Установите соответствие между схемой реакции и свойством хлора, которое этот элемент проявляет в данной реакции: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой. СХЕМА РЕАКЦИИ: А) MnO2 + HCl + H2SO4 \(\xrightarrow{}\) MnSO4 + Cl2 + H2O; Б) HCl + F2 \(\xrightarrow{}\) Cl2 + HF; В) KOH + Cl2 \(\xrightarrow{}\) KCl + KClO + H2O СВОЙСТВО ХЛОРА: 1) является окислителем; 2) не проявляет окислительно-восстановительных свойств; 3) является и окислителем, и восстановителем; 4) является восстановителем

В каждой схеме определяем степень окисления хлора в исходном веществе и в продуктах: если она повышается — хлор отдаёт электроны и является восстановителем, если понижается — принимает и является окислителем. А — 4. В соляной кислоте хлор имеет степень окисления \(-1\), а в продукте \(Cl_{2}\) — \(0\): \(MnO_{2} + 2HCl + H_{2}SO_{4} = MnSO_{4} + Cl_{2}\uparrow + 2H_{2}O\). Хлор отдаёт электроны (\(2Cl^{-} - 2e^{-} = Cl_{2}^{0}\)), окислителем здесь служит марганец \(Mn^{+4} \rightarrow Mn^{+2}\). Значит, хлор — восстановитель. Б — 4. Фтор — самый сильный окислитель, поэтому он вытесняет хлор из его соединения: \(2HCl + F_{2} = Cl_{2} + 2HF\). Хлор снова переходит из \(-1\) в \(0\), то есть отдаёт электроны и выступает восстановителем. В — 3. Здесь простое вещество \(Cl_{2}\) со степенью окисления \(0\) реагирует со щёлочью: \(2KOH + Cl_{2} = KCl + KClO + H_{2}O\). Часть атомов хлора понижает степень окисления до \(-1\) (в \(KCl\)), часть — повышает до \(+1\) (в \(KClO\)). Это самоокисление-самовосстановление (диспропорционирование), поэтому хлор одновременно и окислитель, и восстановитель. Ответ: 443.

Установите соответствие между солью и продуктами электролиза водного раствора этой соли, которые выделяются на инертных электродах: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой. СОЛЬ: А) CuBr2; Б) CuSO4; В) NaNO3 ПРОДУКТЫ ЭЛЕКТРОЛИЗА: 1) металл и бром; 2) водород и бром; 3) водород и кислород; 4) металл и кислород

Во всех трёх случаях электролизу подвергается водный раствор соли на инертных (графитовых) электродах, поэтому в разряде участвуют не только ионы соли, но и вода. Общие правила: на катоде из растворов не восстанавливаются катионы активных металлов (до \(Al\) включительно) — вместо них восстанавливается вода; катионы металлов после водорода (\(Cu^{2+}\)) восстанавливаются до металла. На аноде окисляются анионы бескислородных кислот (\(Br^{-}\)), а кислородсодержащие анионы (\(SO_{4}^{2-}\), \(NO_{3}^{-}\)) не окисляются — вместо них окисляется вода. А) \(CuBr_{2}\) — катион меди стоит после водорода, анион бескислородный, поэтому оба иона разряжаются: К(–): \(Cu^{2+} + 2e^{-} \rightarrow Cu\) А(+): \(2Br^{-} - 2e^{-} \rightarrow Br_{2}\) \(CuBr_{2} \overset{\text{электролиз}}{\rightarrow} Cu + Br_{2}\) Продукты — металл и бром, значит А — 1. Б) \(CuSO_{4}\) — медь выделяется на катоде, но сульфат-ион не окисляется, и на аноде работает вода: К(–): \(Cu^{2+} + 2e^{-} \rightarrow Cu\) А(+): \(2H_{2}O - 4e^{-} \rightarrow O_{2} + 4H^{+}\) \(2CuSO_{4} + 2H_{2}O \overset{\text{электролиз}}{\rightarrow} 2Cu + O_{2}\uparrow + 2H_{2}SO_{4}\) Продукты — металл и кислород, значит Б — 4. В) \(NaNO_{3}\) — натрий активный металл, нитрат-ион кислородсодержащий, поэтому на обоих электродах разряжается вода: К(–): \(2H_{2}O + 2e^{-} \rightarrow H_{2} + 2OH^{-}\) А(+): \(2H_{2}O - 4e^{-} \rightarrow O_{2} + 4H^{+}\) \(2H_{2}O \overset{\text{электролиз}}{\rightarrow} 2H_{2}\uparrow + O_{2}\uparrow\) Соль остаётся в растворе, выделяются водород и кислород, значит В — 3. Ответ: 143.

Для веществ, приведённых в перечне, определите характер среды их водных растворов. 1) Fe2(SO4)3 2) LiNO3 3) K2SiO3 4) H2SO4. Запишите номера веществ в порядке возрастания значения pH их водных растворов, учитывая, что концентрация всех растворов (моль/л) одинаковая.

