Поиск:  




Абитуриенту

Виртуальный репетитор: дополнительные задачи

"Терпение и труд все перетрут."
(Народная мудрость)

Расчеты по уравнениям химических реакций. Задачи для самостоятельного решения

3.1. Оконные стекла и дверцы вытяжных шкафов в химической лаборатории часто бывают покрыты белым налетом, состоящим из кристаллов хлорида аммония. Причина этого явления - постоянное присутствие в воздухе лабораторий аммиака и хлороводорода. Рассчитайте количество и объем (при н.у.) этих газов, если образовалось 5 г хлорида аммония.

3.2. Природный газ содержит главным образом метан CH4, но в нем присутствуют и примеси, например, ядовитый сероводород H2S - до 50 г на 1 кг метана. Чтобы удалить примесь сероводорода, можно провести его окисление перманганатом калия в кислой среде до серы. Рассчитайте количество серы, которую можно таким образом выделить из 1 т природного газа. Определите также, какая масса серной кислоты может быть получена, если всю выделенную серу направить в цех производства H2SO4.

3.3. Толщи известняка на земной поверхности и под землей медленно "размываются" под действием почвенных вод, где растворен диоксид углерода. Какую массу карбоната кальция CaCO3 может перевести в растворимый гидрокарбонат кальция состава Ca(HCO3)2 вода, в которой растворено 10 моль CO2? Практический выход для реакции химического растворения считайте равным 90%.

3.4. Предельно допустимая среднесуточная концентрация монооксида углерода в воздухе составляет 3,0 мг/м3. Простейший газоанализатор, позволяющий определить наличие в воздухе ядовитой примеси СО, содержит белый порошок оксида иода(V), нанесенный на пемзу и помещенный в стеклянную трубочку. При взаимодействии I2O5 c CO идет окислительно-восстановительная реакция с выделением иода, который окрашивает содержимое трубочки в черный цвет. Какое количество монооксида углерода вызовет выделение 0,1 г иода в трубке газоанализатора? Какой объем воздуха (при н.у.), содержащего 3,0 мг/м3 CO, надо будет пропустить через трубку, чтобы в ней выделилось 0,1 г иода?

3.5. Коррозия железа на воздухе в присутствии большого количества воды приводит к образованию метагидроксида железа состава FeO(OH). Рассчитайте, какая масса железа подверглась коррозии, если количество полученного в результате этого процесса FeO(OH) составило 11,5 моль. Определите также объем (при н.у.) кислорода, участвовавшего в реакции.

3.6. При выпечке печенья в качестве разрыхлителя теста используют пищевую соду (гидрокарбонат натрия) с добавкой уксусной кислоты. Эта смесь при нагревании разлагается, выделяя углекислый газ. Рассчитайте объем (при н.у.) CO2, который выделится при использовании 1 чайной ложки (5 г) NaHCO3 и избытка CH3COOH.

3.7. Взаимодействие минерала магнетита (оксида железа состава Fe3O4) с монооксидом углерода CO приводит к получению железа и выделению углекислого газа CO2. В результате реакции было выделено 65,3 кг железа. Рассчитайте практический выход железа, если масса исходного магнетита составляла 110 кг. Определите объем (при н.у.) полученного газа.

3.8. Жженую известь, применяемую в строительстве, получают прокаливанием известняка. Определите массовую долю основного вещества (карбоната кальция) в известняке, если прокаливание его образца массой 5,0 кг привело к выделению 1,0 м3 углекислого газа (при н.у.).

3.9. Карл-Вильгельм Шееле в 1774 году получил кислород термическим разложением перманганата калия KMnO4. Помимо кислорода, при этом получаются оксид марганца(IV) и манганат калия K2MnO4. Кислород, выделенный при разложении 33,5 г перманганата калия, использовали для сжигания серы и при этом получили 2,1 л (при н.у.) диоксида серы SO2. Определите практический выход кислорода при разложении перманганата калия. Рассчитайте массу серы, затраченной на сжигание.

3.10. Разбитый термометр, в котором было 20,5 г ртути, выбросили в пруд. Прошло 4 месяца, и вследствие сложных биохимических процессов около 5% этого опасного металла перешло в раствор в виде солей ртути(II) типа нитрата ртути(II) Hg(NO3)2. Определите количество и массу катионов ртути(II) в пруду. Определите, представляет ли опасность прудовая вода, если объем воды в пруду 80 м3, а санитарная норма предусматривает содержание не более чем 0,01 г Hg2+ в 1 м3.

3.11. Для обеззараживания воды ее часто хлорируют. При этом неизбежна утечка ядовитого газа в атмосферу. Чтобы удалить хлор из вентиляционного воздуха, используют "антихлор" - увлажненный сульфит натрия Na2SO3. Какая масса сульфита натрия потребуется для поглощения всего хлора из 5000 м3 воздуха, если содержание в нем Cl2 в 10 раз превышает среднесуточное предельно допустимое и составляет 0,3 мг/м3?

