Задачи и упражнения по металлам с решениями

Сегодня у нас урок химии 109 – Задачи и упражнения по металлам с решениями. Как изучить? Полезные советы и рекомендации – повторите уроки по химии соответствующих классов неорганических соединений. При возникновении вопросов оставьте свои комментарии, или свяжитесь со мной на адрес: beev.aues@yandex.ru

  1. В схеме превращений

       +H2O        +H2SO4         + BaCl2

К →   X1     → X2             →   X3

веществами Х1, Х2 Х3 являются соответственно:

1) КOH, К2SO4, BaSO4;

2) К2O, К2SO4, КOH;

3) К2O, К2SO4, BaSO4;

4) К2O2, КOH, BaSO4.

Решение:

2К + 2Н2О = 2КОН + Н2

КОН + 2Н2SO4 = К2SO4 + 2Н2O

К2SO4 + BaCl2 = BaSO4↑ + 2KCl

Ответ: 1.

  1. Какая пара веществ придает постоянную жесткость воде?

1) сульфатов и хлоридов натрия и калия;

2) сульфатов и хлоридов кальция и магния;

3) карбонатов и гидрокарбонатов кальция и магния;

4) сульфатов и хлоридов натрия и магния.

Решение:

Постоянную жесткость воде придают сульфаты и хлориды кальция и магния.

Ответ: 2.

  1. При реакции смеси 2,294г цинкаи кальция с раствором щелочи выделилось 0,672л водорода (н.у.). Какова массовая доля (%) цинка в смеси?

1) 25;        2) 46;            3) 75;            4) 85.

Решение:

С раствором щелочи как амфотерный элемент, реагирует цинк:

Zn + 2NaOH + 2H2O → Na2[Zn(OH)4] + H2

n(H2) = 0,672/22,4 = 0,03 моль;

n(H2) =  n(Zn) = 0,03 моль;

A(Zn) = 65 г/атом;

m(Zn) = 65*0,03 = 1,95 г.

ω(Zn) = 1,95 *100/2,294 = 85 %

Ответ: 4.

  1. При реакции магния массой 0,96г с галогеном образовался галогенид магния массой 3,8г. Какой галоген был взят?

1); I2;          2) Br2;           3) Cl2;            4) F2.

Решение:

Mg + Г2 = MgГ2, где Г – галоген;

A(Mg) = 24 г/атом;

n(Mg) = 0,96/24 = 0,04 моль;

n(Mg) =  n(MgГ2) = 0,04 моль;

М(MgГ2) = 3,8/0,04 = 95 г/моль;

95 – 24 = 71г – масса двух атомов галогена. Это хлор (по 35,5г/атома)

Ответ: 3.

  1. При обработке сплаважелеза с углеродом массой 10г избытком раствора хлороводородной кислоты выделился водород объемом 3,92л (н.у.). Определите массовую долю углерода в сплаве.

1) 1%;            2) 2%;                   3) 3%;                        4) 4%.

Решение:

С раствором хлороводородной кислоты реагирует железо:

Fe + 2HCl  → FeCl2  + H2

n(H2) = 3,22/22,4 = 0,175 моль;

n(Fe) = n(H2) = 0,175 моль;

A(Fe) = 56 г/атом;

m(Fe) = 56*0,175 = 9,8 г.

ω(Fe) = 9,8 *100/10 = 98 %

ω(C) = 100 – 98 = 2 %.

Ответ: 2.

  1. Какую массу серы можно получить при пропускании 4,48л сероворода через подкисленный раствор, содержащий 79г перманганата калия?

1) 8,25;          2) 9,36;                3) 6,4;                       4) 10,7.

Решение:

Реакция сероворода с подкисленным раствором, перманганата калия:

2S + 2КМnО4 + ЗН24 = 5S + 2МnSО4 + К24 + 8Н2О

n(Н2S) = 4,48/22,4 = 0,2 моль;

М(КМnО4) = 158 г/моль;

n(КМnО4) = 79/158 = 0,5 моль;

Учитывая стехиометрию реакции, найдем избыток-недостаток:

Н2S:КМnО4 = 0,2/5:0,5/2 = 0,04:0,25;

Сероводород в недостатке, расчет массы серы ведем по нему.

n(Н2S) = n(S) = 0,2 моль;

A(S) = 32 г/атом;

m(S) = 32*0,2 = 6,4г.

