Задача 1.

“Азотносеребряная соль AgNO3, известная в практике под именем ляписа (lapis infernalis), получается растворением в азотной кислоте металлического серебра. Если для растворения взято нечистое серебро, то в растворе получается смесь азотномедной и азотносеребряной солей. Если такую смесь испарить досуха, а затем остаток осторожно сплавить до температуры начала каления, то вся азотномедная соль разлагается, а большинство азотносеребряной соли не изменяется. Обрабатывая сплавленную массу водой, извлекают эту последнюю...” (Д.И. Менделеев, “Основы химии”, т.2, стр.303–4, М.,Л., 1947)

Напишите уравнения реакций, происходящих при растворении “нечистого серебра” в конц. азотной кислоте и при прокаливании сухого остатка.
Определите содержание серебра (массовые доли в %), если для растворения было взято 2,000 г “нечистого серебра”, а масса остатка, полученного в результате прокаливания, составила 3,069 г.
Определите массу осадка, образующегося при добавлении избытка раствора хлорида натрия к раствору 2,000 г “нечистого серебра” в азотной кислоте.

Решение

а) Ag + 2HNO3 = AgNO3 + NO2 + H2O
Cu + 4HNO3 = Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O

б) 2Cu(NO3)2 = 2CuO + 4NO2 + O2

Масса серебра в исходном сплаве – х (г), тогда масса меди – (2–х) г.
Количество серебра составляет: n Ag = x/107,87 (моль) и равно количеству образующегося нитрата серебра.
Количество меди равно: n Cu = (2–x)/63,55 (моль) и равно количеству образующегося оксида меди.
Тогда масса нитрата серебра равна: 169,87x/107,87 = 1,575x (г).
Масса оксида меди составляет: 79,55(2–x)/63,55 = 2,504 – 1,252х (г).
Общая масса сухого остатка после прокаливания равна:
m(AgNO3) + m(CuO) = 1,575x + 2,504 –1,252x = 2,504 – 0,323x (г)
По условию масса остатка после прокаливания равна 3,069 (г), тогда:

2,504 – 0,323x = 3,069
0,323x = 0,565
x = 1,749 (г)
1,75: 2 ? 100 = 87, 5 (%)

Масса хлорида серебра равна: 1,749 ? 143,45 : 108 =2,323 (г).

Задача 2.

В соответствии с продуктами и, сохраняя коэффициенты, восстановите уравнения реакций:1) .... + .... + .... = 3H3PO4 + 5NO
2) .... + .... = 5KI + KIO3 + 3H2O

3) .... + ..... = 2N2 + K2SO4 + 4H2O
4) .....+ ..... + .... = 4H2 + Na2SiO3

5) .... + .... + .... = K2SO4 + 2MnSO4 + 2H2SO4


Решение

1) 5HNO3 + 3P + 2H2O = 3H3PO4 + 5NO

2) 3I2 + 6KOH = 5KI + KIO3 + 3H2O

3) 2 KNO2 + (NH4)2SO4 = 2N2 + K2SO4 + 4H2O

4) SiH4 + 2NaOH + H2O = 4H2 + Na2SiO3

5) 2KMnO4 + 5SO2 + 2H2O = K2SO4 + 2MnSO4 + 2H2SO4

Задача 3.

На схеме приведены превращения соединения X:X + O2 ® ... + H2O X + CO2 ® ... + H2O
X + Na ® ... + H2 X + H2S ® ...
X + CuO ® N2 + ... + ...


Предложите X и запишите уравнения осуществленных превращений.

Решение

X = NH3
4NH3 + 3O2 = 2N2 + 6H2O или 4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O (на платиновом катализаторе)
2NH3 + 2Na = 2NaNH2 + H2
2NH3 + 3CuO = N2 + 3Cu + 3H2O
2NH3 + H2S = (NH4)2S или NH3 + H2S = NH4HS
2NH3 + CO2 = (NH2)2CO + H2O

Задача 4.

После проведения реакции в смеси двух газов (с исходной плотностью по воздуху 1,048) ее плотность по воздуху увеличилась до 1,310. При пропускании продуктов реакции через раствор гидроксида натрия их объем уменьшается вдвое, а плотность остатка по гелию составляет 8,000.

Определите качественный и количественный состав (в объемных %) исходной газовой смеси и состав смеси после реакции.
Напишите уравнения происходящих реакций.

Решение

Молярная масса остатка составляет 8 ? 4 = 32 (г/моль), что может соответствовать кислороду – O2. Поскольку этот газ составлял ровно половину от продуктов реакции, то для х = мол. масса второго газа имеем (х+32)/2=1,31? 29, откуда х = 1,31? 29? 2 – 32 = 43,98 (г/моль), что может соответствовать газам CO2, N2O, C3H8. Раствором щелочи может поглощаться CO2. Тогда в смеси после реакции могут быть CO2 и O2 – (избыток) (1:1).
Такая смесь может образоваться после взаимодействия CO и O2 (в избытке O2):
2CO + O2 = 2 CO2.
Тогда исходная газовая смесь – CO и O2 в соотношении 2:(1+2=3), или 40% CO и 60 % O2. Состав смеси после реакции : CO2 (50%), O2 (50%).
Реакция поглощения CO2: 2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O.

Задача 5.

Смесь двух галогенидов калия общей массой 5,00 г растворили в воде. При добавлении к полученному раствору избытка раствора нитрата серебра было получено 8,58 г осадка. Определите, какие галогениды калия могли быть взяты в смеси, качественный состав и возможную окраску осадка.

Решение

Уравнение реакции образования осадка:

KX + AgNO3 = AgX? + KNO3, где X = Cl, Br, I.

Фторид калия осадка не дает, т.к. AgF хорошо растворим в воде (172 г на 100 г воды при 20о С).
Если осадок образован двумя галогенидами можно определить общее количество галогенидов в исходной смеси: n = (8,58 – 5) : (Ar(Ag) – Ar(K)) = 3,58 : (107,868 – 39,098) = 0,0521 (моль), что для индивидуальных галогенидов калия соответствует массе:

KCl – 3,816 (г)
KBr – 6,092 (г)
KI – 8,518 (г)

Т.о. в смеси могли находиться только пары KCl – KBr, KCl – KI (5 г смеси KBr – KI не могли бы дать такую массу осадков галогенидов серебра).
Если в смеси был фторид калия, то с ним в паре мог находиться только хлорид калия, т.к. бромид и иодид калия не могли бы дать такую массу осадка.
Тогда для возможных смесей:
Смесь
Осадок
Окраска

KCl – KBr
AgCl + AgBr
светло–желтая

KCl – KI
AgCl + AgI
Желтая

KF – KCl
AgCl
Белая