Установите соответствие между веществом и возможным способом его получения путём электролиза: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой. ВЕЩЕСТВО: А) кислород Б) сера В) водород ПОЛУЧЕНИЕ ЭЛЕКТРОЛИЗОМ: 1) водного раствора AgF 2) водного раствора K2S 3) водного раствора HgBr2 4) расплава KF

Разберём каждый из предложенных вариантов: три первых — водные растворы, четвёртый — расплав. 1) Раствор \(AgF\). На катоде — малоактивный металл, на аноде фторид-ион не окисляется, вместо него окисляется вода: К: \(Ag^{+} + e^{-} = Ag^{0}\) А: \(2H_{2}O - 4e^{-} = O_{2}\uparrow + 4H^{+}\) \(4AgF + 2H_{2}O \overset{\text{электролиз}}{\rightarrow} 4Ag + O_{2}\uparrow + 4HF\) 2) Раствор \(K_{2}S\). Калий — активный металл, его катион в растворе не восстанавливается, на катоде идёт вода; сульфид-ион на аноде окисляется до серы: К: \(2H_{2}O + 2e^{-} = H_{2}\uparrow + 2OH^{-}\) А: \(S^{2-} - 2e^{-} = S^{0}\downarrow\) \(K_{2}S + 2H_{2}O \overset{\text{электролиз}}{\rightarrow} H_{2}\uparrow + S\downarrow + 2KOH\) 3) Раствор \(HgBr_{2}\). На катоде — малоактивный металл, на аноде — бескислородный анион: К: \(Hg^{2+} + 2e^{-} = Hg^{0}\) А: \(2Br^{-} - 2e^{-} = Br_{2}\) \(HgBr_{2} \overset{\text{электролиз}}{\rightarrow} Hg + Br_{2}\) 4) Расплав \(KF\). Воды нет, разряжаются сами ионы соли: К: \(K^{+} + e^{-} = K^{0}\) А: \(2F^{-} - 2e^{-} = F_{2}\uparrow\) \(2KF \overset{\text{электролиз}}{\rightarrow} 2K + F_{2}\uparrow\) Теперь соотнесём вещества с процессами: А) Кислород выделяется только там, где на аноде окисляется вода, — при электролизе раствора \(AgF\) (фторид-ион в водном растворе не окисляется). Ответ — 1. Б) Сера образуется на аноде при окислении сульфид-иона в растворе \(K_{2}S\). Ответ — 2. В) Водород выделяется на катоде в том же растворе \(K_{2}S\): катион калия в воде не восстанавливается, и вместо него восстанавливается вода. Ответ — 2. Ответ: 122

Для веществ, приведённых в перечне, определите характер среды их водных растворов. 1) (NH4)2SO4 2) NH3 3) CsOH 4) HClO3. Запишите номера веществ в порядке убывания значения pH их водных растворов, учитывая, что концентрация всех растворов (моль/л) одинаковая.

Чтобы расставить растворы по убыванию \(pH\), достаточно понять, какую среду создаёт каждое вещество и насколько сильно. Чем сильнее щёлочь — тем выше \(pH\), чем сильнее кислота — тем ниже. 3) \(CsOH\) — щёлочь, сильное основание, в растворе полностью распадается: \(CsOH \rightarrow Cs^{+} + OH^{-}\). Даёт максимум ионов \(OH^{-}\), значит сильнощелочная среда и самый высокий \(pH\). 2) \(NH_{3}\) — слабое основание, с водой обратимо даёт гидрат аммиака: \(NH_{3} + H_{2}O \rightleftarrows NH_{3} \cdot H_{2}O \rightleftarrows NH_{4}^{+} + OH^{-}\). Ионов \(OH^{-}\) заметно меньше, чем у \(CsOH\), поэтому среда щелочная, но слабо — \(pH\) ниже, чем у цезиевой щёлочи, но всё ещё больше 7. 1) \((NH_{4})_{2}SO_{4}\) — соль сильной кислоты \(H_{2}SO_{4}\) и слабого основания \(NH_{3} \cdot H_{2}O\), поэтому идёт гидролиз по катиону: \(NH_{4}^{+} + H_{2}O \rightleftarrows NH_{3} \cdot H_{2}O + H^{+}\). Накапливаются ионы \(H^{+}\), среда кислая, но гидролиз обратим и идёт лишь в малой степени, так что \(pH\) чуть меньше 7. 4) \(HClO_{3}\) — хлорноватая кислота, сильная (в ряду \(HClO \rightarrow HClO_{2} \rightarrow HClO_{3} \rightarrow HClO_{4}\) сила растёт с числом атомов кислорода). Диссоциирует нацело: \(HClO_{3} \rightarrow H^{+} + ClO_{3}^{-}\), среда сильнокислая и \(pH\) самый низкий. Выстраиваем от самой щелочной среды к самой кислой: сильная щёлочь \(\rightarrow\) слабое основание \(\rightarrow\) кислая соль по гидролизу \(\rightarrow\) сильная кислота. Ответ: 3214

Установите соответствие между внешним воздействием на систему HCOOH(ж.) + C2H5OH(ж.) HCOOC2H5(ж.) + H2O(ж.) + Q и смещением химического равновесия: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой. ВОЗДЕЙСТВИЕ НА СИСТЕМУ: А) добавление HCOOH Б) повышение давления В) разбавление водой Г) повышение температуры. ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ: 1) смещается в сторону прямой реакции 2) смещается в сторону обратной реакции 3) практически не смещается.

