Общее давление смеси газов, не вступающих в химическое взаимодействие, равно сумме парциальных давлений каждого из указанных газов.

Математическое выражение закона:

p (cм.) = p ₍₁₎ + p ₍₂₎ +... + p _{( n )},

где p (cм.) – общее давление газовой смеси; p ₍₁₎, p ₍₂₎, p _(n)– парциальные давления каждого из газов смеси.

Парциальное давление газа (от латинского «pars» – часть) – давление, которое оказывал бы данный газ на стенки сосуда, если бы он один занимал весь объем газовой смеси при тех же условиях.

При решении задач с использованием данного закона необходимо помнить, что парциальное давление данного газа прямо пропорционально его объемной (φ) или мольной (χ) доле в газовой смеси:

p ₍₁₎= φ₍₁₎ · p (смеси) = χ₍₁₎ · p (смеси).

Пример 1.1.16. Общее давление смеси, состоящей из азота массой 14 г и кислорода массой 8 г, равно 155 кПа. Вычислите значения парциальных давлений газов в смеси.

Решение.

Поскольку в смеси объемные доли газов численно равны их мольным долям, то в данном случае парциальные давления газов будут пропорциональны их мольным долям.

1) Рассчитаем химическое количество каждого из газов:

n (N₂) = = 0,5 моль;

n (O₂) = = 0,25 моль.

2) Рассчитаем значения мольных долей газов в смеси:

χ(N₂) =

Следовательно, мольная доля кислорода χ(О₂) равна:

χ(O₂) = 1 – 0,666 = 0,334.

3) Рассчитаем значения парциальных давлений газов:

p (N₂) = χ(N₂) ∙ р (смеси) = 0,666 · 155 кПа = 103,23 кПа;

p(O₂) = χ(O₂) ∙ р (смеси) = 0,334 · 155 кПа = 51,77 кПа.

Пример 1.1.17. В сосуде объемом 6 дм³ смешали кислород объемом 3,5 дм³, находившийся под давлением 125 кПа, и азот объемом 5,5 дм³, находившийся под под давлением 105 кПа. Вычислите парциальные давления газов и общее давление полученной смеси.

Решение.

1) По уравнению Бойля – Мариотта рассчитаем новые давления газов в полученной смеси (т. е. их парциальные давления):

;

.

2) Найдем общее давление смеси:

р (смеси) = p ₂(О₂) + p ₂(N₂) = 72,92 кПа + 96,25 кПа = 169,17 кПа.

Пример 1.1.18. В баллоне объемом 44,5 дм³ при температуре 19 ^oС содержатся кислород массой 27,2 г, углекислый газ массой 55,0 г и азот неизвестной массы. Вычислите массу азота в смеси, если ее давление равно 139,05 кПа.

Решение.

1) Из уравнения Клапейрона – Менделеева выразим давление и рассчитаем его значения для кислорода и углекислого газа:

;

2) Рассчитаем парциальное давление азота в смеси:

p (N₂) = р (смеси) – p (CO₂) – p (O₂) = 139,05 – 68,16 – 46,35 = 24,5 кПа.

3) Рассчитаем значение массы азота в смеси:

Пример 1.1.19. В газометре над водой при температуре 25 ^оС содержится кислород объемом 5,2 дм³ под давлением 102,455 кПа. Рассчитайте объем сухого кислорода в газометре при н. у., если давление насыщенного водяного пара при 25 ^oС равно 3,164 кПа.

Решение.

1) Рассчитаем парциальное давление чистого кислорода в его смеси с водяным паром:

р (O₂) = р (cмеси) – p (H₂O) = 102,455 – 3,164 = 99,291 кПа.

2) Из уравнения Клапейрона выразим V ₀ и рассчитаем его:

Вопросы для самостоятельной подготовки

1. Сформулируйте определения понятий: атом, химический элемент, молекула, радикал, ион, вещество.

2. Чем атомные частицы отличаются от молекулярных частиц?

3. Cколько химических элементов известно в настоящее время? В чем заключаются различия между химическим элементом и простым веществом? Какие характеристики присущи элементу, а какие – простому веществу?

4. Что такое постоянная атомной массы? Чему она равна и как обозначается?

5. Что характеризуют относительная атомная и относительная молекулярная массы? Почему эти величины являются безразмерными?

6. Почему число простых веществ (~ 550) гораздо больше числа известных химических элементов? Чем обусловлено явление аллотропии?

7. Приведите примеры веществ молекулярного и немолекулярного (атомного, ионного) строения. Какие физические свойства присущи тем и другим веществам?

8. Дайте определение понятия «формульная единица вещества». Приведите примеры ФЕ веществ молекулярного и немолекулярного строения.

9. Чем простейшие (эмпирические) формулы веществ отличаются от молекулярных формул? Как они связаны между собой? Приведите примеры.

10. Чем определяется химическое количество вещества? Сформулируйте определение понятия моль. Каков физический смысл постоянной Авогадро и чему равно ее значение?

11. Что представляет собой молярная масса вещества? Как она связана с массой вещества и его химическим количеством? Какие значения принимает молярная масса и в каких единицах она выражается?

12. Что такое молярный объем газа? Как он связан с объемом газа и его химическим количеством? Почему у разных газов при одинаковых условиях значение молярного объема примерно одинаково?

13. Сформулируйте закон сохранения массы веществ. Как можно интерпретировать этот закон с точки зрения атомно-молекулярного учения?

14. Сформулируйте закон постоянства состава веществ. К каким соединениям он применим и почему? Какие вещества относятся к веществам постоянного, а какие – к веществам переменного состава? Приведите примеры.

15. Что обозначает формула Сr_0,87S? Можно ли ее записать в виде СrS_1,15? Почему?

16. Сформулируйте закон эквивалентов. Дайте определения понятиям эквивалент, число эквивалентности, фактор эквивалентности, молярная масса эквивалентов, молярный объем эквивалентов.

17. Почему эквивалентами одного и того же вещества могут быть разные частицы? Поясните на конкретных примерах.

18. Почему молярная масса эквивалентов одного и того же вещества может иметь разные значения?

19. Сформулируйте закон Авогадро. К веществам в каком агрегатном состоянии он применим и почему?

20. Сформулируйте важнейшие следствия из закона Авогадро. Какие условия считаются нормальными и чему равен молярный объем газа при этих условиях? В каких единицах он выражается?

21. Что характеризует относительная плотность одного газа по другому газу?

22. Как рассчитывается плотность газа и каков ее физический смысл?

23. Что характеризует средняя молярная масса газовой смеси? Как она рассчитывается? Чему равна средняя молярная масса воздуха?

24. Сформулируйте законы Бойля – Мариотта и Шарля – Гей-Люссака, запишите их математические выражения.

25. Сформулируйте объединенный газовый закон и запишите его математическое выражение. В каких расчетах он используется?

26. Запишите уравнение Клапейрона – Менделеева. Каков физический смысл молярной газовой постоянной? Какие значения она может принимать и от чего зависит ее величина?

