Химические свойства металлов и их соединений. Решение задачи

Химические свойства важнейших металлов и их соединений. 11 класс Задание 1. Реакции металлов с кислотами 1) С соляной кислотой (HCl): \[ 2Na + 2HCl \rightarrow 2NaCl + H_2 \uparrow \] (хлорид натрия) \[ Mg + 2HCl \rightarrow MgCl_2 + H_2 \uparrow \] (хлорид магния) \[ Fe + 2HCl \rightarrow FeCl_2 + H_2 \uparrow \] (хлорид железа (II)) \[ 2Al + 6HCl \rightarrow 2AlCl_3 + 3H_2 \uparrow \] (хлорид алюминия) 2) С концентрированной серной кислотой (\( H_2SO_4 \)): \[ 8Na + 5H_2SO_{4(конц)} \rightarrow 4Na_2SO_4 + H_2S \uparrow + 4H_2O \] (сульфат натрия) \[ 4Mg + 5H_2SO_{4(конц)} \rightarrow 4MgSO_4 + H_2S \uparrow + 4H_2O \] (сульфат магния) \[ 2Fe + 6H_2SO_{4(конц)} \xrightarrow{t} Fe_2(SO_4)_3 + 3SO_2 \uparrow + 6H_2O \] (сульфат железа (III)) \[ 2Al + 6H_2SO_{4(конц)} \xrightarrow{t} Al_2(SO_4)_3 + 3SO_2 \uparrow + 6H_2O \] (сульфат алюминия) Примечание: Fe и Al пассивируются холодной конц. кислотой, реакция идет при нагревании. 3) С концентрированной азотной кислотой (\( HNO_3 \)): \[ Na + 2HNO_{3(конц)} \rightarrow NaNO_3 + NO_2 \uparrow + H_2O \] (нитрат натрия) \[ Mg + 4HNO_{3(конц)} \rightarrow Mg(NO_3)_2 + 2NO_2 \uparrow + 2H_2O \] (нитрат магния) \[ Fe + 6HNO_{3(конц)} \xrightarrow{t} Fe(NO_3)_3 + 3NO_2 \uparrow + 3H_2O \] (нитрат железа (III)) \[ Al + 6HNO_{3(конц)} \xrightarrow{t} Al(NO_3)_3 + 3NO_2 \uparrow + 3H_2O \] (нитрат алюминия) Задание 2. Реакции цинка и магния с неметаллами Для цинка (Zn): \[ Zn + S \xrightarrow{t} ZnS \] (сульфид цинка) \[ Zn + Cl_2 \rightarrow ZnCl_2 \] (хлорид цинка) \[ Zn + H_2 \nrightarrow \] (цинк не реагирует напрямую с водородом) Для магния (Mg): \[ Mg + S \xrightarrow{t} MgS \] (сульфид магния) \[ Mg + Cl_2 \rightarrow MgCl_2 \] (хлорид магния) \[ Mg + H_2 \xrightarrow{t, p} MgH_2 \] (гидрид магния) Задание 3. Цепочка превращений 1) \[ 2CuS + 3O_2 \xrightarrow{t} 2CuO + 2SO_2 \] 2) \[ CuO + H_2 \xrightarrow{t} Cu + H_2O \] 3) \[ Cu + Cl_2 \xrightarrow{t} CuCl_2 \] 4) \[ CuCl_2 + Ag_2SO_4 \rightarrow CuSO_4 + 2AgCl \downarrow \] (или через замену растворимой солью) 5) \[ CuSO_4 + 2NaOH \rightarrow Cu(OH)_2 \downarrow + Na_2SO_4 \] 6) \[ Cu(OH)_2 + 2HNO_3 \rightarrow Cu(NO_3)_2 + 2H_2O \] 7) \[ 2Cu(NO_3)_2 \xrightarrow{t} 2CuO + 4NO_2 + O_2 \] Задание 4. Электронный баланс Схема: \( H_2S + KClO_3 \rightarrow S + KCl + H_2O \) Электронный баланс: Восстановитель: \( S^{-2} - 2e^- \rightarrow S^0 \) | x3 Окислитель: \( Cl^{+5} + 6e^- \rightarrow Cl^{-1} \) | x1 Уравнение: \[ 3H_2S + KClO_3 \rightarrow 3S + KCl + 3H_2O \] \( S^{-2} \) (в \( H_2S \)) — восстановитель. \( Cl^{+5} \) (в \( KClO_3 \)) — окислитель. Задание 5. Задача Дано: \( V(CO_2) = 2.24 \) л \( m(р-ра) = 138 \) г Найти: \( \omega(соли) \) Решение: 1) Найдем количество вещества углекислого газа: \[ n(CO_2) = \frac{V}{V_m} = \frac{2.24}{22.4} = 0.1 \text{ моль} \] 2) При пропускании \( CO_2 \) через избыток \( KOH \) образуется средняя соль — карбонат калия: \[ CO_2 + 2KOH \rightarrow K_2CO_3 + H_2O \] По уравнению \( n(K_2CO_3) = n(CO_2) = 0.1 \text{ моль} \). 3) Вычислим массу соли: \[ M(K_2CO_3) = 39 \cdot 2 + 12 + 16 \cdot 3 = 138 \text{ г/моль} \] \[ m(K_2CO_3) = n \cdot M = 0.1 \cdot 138 = 13.8 \text{ г} \] 4) Вычислим массовую долю соли в растворе: \[ \omega = \frac{m(соли)}{m(р-ра)} \cdot 100\% = \frac{13.8}{138} \cdot 100\% = 10\% \] Ответ: 10%