Разберём каждое вещество по составу соли или кислоты — от чего зависит характер среды. 4) \(H_{2}SO_{4}\) — сильная двухосновная кислота, диссоциирует практически полностью: \(H_{2}SO_{4} \rightarrow 2H^{+} + SO_{4}^{2-}\). Раствор кислоты даёт наибольшую концентрацию ионов \(H^{+}\), причём при одинаковой концентрации она вдвое выше, чем у одноосновной кислоты. Среда сильнокислая, значение pH самое низкое. 1) \(Fe_{2}(SO_{4})_{3}\) — соль слабого основания \(Fe(OH)_{3}\) и сильной кислоты \(H_{2}SO_{4}\). Гидролиз идёт по катиону: \(Fe^{3+} + H_{2}O \leftrightarrow FeOH^{2+} + H^{+}\). В растворе накапливаются ионы \(H^{+}\), поэтому среда кислая. Но гидролиз — процесс обратимый и протекает лишь частично, значит ионов \(H^{+}\) здесь меньше, чем в растворе серной кислоты, и pH выше. 2) \(LiNO_{3}\) — соль сильного основания \(LiOH\) и сильной кислоты \(HNO_{3}\). Гидролизу такая соль не подвергается: ни \(Li^{+}\), ни \(NO_{3}^{-}\) не связывают ионы воды. Среда нейтральная, \(pH \approx 7\) — это середина шкалы. 3) \(K_{2}SiO_{3}\) — соль сильного основания \(KOH\) и очень слабой кремниевой кислоты \(H_{2}SiO_{3}\). Гидролиз по аниону: \(SiO_{3}^{2-} + H_{2}O \leftrightarrow HSiO_{3}^{-} + OH^{-}\). Появляются ионы \(OH^{-}\), среда щелочная, pH больше 7 — самое высокое значение в перечне. Теперь выстроим вещества по возрастанию pH, то есть от самой кислой среды к самой щелочной: сильная кислота \(\rightarrow\) кислая соль по гидролизу \(\rightarrow\) нейтральный раствор \(\rightarrow\) щелочная среда. Ответ: 4123

Установите соответствие между воздействием на равновесную систему CO2(г) + C(тв) 2CO(г) - Q, и смещением химического равновесия в этой системе: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой. ВОЗДЕЙСТВИЕ НА СИСТЕМУ: А) понижение температуры; Б) повышение давления; В) повышение концентрации CO2; Г) повышение концентрации CO. ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ: 1) смещается в сторону прямой реакции; 2) смещается в сторону обратной реакции; 3) практически не смещается.

Вспомни принцип Ле Шателье: если на равновесную систему подействовать извне, равновесие сместится в сторону той реакции, которая ослабляет это воздействие. Обрати внимание на две особенности данной системы: реакция эндотермическая (\(-Q\), то есть прямая реакция идёт с поглощением теплоты), а число молей газов в прямой реакции растёт — слева 1 моль газа (\(CO_{2}\)), справа 2 моль (\(CO\)); углерод твёрдый и в подсчёте газов не участвует. А) Понижение температуры. Система стремится «восполнить» отнятую теплоту, поэтому равновесие смещается в сторону экзотермической реакции. Прямая реакция теплоту поглощает, значит теплоту выделяет обратная — равновесие смещается в сторону обратной реакции. Ответ: 2. Б) Повышение давления. Система ослабляет рост давления, уменьшая число молей газов. Прямая реакция увеличивает их количество (1 моль \(\rightarrow\) 2 моль), а обратная — уменьшает, поэтому равновесие смещается в сторону обратной реакции. Ответ: 2. В) Повышение концентрации \(CO_{2}\). Избыток исходного вещества система расходует, ускоряя его превращение в продукты. Равновесие смещается в сторону прямой реакции. Ответ: 1. Г) Повышение концентрации \(CO\). Избыток продукта система расходует, превращая его обратно в исходные вещества, — равновесие смещается в сторону обратной реакции. Ответ: 2. Запомни два случая, когда равновесие практически не смещается (вариант 3): введение катализатора — он одинаково ускоряет и прямую, и обратную реакции, поэтому лишь быстрее приводит систему к равновесию, но не меняет его положения; а также изменение концентрации вещества, которого в данной системе нет (например, кислорода или водорода) — оно в равновесии не участвует и повлиять на него не может. В нашем задании таких воздействий не оказалось. Ответ: 2212.

В реактор постоянного объёма поместили некоторое количество серы и водяного пара. При этом исходная концентрация водяного пара составляла 0,8 моль/л. В результате протекания обратимой реакции 3S(ж) + 2H2O(г) 2H2S(г) + SO2(г) в реакционной системе установилось химическое равновесие, при котором концентрация сероводорода составила 0,6 моль/л. Определите равновесные концентрации H2O (X) и SO2 (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 у газов: \(3S(ж) + 2H_{2}O(г) \rightleftharpoons 2H_{2}S(г) + SO_{2}(г)\). Из него видно, что сколько моль воды израсходовалось, столько же моль сероводорода образовалось (2 : 2, то есть 1 : 1), а оксида серы(IV) получается в 2 раза меньше (2 : 1). Серу не учитываем — она жидкая, её концентрация в выражения не входит. Весь сероводород появился только в ходе реакции, значит его прирост равен равновесной концентрации: \(\Delta c(H_{2}S) = 0{,}6\) моль/л. Расход воды такой же, как прирост сероводорода: \(\Delta c(H_{2}O) = 0{,}6\) моль/л. Прирост оксида серы(IV) в 2 раза меньше: \(\Delta c(SO_{2}) = 0{,}6 : 2 = 0{,}3\) моль/л. Равновесная концентрация воды — это исходная минус израсходованная: \(c(H_{2}O) = 0{,}8 - 0{,}6 = 0{,}2\) моль/л. Оксида серы(IV) в начале не было, поэтому его равновесная концентрация равна приросту: \(c(SO_{2}) = 0{,}3\) моль/л. Ответ: X — 2 (0,2 моль/л), Y — 3 (0,3 моль/л), то есть 23.