Электролиты и неэлектролиты

Качественная реакция на гидразин

Качественной реакцией на гидразин служит образование окрашенных гидразонов с некоторыми альдегидами, в частности — с 4-диметиламинобензальдегидом.

Токсичность гидразина

Гидразин и его производные являются очень токсичными для млекопитающих. Он оказывает общетоксическое действие на живые организмы. Небольшие концентрации гидразина могут вызывать раздражение глаз и дыхательных путей, а при повышении концентрации могут возникнуть головокружение, головная боль и тошнота. Следующими симптомами являются судороги, токсический отёк лёгких, а в конечном итоге — кома и летальный исход. Рекомендуемая предельно допустимая концентрация в воздухе рабочей зоны составляет 0,1 мг/м³.

Химические свойства гидразина

Жидкий гидразин частично ионизирован на ионы гидразония и гидразида. Благодаря наличию двух неподелённых пар электронов у атомов азота, гидразин способен к присоединению одного или двух ионов водорода. Водные растворы гидразина обладают основными свойствами, но его основность меньше, чем у аммиака.

Безопасность и применение

Гидразин является неорганическим веществом, сильно токсичным для человека. Рекомендуется соблюдать меры предосторожности при работе с ним.

Реакции с другими веществами

Гидразин может энергично реагировать с фтором, окисляться кислородом воздуха, а также пероксидом водорода до азота и воды. При катализе платиной, родием и палладием основными продуктами разложения являются азот и водород.

В заключение, гидразин имеет широкий спектр химических свойств и реакций, что делает его важным объектом для исследований и применения в различных областях науки и промышленности.

Гидразин: применение, свойства и синтез

Известны соли гидразина, такие как хлорид гидразиния N₂H₅Cl и сульфат гидразония N₂H₆SO₄. Иногда их формулы записывают как N₂H₄ · HCl, N₂H₄ · H₂SO₄ и так далее, и называют гидрохлорид гидразина, сульфат гидразина и т. д. Большинство этих солей растворимо в воде.

Свойства солей гидразина

Соли гидразина бесцветны и почти все хорошо растворимы в воде. Одним из важнейших является сульфат гидразина N₂H₄ · H₂SO₄.

Гидразин также является энергичным восстановителем. В растворах гидразин обычно окисляется до азота. Восстановить гидразин до аммиака можно только сильными восстановителями.

Применение гидразина

Гидразин и его производные широко применяются:

• В качестве восстановителей золота, серебра, платины из разбавленных растворов солей металлов
• Для восстановления карбонильной группы альдегидов и кетонов в органическом синтезе
• В производстве пластмасс, резины, инсектицидов
• Взрывчатых веществах и как компонент ракетного топлива
• В гидразин-воздушных низкотемпературных топливных элементах

Синтез гидразина

Синтез гидразина происходит окислением мочевины гипохлоритом, а также методом Байера. Реакции проводятся при определенной температуре и давлении.

Увеличение выхода гидразина

Выход гидразина можно увеличить путем добавления клеевых добавок, таких как глицерин, сахар, крахмал, декстрин или казеин, альбумин, которые могут увеличить выход гидразина до 75-80%.

Заключение

Жидкая смесь гидразина и нитрата аммония используется как взрывчатое средство с нулевым кислородным балансом. Важное применение гидразина в различных отраслях делает его одним из важных химических соединений.

Гидразин имеет широкий спектр применения, начиная от антикоррозионной защиты до лекарственного использования в онкологии. В химической промышленности гидразин используется в качестве восстановителя кислорода и для получения металлических покрытий. В медицине гидразин сульфат применяется для лечения различных типов рака.

Во время Второй мировой войны гидразин использовался в Германии в составе топлива для реактивных истребителей. Кроме того, гидразин и его производные широко используются как ракетные горючие. Таблица показывает сравнение некоторых окислителей, используемых в ракетостроении.

Основные преимущества гидразина:

• Широкий спектр применения
• Эффективное использование в химической промышленности
• Лечение онкологических заболеваний
• Использование в ракетостроении

Гидразин остается важным соединением в различных областях деятельности, благодаря своим уникальным химическим свойствам и широкому спектру применения.

