Как известно, состав продуктов реакции азотной кислоты с металлами зависит не только от восстановительной способности металла, но и от концентрации HNO3. Так при взаимодействии 19,07 г меди с концентрированной HNO3 (~60%) образуется 13,44 л газа А, с разбавленной (~5%) – 4,48 л газа В, а с кислотой средней концентрации (~20%) – 7,17 л смеси газов Х. Если взять несколько растворов горячей HNO3 разной концентрации и растворить в них одинаковые гранулы металлического цинка, то из концентрированной кислоты выделится 761,6 мл газа А, из разбавленной – всего 89,6 мл смеси газов У общей массой 160 мг, а из очень разбавленной (~1%) и вовсе ничего не выделится, но цинк растворится. Воспользовавшись приведенными в задаче числовыми данными (объемы газов пересчитаны на н.у.), дайте ответы на следующие вопросы:

  1. Установите газы А и В, определите количественный (объемные и масс. %) состав смеси Х.

  2. Рассчитайте массу одной цинковой гранулы, определите качественный и количественный (объемные и масс. %) состав смеси У.

  3. Напишите уравнения описанных в задаче реакций.

  4. Рассчитайте массы сухих солей, которые получатся после аккуратного испарения растворов в описанных опытах, учитывая, что медная соль кристаллизуется с шестью молекулами воды, а цинковая – с девятью.

Решение задачи

Насыщенный водный раствор углекислого газа имеет рН, примерно равный 4 (давление CO2 1 атм, t = 20 оС). Известно, что лишь 0,25 % от общего количества этого газа в растворе находится в форме угольной кислоты, а более 99 % - в форме акватированных молекул СО2. Процесс растворения углекислого газа в воде может быть описан следующей системой последовательных равновесий (константы также приведены для t = 20 оС):

СО2(газ)+ H2O ⇔ CO2(водн) ⇔ H2CO3;

H2CO3 ⇔ H++ HCO3; Ka1= 10−4

HCO3 ⇔ H++ CO32−. Ka1= 5·10−11

  1. Оцените концентрации всех частиц, присутствующих в насыщенном водном растворе углекислого газа в описанных условиях и его общую растворимость в воде (моль/л).
  2. Какова концентрация СО2 в водном растворе, находящемся в равновесии с воздухом при t = 20 оС? Оцените рН такого раствора.
  3. Расположите 5% растворы следующих веществ в ряд по возрастанию их способности растворять (поглощать) углекислый газ: NH3, NaCl, NaOH, Na2CO3, KOH, NH4Cl, HCl, NaHCO3. Какое место в этом ряду займет дистиллированная вода? Поясните место каждого раствора в построенном Вами ряду.
Решение задачи

Некоторый углеводород Х содержит 91,25 % углерода, его молярная масса не превышает 100 г/моль, а 1 моль Х способен присоединить 3 моль брома. Х может быть получен при взаимодействии равных количеств 1,2 дибромэтана и циклопентадиена в концентрированном водном растворе NaOH.

  1. Какова молекулярная формула Х? Приведите необходимые расчеты.

  2. Изобразите структурную формулу Х, если известно, что все метиленовые (СН2) группы, присутствующие в молекуле этого соединения, эквивалентны.

  3. Напишите уравнение реакции взаимодействия Х с избытком брома в четыреххлористом углероде.

  4. Попробуйте предложить постадийную схему образования Х (механизм реакции) из 1,2 дибромэтана и циклопентадиена в щелочной среде.

Решение задачи

В предлагаемом Вашему вниманию сканворде по горизонтали зашифрованы названия известных органических веществ. В выделенном вертикальном столбце зашифрована фамилия русского химика-органика. Используя подсказки, разгадайте зашифрованные названия и фамилию ученого.

  1.  строение этого соединения можно описать двумя структурами Кекуле;
  2.  это сладкое вещество содержится в мёде;
  3.  раствором этого соединения смачивают ватку перед тем, как делают уколы;
  4.   получается по реакции Зинина из нитробензола;
  5.  карболовая кислота;
  6. 40 % ный водный раствор этого вещества известен под названием "формалин";
  7.  образуется при гидролизе крахмала;
  8.  этот полимер имеет аббревиатуру ПВХ.

Напишите уравнения реакций (с указанием всех продуктов и реагентов): а) взаимодействия вещества 1 с нитрующей смесью; б) окисления вещества 3 перманганатом калия в присутствии серной кислоты; в) взаимодействия соединения 4 с нитритом натрия в солянокислой среде при 0 °С; г) бромирования вещества 5 избытком бромной воды; д) взаимодействия соединения 6 с избытком гидроксида калия при нагревании; е) реакции водного раствора вещества 7 с аммиачным раствором оксида серебра.

Решение задачи