27. Какое давление называется парциальным давлением газа? Как оно связано с общим давлением газовой смеси? Сформулируйте закон парциальных давлений газов.

Задачи и упражнения

1. Масса газа АВ₂ объемом 9,52 дм³ при н. у. равна 18,7 г. Вычислите:

а) молярную массу данного газа;

б) массу одной его молекулы;

в) число молекул в указанной порции газа;

в) общее химическое количество атомов в ней.

2. Масса одной молекулы вещества составляет 1,628 · 10^–22 г. Определите:

а) молярную массу вещества;

а) массу вещества, если его химическое количество равно 0,35 моль.

б) число молекул этого вещества, если его объем равен 10 см³, а плотность – 1,83 г/см³;

в) объем этого вещества, если число его молекул составляет ¼ числа Авогадро.

3. Масса каждого из веществ – СaСО₃, H₂O₂, CH₄, NаCl равна 50 г. Определите, в порции какого из них:

а) наименьшее число ФЕ;

б) наибольшее число атомных частиц.

4. Объем (н. у.) каждого из газов – CH₄, NH₃, HBr, (CH₃)₂O равен 2,24 дм³. Определите, в каком из них:

а) содержится наибольшее число атомных частиц;

б) масса водорода максимальна;

в) мольная доля атомов водорода максимальна?

5. Чему равна общая масса водорода (элемента), содержащегося в смеси метана и аммиака общим объемом 22, 4 дм³ (н. у.), если в ней числа молекул указанных газов одинаковы?

6. В какой из указанных порций веществ содержится максимальная масса кислорода:

а) оксид углерода (IV) объемом 4,48 дм³ (н. у.);

б) карбонат аммония массой 27,2 г;

в) лед массой 27 г;

г) глюкоза массой 36 г?

7. Какой объем (н. у.) оксида углерода(II) нужно добавить к оксиду серы(IV) массой 3,2 г для того, чтобы в полученной смеси:

а) числа молекул обоих газов оказались одинаковыми;

б) химическое количество атомов кислорода в обоих веществах стали равным;

в)массовые доли компонентов смеси стали равными?

8. Смесь натрия, калия и кальция прореагировала с водой. В результате реакции образовалась смесь гидроксидов общей массой 3,78 г и выделился газ, объем которого при температуре 27 ^оС и давлении 100,6 кПа составил 0,992 дм³. Найдите массу исходной смеси металлов.

9. Найдите число ФЕ и общее химическое количество атомов в указанных порциях веществ:

а) в бензоле массой 0,78 г;

б) в аммиаке объемом 10,4 дм³ при 22 ^оС и 110 кПа;

в) в оксиде кремния (IV) массой 2,4 г.

10. Смесь серы и углерода сожгли в кислороде, в результате чего были получены оксид серы(IV) массой 25,6 г и оксид углерода(IV) объемом 17,92 дм³ (н. у.). Найдите массу сгоревшей смеси и объем (н. у.) израсходованного кислорода.

11. Чему равен объем (н. у.) оксида серы(IV), если:

а) масса содержащегося в нем кислорода составляет 12,8 г;

б) общее химическое количество атомов равно 0,24 моль?

12. Найдите массу пентагидрата сульфата меди(II), если число его формульных единиц равно общему числу ионов в карбонате аммония массой 9,6 г.

13. В смеси металлов число атомов магния в 3 раза больше числа атомов алюминия. Во сколько раз масса магния в этой смеси больше массы алюминия? Какой объем (н. у.) кислорода нужен для полного сгорания исходной смеси массой 19,8 г?

14. Чему равна общая масса азота и кислорода в смеси сульфата аммония и гидрофосфата аммония общей массой 26,4 г?

15. Чему равна масса смеси серной и ортофосфорной кислот, если общая масса содержащегося в ней кислорода равна 19, 2 г?

16. Чему равен объем смеси оксида углерода (IV) и оксида азота(I) общей массой 13,2 г при температуре 45 ^оС и давлении 124,8 кПа?

17. Один из двух одинаковых сосудов с массой, равной 200 г, заполнили оксидом серы(IV), а другой при тех же условиях – неизвестным газом массой 12 г. Масса первого сосуда оказалась в 1,17 раза больше массы второго сосуда. Найдите плотность (н. у.) неизвестного газа и его относительную плотность по воздуху.

18. Найдите число ионов, содержащихся в указанных порциях веществ:

а) в сульфате аммония массой 26,4 г;

б) в гидрокарбонате кальция массой 16,2 г;

в) в нитрате гидроксоцинка массой 7,2 г;

г) в ацетате магния, если его химическое количество равно 0,07 моль?

19. Газ, относительная плотность которого по водороду равна 22, содержится в сосуде объемом 20 дм³ при температуре 20 ^оС. Вычислите массу газа, если его давление составляет 1,038·10⁵ Па.

20. Определите массу паров толуола, содержащегося в воздухе в помещении объемом 300,0 м³ при температуре 23 ^оС, если их давление равно 485 Па. Сколько молекул толуола содержится в таком воздухе объемом 1 см³?

21. Вычислите массу карбоната кальция, при прокаливании которого выделится углекислый газ объемом 5,5 дм³ при температуре 15 ^оС и давлении 104000 Па.

22. Из образца технического хлората калия массой 3,0 г в результате полного разложения этой соли был получен кислород, объем которого при температуре 20 ^оС и давлении 111,9 кПа равен 0,75 дм³. Вычислите массовую долю примеси в исходном образце хлората калия.

23. После взрыва смеси водорода с кислородом общим объемом 2 дм³ (н. у.) остался кислород объемом 0,32 дм³ (н. у.). Вычислите объемные доли газов в исходной смеси и массу образовавшейся воды.

24. В результате сжигания смеси водорода с кислородом в закрытом сосуде образовалась смесь водяных паров и непрореагировавшего водорода. Ее объем при температуре 180 ^оС и давлении 199,5 кПа составил 2,45 дм³, а после приведения к н. у. – 1,12 дм³. Найдите плотность исходной газовой смеси (н. у.) и массу образовавшейся воды.

25. Смесь оксида углерода(II) с кислородом общим объемом 250 см³ (н. у.) подожгли. В результате реакции образовалась новая смесь, в которой содержится кислород объемом 25 см³ (н. у.). Вычислите относительную плотность исходной смеси по гелию.

26. При нагревании кристаллогидрата карбоната натрия массой 5,72 г до прекращения реакции дегидратации образовался твердый остаток массой 2,12 г. Определите химическую формулу исходного кристаллогидрата и найдите массовую долю кислорода в нем.

27. Из скольких атомов состоят молекулы ртути, если при некоторых условиях относительная плотность ее паров по воздуху равно 6,92?

28. При некоторой температуре плотность паров серы по азоту равна 9,14. Из скольки атомов состоит молекула серы при указанной температуре?