Электролиты и их важность

Электролит — это вещество, которое дает электричество при расщеплении в воде или других растворителях. Они играют ключевую роль в организме человека, регулируя pH баланс, уровень жидкости и функцию мышц.

Натрий, магний, калий, кальций и хлорид — некоторые из самых распространенных электролитов. Они обеспечивают баланс внутри организма. Натрий и калий, например, ответственны за передачу нервных импульсов.

Недостаток электролитов может привести к различным симптомам, включая проблемы с почками, повышенное потоотделение, мышечные судороги и нерегулярное сердцебиение.

Помимо внутреннего использования, электролиты также широко применяются в химической и промышленной отраслях, например, в батареях и электрохимических процессах.

Природные источники электролитов

Фрукты, овощи, орехи и семена богаты электролитами, поэтому важно включать их в сбалансированное питание. Для поддержания электролитного баланса также важно пить достаточное количество воды.

В случае нехватки электролитов врачи могут рекомендовать прием специальных добавок для восполнения дефицита.

Что такое Неэлектролиты?

Неэлектролиты не способны производить электричество при растворении в воде. К ним относятся сахар, этанол, воски, мочевина, бензол, толуол и другие вещества.

Хотя неэлектролиты не являются важными для физиологии организма, их использование в различных областях широко распространено. Сахар используется в пищевой промышленности, этанол — в качестве топлива, а мочевина — в сельском хозяйстве и промышленности.

Неэлектролиты состоят из нейтральных молекул и не обладают общим электрическим зарядом, даже при растворении в воде.

Разница между электролитами и неэлектролитами

Последнее обновление: 02 сентября 2023 г.

Сандип Бхандари имеет степень бакалавра вычислительной техники Университета Тапар (2006 г.). Имеет 20-летний опыт работы в сфере технологий. Он проявляет большой интерес к различным техническим областям, включая системы баз данных, компьютерные сети и программирование. Подробнее о нем можно прочитать на его био страница.

Ответом к заданиям 1–25 является последовательность цифр. Ответ запишите в поле ответа в тексте работы, а затем перенесите в БЛАНК ОТВЕТОВ № 1 справа от номера соответствующего задания, начиная с первой клеточки. Последовательность цифр записывайте без пробелов, запятых и других дополнительных символов. Каждый символ пишите в отдельной клеточке в соответствии с приведёнными в бланке образцами.

Цифры в ответах на задания 7, 8, 10, 14, 15, 19, 20, 22–25 могут повторяться.

Определите, в наиболее распространенных изотопах атомов каких элементов число нейтронов больше, чем число электронов.

1. O 2) Se 3) S 4) Ar 5) Ca

Запишите в поле ответа номера выбранных элементов.

Из указанных в ряду химических элементов выберите три элемента-металла.

Расположите выбранные элементы в порядке усиления восстановительных свойств соответствующих им простых веществ.

1. Ca 2) B 3) C 4) K 5) Sn

Запишите в поле ответа номера выбранных элементов в нужной последовательности.

Из числа указанных в ряду химических элементов выберите два элемента, в водородных соединениях которых атомное соотношение между элементами равно 1:3.

1. Ca 2) P 3) Al 4) Xe 5) Rb

Из предложенного перечня выберите два соединения, в которых присутствует ковалентная связь, образованная по донорно-акцепторному механизму.

Запишите номера выбранных ответов.

Среди предложенных формул веществ, расположенных в пронумерованных ячейках, выберите формулы: А) основного оксида; Б) высшего оксида; В) амфотерного оксида.

1. CaO2 2) CO 3) H2SiO3

2. Cu2O 5) P2O3 6) NO2

3. Mn2O7 8) NO 9) Cr2O3

Запишите в таблицу номера ячеек, в которых расположены вещества, под соответствующими буквами.

Две фарфоровые чашки с веществами X и Y прокалили до прекращения изменения масс. В результате прокаливания чашки с веществом Х наблюдалось уменьшение ее массы и при этом образовался твердый остаток такого же цвета, что и у исходного вещества Х. При прокаливании чашки с веществом Y наблюдалось выделение бурого газа. Из предложенного перечня выберите вещества X и Y, которые могут вступать в описанные реакции.