Принцип Ле Шателье: если на систему в равновесии подействовать извне, равновесие смещается в сторону той реакции, которая это воздействие ослабляет. Обрати внимание: все участники реакции \(HCOOH + C_{2}H_{5}OH \rightleftharpoons HCOOC_{2}H_{5} + H_{2}O + Q\) — жидкости, газов в системе нет, а сама реакция идёт с выделением теплоты (экзотермическая). А) добавление \(HCOOH\) — это исходное вещество, его концентрация растёт. Система «расходует» избыток, ускоряя прямую реакцию, — равновесие смещается вправо. Ответ: 1. Б) повышение давления — давление сдвигает равновесие только тогда, когда число молей газов слева и справа различно. Здесь газообразных участников нет вообще, объём жидкостей от давления практически не меняется, поэтому равновесие не смещается. Ответ: 3. В) разбавление водой — \(H_{2}O\) является продуктом реакции, и её концентрация возрастает. Система ослабляет это, расходуя воду, то есть усиливая обратную реакцию (гидролиз сложного эфира), — равновесие смещается влево. Ответ: 2. Г) повышение температуры — прямая реакция экзотермическая (\(+Q\)), значит обратная эндотермическая. Нагревание система ослабляет поглощением теплоты, поэтому усиливается обратная реакция — равновесие смещается влево. Ответ: 2. Два полезных правила для всей линии 22: катализатор одинаково ускоряет прямую и обратную реакции, поэтому равновесие он не смещает (лишь быстрее его достигает), а вещество, которого в системе нет (не реагент и не продукт), на положение равновесия не влияет — в обоих случаях верный вариант «практически не смещается». Ответ: 1322.

В реактор постоянного объёма поместили диоксид хлора. При этом его исходная концентрация составляла 0,7 моль/л. В результате протекания обратимой реакции ClO2(г.) 1/2 Cl2(г.) + O2(г.) в реакционной системе установилось химическое равновесие, при котором концентрация кислорода составила 0,4 моль/л. Определите равновесные концентрации ClO2 (X) и Cl2 (Y). Выберите из списка номера правильных ответов. 1) 0,1 моль/л 2) 0,2 моль/л 3) 0,3 моль/л 4) 0,4 моль/л 5) 0,5 моль/л 6) 0,6 моль/л. Запишите выбранные номера (X, Y).

Запишем уравнение и сравним коэффициенты: \(ClO_{2} \rightleftarrows \frac{1}{2}Cl_{2} + O_{2}\). На каждый 1 моль израсходованного \(ClO_{2}\) образуется 0,5 моль \(Cl_{2}\) и 1 моль \(O_{2}\), то есть количество \(Cl_{2}\) вдвое меньше количества прореагировавшего \(ClO_{2}\), а количество \(O_{2}\) — такое же. Кислорода в начале не было, поэтому вся его равновесная концентрация — это прирост: \(\Delta c(O_{2}) = 0{,}4\) моль/л. По коэффициентам \(\Delta c(ClO_{2}) = \Delta c(O_{2}) = 0{,}4\) моль/л — столько диоксида хлора разложилось. Тогда \(\Delta c(Cl_{2}) = \frac{1}{2} \cdot 0{,}4 = 0{,}2\) моль/л. Равновесная концентрация \(ClO_{2}\): \(c = 0{,}7 - 0{,}4 = 0{,}3\) моль/л (исходная минус израсходованная). Равновесная концентрация \(Cl_{2}\): \(c = 0 + 0{,}2 = 0{,}2\) моль/л. Ответ: X — 0,3 моль/л (вариант 3), Y — 0,2 моль/л (вариант 2), то есть 32.

Установите соответствие между двумя веществами и реактивом, с помощью которого можно различить эти вещества: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой. ВЕЩЕСТВА: А) HCl и HNO3 Б) Na2SO4 и MgSO4 В) Fe и Ca Г) MgSO4 и Mg(NO3)2 РЕАКТИВ: 1) BaCl2 2) AgBr 3) Cu 4) KOH 5) H2O

Реактив должен давать видимый признак с одним веществом пары и не реагировать с другим. А) \(HCl\) и \(HNO_{3}\) — реактив 3, медь \(Cu\). Признак: с азотной кислотой медь растворяется, раствор синеет и выделяется бурый газ; с хлороводородной кислотой изменений нет, так как медь стоит в ряду активности после водорода. \(Cu + 4HNO_{3(конц.)} = Cu(NO_{3})_{2} + 2NO_{2}\uparrow + 2H_{2}O\) \(Cu + HCl \cancel{=}\) Б) \(Na_{2}SO_{4}\) и \(MgSO_{4}\) — реактив 4, \(KOH\). Признак: с сульфатом магния выпадает белый осадок гидроксида магния, с сульфатом натрия раствор остаётся прозрачным (\(NaOH\) — растворимое основание). \(MgSO_{4} + 2KOH = Mg(OH)_{2}\downarrow + K_{2}SO_{4}\) \(Na_{2}SO_{4} + KOH \cancel{=}\) В) \(Fe\) и \(Ca\) — реактив 5, вода \(H_{2}O\). Признак: кальций как активный металл реагирует с водой уже при обычных условиях — выделяется газ и образуется мутный раствор щёлочи; железо с водой при обычных условиях не реагирует. \(Ca + 2H_{2}O = Ca(OH)_{2} + H_{2}\uparrow\) \(Fe + H_{2}O \cancel{=}\) Г) \(MgSO_{4}\) и \(Mg(NO_{3})_{2}\) — реактив 1, \(BaCl_{2}\). Признак: сульфат-ион даёт белый осадок сульфата бария, нерастворимый в кислотах; с нитратом магния осадка нет, так как все нитраты и \(BaCl_{2}\), \(MgCl_{2}\) растворимы. \(MgSO_{4} + BaCl_{2} = BaSO_{4}\downarrow + MgCl_{2}\) \(Mg(NO_{3})_{2} + BaCl_{2} \cancel{=}\) Ответ: 3451