Индивидуальные задания

Задание 1

1. Дайте сравнительную характеристику атомов элементов подгруппы азота, указав: а) электронные конфигурации; б) валентные возможности; в) наиболее характерные степени окисления.

2. Какова масса нитрита калия, которую можно окислить в присутствии серной кислоты 30 мл 0,09 Н раствора перманганата калия?

3. Какая масса аммиака потребуется для получения азотной кислоты массой 12,6 т, учитывая, что потери в производстве со­ставляют 5 %.

4. Методом электронного баланса подберите коэффициенты в схемах следующих окислительно-восстановительных реакций:

a) Ca + N₂ → Cа₃N₂

б) Р₄ + О₂ → Р₄О₆

в) NO₂ + О₂ + Н₂О → HNO₃

5. Вычислите рН 0,1 н раствора нитрита натрия и степень гидролиза соли в данном растворе.

Задание 2

1. Напишите уравнения химических реакций, которые необходимо про­вести для осуществления следующих превращений:

Pb(NO₃)₂ → NO₂ → N₂O₄ → HNO₃ → NH₄NO₃ → NH₃

2. Какой объем 0,05 н раствора перманганата калия потребуется для окисления 20 мл раствора арсенита натрия, содержащего 0,02 г NaAsO₂?

3. Закончите уравнение реакции: Cu₂S+HNO_3(конц.) → …. Расставьте коэффициенты в уравнении методом электронно-ионного баланса.

4. Опишите электронное строение NH₃, NH₄⁺, НNО₃ с точки зрения метода валентных связей. Какова степень окисления азота в каждом из этих соединений?

5. Определите массу азота, который при температуре 20 °С и давлении 1,4 ∙ 10⁵ Па занимает объем 10 л.

Задание 3

1. Приведите примеры соединений азота, в молекулах которых имеются связи, образованные по донорно-акцепторному механизму.

2. Какой объем 0,25 н раствора перманганата калия потребуется для окисления в кислой среде 0,05 л 0,2 М раствора нитрита натрия.

3. Фосфорсодержащий компонент удобрений — дигидрофосфат кальция Са(Н₂РО₄)₂. Определите массовую долю этого ве­щества в удобрении, если массовая доля фосфора составляет 18,6%.

4. Опишите электронное строение молекулы N₂ с позиций метода ВС. Какие химические свойства проявляет азот как простое вещество?

5. Напишите уравнения реакций, которые необходимо про­вести для осуществления следующих превращений:

Сa₃(РО₄)₂ → Р→ Р₄O₁₀ → Н₃РО₄ → СаНРО₄ ∙ 2Н₂О.

Задание 4

1. Смесь сульфидов As₂S₃, Sb₂S₃, Bi₂S₃ обработана раствором сульфида натрия. Какой сульфид остался не­растворенным? Ответ обоснуйте, написав уравнения реакций растворе­ния сульфидов.

2. Сколько молей газообразных продуктов получается при разложении 10 молей нитрата никеля (II)?

3. Какие соединения азота получают путем не­посредственного связывания (фиксации) атмосферного азота? Напишите уравнения реакции их получения и укажите ус­ловия проведения реакций.

4. Какой объем аммиака (условия нормальные) можно получить, подействовав двумя литрами 0,5 н раствора щелочи на соль аммония?

5. Какая масса оксида фосфора (V) образуется при полном сгорании фосфина РН₃, полученного из фосфида кальция Са₃Р₂ массой 18,2 г?

Задание 5

1. Приведите примеры характерных для аммиака реакций присоединения, замещения водорода и окисления. Напишите уравнения соответствующих реакций.

2. Вычислите объем (н.у.) диоксида азота, необходимого для реакции с 50 мл 0,1 н раствора едкого калия?

3. Какая масса хлорида аммония образуется при взаимо­действии хлороводорода массой 7,3 г с аммиаком массой 5,1 г? Какой газ останется в избытке? Определите массу избытка.

4. Расставьте коэффициенты методом электронного баланса в уравнении: Са₃(РО₄)₂ + SiO₂ + C → CaSiO₃ + P + CO. Определите молярную массу эквивалента окислителя и восстановителя.

