Презентация на тему образовательная программадополнительного образования детей мое открытие химии

Изменения концентрации атмосферного углекислого газа

Измерения в обсерватории на горе Мауна-Лоа, Гавайи.

Ежегодные колебания концентрации атмосферной углекислоты на планете определяются, главным образом, растительностью средних (40—70°) широт Северного полушария.

Большое количество углекислоты растворено в океане.

Углекислый газ составляет значительную часть атмосфер некоторых планет Солнечной системы: Венеры, Марса.

Влияние углекислого газа на здоровье

Концентрация углекислого газа, ppm

Нормальный уровень на открытом воздухе: 350—450
Максимально допустимая концентрация в течение 8-часового рабочего дня: 5000
Лёгкое отравление, с учащением пульса и частоты дыхания, тошнотой и рвотой: 30,000
Добавляется головная боль и лёгкое нарушение сознания: 50,000
Потеря сознания, в дальнейшем — отравление с последующим смертельным исходом: 100,000

Использование углекислого газа

Использование реакции серной кислоты с мелом или мрамором приводит к образованию малорастворимого сульфата кальция, который замедляет реакцию и удаляется значительным избытком кислоты с образованием кислого сульфата кальция.

Для приготовления сухих напитков может быть использована реакция пищевой соды с лимонной кислотой или с кислым лимонным соком. Именно в таком виде появились первые газированные напитки. Их изготовлением и продажей занимались аптекари.

Характеристики углекислого газа

Традиционные названия углекислый газ:

диоксид углерода
углекислота
двуокись углерода
сухой лёд (в твёрдом состоянии)

Физические свойства:

Состояние	Плотность
Газ (0°C)	1,9768 кг/м3
Жидкость	925 кг/м3
Тв. (−78,5°C)	1560 кг/м3
Плотность г/см³

Другие характеристики:

Динамическая вязкость: 8,5⋅10−5 Па·с (10 °C, 5,7 МПа)
Скорость звука в веществе: 269 м/с
Критическая точка: 31 °C, 7,38 МПа
Критическая плотность: 467 кг/м3 см³/моль
Удельная теплота испарения: 379,5 кДж/кг
Удельная теплота плавления: 205 кДж/кг
в воде: 1,48 кг/м3 г/100 мл

Безопасность:

Нетоксичен. Опасен лишь в очень больших количествах (обладает удушающим действием). Негорюч.
Фразы безопасности (S): S9, S23, S36

При нормальных условиях диоксид углерода — это бесцветный газ, без вкуса и практически без запаха (в больших концентрациях с кисловатым содовым запахом).

Плотность при нормальных условиях — 1,98 кг/м3 (в 1,5 раза тяжелее воздуха). При атмосферном давлении диоксид углерода не существует в жидком состоянии, переходя непосредственно из твёрдого состояния в газообразное (возгонка). Твёрдый диоксид углерода называют сухим льдом. При повышенном давлении и обычных температурах углекислый газ переходит в жидкость, что используется для его хранения.

В пищевой промышленности углекислота используется как консервант и разрыхлитель, обозначается на упаковке кодом Е290.

В криохирургии используется как одно из основных веществ для криоабляции новообразований.

Жидкая углекислота и ее применение

Жидкая углекислота широко применяется в системах пожаротушения и в огнетушителях. Автоматические углекислотные установки для пожаротушения различаются по системам пуска, которые бывают пневматическими, механическими или электрическими.

При сооружении московского метро в XX веке жидкая углекислота использовалась для заморозки грунта.

Применение в различных областях

Углекислый газ используется для газирования напитков, таких как лимонад и газированная вода.
Используется в качестве защитной среды при сварке проволокой, однако при высоких температурах происходит распад с выделением кислорода.
Применяется в пневматическом оружии и как источник энергии для двигателей в авиамоделировании.

Хранение углекислоты

Углекислота хранится в стальном баллоне в сжиженном состоянии, что выгоднее, чем в виде газа. Стандартный 40-литровый баллон содержит около 20 кг сжиженного углекислого газа. Дружие температуре +31 °С, углекислота будет находиться в жидкой фазе, при давлении примерно 6 МПа.

Применение сухого льда

Твердая углекислота, или сухой лед, используется в лабораторных исследованиях, в розничной торговле и при ремонте оборудования. Сухой лед получают из сжиженного углекислого газа с помощью специальных установок.