29. Какой объем при н. у. займет кислород, содержащийся в баллоне вместимостью 120,0 дм³ под давлением 1,52·10⁷ Па и при температуре 19 ^оС? Чему равна масса данной порции газа?

30. При 17 ^оС давление азота в стальном объеме баллона составляет 1,2·10⁷ Па. Предельно допустимое давление, которое выдерживает баллон, равно 2,0·10⁷ Па. При нагревании до какой температуры он взорвется?

31. В сосуд объемом 3,0 дм³, из которого был предварительно выкачан воздух, ввели водород объемом 2,5 дм³ и азот объемом 7,5 дм³, находившиеся при н. у. Вычислите давление внутри сосуда, если температура газовой смеси в нем оказалась равной 27 ^оС.

32. Газообразный углеводород массой 26,2 г смешан с гелием, объемная доля которого в полученной смеси равна 10 %. При температуре 27 ^оС и давлении 1,21·10⁵ Па данная смесь занимает объем, равный 20 дм³. Определите формулу углеводорода, содержащегося в смеси.

33. В воздухе парциальные давления газов равны: азота – 79034 Па; кислорода – 21279 Па; аргона – 983 Па; углекислого газа – 30 Па.
Вычислите значения объемных долей этих газов в воздухе. Чему равна масса аргона, содержащегося в воздухе объемом 1000 дм³ (н. у.)?

34. Неизвестный газ состава ЭН₃ массой 0,856 г при температуре 26 ^оС и давлении 98,45 кПа занимает объем, равный 0,277 дм³. Вычислите массовую долю элемента Э в газе.

35. Относительная плотность газообразного вещества Х₂ по кислороду равна 0,875. Вычислите массу данного вещества, если:

а) его объем при температуре 22 ^оС и давлении 105,5 кПа составляет 18,2 дм³;

б) его химическое количество равно 0,6 моль;

в) общее число атомов Х составляет 25 % числа Авогадро.

36. Вычислите объем (н. у.) эквимолярной смеси водорода с кислородом, в которой масса водорода равна 1 г. Чему равна относительная плотность данной смеси по воздуху?

37. Вычислите массу атома элемента Х, если газообразное простое вещество Х₂ массой 14,2 г при температуре 35 ^оС и давлении 102,38 кПа занимает объем, равный 5,0 дм³.

38. Какой объем при температуре 27 ^оС и давлении 1,8 ·10⁵ Па занимает газ массой 11 г, если его плотность (н. у.) равна плотности (н. у.) оксида азота(I)?

39. Объемная доля сероводорода в смеси с неизвестным галогеноводородом равна 0,2, а массовая доля водорода (элемента) в смеси составляет 1,676 %. Определите галогеноводород и вычислите плотность данной смеси при н. у.

40. Смесь метана, угарного газа и этана общим объемом 100 см³ (н. у.) сожгли в кислороде, в результате чего образовались углекислый газ объемом 167,2 см³ (н. у.) и вода массой 0,198 г. Вычислите относительную плотность исходной смеси по воздуху.

41. Смесь пропана, метана и оксида углерода(II) общим объемом 0,5 дм³ (н. у.) сожгли в кислороде, в результате чего образовался углекислый газ объемом 0,65 дм³ (н. у.). Вычислите объемную долю пропана в исходной смеси.

42. Парциальные давления метана и кислорода в их смеси одинаковы. Чему равна плотность данной смеси (н. у.)?

43. В смеси этана и водорода на 1 атом С приходятся 5 атомов Н. Какой объем воздуха (н. у.) необходим для полного сгорания такой смеси объемом 12 дм³?

44. Какой объем воздуха (н. у.), необходим для полного сгорания смеси водорода с ацетиленом общим объемом 120 дм³ (н. у.), если относительная плотность ее по водороду равна 2,09?

45. Смесь метана, этилена и ацетилена сожгли в избытке кислорода, в результате чего образовались углекислый газ объемом 8,96 дм³ (н. у.) и вода массой 9,0 г. Вычислите массу исходной смеси.

46. В результате сжигания в кислороде смеси этана, этена и этина общей массой 11,4 г образовалась вода массой 16,2 г. Найдите объем (н. у.) израсходованного кислорода.

47. Масса колбы емкостью 224 см³, заполненной неизвестным газом при температуре 47 ^оС и давлении 106,84 кПа, равна 125,576 г. Масса той же колбы, заполненной при тех же условиях воздухом, равна 125,261 г. Вычислите молярную массу неизвестного газа.

48. Масса колбы, заполненной неизвестным газом при температуре
19 ^оС и давлении 102 кПа, равна 230,381 г. Масса этой же колбы, заполненной при тех же условиях воздухом, равна 226,218 г. Масса колбы, заполненной водой, равна 1225 г. Вычислите молярную массу неизвестного газа.

49. В смеси газов их объемные доли равны: углекислого газа – 20 %; угарного газа – 15 %; водорода – 30 %; водяного пара – 35 %. Вычислите массу данной смеси, если ее объем при температуре 25 ^оС и давлении 100,1 кПа равен 1 м³.

50. В вакуумированном сосуде объемом 6,0 дм³ смешали водород объемом 2,0 дм³, находившийся под давлением 125 кПа, и метан объемом 8,0 дм³, находившийся под давлением135 кПа. Вычислите давление полученной смеси. Чему равна ее относительная плотность по аргону?

51. В смеси углекислого и угарного газов их парциальные давления равны соответственно 185,5 кПа и 15,5 кПа. Вычислите объем, который будет занимать указанная смесь массой 25,0 г при температуре 100 ^оС и давлении 105,5 кПа.

52. В закрытом сосуде объемом 0,5 м³ при температуре 20 ^оС находится смесь, состоящая из углекислого газа массой 198 г, кислорода массой 480 г и метана массой 160 г. Вычислите парциальные давления газов в смеси и ее плотность (н. у.).

53. Давление влажного кислорода объемом 8,0 дм³, находящегося в газометре над водой при температуре 20 ^оС, равно 98500 Па. Какой объем водорода (н. у.) прореагирует с кислородом из газометра, если давление насыщенного водяного пара при указанной температуре составляет 2335 Па?

54. В сосуде объемом 8,0 дм³ была приготовлена смесь из азота объемом 5 дм³, находившегося под давлением 150 кПа, и кислорода объемом 10 дм³. Под каким давлением находился кислород до приготовления смеси, если ее общее давление равно 125 кПа?

55. Неизвестный металл растворили в соляной кислоте, в результате чего образовалась соль массой 27,2 г и выделился газ, объем которого при температуре 19 ^оС и давлении 104 кПа составил 4,667 дм³. Определите металл и вычислите его массу.

56. Металл массой 4,8 г вытеснил из раствора серной кислоты водород объемом 3,67 дм³, собранный над водой при температуре 27 ^оС. Давление влажного водорода составило 104,3 кПа. Вычислите массу образовавшейся при этом соли, если давление насыщенного водяного пара при указанной температуре равно 2,3 кПа.

