Давайте пошагово разберем каждую задачу, чтобы понять, как их решать.
1. Заполните пропуски
Атом азота на внешнем уровне содержит три электрона, из них один неспаренный. До приобретения устойчивого состояния атому азота не хватает трех электронов, поэтому его минимальная степень окисления равна -3.
2. Уравняйте реакцию методом электронного баланса. Укажите окислитель и восстановитель.
Реакция:
[ \text{CuS} + \text{HNO}_3 \rightarrow \text{Cu(NO}_3\text{)}_2 + \text{S} + \text{NO} + \text{H}_2\text{O} ]
Для уравнивания этой реакции методом электронного баланса:
Определите степени окисления:
- В CuS: Cu (0), S (-2)
- В Cu(NO₃)₂: Cu (+2), S (0)
- В NO: N (+2)
Напишите полные полуравнения для окисления и восстановления:
- Окисление: Cu (0) → Cu (+2) + 2e⁻
- Восстановление: N (+5) в HNO₃ → N (+2) в NO + 3e⁻
Уравняйте количество электронов.
В результате получим коэффициенты:
[ 2\text{CuS} + 6 \text{HNO}_3 \rightarrow 2\text{Cu(NO}_3\text{)}_2 + \text{S} + 6\text{NO} + 2\text{H}_2\text{O} ]
- Окислитель: HNO₃ (он восстанавливается, так как N восстанавливается из +5 до +2).
- Восстановитель: CuS (он окисляется, так как Cu идет из 0 до +2).
3. Какой реагент можно использовать для отличия NaCl от NaF?
Для отличия растворов хлорида натрия (NaCl) от фторида натрия (NaF) можно использовать нитрат серебра (AgNO₃).
Уравнение реакции:
Раствор NaCl:
[ \text{NaCl} + \text{AgNO}_3 \rightarrow \text{AgCl (осадок)} + \text{NaNO}_3 ]
- У вас образуется белый осадок AgCl.
Раствор NaF:
[ \text{NaF} + \text{AgNO}_3 \rightarrow \text{AgF (остается в растворе)} + \text{NaNO}_3 ]
4. Осуществите превращения:
- Si → SiO₂ (сначала происходит окисление)
- SiO₂ + NaOH → Na₂SiO₃ + H₂O (реакция с щелочью)
- Na₂SiO₃ + H₂O → H₂SiO₃ + NaOH (гидратация)
- H₂SiO₃ → SiO₂ + H₂O (дегидратация)
- SiO₂ + Si ⟶ Mg₂Si (восстановление)
- Si + H₄Si → SiH₄ (взаимодействие с водородом)
- SiH₄ → Si + 2H₂ (разложение)
- Si + O₂ → SiO₂ (снова окисление)
5. Сколько граммов оксида алюминия потребуется для получения 300 г нитрата алюминия?
Реакция:
[ \text{Al}_2\text{O}_3 + 6\text{HNO}_3 \rightarrow 2 \text{Al(NO}_3\text{)}_3 + 3\text{H}_2\text{O} ]
Найдем молекулярную массу Al(NO₃)₃:
- Al = 27 г/моль
- N = 14 г/моль
- O = 16 г/моль
[ \text{M(Al(NO}_3\text{)}_3) = 27 + 3(14 + 16) = 27 + 3(30) = 27 + 90 = 117 \text{ г/моль} ]
Найдем количество моль нитрата алюминия в 300 г:
[ n = \frac{300 \text{ г}}{117 \text{ г/моль}} \approx 2.564 \text{ моль} ]
Теперь найдем, сколько моль Al₂O₃ нужно:
[ \frac{2 \ \text{мол Al(NO}_3\text{)}_3}{1 \ \text{моль Al}_2\text{O}_3} \implies n(\text{Al}_2\text{O}_3) = \frac{2.564}{2} \approx 1.282 \text{ моль} ]
Теперь найдём масу Al₂O₃ (молекулярная масса Al₂O₃ = 102 г/моль):
[ m = n \cdot M = 1.282 \cdot 102 \approx 130.704 \text{ г} ]
Учтем, что в оксиде алюминия 15% примесей:
[ 130.704 \text{ г} = 0.85 \cdot m_{\text{пост}} ]
[ m_{\text{пост}} = \frac{130.704}{0.85} \approx 153.23 \text{ г} ]
6. При действии избытка раствора соляной кислоты на карбид кальция
Карбид кальция в реакции с HCl:
[ \text{CaC}_2 + 2\text{HCl} \rightarrow \text{CaCl}_2 + \text{C}_2\text{H}_2 ]
Рассчитаем моль ацетилена (C₂H₂):
Объем при н.у. (нормальных условиях) = 22.4 л/моль.
[ n = \frac{13.44}{22.4} = 0.6 \text{ моль C}_2\text{H}_2 ]
Количество CaC₂:
[ n = \frac{0.6}{1} = 0.6 \text{ моль CaC}_2 ]
Теперь найдем массу:
Молекулярная масса CaC₂:
- Ca = 40 г/моль
- C = 12 г/моль
[ M(\text{CaC}_2) = 40 + 2(12) = 64 \text{ г/моль} ]
Итак, масса CaC₂:
[ m = n \cdot M = 0.6 \cdot 64 = 38.4 \text{ г} ]
Осталось 64 г - 38.4 г = 25.6 г (примеси).
Массовая доля примесей:
[ \frac{25.6}{64} \cdot 100% \approx 40% ]
Это разбиение задач показывает, как к ним следует подходить. Если у вас есть дополнительные уточнения или вопросы, не стесняйтесь спрашивать!