Производство серной кислоты

12.22. Какие природные соединения серы можно ис­пользовать в качестве сырья для производства серной кис­лоты? Приведите формулы этих веществ.

12.23. Минерал серы содержит пирит FeS2 (массовая доля 80%) и другие примеси, в состав которых сера не вхо­дит. Рассчитайте массовую долю серы в минерале.

12.24. Какими способами можно ускорить процесс об­жига пирита при производстве серной кислоты? Объясни­те, почему нежелательно увеличение температуры выше 800 °С.

12.25.На каких процессах основана очистка оксида серы (IV) от примесей в процессе производства серной кислоты? Являются ли эти процессы химическими или физическими⁷ Зачем производится тщательная очистка оксида серы (IV)?

12.26. Какова роль катализатора в процессе окисления оксида серы (IV) до оксида серы (VI)? Зачем надо стре­миться снизить температуру в этой реакции?

12.27.Объясните, почему для поглощения оксида серы (VI) в производстве серной кислоты не используют воду. Что такое олеум? Как из олеума получить серную кис­лоту?

12.28. Рассчитайте массу серной кислоты с массовой долей H₂S0₄ 96%, которую можно получить из пирита мас­сой 3,6 кг.

12.29. Рассчитайте массовые доли серы и оксида серы (VI) в серной кислоте и олеуме, предположив, что он име­ет состав H₂S0₄ • S0₃.

12.30. Какой объем воздуха и какую массу воды надо взять для превращения оксида серы (IV) объемом 10 л (нор­мальные условия) в серную кислоту? Объемная доля кис­лорода в воздухе составляет 20,95%.

12.31. Какую массу раствора с массовой долей серной кислоты 70% можно получить из пирита массой 200 кг, со­держащего FeS2 и посторонние примеси? Массовая доля

3»

примесей в пирите составляет 10%, а выход серной кисло­ты- 80%.

12.32. Определите массу олеума состава H2SO4 • SO3, ко­торый надо добавить к воде для получения 250 г раствора с массовой ролей серной кислоты 60%.

13. /^-ЭЛЕМЕНТЫ V ГРУППЫ

ПЕРИОДИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ

Д. И. МЕНДЕЛЕЕВА (ПОДГРУППА АЗОТА)

Азот

13.1.Массовая доля азота в воздухе составляет 75,5%. Какая масса воздуха потребуется для получения 14 м³ азо­та (нормальные условия)?

13.2. Изобразите электронную формулу атома азота, по­кажите распределение электронов по орбиталям. Объясни­те, какие электроны атома участвуют в образовании хими­ческих связей в молекуле азота.

13.3.Рассчитайте объем азота, который он займет при нормальных условиях, если в сжиженном состоянии масса азота равна 700 г.

13.4. Объясните, с учетом строения молекулы азота, по­чему этот газ низкой химической активностью. С какими веществами и при каких условиях взаимодействует азот? Приведите примеры реакций.

13.5. Вычислите объем азота (нормальные условия), ко­торый может прореагировать с магнием массой 36 г.

13.6. В сосуде смешаны равные объемы азота и водоро­да. Рассчитайте массовую долю азота в полученной газо­вой смеси.

13.7.Реакция азота с кислородом, приводящая к обра­зовании оксида азота (II), является эндотермической. Как будет смещаться равновесие в данной реакционной систе­ме при следующем воздействии: а) увеличении температу­ры; б) увеличении давления; г) удалении оксида азота (II) из реакционной смеси?

13.8. Азот прореагировал с 8,4 г металла, который про­являет в соединениях степень окисления +1. При этом об­разовался нитрид массой 14,0 г. Определите, молярную массу металла, который был взят для реакции и назовите этот металл.

13.9.В четырех сосудах находятся газы: кислород, азот,

водород и хлор. Предложите способ, с помощью которого можно различить эти газы.

13.10. Азот смешали с хлором. Предложите способ, с помощью которого азот можно очистить от примеси.