Интересные факты

Молекула углекислого газа линейна, с расстоянием от центра углерода до центра атомов кислорода 116,3 пм.
Углекислый газ тяжелее воздуха приблизительно в 1,5 раза.

Изучение и применение углекислого газа имеет широкий спектр применения, от пожаротушения до газирования напитков, и продолжает оставаться важным элементом в различных отраслях промышленности и научных исследований.

Углекислый газ и его свойства

При температуре −78,3 °С кристаллизуется в виде белой снегообразной массы — сухого льда. Сухой лёд при атмосферном давлении не плавится, а испаряется, не переходя в жидкое состояние, температура сублимации −78 °С. Жидкий диоксид углерода можно получить при повышении давления. Так, при температуре 20 °С и давлении свыше 6 МПа (~60 атм) газ сгущается в бесцветную жидкость. В тлеющем электрическом разряде светится характерным бело-зелёным светом.

Химические свойства

Углекислый газ образуется при гниении и горении органических веществ. Содержится в воздухе и минеральных источниках, выделяется при дыхании животных и растений. Растворим в воде (0,738 объёмов углекислого газа в одном объёме воды при 15 °С).

По химическим свойствам диоксид углерода относится к кислотным оксидам. При растворении в воде образует нестойкую угольную кислоту. Реагирует со щелочами с образованием её солей — карбонатов и гидрокарбонатов. Вступает в реакции электрофильного замещения (например, с фенолом) и нуклеофильного присоединения (например, с магнийорганическими соединениями).

Взаимодействия

С оксидом активного металла:

При растворении в воде образует равновесную смесь раствора диоксида углерода и угольной кислоты, причём равновесие сильно сдвинуто в сторону разложения кислоты. Реагирует со щелочами с образованием карбонатов и гидрокарбонатов.

Транспорт в организме человека

Углекислый газ транспортируется в крови тремя различными способами. Гемоглобин, основной кислород-транспортирующий белок эритроцитов крови, способен транспортировать как кислород, так и углекислый газ.

Связывание углекислого газа с гемоглобином понижает способность кислорода к связыванию и наоборот. Важно также, что способность гемоглобина к преимущественному связыванию с кислородом или с углекислым газом зависит от pH среды.

Уровень углекислого газа в крови:

В вдыхаемом воздухе человека практически отсутствует.
В выдыхаемом воздухе его содержится около 4% (объёмных).
Уровень углекислого газа в крови приблизительно таков: данные

Все эти особенности играют важную роль в транспорте кислорода и углекислого газа в организме человека.

Ионы гидрокарбоната очень важны для регуляции pH крови и поддержания нормального кислотно-щелочного равновесия.

Частота дыхания влияет на содержание углекислого газа в крови. Слабое или замедленное дыхание вызывает респираторный ацидоз, в то время как учащённое и чрезмерно глубокое дыхание приводит к гипервентиляции и развитию респираторного алкалоза.

Датчик содержания углекислого газа в помещении

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.

Из указанных в ряду химических элементов выберите два элемента, атомы которых в возбужденном состоянии не содержат валентных электронов на трех подуровнях:

Запишите в поле ответа номера выбранных элементов.

Из указанных в ряду химических элементов выберите три элемента, находящихся в одном периоде Периодической системы, и расположите выбранные элементы в порядке увеличения числа валентных электронов на внешнем энергетическом уровне.

Запишите в поле ответа номера выбранных элементов в нужной последовательности.

Из предложенного перечня химических элементов выберите два, у каждого из которых сумма степеней окисления в высшем оксиде и водородном соединении равна шести.

Запишите в поле ответа номера выбранных элементов.

Из предложенного перечня суждений о строении и химических связях выберите два таких, которые справедливы и для тетрагидроксоалюмината натрия, и для хлорида аммония.

Запишите номера выбранных ответов.

Среди предложенных формул веществ, расположенных в пронумерованных ячейках, выберите формулы:

А) двухосновной кислоты;
Б) сильной кислоты;
В) амфотерного гидроксида.

гидроксид марганца (II)
гидроксид хрома (III)
гидроксид серы (IV)
гидроксид лития
гидроксид азота (V)
гидроксид стронция
гидроксид бария
гидроксид фосфора (V)
гидроксид цезия

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

Навески порошков Х и Y внесли в пробирки с избытком концентрированной серной кислотой. В случае вещества Х масса конечного раствора равна массе исходного. В случае вещества Y масса конечного раствора больше массы исходного. Из предложенного перечня выберите вещества X и Y, которые могут вступать в описанные реакции.