Ответ: 3.

  1. Через ряд последовательных реакций, из 60кг пирита получили 100кг 75%-ной серной кислоты. Каков выход серной кислоты от теоретического? Ответ округлить до десятых.

1) 82,7%;            2) 70,8%;                3) 76,5%;                     4) 65,8%.

Решение:

Протекающие реакции:

4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2

2SO2 + O2 ↔ 2SO3

SO3 + H2O → H2SO4

Из этих реакций видно, что упрощенно, можно записать:

FeS2 → 2H2SO4

m(H2SO4) = 100*75/100 = 75кг;

М(FeS2) = 120 г/моль;

М(H2SO4) = 98 г/моль;

n(FeS2) → 2n(H2SO4)

Теоретический выход:

m(H2SO4) = 60*98*2/120 = 98кг;

Практический выход:

m(H2SO4) = 75*100/98 = 76,5%.

Ответ: 3.

  1. При обработке 20г смеси железа, оксида железа (II) и оксида железа (III) раствором избытка хлороводородной кислоты выделяется 2,24л водорода (н.у.). Если восстановить водородом таку же массу смеси, получают 4,23г воды. Определите массовую долю (%) оксида железа (III) с точностью до целых в исходной смеси.

1) 63;                  2) 31,5;                     3) 45,5;                4) 54,6.

Решение:

Протекающие реакции:

Fe + 2HCl = FeCl2 + H2

FeО + H2 = Fe + H2О

Fe2О3 + 3H2 = 2Fe + 3H2О

n(Fe) = n(H2) = 2,24/22,4 = 0,1 моль;

A(Fe) = 56 г/атом;

m(Fe) = 56*0,1 = 5,6 г.

Значит, масса смеси оксидов железа равна:

20 – 5,6 = 14,4г;

М(FeО) = 72 г/моль;

М(Fe2О3) = 160 г/моль;

М(Н2О) = 18 г/моль;

Обозначим массу FeО в смеси «а», массу Fe2О3 – «в».

Массу воды, образующуюся из «а» FeО обозначим через «х».

Тогда масса воды, образующаяся из «в» Fe2О3 будет равна: 4,23 – х.

Исходя из изложенного, можно составить уравнения:

а = 72х/18;        в = 160*(4,23 – х)/3*18

а + в = 14,4

72х/18 + 160*(4,23 – х)/3*18 = 14,4

х = 1,8г – это масса FeО в смеси;

масса Fe2О3 будет: 14,4 – 1,8 = 12,6г

ω(Fe2О3) = 12,6*100/20 = 63 %

Ответ: 1.

  1. На 15,43г сплава магния с серебром подействовали избытком соляной кислоты. Нерастворившуюся растворили растворили в концентрированной азотной кислоте. Сухой остаток, полученный после выпаривания раствора помыли, посушили, и прокалили, в результате осталось 10,8г твердого вещества. Вычислите массовую долю(%) серебра в сплаве:

1) 25;                  2) 70;                   3) 85;                   4) 60.

Решение:

Протекающие реакции:

Mg + 2HCl = MgCl2 + H2

Ag + 2HNO3(конц) = AgNO3 + NO2 + H2О

2AgNO3 = 2Ag + NO2↑ + O2↑;

Остаток – серебро.

ω(Ag) = 10,8*100/15,43 = 70 %

Ответ: 2.

  1. При взаимодействии 16,56г неизвестного металла с горячим концентрированным раствором серной кислоты образуется сольдвухвалентного металла и выделяется 1792мл (н.у.) газа, содержащего по 50% серы и кислорода. Плотность газа по гелию равна 16,0. Определите неизвестный металл (в ответе укажите число нейтронов в атоме).

1) 46;               2) 77;                  3) 84;                 4) 125.

В первую очередь, определим формулу выделяющегося газа.

А(S) = 32 г/атом;

А(О) = 16 г/атом;

S:О = 50/32:50/16;

S:О = 1,5625:3,125 = 1:2;

По плотности по гелию найдем молекулярную массу газа:

А(He) = 4 г/атом;

DHe = М/4 = 16

М = 16*4 = 64

Неизвестный газ – SO2.

Напишем реакцию, обозначив неизвестный двухвалентный металл «Ме».

