Решение задач по химии: P + HNO3, BaCl2 + K2SO3

Ниже представлены решения задач, оформленные для переписывания в школьную тетрадь. Задание 29 Вещества: \(P\), \(Na_2CO_3\), \(NH_3 \cdot H_2O\), \(CaSiO_3\), \(HNO_3\), \(FeCl_3\). Выберем фосфор и концентрированную азотную кислоту. Реакция идет с выделением газа (\(NO_2\)). Уравнение реакции: \[P + 5HNO_3(конц.) = H_3PO_4 + 5NO_2 \uparrow + H_2O\] Электронный баланс: \[P^0 - 5\bar{e} \rightarrow P^{+5} \mid 1 \text{ (восстановитель)}\] \[N^{+5} + 1\bar{e} \rightarrow N^{+4} \mid 5 \text{ (окислитель)}\] Задание 30 Вещества: \(NH_4NO_3\), \(BaCl_2\), \(HCl\), \(Cu\), \(K_2SO_3\), \(MgO\). Выберем хлорид бария и сульфит калия. При их взаимодействии выпадает осадок, газ не выделяется. Молекулярное уравнение: \[BaCl_2 + K_2SO_3 = BaSO_3 \downarrow + 2KCl\] Полное ионное уравнение: \[Ba^{2+} + 2Cl^- + 2K^+ + SO_3^{2-} = BaSO_3 \downarrow + 2K^+ + 2Cl^-\] Сокращенное ионное уравнение: \[Ba^{2+} + SO_3^{2-} = BaSO_3 \downarrow\] Задание 31 Вещества: \(P\), \(Cl_2\), \(H_2SO_4(р-р)\), \(KOH(р-р)\). 1) Взаимодействие хлора с щелочью (на холоду): \[Cl_2 + 2KOH = KCl + KClO + H_2O\] 2) Взаимодействие фосфора с хлором (избыток хлора): \[2P + 5Cl_2 = 2PCl_5\] 3) Взаимодействие фосфора с щелочью (диспропорционирование): \[4P + 3KOH + 3H_2O = PH_3 \uparrow + 3KH_2PO_2\] 4) Реакция нейтрализации между кислотой и щелочью: \[H_2SO_4 + 2KOH = K_2SO_4 + 2H_2O\] Задание 32 1) Получение ацетилена (\(X_1\)): \[CaC_2 + 2H_2O \rightarrow Ca(OH)_2 + CH \equiv CH \uparrow\] 2) Тримеризация ацетилена в бензол (\(X_2\)): \[3CH \equiv CH \xrightarrow{C_{акт.}, t^\circ} C_6H_6\] 3) Алкилирование бензола этиленом в этилбензол (\(X_3\)): \[C_6H_6 + CH_2=CH_2 \xrightarrow{AlCl_3, H^+} C_6H_5-CH_2-CH_3\] 4) Окисление этилбензола до бензойной кислоты: \[5C_6H_5-CH_2-CH_3 + 12KMnO_4 + 18H_2SO_4 \rightarrow 5C_6H_5-COOH + 5CO_2 \uparrow + 6K_2SO_4 + 12MnSO_4 + 28H_2O\] 5) Этерификация (образование этилбензоата \(X_4\)): \[C_6H_5-COOH + C_2H_5OH \xrightarrow{H_2SO_4, t^\circ} C_6H_5-COOC_2H_5 + H_2O\] Задание 34 1. Уравнения реакций при прокаливании: Сульфат натрия (\(Na_2SO_4\)) не разлагается. \[2NaNO_3 \xrightarrow{t^\circ} 2NaNO_2 + O_2 \uparrow \text{ (реакция 1)}\] \[2NaHCO_3 \xrightarrow{t^\circ} Na_2CO_3 + CO_2 \uparrow + H_2O \uparrow \text{ (реакция 2)}\] 2. Поглощение газа известковой водой: С известковой водой реагирует только \(CO_2\). \[CO_2 + Ca(OH)_2 = CaCO_3 \downarrow + H_2O\] \[n(CaCO_3) = \frac{5,0}{100} = 0,05 \text{ моль}\] Следовательно, \(n(CO_2) = 0,05 \text{ моль}\). 3. Находим массы солей: Из реакции 2: \(n(NaHCO_3) = 2 \cdot n(CO_2) = 0,1 \text{ моль}\). \[m(NaHCO_3) = 0,1 \cdot 84 = 8,4 \text{ г}\] Общий объем газов \(V = 2,24 \text{ л}\), значит \(n_{общ} = \frac{2,24}{22,4} = 0,1 \text{ моль}\). В этот объем входят \(O_2\) и \(CO_2\). \(n(O_2) = n_{общ} - n(CO_2) = 0,1 - 0,05 = 0,05 \text{ моль}\). Из реакции 1: \(n(NaNO_3) = 2 \cdot n(O_2) = 0,1 \text{ моль}\). \[m(NaNO_3) = 0,1 \cdot 85 = 8,5 \text{ г}\] Масса сульфата: \[m(Na_2SO_4) = 24,0 - 8,4 - 8,5 = 7,1 \text{ г}\] 4. Массовые доли: \[\omega(NaHCO_3) = \frac{8,4}{24} \cdot 100\% = 35\%\] \[\omega(NaNO_3) = \frac{8,5}{24} \cdot 100\% \approx 35,4\%\] \[\omega(Na_2SO_4) = \frac{7,1}{24} \cdot 100\% \approx 29,6\%\]