1. NH4NO3 2) Cu(NO3)2 3) Na2CO3 4) NaNO3 5) (NH4)2Cr2O7

Запишите номера выбранных веществ под соответствующими буквами.

Установите соответствие между формулой вещества и реагентами, с каждым из которых это вещество может взаимодействовать: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

ФОРМУЛА ВЕЩЕСТВА РЕАГЕНТЫ

1. NaOH, BaCl2, H2SO4(конц.)2) Pb(CH3COO)2, AgNO3, Cl23) K2CO3, AgNO3, K2SO44) HBr, HNO3(разб.), Ba(OH)25) HNO3(конц.), H2, Cl26) K2CO3, Cu, KI

Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

Установите соответствие между исходными веществами и продуктами их возможного взаимодействия: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

ИСХОДНЫЕ ВЕЩЕСТВА ПРОДУКТЫ РЕАКЦИИ

1. FeSO4 + SO2 + H2O2) FeSO4 + H2S + H2O3) Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O4) Fe2(SO4)3 + FeSO4 + H2O5) Fe2(SO4)3 + H2S + H2O6) FeSO4 + H27) исходные вещества не реагируют

Задана следующая схема превращений веществ:

Определите, какие из указанных веществ являются веществами X и Y.

1. бромат калия 2) нитрат калия 3) бромид фосфора(V) 4) фосфор 5) бромид натрия

Запишите в таблицу номера выбранных веществ под соответствующими буквами.

Установите соответствие между формулой вещества и классом/группой органических соединений, к которому(-ой) это вещество принадлежит: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

ФОРМУЛА ВЕЩЕСТВА КЛАСС/ГРУППА ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

1. сложные эфиры2) простые эфиры3) карбоновые кислоты

Из предложенного перечня соединений выберите два таких, в молекулах которых все атомы углерода находятся в состоянии sp3-гибридизации.

5. метилэтиловый эфир

Из предложенного перечня выберите все утверждения, справедливые и для бутина-1, и для бутина-2.

1. при гидратации образуют одно и то же вещество

2. молекулы имеют плоское строение

3. могут быть получены из 1,1-дибромбутана и 2,3-дибромбутана соответственно

4. вступают в реакции замещения с натрием

5. могут реагировать с подкисленным раствором перманганата натрия

Из предложенного перечня выберите два вещества, которые могут вступать в реакцию с хлороводородом c образованием соли.

5. α-аминомасляная кислота

Установите соответствие между названием алкена и углеродсодержащими продуктами, образующимися при его окислении подкисленным раствором перманганата калия: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

НАЗВАНИЕ АЛКЕНА УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩИЕ ПРОДУКТ(-Ы) ОКИСЛЕНИЯ

2. пропионовая и уксусная кислоты3) пропановая кислота и оксид углерода(IV)4) уксусная кислота и углекислый газ5) уксусная кислота6) пропановая кислота7) углекислый газ

Установите соответствие между схемой реакции и веществом X, принимающим в ней участие: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

СХЕМА РЕАКЦИИ ВЕЩЕСТВО Х

Из предложенного перечня выберите все типы реакций, к которым можно отнести реакцию

4NH3 + 3O2 = 2N2 + 6H2O.

Из предложенного перечня выберите все реакции, которые протекают с образованием окрашенного раствора.

1. Fe + CH3COOH

2. Mg + HCl

3. Cr + HCl

4. Cu + HNO3

5. Zn + HCl

Установите соответствие между формулой иона и его окислительно-восстановительными свойствами, которые он способен проявлять: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

ФОРМУЛА ИОНА СВОЙСТВО ИОНА

1. может быть только восстановителем2) может быть как окислителем, так и восстановителем3) не проявляет окислительно-восстановительных свойств4) может быть только окислителем

Установите соответствие между формулой соли и продуктами, которые выделились на аноде при электролизе водного раствора этой соли с инертными электродами: к соответствующей позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

ФОРМУЛА СОЛИ ПРОДУКТЫ НА АНОДЕ

3. C2H6, CO2

Для выполнения задания 21 используйте следующие справочные данные. Концентрация (молярная, моль/л) показывает отношение количества растворённого вещества (n) к объёму раствора (V). pH («пэ аш») – водородный показатель; величина, которая отражает концентрацию ионов водорода в растворе и используется для характеристики кислотности среды.