13.11. Напишите уравнения реакций между азотом и сле­дующими веществами: а) водородом; б) кальцием; в) кис­лородом; г) алюминием.

13.12. Азот можно получить термическим разложением нитрита аммония:

NH₄N0₂ = N₂ + 2H₂0

Определите, какой объем газа, приведенный к нормаль­ным условиям, образуется при разложении нитрита аммо­ния массой 16 г.

Аммиак и соли аммония

13.13. Какие электроны атома азота участвуют в обра­зовании химических связей в молекуле аммиака? С учетом этого объясните, почему молекула аммиака имеет угловое строение.

13.14. Аммиак объемом 20 л растворили в воде массой 400 г (объем газа приведен к нормальным условиям). Рас­считайте массовую долю аммиака в полученном водном растворе.

13.15. Вычислите объем аммиака (нормальные условия), который должен прореагировать с хлороводородом, чтобы получился хлорид аммония массой 10,7 г.

13.16. Для получения аммиака в лаборатории взяли 32,1 г хлорида аммония и избыток гидроксида кальция. Рассчи­тайте объем аммиака, который может быть получен при этом (нормальные условия).

13.17. Экзотермическая реакция синтеза аммиака

N₂ + ЗН₂ «=* 2NH₃ является обратимой. Как надо изменить температуру и дав­ление, чтобы сдвинуть равновесие в этой реакционной си­стеме в сторону образования аммиака?

13.18. Напишите уравнения реакций между следующи­
ми веществами в молекулярной, ионной и сокращенной
войной формах:

a) NH₃ + H2SO4 -*...

б) NH₃ + Р₂0₅ -*...

в) NH₄N0₃ + КОН -*■...

г) NH₄C1 + Pb(N0₃)₂ ->...

д) (NH4)₂S0₄ + Ca(OH)₂ -+...

13.19. Вычислите массу хлорида аммония, который об­разуется при взаимодействии хлороводорода массой 7,3 г с аммиаком массой 5,1 г. Какой газ останется в реакцион­ной смеси в избытке?

13.20. При разложении галогенида аммония массой 4,9 г получен аммиак объемом 1,12 л (объем приведен к нор­мальным условиям). Какой галогенид был взят?

13.21. В сосуде смешали аммиак и сероводород, причем объемы газов были равны. Какая соль может быть получе­на при этом? Напишите уравнение реакции.

13.22. Водный раствор аммиака (массовая доля NHj
10%) называется нашатырным спиртом. Рассчитайте объем
газа, приведенный к нормальным условиям, который по­
требуется для получения нашатырного спирта объемом
500 мл (плотность 0,96 г/мл).

13.23. Азот объемом 56 л (нормальные условия) проре­агировал с водородом (водород в избытке). Массовая доля выхода аммиака составила 50%. Рассчитайте массу полу­ченного аммиака.

13.24. Сосуд со смесью аммиака и азота имеет массу 514,5 г. Масса сосуда, из которого полностью откачаны газы, равна 510,0 г. Определите массовую долю аммиака в смеси, если вместимость сосуда равна 4,48 л (газы нахо­дятся при нормальных условиях).

13.25. Составьте уравнения реакций с участием аммиа­ка, используя метод электронного баланса:

a) NH₃ + 0₂ — N₂ ь Н₂0

6) NH₃ -+ Br₂ — N₂ + HBr в) NH₃ + Cr0₃ -* N₂ + Cr₂0₃ + H₂0

13.26. Составьте электронную формулу атома азота и по­
кажите, за счет каких орбиталей образуются химические
связи в ионе аммония. Есть ли различия в прочности свя-
*ей азот—водород в ионе аммония?

13.27. Аммиак объемом 1,12 л (нормальные условия)
прореагировал с галогеноводородом. При этом образова­
лась соль аммония массой 4,9 г. Определите, какой галоге-
новодород реагировал с аммиаком

Дата добавления: 2015-07-16