Ме + 2H2SO4(конц) = МеSO4 + SO2↑ + 2H2О

n(SO2) = n(Ме) = 1792/22400 = 0,08 моль;

Найдем атомную массу неизвестного металла:

А(Ме) = 16,56/0,08 = 207.

Это – свинец, его атомная масса – 207. Порядковый номер 82, в ядре атома – 82 протона и 207 – 82 = 125 нейтронов.

Ответ: 4.

  1. При обработке 48,5г смеси каустической соды, кальцинированной соды, и сульфата бария соляной кислотой выделилось 4,48л газа (н.у.) и осталось 23,3г твердого вещества. Определите состав смеси и в ответе укажите массу (г) каустической соды:

1) 4;              2) 8;              3) 20;            4) 12.

Решение:

С раствором соляной кислоты реагируют каустическая и кальцинированная соды, но газ (СО2) выделяется при реакции с кальцинированной (Na2CO3):

NaOH + HCl = NaCl + H2O

Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + H2O + CO2

n(Na2CO3) = n(CO2) = 4,48/22,4 = 0,2 моль;

M(Na2CO3) = 106 г/моль;

m(Na2CO3) = 106*0,2 = 21,2г;

Непрореагировавшее вещество – сульфата бария, его масса – 23,3 г. Значит, масса каустической соды будет:

m(NaOH) = 48,5 – (21,2 + 23,3) = 4г.

Ответ: 1.

  1. При взаимодействии газообразного продукта реакции меди с концентрированной серной взаимодействии с избытком сероводорода получено 19,2г твердого вещества, имеющего желтый цвет. Какая масса меди в граммах, вступила в реакцию?

1) 6,4;                2) 12,8;                 3) 3,2;               4) 10,6.

Решение:

Протекающие реакции:

Cu + 2H2SO4(конц) = CuSO4 + SO2↑ + 2H2O;

SO2 + 2H2S = 3S↓ +2H2O;

А(S) = 32 г/атом;

А(Cu) = 64 г/атом;

n(S) = 19,2/32 = 0,2 моль;

Из стехиометрии ракций можем написать:

n(Cu) = n(SO2) = n(S/3) = 4,48/22,4 = 0,2 моль;

m(Cu) = 64*0,2 = 12,8г;

Ответ: 2.

  1. Смесь алюминия, кальция и меди массой 23г обработали избытком разбавленной серной кислоты. При этом выделилось 11,2л (н.у.) газа. Нерастворившийся остаток растворили в концентрированной серной кислоте с выделением 3,36л газа (н.у.). Массовая доля алюминия (с точностью до десятых) в смеси равна:

1) 13,7;               2) 14,6;                 3) 23,5;                  4) 16,3.

Решение:

С концентрированной серной кислотой реагирует медь:

Cu + 2H2SO4(конц) = CuSO4 + SO2↑ + 2H2O;

Найдем массу меди в смеси:

n(Cu) = n(SO2) = 3,36/22,4 = 0,15 моль;

А(Cu) = 64 г/атом;

m(Cu) = 64*0,15 = 9,6г;

С разбавленной серной кислотой реагируют кальций и алюминий:

Cа + H2SO4(разб) = CаSO4 + H2↑;

2Al + 3H2SO4(разб) = Al2(SO4)3 + 3H2↑;

Масса алюминия и кальция в смеси равна:

23 – 9,6 = 13,4г;

А(Cа) = 40 г/атом;

А(Al) = 27 г/атом;

По условию задачи, при их взаимодействии с разбавленной серной кислотой

выделилось 11,2л водорода.

Обозначим массу Са в смеси «а», массу Al – «в».

Объем водорода, которая образуется в реакции с «а» Са обозначим через «х»л. Тогда объем водорода, образующаяся в реакции с «в» Al будет равна: (11,2 – х)л.

Исходя из изложенного, можно составить уравнения:

а = 40х/22,4;      в = 27*2(11,2 – х)/3*22,4

а + в = 13,4

40х/22,4 + 27*2(11,2 – х)/3*22,4 = 13,4

Решение дает:

х = 4,48 л — в реакции с Са;

n(Cа) = n(H2) = 4,48/22,4 = 0,2 моль;

m(Ca) = 0,2*40 = 8г;

В реакции Al с H2SO4(разб) выделяется 11,2 – 4,48 = 6,72л водорода.

n(H2) = 6,72/22,4 = 0,3 моль – в реакции с Al;

Из стехиометрии реакции Al с H2SO4(разб) видно, что:

3n(Al) = 2n(Ca)

n(Al) = 2n(Ca)/3;

n(Al) = 2*0,3/3 = 0,2;

m(Al) = 0,2*27 = 5,4г;

m(смеси) = m(Cu) + m(Cа) + m(Al);

m(смеси) = 9,6 + 8 + 5,4 = 23г;

ω(Al) = 5,4*100/23 = 23,5 %

Ответ: 3.