Для смесей веществ, приведённых в перечне, определите характер среды их водных растворов, имеющих одинаковую концентрацию всех компонентов (моль/л).

1. перекись водорода + гидроксид калия 2) уксусная кислота + хлорид лития 3) сульфат натрия + сульфит калия 4) нитрат кальция + метанол

Запишите номера веществ в порядке возрастания значения рН их водных растворов.

Установите соответствие между видом воздействия на равновесную систему и направлением смещения химического равновесия: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

NH3(г) + H2O(ж) ⇄ NH4+(р-р) + OH-(р-р)

ВОЗДЕЙСТВИЕ НАПРАВЛЕНИЕ СМЕЩЕНИЯ ХИМИЧЕСКОГО РАВНОВЕСИЯ

А) добавление хлорида калияБ) повышение давленияВ) добавление катализатораГ) добавление твердой щелочи1) в сторону прямой реакции2) в сторону обратной реакции3) практически не смещается

В замкнутый реактор, содержащий катализатор, поместили смесь сернистого газа, кислорода и оксида серы (VI), затем нагрели. В результате протекания обратимой реакции

2SO2(г) + O2(г) ⇆ 2SO3(г)

в системе установилось равновесие. При этом исходные концентрации кислорода и оксида серы (VI) были равны 0,45 моль/л и 0,3 моль/л, а равновесные концентрации сернистого газа и оксида серы (VI) – 0,5 моль/л и 0,1 моль/л соответственно.

Определите исходную концентрацию сернистого газа (X) и равновесную концентрацию кислорода (Y).

Установите соответствие между формулами веществ и реактивом, с помощью которого можно различить эти вещества: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

ФОРМУЛЫ ВЕЩЕСТВ РЕАКТИВ

А) Сu и Fe2O3Б) K2S и K2SiO3В) Zn и MgГ) NaCl (р-р) и HCl (p-p)5) KOH (р-р)

Установите соответствие между органическим соединением и способом его промышленного получения: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

ОРГАНИЧЕСКОЕ СОЕДИНЕНИЕ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ

1. процесс полимеризации2) процесс поликонденсации3) крекинг нефти4) вулканизация каучука5) коксование каменного угля

Ответом к заданиям 26–28 является число. Запишите это число в поле ответа в тексте работы, соблюдая при этом указанную степень точности. Затем перенесите это число в БЛАНК ОТВЕТОВ № 1 справа от номера соответствующего задания, начиная с первой клеточки. Каждый символ пишите в отдельной клеточке в соответствии с приведёнными в бланке образцами. Единицы измерения физических величин в бланке ответа указывать не нужно.

Вычислите массу воды (в граммах), которую нужно добавить к 145 г 12%-ного раствора хлорида натрия для получения 8%-ного раствора. (Запишите число с точностью до десятых.)

Определите количество теплоты (в кДж), 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.

Вычислите объемную долю инертных газообразных примесей в образце сероводорода, если при сжигании 1,12 л (н.у.) такого газа в избытке кислорода образовалось 2,56 г сернистого газа. (Запишите число с точностью до целых.)

Не забудьте перенести все ответы в бланк ответов № 1 в соответствии с инструкцией по выполнению работы. Проверьте, чтобы каждый ответ был записан в строке с номером соответствующего задания.

Для выполнения заданий 29, 30 используйте следующий перечень веществ:

нитрат аммония, хлорид калия, дихромат калия, серная кислота, сульфит калия, фторид магния. Допустимо использование водных растворов веществ.

Из предложенного перечня веществ выберите вещества, между которыми возможна окислительно-восстановительная реакция, и запишите уравнение этой реакции. Известно, что в результате происходит изменение окраски одного из растворов, а выделения газа и образования осадка при этом не наблюдается. В ответе запишите уравнение только одной из возможных окислительно-восстановительных реакций с участием выбранных веществ. Составьте электронный баланс, укажите окислитель и восстановитель.