аморфный углерод
сера
фосфор
хлорид калия
медь

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

Markdown код:

Ионы гидрокарбоната очень важны для регуляции pH крови и поддержания нормального кислотно-щелочного равновесия. 

Частота дыхания влияет на содержание углекислого газа в крови. Слабое или замедленное дыхание вызывает респираторный ацидоз, в то время как учащённое и чрезмерно глубокое дыхание приводит к гипервентиляции и развитию респираторного алкалоза.

### Датчик содержания углекислого газа в помещении

**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.**

Из указанных в ряду химических элементов выберите два элемента, атомы которых в возбужденном состоянии не содержат валентных электронов на трех подуровнях:

1) I 
2) Ge 
3) S 
4) Tl 
5) Sb

**Запишите в поле ответа номера выбранных элементов.**

Из указанных в ряду химических элементов выберите три элемента, находящихся в одном периоде Периодической системы, и расположите выбранные элементы в порядке увеличения числа валентных электронов на внешнем энергетическом уровне.

1) As 
2) P 
3) Mo 
4) Cr 
5) Ga

**Запишите в поле ответа номера выбранных элементов в нужной последовательности.**

Из предложенного перечня химических элементов выберите два, у каждого из которых сумма степеней окисления в высшем оксиде и водородном соединении равна шести.

1) S 
2) Ti 
3) Cl 
4) Te 
5) Al

**Запишите в поле ответа номера выбранных элементов.**

Из предложенного перечня суждений о строении и химических связях выберите два таких, которые справедливы и для тетрагидроксоалюмината натрия, и для хлорида аммония.

**Запишите номера выбранных ответов.**

Среди предложенных формул веществ, расположенных в пронумерованных ячейках, выберите формулы: 
- А) двухосновной кислоты; 
- Б) сильной кислоты; 
- В) амфотерного гидроксида.

1) гидроксид марганца (II) 
2) гидроксид хрома (III) 
3) гидроксид серы (IV)
4) гидроксид лития 
5) гидроксид азота (V) 
6) гидроксид стронция
7) гидроксид бария 
8) гидроксид фосфора (V) 
9) гидроксид цезия

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

Навески порошков Х и Y внесли в пробирки с избытком концентрированной серной кислотой. В случае вещества Х масса конечного раствора равна массе исходного. В случае вещества Y масса конечного раствора больше массы исходного. Из предложенного перечня выберите вещества X и Y, которые могут вступать в описанные реакции.

1) аморфный углерод 
2) сера 
3) фосфор 
4) хлорид калия 
5) медь

**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**

А) CrO Б) RbOH В) N2O Г) Al1) азот, железо, сера 2) азотная кислота, магний, угарный газ 3) аморфный углерод, фосфор, магний 4) гидроксид натрия, оксид меди(II), плавиковая кислота 5) сера, угарный газ, оксид хрома(III)

Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

Установите соответствие между растворами исходных веществ и продуктами их взаимодействия: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

ИСХОДНЫЕ ВЕЩЕСТВА ПРОДУКТЫ РЕАКЦИИ

А) NaHSO3(изб.) + Ba(OH)2 Б) NaHSO3 + Ba(OH)2(изб.) В) NaHSO3 + NaOH(изб.) Г) Ba(HSO3)2 + Ba(OH)2(изб.) 1) средняя соль + гидроксид + вода 2) гидроксид + кислая соль 3) вода + средняя соль 4) средняя соль + средняя соль + вода 5) основная соль + кислая соль 6) гидроксид + вода 7) реакция не идет

Задана следующая схема превращений веществ:

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

силикат натрия 2) нитрат бария 3) кремний 4) углерод 5) нитрат аммония

Запишите в таблицу номера выбранных веществ под соответствующими буквами.

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

циклоалканы 2) простые эфиры 3) кетоны 4) вторичные спирты 5) карбоновые кислоты 6) сложные эфиры

Из предложенного перечня формул выберите две таких, которые могут соответствовать веществам как с циклическим, так и с разветвленным строением.

C4H4 2) C3H6 3) C3H8 4) C5H8 5) C4H8

Из предложенного перечня веществ выберите все углеводороды, которые вступают в реакцию гидратации с образованием продуктов, способных вступать в реакцию гидрирования.