5. Предложите способ, с помощью которого можно отделить друг от друга малорастворимые Sb(OH)₃ и Bi(OH)₃? Ответ обоснуйте, написав уравнения соответствующих реакций

Задание 6

1. Сколько тонн цианамида кальция можно получить из 3600 м³ азота (20 °С, нормальное атмосфер­ное давление) при взаимодействии его с карбидом кальция, если потери азота составляют 40 %?

2. Напишите уравнение реакции взаимодействия висмута с концентрированной азотной кислотой. Расставьте коэффициенты в уравнении методом ионно-электронного баланса. Определите эквивалент и молярную массу эквивалента восстановителя и окислителя.

3. Какие продукты получаются при прокаливании нитратов: натрия, кальция, меди, свинца, ртути и серебра? Напишите уравнения соответствующих реакций, расставьте коэффициенты методом электронного баланса.

4. Нитрат аммония может разлагаться двумя пу­тями: 1) NH₄NO_3(к)=N₂O_(г) + 2Н₂О_(г); 2) NH₄NO_3(к.) = N_2(г) + ½О_2(г) + 2Н₂О_(г). Какая из приведенных реакций наиболее вероятна и какая более экзотермична при 25 °С? Ответ подтвер­дите расчетом ∆G°₂₉₈ и ∆Н°₂₉₈. Как изменится вероят­ность протекания этих реакций при повышении темпе­ратуры?

5. От каких факторов зависит состав продуктов восста­новления азотной кислоты? Ответ обоснуйте, приведя уравнения соответствующих реакций.

Задание 7

1. Дайте общую характеристику свойств кислородных соединений азота. Приведите уравнения соответствующих реакций.

2. Может ли взаимодействовать фосфор: а) с азотной кислотой; б) с гидроксидом калия? Ответ подтвердите, написав уравнения соответствующих реакций.

3. В лаборатории аммиак обычно получают, нагревая хлорид аммония с гашеной известью: NH₄Cl + Ca(OH)₂ → CaCl₂ + H₂O + NH₃↑. Расставьте коэффициенты в уравнении. К какому типу реакций относится данный процесс?

4. Из природного фосфорита массой 310 кг получили фос­форную кислоту массой 195 кг. Вычислите массовую долю Са₃(PO₄)₂ в природном фосфорите.

5. Напишите уравнения реакций термического раз­ложения следующих солей: NH₄NO₃ и NH₄NO₂. Расставьте коэффициенты в уравнении методом электронного баланса.

Задание 8

1. Опишите общие: а) физические, б) химические – свойства солей аммония. Приведите уравнения соответствующих реакций.

2. Закончите уравнение реакции и расставьте коэффициенты методом электронно-ионного баланса в уравнении: Zn + NaAsO₂ + HCl → AsH₃ + ZnCl₂ + …. Определите эквивалент и молярную массу эквивалента восстановителя и окислителя.

3. Рассчитайте, сколько нитрата калия нужно разложить для получения 1 л кислорода (при н. у.).

4. Напишите уравнения реакций получения мышьяковистой и мышьяковой кислот. Как диссоциируют эти вещества в водном растворе?

5. Аммиак объемом 7,84 л (нормальные условия) подвергли каталитическому окислению и дальнейшему превращению в азотную кислоту. В результате получили раствор массой 200 г. Считая выход HNO₃ равным 40%, определите массовую долю ее в полученном растворе.

Задание 9

1. Сравните физические и химические свойства во­дородных соединений элементов подгруппы азота, указав, как изменяются: а) температуры кипения и плавления; б) термическая устойчивость; в) окислительно-восстано­вительные свойства; г) кислотно-основные свойства. Перечислите причины, вызывающие эти изменения.

2. Как получается и какими свойствами обладает гидроксид висмута (III). Ответ обоснуйте, написав уравнения соответствующих реакций.

3. Напишите уравнения реакций, которые необходимо про­вести для осуществления следующих превращений: N₂ → NH₃ → NO.

4. Из азота объемом 67,2 л и водорода объемом 224 л обра­зовался аммиак (объемы газов приведены к нормальным услови­ям). Используя этот аммиак, получили раствор объемом 400 мл с массовой долей азотной кислоты 40% и плотностью 1,25 г/мл. Определите выход продукта реакции.

5. Водный раствор, содержащий фосфорную кислоту мас­сой 19,6 г, нейтрализовали гидроксидом кальция массой 18,5 г. Оп­ределите массу образовавшегося преципитата СаНРО₄ ∙ 2Н₂О.

