Решение контрольной по химии. Сестринское дело, I курс. Вариант III.1

Вот решения задач и ответы на вопросы, оформленные так, чтобы было удобно переписать в тетрадь школьнику. Специальность: Сестринское дело Курс: I Обязательная контрольная работа по химии Вариант – III.1 1) Решить цепочку реакций. Указать названия реагентов и продуктов реакции. CuO \(\rightarrow\) CuSO\(_4\) \(\rightarrow\) ZnSO\(_4\) \(\rightarrow\) Zn(OH)\(_2\) \(\rightarrow\) ZnO Решение: 1. CuO + H\(_2\)SO\(_4\) \(\rightarrow\) CuSO\(_4\) + H\(_2\)O * Названия: Оксид меди(II) + Серная кислота \(\rightarrow\) Сульфат меди(II) + Вода 2. CuSO\(_4\) + Zn \(\rightarrow\) ZnSO\(_4\) + Cu * Названия: Сульфат меди(II) + Цинк \(\rightarrow\) Сульфат цинка + Медь 3. ZnSO\(_4\) + 2NaOH \(\rightarrow\) Zn(OH)\(_2\)\(\downarrow\) + Na\(_2\)SO\(_4\) * Названия: Сульфат цинка + Гидроксид натрия \(\rightarrow\) Гидроксид цинка + Сульфат натрия 4. Zn(OH)\(_2\) \(\xrightarrow{t}\) ZnO + H\(_2\)O * Названия: Гидроксид цинка \(\xrightarrow{нагревание}\) Оксид цинка + Вода 2) Написать уравнение гидролиза по 1 ступени солей: фосфат натрия и хлорид никеля (III). Указать реакцию среды раствора, подобрать индикатор и указать его цвет. Решение: 1. Фосфат натрия (Na\(_3\)PO\(_4\)) * Соль образована сильным основанием (NaOH) и слабой кислотой (H\(_3\)PO\(_4\)). Гидролиз идет по аниону. * Уравнение гидролиза по 1 ступени: PO\(_4\)^{3-} + H\(_2\)O \(\rightleftharpoons\) HPO\(_4\)^{2-} + OH\(^-\) * Реакция среды раствора: щелочная (избыток ионов OH\(^-\)). * Индикатор: фенолфталеин. * Цвет индикатора в щелочной среде: малиновый. 2. Хлорид никеля (III) (NiCl\(_3\)) * Соль образована слабым основанием (Ni(OH)\(_3\)) и сильной кислотой (HCl). Гидролиз идет по катиону. * Уравнение гидролиза по 1 ступени: Ni\(^{3+}\) + H\(_2\)O \(\rightleftharpoons\) Ni(OH)\(^{2+}\) + H\(^+\) * Реакция среды раствора: кислая (избыток ионов H\(^+\)). * Индикатор: метилоранж. * Цвет индикатора в кислой среде: красный. 3) Решить ОВР. Указать окислитель, восстановитель. Процесс окисления и восстановления. Zn + HNO\(_3\) = Zn(NO\(_3\))\(_2\) + NH\(_4\)NO\(_3\) + H\(_2\)O Решение: Расставим степени окисления: \({\overset{0}{\text{Zn}}} + {\overset{+1}{\text{H}}}{\overset{+5}{\text{N}}}{\overset{-2}{\text{O}}}_3 = {\overset{+2}{\text{Zn}}}({\overset{+5}{\text{N}}}{\overset{-2}{\text{O}}}_3)_2 + {\overset{-3}{\text{N}}}{\overset{+1}{\text{H}}}_4{\overset{+5}{\text{N}}}{\overset{-2}{\text{O}}}_3 + {\overset{+1}{\text{H}}}_2{\overset{-2}{\text{O}}}\) Определим элементы, изменившие степень окисления: * Цинк (Zn): от 0 до +2 * Азот (N): от +5 до -3 (в NH\(_4\)NO\(_3\)) Составим электронный баланс: * Восстановитель: Zn\(^0\) Zn\(^0\) - 2e\(^-\) \(\rightarrow\) Zn\(^{+2}\) (процесс окисления) * Окислитель: N\(^{+5}\) (из HNO\(_3\)) N\(^{+5}\) + 8e\(^-\) \(\rightarrow\) N\(^{-3}\) (процесс восстановления) Наименьшее общее кратное для 2 и 8 равно 8. Коэффициенты: * Для Zn: 8 / 2 = 4 * Для N: 8 / 8 = 1 Подставим коэффициенты в уравнение: 4Zn + HNO\(_3\) = 4Zn(NO\(_3\))\(_2\) + NH\(_4\)NO\(_3\) + H\(_2\)O Считаем атомы азота в правой части: 4 * 2 (в Zn(NO\(_3\))\(_2\)) + 1 (в NH\(_4\)NO\(_3\)) + 1 (в NH\(_4\)NO\(_3\)) = 8 + 1 + 1 = 10 атомов азота. Значит, перед HNO\(_3\) в левой части должен стоять коэффициент 10. 4Zn + 10HNO\(_3\) = 4Zn(NO\(_3\))\(_2\) + NH\(_4\)NO\(_3\) + H\(_2\)O Считаем атомы водорода в левой части: 10. Считаем атомы водорода в правой части: 4 (в NH\(_4\)NO\(_3\)) + 2 (в H\(_2\)O, если коэффициент 1). Чтобы уравнять водород, перед H\(_2\)O нужно поставить коэффициент: (10 - 4) / 2 = 6 / 2 = 3. Окончательное уравнение: 4Zn + 10HNO\(_3\) = 4Zn(NO\(_3\))\(_2\) + NH\(_4\)NO\(_3\) + 3H\(_2\)O Проверка по кислороду: Левая часть: 10 * 3 = 30 Правая часть: 4 * 3 * 2 (в Zn(NO\(_3\))\(_2\)) + 3 * 1 (в NH\(_4\)NO\(_3\)) + 3 * 1 (в NH\(_4\)NO\(_3\)) + 3 * 1 (в H\(_2\)O) = 24 + 3 + 3 = 30. Кислород