окисления \(+7\) (перманганат натрия \(NaMnO_{4}\)) — окислитель. Сера в степени окисления \(+4\) (сульфит натрия \(Na_{2}SO_{3}\)) — восстановитель.

Для выполнения задания 30 используйте следующий перечень веществ: сульфит натрия, соляная кислота, перманганат натрия, бром, гидросульфат калия, хлорид бария. Допустимо использование водных растворов веществ. Из предложенного перечня выберите кислую соль и вещество, которое вступает с этой кислой солью в реакцию ионного обмена. Выделения газа в этой реакции не наблюдается. Запишите молекулярное, полное и сокращённое ионные уравнения только одной возможной реакции.

\(KHSO_{4} + BaCl_{2} = BaSO_{4}\downarrow + KCl + HCl\) \(K^{+} + H^{+} + SO_{4}^{2-} + Ba^{2+} + 2Cl^{-} = BaSO_{4}\downarrow + K^{+} + H^{+} + 2Cl^{-}\) \(Ba^{2+} + SO_{4}^{2-} = BaSO_{4}\downarrow\) Допустима и запись через ион \(HSO_{4}^{-}\): в полном ионном уравнении вместо \(H^{+} + SO_{4}^{2-}\) пишут \(HSO_{4}^{-}\), тогда сокращённое примет вид \(Ba^{2+} + HSO_{4}^{-} = BaSO_{4}\downarrow + H^{+}\). Подробный разбор 1. Выбор веществ. Единственная кислая соль в перечне — гидросульфат калия \(KHSO_{4}\) (в его составе есть кислотный остаток с атомом водорода — \(HSO_{4}^{-}\)). В реакцию ионного обмена без выделения газа он вступает с хлоридом бария \(BaCl_{2}\): выпадает нерастворимый \(BaSO_{4}\). С сульфитом натрия обмен тоже пошёл бы, но там выделялся бы \(SO_{2}\uparrow\), что условию не соответствует. 2. Молекулярное уравнение: \(KHSO_{4} + BaCl_{2} = BaSO_{4}\downarrow + KCl + HCl\) 3. Полное ионное уравнение. В растворе на ионы расписываем всё растворимое и сильное: \(KHSO_{4}\) (как сильный электролит даёт \(K^{+}\), \(H^{+}\) и \(SO_{4}^{2-}\)), \(BaCl_{2}\), \(KCl\) и \(HCl\). Осадок \(BaSO_{4}\) оставляем в виде формулы: \(K^{+} + H^{+} + SO_{4}^{2-} + Ba^{2+} + 2Cl^{-} = BaSO_{4}\downarrow + K^{+} + H^{+} + 2Cl^{-}\) 4. Сокращённое ионное уравнение. Вычёркиваем ионы, которые не изменились: \(K^{+}\), \(H^{+}\) и \(2Cl^{-}\): \(Ba^{2+} + SO_{4}^{2-} = BaSO_{4}\downarrow\) Допустима и запись через ион \(HSO_{4}^{-}\): в полном ионном уравнении вместо \(H^{+} + SO_{4}^{2-}\) пишут \(HSO_{4}^{-}\), тогда сокращённое примет вид \(Ba^{2+} + HSO_{4}^{-} = BaSO_{4}\downarrow + H^{+}\). Оба варианта засчитываются.

Через раствор сульфата железа(II) пропустили аммиак. Образовавшийся при этом осадок отделили и обработали необходимым количеством концентрированной азотной кислоты, при этом наблюдали растворение осадка и выделение бурого газа. К полученному раствору добавили раствор карбоната калия, а бурый газ пропустили через раствор гидроксида кальция. Напишите уравнения четырёх описанных реакций.

Написаны четыре уравнения описанных реакций: 1) FeSO4 + 2NH3 + 2H2O = Fe(OH)2↓ + (NH4)2SO4 2) Fe(OH)2 + 4HNO3 = Fe(NO3)3 + NO2↑ + 3H2O 3) 3K2CO3 + 2Fe(NO3)3 + 3H2O = 2Fe(OH)3↓ + 6KNO3 + 3CO2↑ 4) 4NO2 + 2Ca(OH)2 = Ca(NO3)2 + Ca(NO2)2 + 2H2O Подробный разбор Аммиак в растворе даёт слабощелочную среду, поэтому он осаждает гидроксид железа(II), а сам переходит в соль аммония: \(FeSO_{4} + 2NH_{3} + 2H_{2}O = Fe(OH)_{2}\downarrow + (NH_{4})_{2}SO_{4}\) Концентрированная азотная кислота — сильный окислитель, поэтому железо(II) окисляется до железа(III), а сама кислота восстанавливается до бурого газа \(NO_{2}\). Часть кислоты идёт на окисление, часть — на образование соли: \(Fe(OH)_{2} + 4HNO_{3} = Fe(NO_{3})_{3} + NO_{2}\uparrow + 3H_{2}O\) Карбонат железа(III) не существует в растворе: соль слабого основания и слабой кислоты полностью гидролизуется, поэтому вместо \(Fe_{2}(CO_{3})_{3}\) выпадает \(Fe(OH)_{3}\) и выделяется \(CO_{2}\) (в уравнении обязательна вода): \(3K_{2}CO_{3} + 2Fe(NO_{3})_{3} + 3H_{2}O = 2Fe(OH)_{3}\downarrow + 6KNO_{3} + 3CO_{2}\uparrow\) \(NO_{2}\) — смешанный оксид, со щёлочью он диспропорционирует, давая сразу две соли: нитрат и нитрит: \(4NO_{2} + 2Ca(OH)_{2} = Ca(NO_{3})_{2} + Ca(NO_{2})_{2} + 2H_{2}O\)