1,2-дифенилэтен 2) стирол 3) толуол 4) бутин-1 5) циклогексен

Из предложенного перечня выберите два утверждения, справедливых для любого дисахарида, но несправедливых для любого дипептида.

относятся к слабым электролитам 2) реагируют с горячим раствором серной кислоты 3) при полном сгорании в кислороде образуют только два продукта 4) содержат σ-связи углерод-кислород 5) в продуктах их кислотного гидролиза нет органических солей

Установите соответствие между названием углеводорода и соединениями, из которых его можно получить в одну стадию: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

НАЗВАНИЕ УГЛЕВОДОРОДА ИСХОДНЫЕ ВЕЩЕСТВА

А) этан Б) н-гексан В) толуол Г) 2-метилпропан1) метилциклогексан, бензоат цинка 2) циклогексан, гександиовая кислота 3) (NaOC(O)CH2)2, ацетилен 4) фенилацетат натрия, гептен-1 5) СН3С(СН2)СН3, н-бутан 6) СН3(СН2)5С(О)ОК, 1-хлорпропан

Установите соответствие между схемой реакции и условиями, при которых ее можно осуществить: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

СХЕМА РЕАКЦИИ УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ

этаноат калия 2) гидроксид натрия 3) бензоат калия 4) метаноат бария 5) гидроксид алюминия

Из предложенного перечня процессов выберите все, протекание которых сопровождается выделением тепла.

разложение карбоната бария 2) взаимодействие растворов серной кислоты и гидроксида кальция 3) образование оксида азота (II) из простых веществ 4) образование йодоводорода из простых веществ 5) восстановление железа из железной окалины под действием алюминия

Из предложенного перечня реакций выберите все, которые при одинаковых условиях протекают быстрее взаимодействия гранулы цинка и 5%-ного раствора соляной кислоты.

магний + вода 2) медь + 10%-ный р-р HCl 3) магний(порошок) + 5%-ный р-р HCl 4) гидроксид натрия(р-р) + 5%-ный р-р СН3СООН 5) аммиак (р-р) + 1%-ный р-р H2SO4

Установите соответствие между уравнением реакции и свойством хлора в этой реакции: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

А) 6Ca(OH)2 + 6Cl2 = 5CaCl2 + Ca(ClO3)2 + 6H2O Б) 2CuCl + Br2 = CuBr2 + CuCl2 В) 4KClO3 = KCl + 3KClO4 1) не проявляет окислительно-восстановительных свойств 2) только восстановитель 3) окислитель и восстановитель 4) только окислитель

Установите соответствие между веществом и процессом, происходящим на катоде при электролизе его водного раствора с платиновым катодом и графитовым анодом: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

ВЕЩЕСТВО ПРОЦЕСС НА КАТОДЕ

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, приведённых в перечне, определите характер среды их водных растворов.

аммиак (0,09 моль/л) + метиламин (0,01 моль/л) 2) уксусная кислота (1%) + ацетон (1%) 3) гидроксид натрия (0,1 моль/л) + перхлорат калия (1 г/л) 4) нитрат калия (0,2 моль/л) + сахароза (1%)

Запишите номера смесей в порядке возрастания значения водородного показателя их водных растворов.

Установите соответствие между способом воздействия на равновесную систему

и смещением химического равновесия в результате этого воздействия. К каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

ВОЗДЕЙСТВИЕ НА СИСТЕМУ НАПРАВЛЕНИЕ СМЕЩЕНИЯ ХИМИЧЕСКОГО РАВНОВЕСИЯ

А) увеличение концентрации ионов Fe3+ Б) добавление твердого KCN В) отбор пробы раствора Г) добавление порошка железа 1) в сторону обратной реакции 2) в сторону прямой реакции 3) практически не сместится

В замкнутый реактор поместили смесь паров йода, йодоводород и водород, затем нагрели. В результате протекания обратимой реакции

H2(г) + I2(г) ⇆ 2HI(г)

в системе установилось равновесие. При этом исходная концентрация йодоводорода была равна 0,04 моль/л, а равновесные концентрации паров йода, йодоводорода и водорода – 0,02 моль/л, 0,02 моль/л и 0,09 моль/л соответственно.

Определите исходные водорода (X) и йода (Y).