Из предложенного перечня веществ выберите два вещества, реакция ионного обмена между которыми приводит к выделению газа с резким запахом. Запишите молекулярное, полное и сокращенное ионное уравнения реакции с участием выбранных веществ.

Через раствор, содержащий перманганат калия, пропустили избыток сероводорода. Образовавшийся раствор отделили от осадка и добавили к раствору сульфата алюминия. Образовавшийся осадок добавили к раствору гидроксида калия, в результате чего наблюдали его растворение. К полученному раствору добавили раствор хлорида цинка, в результате чего наблюдали образование белого аморфного осадка. Напишите уравнения четырёх описанных реакций.

Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

При написании уравнений реакций используйте структурные формулы органических веществ.

При сгорании неизвестного органического вещества массой 3,52 г образовалось 448 мл азота, 2,688 л углекислого газа и 2,16 г водяного пара. Известно, что молекула данного вещества имеет симметричное строение, а при его гидролизе в присутствии гидроксида калия одним из продуктов является вещество с формулой C2H4NO2K. На основании данных условия задания: 1) проведите необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин) и установите молекулярную формулу исходного органического вещества; 2) составьте структурную формулу этого вещества, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле; 3) напишите уравнение гидролиза вещества под действием избытка соляной кислоты (используйте структурные формулы органических веществ).

Для проведения электролиза (на инертных электродах) взяли 15%-ный раствор, полученный растворением в воде 64,5 г медного купороса (CuSO4∙5H2O). После того как в растворе сравнялись массовые доли соли и кислоты, процесс остановили. Из полученного раствора отобрали порцию массой 196,8 г и добавили к ней 17,64 г насыщенного раствора карбоната аммония. Рассчитайте массовую долю серной кислоты в конечном растворе, если растворимость карбоната аммония в условиях эксперимента составляет 96 г на 100 г воды. В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).

Ответы к первой части варианта №22

№ задания, ответ № задания, ответ

1. 24 2) 514 3) 23 4) 25 5) 479 6) 42 7) 4625 8) 3337 9) 53 10) 233 11) 35 12) 135 13) 35 14) 435715) 2416 16) 35 17) 35 18) 134 19) 221 20) 234 21) 2431 22) 3132 23) 36 24) 3352 25) 532 26) 72,5 27) 796,5 28) 20

Ответы ко второй части варианта №22

K2Cr2O7 + 3K2SO3 + 4H2SO4 = Cr2(SO4)3 + 4K2SO4 + 4H2O

сера в степени окисления +4 (или сульфит калия) является восстановителем;

хром в степени окисления +6 (или бихромат калия) – окислителем.

Задание 30

K2SO3 + H2SO4 = K2SO4 + H2O + SO2

2K+ + SO32- + 2H+ + SO42- = 2K+ + SO42- + H2O + SO2

SO32- + 2H+ = H2O + SO2

Задание 31

1. 2KMnO4 + 5H2S = 2KHS + 2MnO2 + 4H2O + 3S

2. 6KHS + Al2(SO4)3 + 6H2O= 2Al(OH)3 + 3K2SO4 + 6H2S

Задание 33

Предположим, что неизвестное вещество имеет формулу CxHyOzNk. Найдем массы и количества входящих в него элементов: n(N) = 2n(N2) = 2 · 0,448/22,4 = 0,04 моль;; m(N) = 0,04 · 14 = 0,56 г; n(C) = n(CO2) = 2,688/22,4 = 0,12 моль; m(C) = 0,12 · 12 = 1,44 г; n(H) = 2n(H2O) = 2 · 2,16/18 = 0,24 моль; m(H) = 0,24 · 1 = 0,24 г; m(O) = 3,52 – 0,56 – 1,44 – 0,24 = 1,28 г; n(O) = 1,28/16 = 0,08 моль.

Установим соотношение между атомами элементов в простейшей формуле этого вещества x : y : z : k = 0,12 : 0,24 : 0,08 : 0,04 = 3 : 6 : 2 : 1 = 6 : 12 : 4 : 2.

Таким образом, простейшая формула искомого вещества – C3H6O2N.