3.12. Рассчитайте объем (при н.у.) хлора, который идет на обеззараживание 10 м3 воды, если на каждый литр воды расходуется 0,002 мг хлора. Напишите уравнение реакции взаимодействия хлора с водой и поясните, на чем основано его обеззараживающее действие.

3.13. При сильных отравлениях белым фосфором пострадавшему назначают прием очень разбавленного раствора сульфата меди(II). Процессы, протекающие в организме больного, сводятся к окислительно-восстановительной реакции фосфора с катионами меди(II) с выделением металлической меди и образованием относительно безвредных количеств ортофосфорной и серной кислоты. Какое количество и массу сульфата меди(II) должен получить пострадавший для полного окисления 0,1 мг фосфора, если считать выход этого процесса 100%-ным?

3.14. Пролитую ртуть можно собрать с помощью медной проволоки, алюминиевой фольги и даже листом бумаги, но во всех этих случаях собранную ртуть нужно обезвредить (например, обработать концентрированной азотной кислотой). Какое количество HNO3 потребуется для обезвреживания 19,5 г ртути, собранной на полу после того, как в доме был разбит термометр? Каков объем выделяющегося при этом газа (при н.у.)? Если ртуть была собрана не полностью, рекомендуют обработать трещины и щели пола и другие "подозрительные" места в комнате порошком серы. Напишите уравнение реакции, протекающей с участием ртути и серы.

3.15. Оксид диазота ("веселящий газ"), обладающий слабонаркотическим действием был открыт английским химиком Гемфри Дэви в начале XIX века. Для получения N2O Дэви использовал реакцию термического разложения нитрата аммония. При этом, помимо основных продуктов разложения, образуются и другие газы (например, NO и NO2). Рассчитайте практический выход оксида диазота, если масса нитрата аммония была равна 11,5 г, а объем полученного N2O - 2,1 л (при н.у.).

3.16. Установлено, что для очистки газовых выбросов от диоксида азота применяется карбонат натрия, который при взаимодействии с NO2 дает нитрат натрия, нитрит натрия и углекислый газ. Рассчитайте массу карбоната натрия, который обезвреживает выбросы, содержащие 5 л диоксида азота (при н.у.).

3.17. Органические вещества растений образуются из углекислого газа, присутствующего в воздухе, и воды, поступающей из почвы. В зеленых листьях растений эти неорганические вещества превращаются в органическое вещество глюкозу C6H12O6. Этот процесс сопровождается выделением кислорода. Рассчитайте, какой объем кислорода (при н.у.) выделяется в атмосферу зелеными растениями при образовании 1 кг глюкозы.

3.18. Сжигая органическое топливо, человечество ежегодно отправляет в атмосферу 12 млн. т оксида азота(II) NO. Какую массу азотной кислоты можно было бы получить из всего этого количества NO при условии, что практический выход составит 80%?

3.19. Каждый автомобиль расходует в год примерно 4 т кислорода. Какую массу оксида ртути(II) HgO следует подвергнуть разложению с выделением кислорода, чтобы обеспечить годовую потребность одного автомобиля?

3.20. Известно, что сероводород, циркулируя в биосфере, может окисляться под действием аэробных бактерий до свободной серы. Именно это, как полагают геохимики, было причиной возникновения залежей самородной серы. Рассчитайте, какой объем (при н.у.) сероводорода был поглощен и переработан бактериями, если образовалось 450 т серы.

Ответы

3.1. 0,093 моль (2,09 л) NH3 и 0,093 моль (2,09 л) HCl

3.2. 50 кг серы и 153 кг H2SO4

3.3. 900 г CaCO3

3.4. 0,0020 моль CO; 18 м3 воздуха

3.5. 644 г железа,193,2 л O2

3.6. 1,33 л CO2

3.7. Практический выход 82%

3.8. 0,893, или 89,3% карбоната кальция в известняке

3.9. Практический выход 88,4%, масса серы 3,0 г

3.10. 0,051 моль (1,025 г) Hg2+; вода опасна для здоровья, так как в ней содержится 0,013 г/м3 Hg2+ (выше нормы)

3.11. 2,66 г Na2SO3

3.12. 6,3 мл Cl2

3.13. 8,01 . 10--6 моль; 1,29 мг CuSO4

3.14. 0,39 моль HNO3; 4,35 л NO2

3.15. Практический выход 65,2%

3.16. 11,8 кг Na2CO3

3.17. 746,7 л кислорода

3.18. 20,2 млн.т азотной кислоты

3.19. 54,1 т HgO

3.20. 315000 м3 H2S (при н.у.)





Рассылки Subscribe.Ru
Алхимик - новости и советы