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

А) толуол и фенол Б) этан и аммиак В) йодид аммония и хлорид метиламмония Г) силикат калия(р-р) и формиат натрия(р-р) 1) нитрат калия(р-р) 2) ацетон 3) Br2(водн.) 4) магний 5) фенолфталеин

Установите соответствие между веществом и установкой, используемой в его промышленном получении: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

А) серная кислота Б) аммиак В) хлор 1) электролизер 2) электрофильтр 3) колонна синтеза 4) доменная печь

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.

Газообразный аммиак объемом 4,48 л (н.у.) растворили в 166,6 мл воды, затем добавили его 10%-ный раствор, что привело к образованию раствора с массовой долей растворенного вещества 5%. Вычислите массу (в граммах) добавленного 10%-ного раствора аммиака. (Запишите ответ с точностью до целых.)

При расходовании 8 г кислорода на окисление оксида серы (IV) выделилось 71 кДж энергии. Вычислите количество энергии, выделяющееся при образовании 24 г оксида серы (VI). (Запишите ответ с точностью до десятых)

Рассчитайте выход кислорода, если при прокаливании навески перманганата натрия массой 7,1 г было получено 6,5 г твердого остатка. (Запишите ответ 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:

сульфат бария, сульфит натрия, ацетат железа (II), силикат калия, азотная кислота (конц.), сернистый газ. Допустимо использование водных растворов веществ.

Из предложенного перечня веществ выберите два таких, окислительно-восстановительная реакция между которыми протекает с образованием четырех продуктов. 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 таких, в реакции ионного обмена между которыми образуется нерастворимый гидроксид. Запишите молекулярное, полное и сокращенное ионное уравнения данной реакции с участием выбранных веществ.

Навеску брома добавили в раствор, полученный при пропускании газа, выделившегося при взаимодействии серы и концентрированной серной кислоты, в недостаток гидроксида бария. При этом наблюдали обесцвечивание смеси и выпадение осадка. Полученный осадок отделили, высушили и прокалили при очень высокой температуре в потоке водорода. Напишите уравнения четырех описанных реакций.

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

При написании уравнений реакций используйте структурные формулы органических веществ.

Неизвестное органическое соединение состоит из трех элементов и содержит 60% углерода по массе. При этом массовая доля кислорода в 4 раза больше, чем водорода. Известно, что данное соединение при гидролизе дает единственный продукт, обладающий линейным строением. 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 взаимодействия этого вещества с гидроксидом калия.

Навеску нитрата меди (II) и нитрата серебра массой 31,55 г растворили в 400 мл воды и подвергли полученный раствор электролизу с инертными электродами. Процесс остановили, когда в растворе не осталось катионов металла. В ходе электролиза через цепь прошло 0,275 моль электронов. Вычислите массовую долю азотной кислоты в образовавшемся растворе, если известно, что в ходе процесса на катоде не выделялся газ.

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 №29

№ задания, ответ № задания, ответ

24 2) 451 3) 35 4) 24 5) 352 6) 54 7) 2534 8) 4133 9) 24 10) 632 11) 45 12) 124 13) 35 14) 3645 15) 6435 16) 42 17) 25 18) 345 19) 313 20) 334 21) 2413 22) 2233 23) 35 24) 3533 25) 231 26) 102 27) 42,6 28) 75

Ответы ко второй части варианта №29

Fe(CH3COO)2 + 4HNO3 = Fe(NO3)3 + NO2 + 2CH3COOH + H2O

железо в степени окисления +2 (или ацетат железа (II)) является восстановителем; азот в степени окисления +5 (или азотная кислота) – окислителем.

Задание 30

K2SiO3 + 2HNO3 = 2KNO3 + H2SiO3

2K+ + SiO32- + 2H+ + 2NO3- = 2K+ + 2NO3- + H2SiO3

SiO32- + 2H+ = H2SiO3

Задание 31

S + 2H2SO4 = 3SO2 + 2H2O
2SO2 + Ba(OH)2 = Ba(HSO3)2
Ba(HSO3)2 + 2Br2 + 2H2O = BaSO4 + H2SO4 + 4HBr
BaSO4 + 4H2 = BaS + 4H2O