В условии сказано, что при гидролизе искомого вещества образуется соединение с формулой C2H4NO2K. Учитывая, что искомое вещество способно вступать в реакции гидролиза, логично предположить, что это вещество представляет собой сложный эфир, а вещество состава C2H4NO2K – калиевую соль аминоуксусной кислоты. Следовательно, исходное вещество должно содержать остаток (либо несколько остатков) аминоуксусной кислоты.

Если мы предположим, что C3H6O2N это истинная формула искомого вещества, то не сможем написать структуру, удовлетворяющую условию симметричности молекулы, одновременному нахождению в ней остатка аминоуксусной кислоты, а также будет наблюдаться нарушение валентных возможностей атомов элементов.

Таким образом, простейшую формулу нужно как минимум удвоить. Удвоив простейшую формулу получим молекулярную формулу C6H12O4N2.

Логично предположить, что искомым веществом является сложный эфир этиленгликоля и аминоуксусной кислоты, структурная формула которого:

Тогда уравнение его гидролиза действием избытка соляной кислоты будет иметь вид:

Задание 34

n(CuSO4) = n(CuSO4∙5H2O) = m(CuSO4∙5H2O)/M(CuSO4∙5H2O) = 64,5/250 = 0,258 моль, m(CuSO4) = M · n = 160 · 0,258 = 41,28 г, m(р-ра до эл-за) = 100 · m(CuSO4)/ω(CuSO4) = 41,28/0,15 = 275,2 г,

2CuSO4 + 2H2O = 2Cu + 2H2SO4 + O2 (I)

В условии задачи сказано, что массовые доли соли (CuSO4) и кислоты (H2SO4) равны. Фактически это означает равенство масс этих веществ. Пусть х моль сульфата меди вступило в реакцию электролиза. Тогда, в соответствии с уравнением реакции (I) образовалось х моль серной кислоты. В свою очередь после электролиза останется (0,258 − х) моль сульфата меди. Тогда mоставш.(CuSO4) = M · n = 160 · (0,258 − х) = (41,28 − 160x) г m(H2SO4) = M · n = 98x г,

тогда учитывая, что массы веществ равны, мы можем записать справедливое уравнение: 41,28 − 160x = 98x

Решим его: 41,28 = 258x х = 0,16, таким образом nоставш.(CuSO4) = 0,258 − 0,16 = 0,098 моль, n(H2SO4) = 0,16 моль,

Рассчитаем массу раствора после электролиза. Для этого нужно из массы исходного раствора вычесть массы меди и кислорода, выделившихся на электродах. n(Cu) = n(H2SO4) = 0,16 моль, тогда m(Cu) = M · n = 64 · 0,16 = 10,24 г, n(O2) = n(H2SO4)/2 = 0,16/2 = 0,08 моль, тогда m(O2) = M · n = 32 · 0,08 = 2,56 г, m(р-ра после эл-за) = m(р-ра до эл-за) − m(O2) − m(Cu) = 275,2 − 2,56 − 10,24 = 262,4 г,

Рассчитаем какое количество вещества серной кислоты содержится в отобранной порции раствора с помощью пропорции. 262,4 г раствора – 0,16 моль H2SO4 196,8 г раствора (порция) – nв порции(H2SO4) nв порции(H2SO4) = 196,8 · 0,16/262,4 = 0,12 моль,

В условии задачи требуется рассчитать массовую долю серной кислоты в конечном растворе, исходя из чего можно сделать вывод о том, что серная кислота в результате добавления раствора карбоната аммония расходуется не полностью. В свою очередь, наличие серной кислоты в растворе исключает возможность протекания реакции между карбонатом аммония и сульфатом меди, поскольку в сильнокислой среде не способен осаждаться гидроксокарбонат меди (II) (впрочем, как и карбонат меди, и гидроксид меди).

Тогда при добавлении карбоната аммония будет протекать только реакция:

H2SO4 + (NH4)2CO3 = (NH4)2SO4 + H2O + CO2 (II)

В условии задачи сказано, что в 100 г воды способно раствориться 96 г карбоната аммония. Это означает, что, смешав 100 г воды и 96 г карбоната аммония, мы получим 196 г насыщенного раствора. Рассчитаем массу карбоната аммония, который содержится в его насыщенном растворе массой 17,64 г с помощью пропорции. 96 г карбоната аммония – 196 г насыщенного раствора m((NH4)2CO3) – 17,64 г насыщенного раствора, тогда m((NH4)2CO3) = 96 · 17,64/196 = 8,64 г, n((NH4)2CO3) = m/M = 8,64/96 = 0,09 моль.