57. Неизвестный металл массой 10,4 г полностью прореагировал с хлороводородом объемом 11,44 дм³ при температуре 60° С и давлении 96,8 кПа. Определите металл, если в образовавшемся соединении он проявляет степень окисления, равную +2.

58. Металл массой 0,45 г вытеснил из раствора кислоты водород объемом 584 см³, собранный над водой при температуре 18 ^оС. Давление влажного водорода составило 105,6 кПа. Определите исходный металл, если давление насыщенного водяного пара при указанной температуре равно 2,1 кПа.

59. Рассчитайте молярную массу эквивалентов металла и определите металл, если его массовая доля в оксиде равна 60 %.

60. Неизвестный металл массой 11,20 г образует хлорид массой 25,4 г. Вычислите массу данного металла, при растворении которого в кислоте выделится водород объемом 37,5 дм³ при температуре 22 ^оС и давлении 98,8 кПа.

61. На восстановление оксида некоторого металла массой 4,21 г затрачен водород, объем которого при температуре 25 ^оС и давлении 98,77 кПа равен 1982 см³. Вычислите молярную массу эквивалентов металла и определите металл.

62. Оксид неизвестного металла массой 0,80 г превратили в сульфат этого же металла массой 2,68 г. Рассчитайте массу хлорида металла, который можно получить из исходного оксида массой 10,2 г.

63. Определите эквивалент, рассчитайте молярную массу и молярный объем эквивалентов (н. у.) сероводорода в каждой из реакций:

а) 2H₂S + (CuOH)₂SO₄ = 2CuS + H₂SO₄ + 2H₂O;

б) 2H₂S + O₂ = 2H₂O + 2S;

в) 2H₂S + 3O₂ = 2H₂O + 2SO₂;

г) H₂S + 4Cl₂ + 4H₂O = H₂SO₄ + 8HCl.

64. Определите эквивалент и рассчитать молярную массу эквивалентов сульфата алюминия в каждой из реакций:

а) Al₂ (SO₄)₃ + 12KOH = 2K₃[Al (OH)₆] + 3K₂SO₄;

б) Al₂ (SO₄)₃ + 4Al (OH)₃ = 3[Al (OH)₂]₂SO₄;

в) Al₂ (SO₄)₃ + 2KOH = 2Al (OH)SO₄ + K₂SO₄.

65. Рассчитайте химическое количество эквивалентов фосфорной кислоты в каждой из реакций, если ее масса в каждом случае равна 19,6 г:

а) 4H₃PO₄ + Ca₃(PO₄)₂ = 3Ca(H₂PO₄)₂;

б) 2H₃PO₄ + (CaOH)₃PO₄ = 3CaHPO₄ + 3H₂O;

в) 2H₃PO₄ + 3Ca(OH)₂ = Ca₃(PO₄)₂ + 6Н₂О.

66. Для осаждения всего хлора, содержавшегося в хлориде металла массой 1,04 г, израсходован нитрат серебра массой 1,70 г. Вычислите молярную массу эквивалентов металла и определите данный металл.

67. Неизвестный металл массой 13,5 г вытесняет из раствора кислоты водород объемом 16,8 дм³ (н. у.). Этот же металл такой же массы полностью реагирует с солью ртути массой 204 г. Определите неизвестный металл и вычислите молярную массу эквивалентов соли ртути в данной реакции.

68. При пропускании сероводорода через раствор, содержащий хлорид неизвестного металла массой 13,5 г, образовался осадок сульфида этого же металла массой 9,6 г. Определите неизвестный металл и вычислите объем (н. у.) прореагировавшего сероводорода.

69. Рассчитайте массу алюминия, необходимого для полного вытеснения ртути из раствора, в котором химическое количество эквивалентов нитрата ртути(I) равно 0,25 моль.

70. При сгорании металла массой 10,0 г образовался оксид этого металла массой 18,89 г. Определите степень окисления металла в полученном оксиде.

71. Неизвестный металл массой 12,0 г соединяется с кислородом массой 4,8 г. Тот же металл массой 5 г соединяется с одним из галогенов массой 20 г. Определите химические формулы образующихся при этом оксида и галогенида.

72. В результате взаимодействия оксида металла с серной кислотой образовались средняя соль массой 3,92 г и вода массой 0,54 г. Определите молярную массу эквивалентов металла и массу его нитрата, который можно получить из исходного оксида массой 5,00 г.

73. Металл, молярная масса эквивалентов которого равна 27,9 г/моль, вытеснил из раствора серной кислоты водород объемом 700 см³
(н. у.). Вычислите массу металла, вступившего в реакцию, и массу образовавшейся соли.

74. Молярная масса эквивалентов некоторого элемента равна 29,75 г/моль. Вычислите:

а) массовую долю кислорода в оксиде этого элемента;

б) объем водорода (н. у.), необходимого для восстановления указанного оксида массой 7,55 г.

75. Массовые доли галогена в галогениде металла и кислорода в оксиде того же металла равны соответственно 64,5 % и 15,4 % (степени окисления атомов металла в обоих соединениях одинаковы). Определите химическую формулу галогенида металла.

76. Хлорид неизвестного металла массой 5,85 г прореагировал полностью с сульфатом серебра, в результате чего образовался сульфат неизвестного металла массой 7,10 г. Чему равна масса образовавшегося при этом хлорида серебра? (Степени окисления атомов в ходе реакции не изменялись).

77. Неизвестный металл А массой 13 г вытеснил из раствора соли металл Б массой 23,74 г, который, в свою очередь, вытеснил из раствора кислоты водород объемом 5,03 дм³ при температуре 28 ^оС и давлении 99,5 кПа. Определите металлы А и Б.

78. Определить состав оксида металла, если известно, что это соединение массой 12,75 г реагирует полностью с серной кислотой, образуя сульфат металла массой 42,75 г. (степень окисления металла не изменяется). Чему равна масса образующейся при этом воды?

79. Химическое количество вещества, в состав которого входят натрий, сера и кислород, равно 0,5 моль. Чему равна масса кислорода, содержащегося в данной порции вещества, если массовые доли натрия и серы в нем равны соответственно 29,11 % и 40,51 %?

80. Определите химическое количество вещества, при полном разложении которого образовались аммиак массой 3,4 г, вода массой 3,6 г и углекислый газ объемом 4,48 дм³ (н.у).

81. Неизвестное органическое вещество массой 12 г сожгли в кислороде и получили углекислый газ объемом 13,44 дм³ (н. у.) и воду массой 14,4 г. Определите молекулярную формулу исходного вещества, если относительная плотность его паров по водороду равна 30.

82. При полном сгорании неизвестного вещества массой 7,3 г в кислороде были получены углекислый газ массой 17,6 г, вода массой 9,9 г и азот объемом 1,12 дм³ (н. у.). Определите молекулярную формулу вещества, если относительная плотность его паров по воздуху равна 2,517.