  1. Какая реакция показывает процесс промышленного получения железа?

1) FeSO4 + Zn → ZnSO4 + Fe;

2) 2FeCl3 → 2Fe + 3Cl2;

3) 2Fe2O3 + 3C → 4Fe + 3CO2;

4) 3Fe3O4 + 8Al → 9Fe + 4Al2O3.

Решение:

Реакция 3

Ответ: 3.

  1. Какая реакция показывает процесс промышленного получения алюминия?

1) AlCl3 + 3K ↔ Al + 3KCl;

2) 2Al2O3 → 4Al + 3O2;

3) Al2(SO4)3 + 3Mg → 2Al + 3MgSO4;

4) Na3AlF6 → 3Na + Al + 3F2.

Решение:

Реакция 2

Ответ: 2.

  1. Разложение нитрата свинца (II) при нагревании описывается уравнением

1) Pb(NO3)2 → Pb(NO2)2 + O2↑;

2) 3 Pb(NO3)2 → 2Pb(NO3)2 + Pb;

3) Pb(NO3)2 → PbO + N2O5;

4) 4Pb(NO3)2 → 2Pb 2O3 + 8NO2 + O2↑.

Решение:

Cоли азотной кислоты – нитраты, в зависимости от положения в ряду активности металлов, при нагревании разлагаются по схеме:

левее Mg:      MeNO3 → MeNO2 + O2

Mg – Cu:       MeNO3  → MeO + NO2↑ + O2

правее Сu     MeNO3 →  Me + NO2↑ +O2

Li, Rb, K, Ba, Sr, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Cr, Fe, Cd, Co, Ni, Sn, Pb, H, Bi, Cu, Hg, Ag, Pd, Pt, Au.

Ответ: 4.

  1. Какое из уравнений описывает растворение ртути в 92%-ной серной кислоте при нагревании?

1) Hg + H2SO4 → HgSO4 + H2↑;

2) 2Hg + 3H2SO4 → Hg2(SO4)3 + 3H2↑;

3) Hg + 2H2SO4 → HgSO4 + SO2↑+ 2H2O;

4) 3Hg + 6H2SO4 → Hg2(SO4)3 + 3SO2↑ + 6H2O.

Решение:

Реакция 3

Ответ: 3.

  1. Растворение цинка в очень разбавленной азотной кислоте описывается уравнением …

1) Zn + 2HNO3 → Zn(NO3)2 + H2↑;

2) Zn + 6HNO3 → 2 Zn(NO3)2 + 3H2↑;

3) 3Zn + 8HNO3 → 3 Zn(NO3)3 + 2NO↑ + 4H2O;

4) 4Zn + 10HNO3 → 4 Zn(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O.

Решение:

Реакция 4

Ответ: 4.

  1. Сколько (г) оксида железа (III) можно получить, используя кислород, выделяющийся при термическом разложении 17 г нитрата натрия? Ответ округлите до сотых.

1) 10,66;               2) 17,63;                 3) 24,57;                  4) 34,58.

Решение:

Протекающие реакции:

2NaNO3 = 2NaNO2 + O2↑;

4Fe + 3O2 = 2Fe2O3

М(NaNO3) = 85 г/моль;

М(Fe2O3) = 160 г/моль;

n(NaNO3) = 17/85 = 0,2 моль;

n(O2) = n(NaNO3)/2 = 0,2/2 = 0,1 моль;

3n(Fe2O3) = 2n(O2);

n(Fe2O3) = 2n(O2)/3;

n(Fe2O3) = 2*0,1/3 = 0,0666 моль;

m(Fe2O3) = 160*0,0666 = 10,66г;

  1. Какая масса (г) пиролюзита (возьмите как MnO2) потребуется для получения 22г марганца алюминотермическим способом?