уравнен. * Окислитель: HNO\(_3\) (азот в степени окисления +5) * Восстановитель: Zn (цинк в степени окисления 0) * Процесс окисления: Zn\(^0\) - 2e\(^-\) \(\rightarrow\) Zn\(^{+2}\) * Процесс восстановления: N\(^{+5}\) + 8e\(^-\) \(\rightarrow\) N\(^{-3}\) 4) Решить задачу. Определите, какая процентная концентрация раствора получится при смешивании 140 грамм 15% и 250 грамм 21% растворов? Решение: Дано: m\(_1\) (раствора) = 140 г \(\omega_1\) = 15% = 0,15 m\(_2\) (раствора) = 250 г \(\omega_2\) = 21% = 0,21 Найти: \(\omega_3\) = ? Формулы: Масса растворенного вещества: \(m_{\text{в-ва}} = m_{\text{раствора}} \cdot \omega\) Масса конечного раствора: \(m_{\text{конечн. раств.}} = m_1 + m_2\) Процентная концентрация конечного раствора: \(\omega_3 = \frac{m_{\text{в-ва, общ.}}}{m_{\text{конечн. раств.}}} \cdot 100\%\) 1. Найдем массу растворенного вещества в первом растворе: \(m_{\text{в-ва, 1}} = 140 \text{ г} \cdot 0,15 = 21 \text{ г}\) 2. Найдем массу растворенного вещества во втором растворе: \(m_{\text{в-ва, 2}} = 250 \text{ г} \cdot 0,21 = 52,5 \text{ г}\) 3. Найдем общую массу растворенного вещества в полученном растворе: \(m_{\text{в-ва, общ.}} = m_{\text{в-ва, 1}} + m_{\text{в-ва, 2}} = 21 \text{ г} + 52,5 \text{ г} = 73,5 \text{ г}\) 4. Найдем общую массу полученного раствора: \(m_{\text{конечн. раств.}} = 140 \text{ г} + 250 \text{ г} = 390 \text{ г}\) 5. Найдем процентную концентрацию полученного раствора: \(\omega_3 = \frac{73,5 \text{ г}}{390 \text{ г}} \cdot 100\% \approx 18,85\%\) Ответ: Процентная концентрация полученного раствора составит примерно 18,85%. 5) Решить задачу. Написать химическую(ие) реакцию(ии). Ответ приведите в граммах. На смесь сульфата и карбоната кальция подействовали хлороводородной кислотой. В результате реакции образовалось 123.2 литра газа. Определите: какой газ образовался? Какое вещество вступило в реакцию? Какая масса вступившего в реакцию вещества? Решение: Дано: V(газа) = 123,2 л (н.у.) Найти: Газ = ? Вещество = ? m(вещества) = ? 1. Напишем уравнения реакций смеси сульфата кальция (CaSO\(_4\)) и карбоната кальция (CaCO\(_3\)) с хлороводородной (соляной) кислотой (HCl). * Реакция сульфата кальция с соляной кислотой: CaSO\(_4\) + 2HCl \(\rightarrow\) CaCl\(_2\) + H\(_2\)SO\(_4\) В этой реакции газ не выделяется. * Реакция карбоната кальция с соляной кислотой: CaCO\(_3\) + 2HCl \(\rightarrow\) CaCl\(_2\) + H\(_2\)O + CO\(_2\)\(\uparrow\) В этой реакции выделяется газ. 2. Определим, какой газ образовался. Из уравнений реакций видно, что газ (CO\(_2\)) образуется только при взаимодействии карбоната кальция с соляной кислотой. * Газ: Углекислый газ (CO\(_2\)). 3. Определим, какое вещество вступило в реакцию, в результате которой образовался газ. * Вещество: Карбонат кальция (CaCO\(_3\)). 4. Найдем массу вступившего в реакцию вещества (CaCO\(_3\)). * Молярный объем газа при нормальных условиях (н.у.) составляет 22,4 л/моль. Найдем количество моль углекислого газа: \(n(\text{CO}_2) = \frac{V(\text{CO}_2)}{V_m} = \frac{123,2 \text{ л}}{22,4 \text{ л/моль}} = 5,5 \text{ моль}\) * По уравнению реакции: CaCO\(_3\) + 2HCl \(\rightarrow\) CaCl\(_2\) + H\(_2\)O + CO\(_2\)\(\uparrow\) Из стехиометрии реакции видно, что 1 моль CaCO\(_3\) образует 1 моль CO\(_2\). Значит, количество моль CaCO\(_3\) равно количеству моль CO\(_2\): \(n(\text{CaCO}_3) = n(\text{CO}_2) = 5,5 \text{ моль}\) * Найдем молярную массу карбоната кальция (CaCO\(_3\)): M(CaCO\(_3\)) = M(Ca) + M(C) + 3 \(\cdot\) M(O) = 40 + 12 + 3 \(\cdot\) 16 = 40 + 12 + 48 = 100 г/моль * Найдем массу карбоната кальция, вступившего в реакцию: \(m(\text{CaCO}_3) = n(\text{CaCO}_3) \cdot M(\text{CaCO}_3) = 5,5 \text{ моль} \cdot 100 \text{ г/моль} = 550 \text{ г}\) Ответ: * Образовался газ: Углекислый газ (CO\(_2\)). * В реакцию вступило вещество: Карбонат кальция (CaCO\(_3\)). * Масса вступившего в реакцию вещества: 550 грамм.