83. Одно из водородных соединений азота сожгли в кислороде и получили воду, масса которой в 1,286 раза больше массы образовавшегося при этом азота. Определите простейшую формулу исходного вещества.

84. При термическом разложении одного из оксидов марганца были получены оксид марганца Mn₃O₄ массой 22,9 г и кислород объемом 2,24 дм³ (н. у.). Определите простейшую формулу исходного оксида.

85. При одинаковых условиях плотность газообразного бороводорода равна плотности азота. Определите химическую формулу этого бороводорода, если массовая доля бора в нем равна 78,6 %.

86. В органическом веществе массовые доли элементов составляют: углерода – 37,21 %; водорода – 7,75 %; хлора – 55,04 %. Пар данного вещества массой 1,29 г при температуре 28 ^оС и давлении 100,05 кПа занимают объем, равный 0,5 дм³. Определите химическую формулу вещества.

87. Определите простейшую формулу вещества, в котором массовые доли элементов равны: калий – 26,53 %; хром – 35,37 %; кислород – 38,10 %.

88. В соединениях K₂ХY₃ и K₂Х₂Y₃ массовые доли калия равны соответственно 49,37 % и 41,05 %. Определите элементы X и Y.

89. В неизвестном веществе массовая доля бора равна 40,74 %, водорода – 7,41 % и азота – 51,85 %. Пар этого вещества массой 6,78 г при температуре 60 ^оС и давлении 101,3 кПа занимает объем, равный 2,28 дм³. Определите молекулярную формулу соединения.

90. В соединении Ва (ХО₃)₂ массовая доля кислорода равна 25,07 %. Определите элемент X.

91. Кристаллогидрат сульфата натрия массой 32,2 г прокалили до полного обезвоживания, в результате чего был получен твердый остаток массой 14,2 г. Определите:

а) формулу кристаллогидрата;

б) мольную долю воды в кристаллогидрате;

в) массовую долю кислорода в кристаллогидрате.

92. В кристаллогидрате сульфида натрия массовая доля серы равна 13,33 %. Какова химическая формула кристаллогидрата?

93. В кристаллогидрате гидроксида бария массовая доля кислорода равна 50,79 %. Какую массу безводного гидроксида можно получить при полном разложении указанного кристаллогидрата массой 1 кг?

94. Неизвестное соединение водорода с азотом массой 0,24 г сожгли в кислороде, в результате чего образовались вода массой 0,27 г и азот объемом 168 см³ (н. у.). Определите молекулярную формулу исходного вещества, если плотность его паров при н. у. равна 1,429 г/ дм³.

95. Смесь метана с кислородом (взят в избытке) общим объемом 500 см³ (н. у.) подожгли. Полученную в результате реакции смесь газообразных продуктов привели к нормальным условиям, в результате чего ее объем уменьшился до 300 см³. Вычислите объемную долю кислорода в исходной смеси.

96. Неизвестное органическое вещество массой 0,145 г сожгли в кислороде, в результате чего образовались углекислый газ массой 0,330 г и вода массой 0,135 г. Определите молекулярную формулу исходного вещества, если относительная плотность его по водороду равна 29.

97. В результате полного сгорания вещества массой 9,00 г в кислороде образовались углекислый газ объемом 8,96 дм³ (н. у.), вода массой 9,0 г и оксид серы(IV) объемом 2,24 дм³. Определите молекулярную формулу исходного вещества, если относительная плотность его паров по кислороду равна 2,813.

98. Неизвестное бромсодержащее вещество массой 0,752 г сожгли в избытке кислорода, в результате чего образовались углекислый газ массой 0,352 г и вода массой 0,144 г. Бром, содержащийся в том же исходном веществе массой 1,255 г, был полностью переведен в бромид серебра, масса которого оказалась равной 2,510 г. Определите молекулярную формулу вещества, если относительная плотность его паров по кислороду равна 5,875.

99. При термическом разложении оксида марганца(IV) массой 0,435 г выделился кислород и образовался другой оксид марганца массой 0,382 г. Какова формула полученного оксида?

100. Неизвестное серосодержащее вещество массой 0,222 г сожгли в избытке кислорода, в результате чего образовались углекислый газ массой 0,396 г и вода массой 0,162 г. Вся сера, содержащаяся в исходном веществе, массой 0,074 г была переведена полностью в сульфат бария, масса которого оказалась равной 0,1165 г. Определите молекулярную формулу исходного вещества, если относительная плотность его паров по воздуху равна 5,1.

101. Какой объем (н. у.) озонированного кислорода, в котором объемная доля озона равна 10 %, необходим для полного сжигания пропана объемом 42 дм³ (н. у.)?

102. Неизвестное вещество сожгли в кислороде, в результате чего образовались углекислый газ объемом 1,680 дм³ (н. у.), вода массой 2,025 г и азот объемом 0,280 дм³. Определите молекулярную формулу исходного вещества, если известно, что относительная плотность его паров по воздуху равна 2,034, а объем кислорода, израсходованного на сжигание, составляет 2,940 дм³ (н. у.).

103. Какой объем воздуха (н. у.) необходим для полного сгорания смеси серы и угля общей массой 18,4 г, если в ней химическое количество серы в 2,5 раза больше химического количества угля?

104. Хлороводород объемом 13,44 дм³ (н. у.) полностью прореагировал со смесью магния и железа общей массой 10,4 г. Вычислите массовые доли солей в полученной смеси.

105. Хлороводород объемом 20,16 дм³ (н. у.) полностью прореагировал со смесью цинка, железа, магния и алюминия, в результате чего образовалась смесь солей общей массой 49,15 г. Найдите массу исходной смеси металлов.

106. В сплаве металлов на 1 атом цинка приходятся 2 атома алюминия. Найдите массу указанного сплава, при полном взаимодействии которого с хлоридом меди (II) образуется медь массой 12,8 г. Чему равна общая масса смеси образовавшихся солей?

107. В сплаве металлов химическое количество алюминия в 2,5 раза больше химического количества магния. Какая масса этого сплава должна быть растворена в соляной кислоте с целью получения водорода объемом 100 дм³ при температуре 19 ^oС и давлении 98,4 кПа?

108. Смесь карбонатов кальция и магния поместили в вакуумированный закрытый сосуд объемом 5 дм³ и прокалили до окончания реакций, в результате чего образовался твердый остаток массой 13,6 г. После охлаждения сосуда до 22 ^оС давление образовавшегося газа в нем составило 147,1 кПа. Рассчитайте массу исходной смеси солей.

1.2. ОСНОВНЫЕ КЛАССЫ
НЕОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

Все вещества делятся на простые и сложные. Простыми (гомоатомными) называются вещества, состоящие из атомов одного элемента, а сложными (гетероатомными) – состоящие из атомов двух или более элементов.

Названия простых веществ, как правило, совпадают с названиями соответствующих химических элементов, например литий, бор, сера. Исключение составляют углерод (простые вещества которого имеют названия – «алмаз», «графит», «карбин», «фуллерены») и кислород, одно из простых веществ которого имеет название озон.