Задание 32

Исходя из описания, можно сделать вывод, что вещество содержит в своем составе углерод, водород, кислород. Тогда запишем его формулу в виде CxHyOz. Пусть мы взяли порцию вещества массой 100 г, тогда справедливы следующие записи:

m(C) = m(CxHyOz)·ω(C)/100% = 100·60%/100% = 60 г n(C) = m(C)/M(C) = 60/12 = 5 моль

m(H) + m(O) = m(CxHyOz) – m(C) = 100 – 60 = 40 г

m(H) = х г m(O) = 4х г

5х = 40 х = 8

m(H) = 8 г n(H) = m(H)/M(H) = 8/1 = 8 моль

m(O) = 32 г

n(O) = m(O)/M(O) = 32/16 = 2 моль

Определим простейшую формулу неизвестного вещества:

x : y : z = 5 : 8 : 2

Пусть C5H8O2 – молекулярная формула, тогда попытаемся определить структуру данного вещества. Поскольку по описанию оно может гидролизоваться, логично предложить для него наличие сложноэфирной группы. Два атома кислорода и один атом углерода таким образом войдут в состав карбоксильного фрагмента. Остаток в С4Н8, вероятно, алкильная цепь, но обратим внимание на то, что продукт гидролиза только один и он имеет линейное строение. Тогда приходим к структуре циклического сложного эфира:

В свою очередь уравнение взаимодействия этого вещества с гидроксидом калия может быть записано как:

Задание 34

Навеску нитрата меди(II) и нитрата серебра массой 31,55 г растворили в 400 мл воды и подвергли полученный раствор электролизу с инертными электродами. Процесс остановили, когда в растворе не осталось катионов металла. В ходе электролиза через цепь прошло 0,275 моль электронов. Вычислите массовую долю азотной кислоты в образовавшемся растворе, если известно, что в ходе процесса на катоде не выделялся газ.

Запишем уравнения химических реакций:

4AgNO3 + 2H2O = 4Ag + O2 + 4HNO3 2Cu(NO3)2 + 2H2O = 2Cu + O2 + 4HNO3

Пусть в изначальной смеси было х моль нитрата серебра и у моль нитрата меди (II). Тогда справедливы следующие рассуждения:

m(AgNO3) = n(AgNO3)·M(AgNO3) = 170x г m(Cu(NO3)2) = n(Cu(NO3)2)·M(Cu(NO3)2) = 188у г

При прохождении электронов через цепь электролизера они расходуются на восстановление серебра и меди и в том же самом количестве получаются при окислении воды с образованием кислорода. На катоде протекают следующие полуреакции:

Согласно данным записям, количество катионов меди будет вдвое меньше количества электронов, затраченных на их восстановление, а в случае катионов серебра количества будут равны. Тогда можно записать следующее:

n(e) = 2n(Cu2+) + n(Ag+) n(e) = n(AgNO3) + 2n(Cu(NO3)2)

Составим систему уравнений:

170х + 188у = 31,55 х + 2у = 0,275 170х + 188у = 31,55 х = 0,275 – 2у 170(0,275 – 2у) + 188у = 31,55 х = 0,275 – 2у 46,75 – 340у + 188у = 31,55 х = 0,275 – 2у 152у = 15,2 х = 0,275 – 2у у = 0,1 х = 0,075

Далее вычислим количество и массу азотной кислоты, которая образовалась в ходе реакции:

n(HNO3) = 2n(Cu(NO3)2) + n(AgNO3) = 2·0,1 + 0,075 = 0,275 (моль) m(HNO3) = n(HNO3)·M(HNO3) = 0,275·63 = 17,325 (г)

Масса конечного раствора сложится из масс навески солей и воды за вычетом меди, серебра и кислорода. Проведем необходимые вычисления:

n(Cu) = n(Cu(NO3)2) = 0,1 моль m(Cu) = n(Cu)·M(Cu) = 0,1·64 = 6,4 г

n(Ag) = n(AgNO3) = 0,075 моль m(Ag) = n(Ag)·M(Ag) = 0,075·108 = 8,1 г

n(O2) = n(Cu(NO3)2)/2 + n(AgNO3)/4 = 0,1/2 + 0,075/4= 0,06875 моль m(O2) = n(O2)·M(O2) = 0,06875·32 = 2,2 г

m(р-ра конечн) = m(навески) + m(воды) – m(Cu) – m(Ag) – m(O2) = 31,55 + 400 – 6,4 – 8,1 – 2,2 = 414,85 (г)

Вычислим массовую долю азотной кислоты в образовавшемся растворе:

ω(HNO3) = m(HNO3)/m(р-ра конечн)·100% = 17,325/414,85·100% = 4,18%