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
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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:
5Н2S + 2КМnО4 + ЗН2SО4 = 5S + 2МnSО4 + К2SО4 + 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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;
- 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.
- 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.
- 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.
- 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:
2Na2O2 + 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.
- 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.
- 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.