1) 28,5                    2) 34,8                     3) 42,6                4) 50,7

Решение:

Протекающие реакции:

4MnO2 = 2Mn2O3 + O2↑;

Mn2O3 + 2Al = 2Mn + Al2O3.

А(Mn) = 55 г/атом;

М(MnO2) = 87 г/моль;

n(Mn) = 22/55 = 0,4 моль;

Из протекающих реакций видно, что, n(MnO2) = n(Mn) = 0,4 моль;

m(MnO2) = 87*0,4 = 34,8г;

Ответ: 2.

  1. На две пластинки алюминия, очищенные от оксидной пленки, имеющие равные массы, подействовали избытками воды и разбавленной серной кислоты. Как относятся друг к другу объемы выделившегося газа?

1) 1:3;              2) 3:2;              3) 1:1;                4) 2:3.

Решение:

Протекающие реакции:

2Al + 6H2O → 2Al(OH)3↓ + 3H2↑;

2Al + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3H2↑.

Из стехиометрии реакций видно, что в обоих случаях вступают в реакции по 2 моля аюминия, и получаются по 3 моля водорода. Из этого следует, что в обоих реакциях, в реакции вступят равные массы алюминия и получатся равные объемы водорода, т.е. 3:3, или 1:1.

Ответ: 3.

  1. Смесь алюминия и неизвестного одновалентного металла обработали избытком соляной кислоты. При этом выделилось 13,44л водорода (н.у.), и масса металлов уменьшилась в два раза. При последующей обработке оставшегося вещества азотной кислотой выделилось 1г оксида азота (I). Каково молярное соотношение между алюминием и неизвестным металлом?

1) 3:2;                2) 4:1;                3) 1:2;                  4) 3:4.

Решение:

Протекающие реакции:

2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2↑;

3Me + 4HNO3 = 3MeNO3 + 2H2O + NO↑.

n(H2) = 13,44/22,4 = 0,6 молей;

Из стехиометрии реакций видно, что

3n(Al) = 2n(H2)

n(Al) = 2n(H2)/3 = 0,6*2/3 = 0,4 моля;

А(Al) = 27 г/атом;

m(Al) = 0,4*27 = 10,8г;

Значит, неизвестного одновалентного металла тоже было 10,8г.

М(NO) = 30 г/моль;

n(NO) = 1/30 = 0,0333 моль;

n(Me) = 3n(NO) = 0,0999 ≈ 0,1 моль;

n(Al): n(Me) = 0,4:0,1 = 4:1.

Ответ: 2.

  1. Какой объем (мл) 0,5 М раствора серной кислоты потребуется для поной нейтрализации продукта растворения 7,8г пероксида натрия в избытке горячей воды?

1) 300;                2) 100;                3) 200;                  4) 400.

Решение:

Протекающие реакции:

2Na2O+ 2H2O (гор.)  = 4NaOH + O2↑;

2NaOH + H2SO4 = Na2SO4 + 2H2O;

М(H2SO4) = 98 г/моль;

М(Na2O2) = 78 г/моль;

М(NaOH) = 40 г/моль;

n(Na2O2) = 7,8/78 = 0,1 моль;

n(NaOH) = 2n(Na2O2) = 0,1*2 = 02 моля;

n(H2SO4) = n(NaOH)/2 = 0,2/2 = 0,1 моль;

V(H2SO4) = 1000*0,1/0,5 = 200 мл.

Ответ: 2.

  1. С уменьшением атомной массы щелочных металлов от Cs к Li происходит:

1) уменьшение восстановительных свойств;

2) увеличение радиуса атома;

3) уменьшение электроотрицательности;

4) уменьшение энергии ионизации.

Решение:

С уменьшением атомной массы щелочных металлов от Cs к Li происходит уменьшение восстановительных свойств. При таком переходе, уменьшаются радиусы атомов, увеличиваются электроотрицательности и энергии ионизации атомов.

Ответ: 1.

  1. Щелочные металлы, в основном, получают:

1) восстановлением оксида водородом;

2)  электролизом растворов солей;

3) электролизом растворов щелочей;

4) электролизом расплавов солей.

Решение:

Щелочные металлы, в основном, получают электролизом расплавов солей.

Ответ: 4.

Это был у нас урок химии 109 Задачи и упражнения по металлам с решениями.

{lang: 'ru'}

Share this post for your friends:

Friend me:

Вы можете оставить комментарий, к нашему сайту.

Оставить отзыв