Сложные неорганические вещества по составу подразделяются на двухэлементные (бинарные) и многоэлементные соединения.

Согласно принципам систематической номенклатуры химическая формула сложного вещества разделяется на условно электроположительную и условно электроотрицательную составляющие. Первая из них записывается в химической формуле вещества слева, а вторая – справа.

Название сложного вещества читается справа налево, т. е. вначале называется его электроотрицательная составляющая в именительном падеже, а затем электроположительная в родительном падеже.

Бинарные соединения

Названия бинарных соединений образуются из латинского корня названия более электроотрицательного элемента с суффиксом -ид- и русского названия менее электроотрицательного (т. е. электроположительного) элемента в родительном падеже. Если менее электроотрицательный элемент может находиться в различных степенях окисления, то степень окисления указывается в скобках римскими цифрами.

Галогениды: NaCl – хлорид натрия, HI – иодид водорода, OF₂ – фторид кислорода (II), FeBr₂ – бромид железа (II).

Оксиды:Al₂O₃ – оксид алюминия, P₄O₁₀ – оксид фосфора (V), СО – оксид углерода (II), Fe₂O₃ – оксид железа (III). Соединения, содержащие группы атомов (–О–О–) называются пероксидами: Н₂О₂ – пероксид водорода, ВаО₂ – пероксид бария.

Халькогениды:(сульфиды, селениды, теллуриды): Al₂S₃ – сульфид алюминия, Cu₂Sе – селенид меди (I), Na₂Te – теллурид натрия.

Аналогично называются и другие бинарные соединения, например: фосфиды, типа Ca₃P₂; карбиды – CaC₂; гидриды – MgH₂ и др.

Исключением из указанных правил являются водородные соединения неметаллов, проявляющие свойства кислот. Их названия образуются по правилам, принятым для кислот (см. ниже).

К условно-бинарным (псевдобинарным) соединениям относят вещества ионного строения, в состав которых входят катионы аммония NH₄⁺ (NH₄Cl – хлорид аммония), амид-анионы NH₂^– (KNH₂ – амид калия), имид-анионы NH^2– (Na₂NH – имид натрия). Сюда же относятся вещества, содержащие устойчивые группировки атомов разных элементов, например цианид-ионы – CN ˉ (KCN – цианид калия), катионы висмутил – BiO⁺, стибил – SbO⁺ (BiONO₃ – нитрат висмутила, SbOBr – бромид стибила) и некоторые другие.

По функциональным признакам большинство указанных бинарных соединений являются солями или солеподобными соединениями, кроме оксидных и водородных соединений.

Оксиды подразделяются на несолеобразующие (индифферентные, безразличные) и солеобразующие. Несолеобразующие оксиды (CO, NO, N₂O, SiO) не вступают при обычных условиях в реакции солеобразования ни с кислотами, ни с основаниями. Солеобразующие оксиды делятся на основные, кислотные и амфотерные.

Многоэлементные соединения

К этому типу неорганических веществ относится большинство соединений, в состав которых входят электроположительные и электроотрицательные составляющие, содержащие атомы нескольких элементов. Это, например, основания, кислоты, соли.

Основаниями называются сложные вещества, в состав которых входят атомы металлов, связанные с гидроксогруппами.

Они являются твердыми кристаллическими веществами. Важнеейшее химическое свойство оснований – способность взаимодействовать с кислотами и кислотными оксидами с образованием солей. Основания, образованные щелочными (Li, Na, K, Rb, Cs) и щелочноземельными (Ca, Sr, Ba) металлами растворимы в воде и называются щелочами. Систематические названия этого типа соединений состоят из слова «гидроксид» и названия элемента в родительном падеже с указанием степени окисления его атомов (если она бывает переменной):

LiOH – гидроксид лития; Ва (ОН)₂ – гидроксид бария;

Fe (OH)₃ – гидроксид железа (III); Re (OH)₄ – гидроксид рения (IV).

Кислоты – сложные вещества, в молекулах которых кислотные остатки связаны с атомами водорода, способными замещаться на атомы металлов.

Кислоты весьма разнообразны как по агрегатному состоянию (жидкие, твердые), так и по химическим свойствам. Большинство кислот хорошо растворимы в воде. Их важнейшее химическое свойство – способность образовывать соли при взаимодействии с основаниями и основными оксидами.

Число атомов водорода в молекуле кислоты, способных замещаться на металл, называется осно́вностью кислоты: HNO₃ – одноосновная, H₂SO₄ – двухосновная, H₃PO₄ – трехосновная, H₄P₂O₇ – четырехосновная, H₅IO₆ – пятиосновная, CH₃COO H – одноосновная кислоты.

Неорганические кислоты делятся на кислородсодержащие (оксокислоты) типа H _n ЭO _m и бескислородные типа Н _n X _m, где Э – кислотообразующий элемент; Х – атомы галогенов, халькогенов и некоторых других элементов; n и m – числа соответствующих атомов в молекулах.

При замещении в молекулах оксокислот атомов кислорода на группы –О–О– образуются пероксокислоты (H₂SO₅ – пероксосерная кислота), а при замещении атомов кислорода на атомы серы – тиокислоты (H₃PS₄ – тиофосфорная кислота).

Традиционное название оксокислоты (табл. 1) состоит из двух слов – прилагательного от корня русского названия кислотообразующего элемента и группового слова «кислота», например сер ная кислота, бор ная кислота. Если элемент образует несколько кислот, то различие между ними регулируется с помощью суффиксов - н-, -ов - или -ев -, присоединяемых к корню русского названия элемента при высшей или единственной степени окисления, и суффиксов новат-, -ист-, -новатист - при промежуточных и низших степенях окисления. Например:

– хлор н ая кислота; – хлор новат ая кислота;

– хлор ист ая кислота; – хлор новатист ая кислота.

Соли представляют собой продукты замещения атомов водорода в кислотах на атомы металлов или продукты замещения групп ОН ^– в основаниях на кислотные остатки.

В зависимости от степени замещения атомов водорода в молекулах кислот или групп ОН^– в формульных единицах оснований соли классифицируются на кислые (гидросоли) типа NaHSO₃, Mg (HCO₃)₂; средние (нормальные) типаFe₂(SO₄)₃, Na₂CO₃; оснóвные (гидроксосоли) типа Fe(OH)Cl, (CuOH)₂CO₃.