Задание 10

1. Почему раствор SbCl₃ мутнеет при разбавлении водой? Как сделать его снова прозрачным, не фильтруя? Составьте в молекулярной и ионно-молекулярной фор­ме уравнения происходящих реакций.

2. Сколько граммов мышьяка можно получить путем термического разло­жения 1 л арсина (н.у.)?

3. Закончите уравнения реакций: а) N₂H₄∙H₂SO₄+KMnO₄+H₂SO₄→N₂+ … б) N₂H₄ + HgCl₂ → N₂ + Hg₂Cl₂ +… Расставьте коэффициенты в уравнениях методом электронно-ионного баланса. Какие свойства проявляет гидразин в этих реакциях?

4. Составьте уравнения реакция, с помощью которых можно осуществить следующие превращения: Р₄О₁₀ → HPO₃ → Н₃PO₄ → суперфосфат

5. Приведите способы получения арсина и стибина. Напишите уравнения соответствующих реакций. Какие химические свойства проявляют эти вещества?

Задание 11

1. В почву под плодовое дерево необходимо внести оксид фосфора (V) массой 0,4 кг. Какую массу суперфосфата надо взять в этом случае, если массовая доля усвояемого оксида фосфора (V) в нем равна 20%?

2. Сколько литров кислорода (н.у.) получается при разложении 5 молей нитрата натрия?

3. Охарактеризуйте окислительно-восстановительные свойства гидроксиламина и его солей, приведите примеры соответствующих реакций.

4. Укажите способы получения оксидов азота. По­чему прямым синтезом из азота и кислорода может быть получен только оксид азота (II)? Почему заметный выход оксид азота (II) при взаимодействии азота и кислорода наблюдается лишь при высоких температурах?

5. Составьте уравнения реакция, с помощью которых можно осуществить следующие превращения: Р → Ca₃P₂ → PH₃.

Задание 12

1. Вычислите, какую массу сульфата аммония следует взять, чтобы внести в почву азот массой 0,5 т на площадь 1 га.

2. Вычислите объемы водорода и азота, теоретически необходимые для получения 1 л аммиака (объем всех газов при н.у.)

3. Приведите примеры реакций, в которых свободный азот (N₂) играет роль окислителя, восстановителя. Подберите коэффициенты соответствующим способом.

4. Составьте уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения: N₂ → NH₃ → NH₄NO₃

5. Что представляет собой бурый газ, выделяю­щийся при действии концентрированной азотной кис­лоты на металлы? Из каких молекул он состоит? По­чему его окраска усиливается при повышении темпе­ратуры и ослабляется при ее понижении? Составьте уравнения реакций, происходящих при рас­творении этого газа в воде и в растворе щелочи.

Задание 13

1. Какие соединения образует фосфор с водородом? Укажите способы их получения. Сравните их свойства со свойствами аналогичных соединений азота.

2. Вычислите объемы водорода и азота (н.у.), теоретически необходи­мые для получения 1 литра 35%-ного (по массе) раствора аммиака (ρ_р-ра = 0,8882 г/мл)

3. Какова реакция среды в водных растворах солей: нитрат натрия и нитрат аммония. Ответ обоснуйте, написав соответствующие молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций.

4. Какую массу раствора с массовой долей фосфорной кис­лоты 40% можно получить из фосфорита массой 100 кг с массо­вой долей Са₃(РО₄)₂ 93 %?

5. Опишите электронное строение молекулы оксида азота (II) в соответствии с представлениями метода молекулярных орбиталей (ММО).

Задание 14

1. Как получить ортофосфорную кислоту, исходя: а) из свободного фосфора; б) из ортофосфата кальция? Какая масса ортофосфата кальция потребуется для по­лучения 250 г Н₃РО₄?

2. Какой объем воздуха (21% объем О₂) теоретически необходим для окисления в оксид азота (II) 100м³ аммиака? Какой объем оксида азота (II) получается при тех же условиях?

3. Закончите уравнения реакций: а) NO₂ + Ba(OH)₂ → …, б) Р + HNO_3(конц.) →…. Расставьте коэффициенты в уравнениях методом электронно-ионного баланса.