В соответствии с уравнением реакции (II) количество вещества прореагировавшей серной кислоты: nпрореаг.(H2SO4) = n((NH4)2CO3) = 0,09 моль,

тогда количество вещества оставшейся серной кислоты будет равно: nост.(H2SO4) = nв порции(H2SO4) − nпрореаг.(H2SO4) = 0,12 − 0,09 = 0,03 моль,

а ее масса будет равна: mост.(H2SO4) = M · n = 98 · 0,03 = 2,94 г.

Рассчитаем массу раствора, образовавшегося после добавления раствора карбоната аммония. Для этого необходимо к массе порции раствора прибавить массу раствора карбоната аммония и вычесть массу выделившегося углекислого газа. n(CO2) = n((NH4)2CO3) = 0,09 моль, m(CO2) = M · n = 44 · 0,09 = 3,96 г, тогда m(конечн. р-ра) = 196,8 + 17,64 − 3,96 = 210,48 г

В свою очередь: ωконечн.(H2SO4) = 100% · mост.(H2SO4)/m(конечн. р-ра) = 100% · 2,94/210,48 = 1,4 %.

Электролиты и неэлектролиты. Сильные и слабые электролиты

Даже электролиты проводят ток неодинаково. Например, если использовать раствор плавиковой кислоты (в этом случае нельзя брать стеклянный стакан, так как плавиковая кислота растворяет стекло), то лампочка будет загораться слабым светом, поэтому следует говорить об этой кислоте, как о слабом электролите.

Список неэлектролитов, а также списки сильных и слабых электролитов приведены в таблице:

Таблица – электролиты

Растворы органических веществ:(исключение – карбоновые кислоты и органические соли, они обладают электропроводностью)Вещества неполярного строения:Оксиды, не взаимодействующие с водой:H2CO3 или CO2 р-рH2SO3 или SO2 р-рCH3COOH и другие органические кислотыНерастворимые основания и все амфотерные гидроксиды:NH4OH или NH3 р-рПочти все соли:

Полный список сильных и слабых кислот в нашем материале Классификация кислот.

Задание в формате ЕГЭ с ответом

Установите соответствие между формулой вещества и его способностью проводить электрический ток: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

Пример задания из КИМ ЕГЭ

В гидразине хорошо растворимы галогениды щелочных металлов, причем растворимость растет при переходе от хлоридов к иодидам. При температуре 12-13°C в 100 г гидразина растворяется 8,15 г хлорида калия и 135,7 г иодида калия. Однако сульфаты, карбонаты и сульфиды имеют, как правило, низкую растворимость. Хорошо растворимы соли аммония. При растворении солей в гидразине происходит их гидразинация, то есть фактически сольватация:

Вещества можно классифицировать не только на привычные для всех кислоты, соли, основания и оксиды, но и по другим особенностям, например, по физическим свойствам. К такой классификации относят разделение веществ на электролиты и неэлектролиты по способности проводить электрический ток.

Электролиты – вещества, растворы или расплавы которых проводят электрический ток.

Неэлектролиты – вещества, растворы или расплавы которых не проводят электрический ток.

Для определения электропроводности собирают установку, состоящую из источника тока, резервуара с раствором исследуемого вещества, электрической лампочки и электродов.

Лампочка загорается только при замыкании электрической цепи, если лампочка загорелась, можно сделать вывод от том, что раствор проводит электрический ток, следовательно, вещество является электролитом. Например, при опускании электродов в раствор метанола, лампочка не загорелась, значит, метанол – неэлектролит. Если в такой же установке заменить раствор метанола на раствор соляной кислоты, то лампочка светит ярким светом.

Почему одни вещества проводят электрический ток, а другие нет? Способность веществ проводить ток определяется их способностью диссоциировать в растворах или расплавах. Только диссоциирующие вещества являются электролитами, для этого вещества должны иметь полярное строение.