Таблица 1

Традиционное название кислоты	Формула	Традиционное название средней соли
Борная	H3BO3	Бораты
Угольная	H2CO3	Карбонаты
Метакремниевая	H2SiO3	Метасиликаты
Ортокремниевая	H4SiO4	Ортосиликаты
Ортомышьяковая	H3AsO4	Ортоарсенаты
Метамышьяковая	HAsO3	Метаарсенаты
Ортомышьяковистая	H3AsO3	Ортоарсениты
Ортофосфорная	H3PO4	Ортофосфаты
Метафосфорная	HPO3	Метафосфаты
Дифосфорная	H4P2O7	Дифосфаты
Фосфористая	H3PO3	Фосфиты
Фосфорноватистая	H3PO2	Гипофосфиты
Азотная	HNO3	Нитраты
Азотистая	HNO2	Нитриты
Хромовая	H2CrO4	Хроматы
Дихромовая	H2Cr2O7	Дихроматы
Серная	H2SO4	Сульфаты
Сернистая	H2SO3	Сульфиты
Тиосерная	H2S2O3	Тиосульфаты
Сероводородная	H2S	Сульфиды
Марганцовая	HMnO4	Перманганаты
Марганцовистая	H2MnO4	Манганаты
Хлорноватистая	HClO	Гипохлориты
Хлористая	HClO2	Хлориты
Хлорноватая	HClO3	Хлораты
Хлорная	HClO4	Перхлораты
Хлороводородная (соляная)	HCl	Хлориды
Бромоводородная	HBr	Бромиды
Иодоводородная	HI	Иодиды
Фтороводородная (плавиковая)	HF	Фториды
Циановодородная (синильная)	HCN	Цианиды
Тиоциановая (родановодородная)	HNCS	Тиоцианаты (роданиды)

Различают также двойные соли, образованные атомами двух металлов и остатками одной кислоты (KAl(SO₄)₂, NaCrSiO₄); смешанные – образованные атомами одного металла и остатками двух кислот (CaCl(OCl) или CaOCl₂, Sr(NO₃)Cl); комплексные соли ([Ag(NH₃)₂]ClO₄, K₃[Fe(CN)₆]).

Большинство неорганических солей представляют собой соединения с ионной кристаллической решеткой и относительно высокими температурами плавления и кипения. Многие соли хорошо растворимы в воде.

Традиционные названия солей (табл. 1) составляются из названий анионов в именительном падеже и названий катионов в родительном падеже. Название аниона включает корень русского или латинского названия кислотообразующего элемента с добавлением суффикса, соответствующего той или иной степени окисления атомов кислотообразующего элемента.

Если кислотообразующий элемент имеет только одну степень окисления, то добавляется суффикс -ат-:

Na₂CO₃ – карбон ат натрия; K₂SiO₃ – силик ат калия.

Если кислотообразующий элемент имеет две степени окисления, то при высшей степени окисления добавляется суффикс -ат-, а при низшей -ит-:

CaSO₄ – сульф ат кальция, MgSO₃ – сульф ит магния.

В случае анионов, соответствующих четырем разным степеням окисления кислотообразующего элемента, их названия образуются таким образом: для обозначения высшей степени окисления используются приставка пер- и суффикс -ат:

– пер бром ат калия.

Затем (в порядке уменьшения степеней окисления) и без приставки используются суффиксы:

-ат: – бром ат калия;

-ит: – бром ит калия.

Для наименьшей положительной степени окисления используются приставка гипо- и суффикс -ит:

– гипо бром ит калия.

При построении традиционных названий кислых солей к названию аниона средней соли добавляется приставка гидро- и числовая приставка (ди-, три -), если количество атомов водорода в анионе больше
единицы:

KНСО₃ – гидро карбонат калия;

Fe(H₂PO₄)₂ – дигидро фосфат железа(II);

NaH₃SiO₄ – тригидро силикат натрия.

Гидроксосоли традиционно называют, добавляя к названию катиона металла приставку гидроксо- и числовую приставку, если число группп ОН, связанных а атомом металла, больше единицы:

(CuOH)₂CO₃ – карбонат гидроксо меди (II);

Al(OH)₂NO₃ – нитрат дигидроксо алюминия.

Названия двойных и смешанных солей строятся обычным образом. Единственная особенность при записи их формул – это постановка дефиса для разделения двух катионов или двух анионов:

двойные соли:KCr(SO₄)₂– сульфат хрома (III) -калия;

смешанные соли:Ca(ClO)Cl– хлорид-гипохлорит кальция;

Al(NO₃)SO₄ – сульфат-нитрат алюминия.

Задачи и упражнения

109. Напишите формулы оксидов, соответствующих указанным гидроксидам: H₄SiO₄, Cu(OH)₂, H₃AsO₃, H₆TeO₆, Fe(OH)₃, H₂MnO₄.

110. Составьте уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить превращения:

а) Ba → BaO → BaCl₂ → Ba(NO₃)₂ → BaSO₄;

б) Mg → MgSO₄ → Mg(OH)₂ → MgO → MgCl₂.

111. Какие из указанных газов поглощаются водными растворами щелочей: NO, HCl, H₂S, CO, NO₂, N₂, Cl₂, CH₄, SO₂, NH₃? Напишите уравнения соответствующих реакций.

112. Какие соли можно получить, имея в своем распоряжении CuSO₄, AgNO₃, K₃PO₄, BaCl₂? Напишите уравнения реакций и назовите полученные соли.

113. С какими из перечисленных ниже веществ реагирует соляная кислота: В₂O₃, Zn(OH)₂, CaO, AgNO₃, SiO₂, H₃PO₄? Составьте уравнения соответствующих реакций.

114. Какие из указанных веществ реагируют с гидроксидом натрия: HNO₃, CaO, CO₂, CuSO₄, Zn(OH)₂, P₄O₁₀? Составьте уравнения соответствующих реакций.

115. Напишите уравнения реакций, свидетельствующих об основных свойствах FeO, Cs₂O, HgO, Bi₂O₃. Назовите полученные вещества.

116. Напишите уравнения реакций, доказывающих кислотный характер SeO₂, SO₃, Mn₂O₇, P₄O₆, CrO₃. Назовите полученные вещества.

117. Назовите соли: SbCl₂NO₃, [Fe(OH)₂]₂CrO₄, (AlOH)SO₄, Cd(HS)₂, Ca(H₂PO₄)₂, KAl(NO₃)₄.

118. Напишите уравнения реакций образования Mg₂P₂O₇, Ca₃(PO₄)₂, Mg(ClO₄)₂, Ba(NO₃)₂ в результате взаимодействия:

а) основных и кислотных оксидов;

б) оснований и кислотных оксидов;

в) основных оксидов и кислот;

г) оснований и кислот.

119. Назовите соли: Zn(CH₃COO)₂, NaH₂SbO₄, K₂H₂P₂O₇, Al(OH)₂NO₃, Na₂Cr₂O₇, Ba(HSO₃)₂, (CrOH)SO₄, NaHS.

120. Напишите формулы всех солей, которые могут образоваться при взаимодействии ортофосфорной кислоты с гидроксидом бериллия. Назовите эти соли.

121. Приведите примеры оксидов, которые при взаимодействии с водой образуют по две кислоты. Как взаимодействуют с охлажденным раствором гидроксида калия оксиды N₂O₃; N₂O₅; NO₂?