4. Под плодовое дерево необходимо внести аммонийную селитру массой 140 г с массовой долей азота 35%. Какую массу сульфата аммония надо взять, чтобы внести то же количество азо­та?

5. Опишите химические свойства оксида азота (I) и оксида азота (II). К ка­кому классу оксидов относятся эти соединения?

Задание 15

1. Почему молекула NO₂ легко димеризуется, а для SO₂ подобный процесс не характерен? Ответ обоснуйте.

2. Завод вырабатывает в сутки 120 т нитрата аммония. Какова ежесуточная потребность завода в аммиаке (м³, н.у.) и 60%-ной азот­ной кислоте (т)?

3. Почему при получении азотной кислоты из селитры необходимо брать концентрированную серную кислоту, а селитру — в виде твердого вещества? По­чему реакционную смесь нельзя сильно нагревать? Ответ обоснуйте.

4. Закончите уравнения реакций: а) Р + С1₂ →…, б) РН₃ + KMnO₄ + H₂SO₄ → H₃PO₄ + …. Расставьте коэффициенты в уравнениях методом электронного и электронно-ионного баланса.

5. Сколько литров кислорода (н.у.) получается при разложении 15 г нитрата натрия?

Задание 16

1. Напишите уравнения взаимодействия концентрированной азотной кислоты с магнием и серой. Расставьте коэффициенты методом электронно-ионного баланса.

2. Рассчитайте массу нитрида магния, получающуюся при сгорании 240 г магния в азоте.

3. Составьте уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения: NO → NO₂ → HNO₃.

4. Какое соотношение рН растворов солей SbCl₃ (pH₁) и BiCl₃ (pH₂) равной молярной концен­трации справедливо: а) рН₁<рН₂;б) рН₁=рН₂; в) рН₁ > pH₂? Потому что: 1) степень гидролиза зависит от кон­центрации раствора; 2) соль, образованная более сла­бым основанием, гидролизуется в большей степени. Ответ обоснуйте.

5. Хлороводород объемом 33,2 л прореагировал с аммиаком объемом 44,8 л при н.у. Определите массу хлорида аммония, образовавшегося в ходе реакций.

Задание 17

1. Закончите уравнения следующих реакций: а) P₂O₃ + H₂O →^{20° С} …, б) P₂O₃ + H₂O →^80°С …, в) Р + HNO₃(конц.) → … Какие из перечисленных реакций могут быть использованы для получения фосфористой кислоты?

2. Сколько литров (н.у.) газообразного продукта получается при разложении 5 моль дихромата аммония при отсутствии потерь?

3. Растворимость NH₄C1 и NaNO₂ при 20 ⁰С со­ставляет соответственно 37,2 и 82,9 г в 100 г воды. Сколько граммов насыщенных растворов этих солей нужно слить для получения при нагревании 24 л азота (20⁰С, нормальное атмосферное давление)?

4. Какова реакция среды в растворе хлорида гидроксиламина: а) кислая; б) нейтральная; в) щелочная? Ответ обоснуйте, написав уравнения соответствующих реакций.

5. Какое соединение мышьяка получится при дей­ствии разбавленной серной кислоты и цинка на As₂O₃? Составьте уравнение реакции, расставьте коэффициенты в уравнении методом электронно-ионного баланса.

Задание 18

1. Напишите уравнение реакции диспропорционирования HNO₂. Расставьте коэффициенты методом электронного баланса.

2. Какой объем 4 н раствора едкого кали необходим для получения 23 г оксида азота (IV)?

3. Охарактеризуйте отношение оксида фосфо­ра (III) к воде: а) на холоду; б) при нагревании. Напишите уравнения соответствующих реакций.

4. Определите массовую долю оксида фосфора (V) в преципитате СаНРО₄ ∙ 2Н₂О.

5. Сколько граммов 60 % азотной кислоты образуется из 1 кг оксида азота (IV), если превращается в кислоту 98% NO₂?

Задание 19

1. Какой раствор называют «царской водкой»? Какими свой­ствами он обладает? Напишите уравнение реакции взаимодействия «царской водки» с золотом. Расставьте коэффициенты в уравнении методом электронно-ионного баланса.

2. Сколько молей (н.у.) газообразного продукта получится при разло­жении 5 моль сульфата аммония?

3. Как получают фосфор в промышленности? На­пишите уравнения соответствующих реакций.

4. