смешали 10 л оксида азота

1,45 Mb.НазваниеИздательство томского университета 2007 удк 54(076. 1): 087. 5страница2/9Дата конвертации16.09.2012Размер1,45 Mb.Тип   2               ЗАДАНИЕ 2 Задание включает материал по химии элементов «Кислород, сера», «Азот, фосфор» а также по общей химии по темам: «Растворы. Гидролиз солей», «Электролитическая диссоциация», «Химическое равновесие». Для выполнения задания необходимо рассмотреть химию элементов кислорода, серы, азота и фосфора, ознакомиться с процессами, протекающими при растворении солей в воде, вспомнить основные понятия химии, расчеты по уравнениям химических реакций, теорию электролитической диссоциации. Примеры решения задач Пример 1. Укажите, какие химические процессы лежат в основе получения фосфорной кислоты. Напишите уравнения реакций получения H3РO4.Решение: Термический способ получения фосфорной кислоты основан на окислении элементарного фосфора в избытке воздуха с последующей гидратацией образующегося оксида фосфора (V) и конденсацией фосфорной кислоты: 4Р + 5О2 = Р4О10 nР4О10 + 2nH2O = 4(HPO3)n при 700P С 4(HPO3)n + 2nH2O = 2nH4P2O7 при 450P С 2nH4P2O7 + 2nH2O = 4nH3PO4 ниже 230P С Суммарное уравнение: Р4О10 + 6H2O = 6H3PO4. Также ортофосфорную кислоту получают при переработке апатитов: Ca5(PO4)3F + 5H2SO4 + 10H2O = 5CaSO4 2H2O + 3H3PO4 + HF.Пример 2. К 24P%-ному раствору нитрата аммония (плотность 1,1Pг/мл) объемом 45,45Pмл прибавили 80Pг 10P%-ного раствора гидроксида натрия. Полученный раствор быстро прокипятили (потерями паров воды пренебречь). Определите, какие вещества остались после этого в растворе, и рассчитайте их содержание (в процентах по массе). Дано: (NH4NO3) = 24 % = 1,1 г/мл V = 45,45 мл m (р-ра) = 80 г (NaOH) = 10 % М (NH4NO3) = 80 г/моль М (NaOH) = 40 г/моль M (NaNO3) = 85 г/моль M (H2O) = 18 г/моль Найти: (полученных веществ)Решение: Запишем уравнение реакции взаимодействия между растворами нитрата аммония и гидроксида натрия: NH4NO3 + NaOH = NaNO3 + NH3 + H2O. Вычислим количество вступивших в реакцию веществ. Масса раствора нитрата аммония равна: m (р-ра) = V = 45,45 1,1 = 50 (г). Масса нитрата аммония равна: (г). Количество вещества нитрата аммония составляет: (моль). Масса гидроксида натрия равна: (г). Количество вещества гидроксида натрия составляет: (моль). По уравнению реакции взаимодействия на 1Pмоль нитрата аммония приходится 1Pмоль гидроксида натрия. В исходной смеси содержится 0,15Pмоль нитрата аммония и 0,20Pмоль гидроксида натрия, следовательно, гидроксид натрия взят в избытке. Избыток составляет 0,20 0,15 = 0,05 моль или 2Pг (m (NaOH) = n M = 0,05 40 = 2,00 г). Вычислим количество образовавшегося нитрата натрия. По уравнению реакции 1Pмоль нитрата аммония соответствует 1Pмолю нитрата натрия. В реакцию вступило 0,15Pмоль нитрата аммония, следовательно, образовалось 0,15Pмоль нитрата натрия или 12,75Pг (mP(NaNO3)P=PnP PMP=P0,15P P85P=P12,75Pг). В растворе после завершения реакции содержится 2Pг гидроксида натрия и 12,75Pг нитрата натрия (аммиак газообразное вещество). Для расчета массовой доли веществ определим массу раствора. Масса раствора после завершения реакции включает