122. Напишите уравнения реакций следующих двухстадийных превращений: Fe₂O₃ → Fe(ОН)₃; Al(CH₃COO)₃ → Al₂O₃; CuSO₄ → CuO; MnBr₂ → MnO.

123. Как можно из одного оксида данного элемента получить его другой оксид, например: CuO из Cu₂O; FeO из Fe₂O₃; P₄O₁₀ из P₄O₆; MnO₂ из Mn₂O₇; NO₂ из NO; СО из СО₂; СО₂ из СО?

124. На каких различиях в химических свойствах может быть основано выделение одного из оксидов из смесей: BaO и MgO; PbO и FeO; SiO₂ и Na₂O; MnO и ZnO; FeO и SiO₂? Напишите уравнения соответствующих реакций.

125. Чем определяется основность кислот? Приведите примеры кислот разной основности и напишите их графические формулы. Каково строение молекулы фосфористой кислоты, если она является двухосновной?

126. Чем отличаются по составу молекул мета - и орто формы кислот? Покажите это на примерах соответствующих соединений фосфора и кремния. Напишите уравнения реакций взаимопревращений мета- и ортофосфорных кислот. В каких условиях они осуществляются?

127. Какие соединения образуются при дегидратации следующих кислот: HNO₂; HClO; H₃PO₃; H₂WO₄; H₃AsO₄; HBO₂; H₂B₄O₇; HAsO₃; H₂S₃O₁₀; HClO₄?

128. С какими из перечисленных веществ взаимодействует бромоводородная кислота: CaO; N₂O₃; AgNO₃; Р₂O₅; Pb(NO₃)₂; CuSO₄; FeS; Cu; MgCO₃; Zn; NH₃; Fe(OН)₂?

129. Основные свойства какого гидроксида выражены сильнее и почему: As(OH)₃ или Bi(OH)₃; Sn(OH)₂ или Sn(OH)₄; Fe(OH)₂ или Fe(OH)₃; Ba(OH)₂ или Be(OH)₂?

130. Определите массу гидроксида натрия, который может быть получен из морской соли массой 1 т, если массовая доля хлорида натрия в ней составляет 95 %.

131. Склянку, в которой находился твердый гидроксид натрия массой 200 г, оставили открытой в сухом воздухе. Через некоторое время масса склянки увеличилась до 232,5 г за счет поглощения CO₂ из воздуха. Чему равна массовая доля щелочи, превратившейся в карбонат? Чему равен объем (н. у.) поглотившегося при этом газа?

132. В каком объемном соотношении должны быть смешаны растворы Н₃РО₄ и NaOH с одинаковыми молярными концентрациями указанных веществ для получения растворов гидро- и дигидрофосфата натрия?

133. Напишите уравнения реакций, которые последовательно протекают при постепенном добавлении:

а) раствора NaOH к раствору гидросульфата цинка;

б) раствора серной кислоты к свежеосажденному гидроксиду алюминия.

134. Напишите уравнения реакций, при помощи которых перечисленные ниже соли могут быть переведены в средние: (CuOH)₂SO₄; Ca(HCO₃)₂; [Al(OH)₂]₂SO₄; Cr(HSO₄)₂; (FeOH)NO₃; KHS; (BiOH)SO₄.

135. Какие из солей – Ва(NO₃)Cl, KNa₂PO₄, Pb(CH₃COO)₂, (BiO)₂SO₄, Fe(OH)₂NO₃ – взаимодействуют в водном растворе:

а) с серной кислотой;

б) с гидроксидом натрия?

Назовите исходные соли и продукты возможных реакций.

136. Какими способами можно осуществить превращения:

а) Pb(NO₃)₂→ PbSO₄; г) K₂CrO₄ → BaCrO₄,

б) CuCl₂ → CuSO₄;д) NaAlO₂ → Al₂(SO₄)₃,

в) Fe₂(SO₄)₃ → FeCl₃; е) BaCO₃ → BaCl₂?

Напишите уравнения соответствующих реакций.

137. Напишите уравнения реакций, которые протекают в водном растворе между FeS и HCl; (CuOH)₂CO₃ и H₂SO₄; Ca(HCO₃)₂ и NaOH; NaHSO₄ и NH₃; Al(H₂PO₄)₃ и Ca(OH)₂.

138. Приведите примеры солей, при термическим разложении каждой из которых образуются по три оксида в разных агрегатных состояниях. Напишите уравнения соответствующих реакций.

139. Напишите уравнения реакций, которые протекают в водных растворах между следующими веществами: Ca(OH)₂ и NO₂; NH₃ и SO₂; CaCl₂ и Na₂HPO₄; H₂SO₄ и (FeOH)SO₄; CaHAsO₃ и Ba(OH)₂; Mg(HCO₃)₂ и Ca(OH)₂; KAl(SO₄)₂ и KOH; NH₄Cr(SO₄)₂ и BaCl₂.

140. Напишите уравнения реакций следующих одно- и многостадийных превращений:

а) Fe₂(SO₄)₃ → Fe₂O₃ → FeO → Fe(OH)₂ → Fe₂(SO₄)₃;

б) Al₂(SO₄)₃ → AlCl₃ → Al₂O₃ → K[Al(OH)₄] → Al(OH)₃;

в) Fe → FeCl₂ → FeCl₃ → (FeOH)SO₄ → FeClSO₄ → Fe₂O₃ → Fe;

г) ZnSO₄ → ZnS → ZnO → (ZnOH)₂SO₄ → ZnCl₂ → Zn;

д) Mg(NO₃)₂ → MgCl₂ → (MgOH)₂SO₄ → MgO → Mg(HCO₃)₂.

1.3. ЭНЕРГЕТИКА ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ

Термодинамика изучает закономерности обмена энергией между системой и внешней средой а также возможность, направление и пределы самопроизвольного протекания химических процессов.

Термодинамическая система (или простосистема) – объект или группа объектов, мысленно выделяемых в пространстве. Остальная часть пространства за пределами системы называется окружающей средой (или просто средой). Система отделена от среды реальной или воображаемой поверхностью.

Гомогенная система состоит из одной фазы, гетерогенная система – из двух или более фаз.

Фаза – это часть системы, однородная во всех ее точках по химическому составу и свойствам и отделенная от других частей системы поверхностью раздела.

Состояние системы характеризуется всей совокупностью ее физических и химических свойств. Независимые переменные, определяющие состояние системы, называются параметрами состояния. В качестве параметров состояния обычно выбирают температуру Т, давление р, объем V, химическое количество n, концентрацию с и т. д.

Физическая величина, значение которой зависит только от параметров состояния и не зависит от пути перехода к данному состоянию, называется функцией состояния. Функциями состояния являются, в частности:

U – внутренняя энергия;

Н – энтальпия;

S – энтропия;

G – энергия Гиббса (изобарно-изотермический потенциал).

Внутренняя энергия системы – U – это ее полная энергия, состоящая из кинетической и потенциальной энергии всех частиц системы (м

Дата добавления: 2015-07-25