массы: воды, поступившей с раствором нитрата аммония (m1 (H2O)); воды, содержащейся в растворе гидроксида натрия (m2 (H2O)); воды, образовавшейся по реакции (m3 (H2O)); оставшегося гидроксида натрия (m (NaOH)); образовавшегося нитрата натрия (m (NaNO3)). m1 (H2O) = m (р-ра) m (NH4NO3) = 50 12 = 38 (г). m2 (H2O) = m (р-ра) m (NaOH) = 80 8 = 72 (г). m3 (H2O) = n (H2O) M (H2O) = 0,15 18 = 2,70 (г). m (р-ра) = m1 (H2O) + m2 (H2O) + m3 (H2O) + m (NaOH) + m (NaNO3) = 38 + 72 + 2,70 + 2 + 12, 75 = 127,45 (г). Вычислим массовые доли веществ в растворе: %; %. Ответ: (NaOH) = 1,57 %; (NaNO3) = 10,00 %.Пример 3. Назовите вещества, состоящие из трех и более элементов, каждое из которых разлагается с выделением кислорода, причем масса выделившегося кислорода составляет не менее 10P% массы разложившихся веществ.Решение: 1)PKClO3 хлорат калия. 2KClO3 = 2KCl + 3O2 (%). 2)PKMnO4 перманганат калия. 2KMnO4 = K2MnO4 + MnO2 + O2 (%). 3)PKNO3 нитрат калия. 2KNO3 = 2KNO2 + O2 (%).Пример 4. Напишите уравнения реакций, при помощи которых, используя простые вещества кальций, фосфор и кислород, можно получить фосфат кальция.Решение: 1) 4P + 5O2 = 2P2O5. 2) 2Ca + O2 = 2CaO. 3) 3CaO + P2O5 = Ca3(PO4)2.Пример 5. Если через смесь азота с водородом пропустить искровой разряд, то образуется лишь немного аммиака. Но если при этом газовая смесь находится над серной кислотой, то синтез идет до конца. Укажите, что является причиной такого изменения в ходе процесса.Решение: Уравнение реакции взаимодействия водорода и азота: N2 + 3H2 2NH3. Если газовая смесь находится над серной кислотой, то образующийся аммиак взаимодействует с серной кислотой с образованием сульфата аммония: 2NH3 + H2SO4 = (NH4)2SO4. Аммиак покидает сферу реакции и согласно принципу Ле Шателье равновесие смещается в сторону продуктов реакции.Пример 6. При окислении фосфора 60P%-ным раствором азотной кислоты (плотность 1,37Pг/мл) получены оксид азота (II) и ортофосфорная кислота, на нейтрализацию которой потребовалось 25Pмл 25P%-ного раствора гидроксида натрия (плотность 1,28Pг/мл), причем образовался дигидрофосфат натрия. Рассчитайте объем азотной кислоты, взятой для окисления фосфора, и объем выделившегося газа (при н. у.).Дано: P(HNO3) = 60 % P(p-pa HNO3) = 1,37 г/мл P(NaOH) = 25 % P(p-pa NaOH) = 1,28 г/мл VP(p-pa NaOH) = 25 мл МP(NaOH) = 40 г/моль МP(HNO3) = 63 г/моль Найти: VP(p-pa HNO3) VP(газа)Решение: Запишем уравнение реакции взаимодействия фосфора с азотной кислотой, при этом учтем, что по условию задачи образуется ортофосфорная кислота и оксид азота (II): 3P + 5HNO3 + 2H2O = 3H3PO4 + 5NO. (1) Запишем уравнение реакции нейтрализации фосфорной кислоты гидроксидом натрия с образованием дигидрофосфата натрия: H3PO4 + NaOH = NaH2PO4 + H2O. (2) Для определения объема азотной кислоты, взятой для окисления фосфора, и объема выделившегося газа необходимо знать количество образовавшейся ортофосфорной кислоты. Определить это количество можно, зная количество вещества (в моль) гидроксида натрия, необходимого для реакции (2). По условию задачи даны объем рас

ЗАДАНИЕ 2 - Издательство томского университета 2007 удк 54(076. 1): 087. 5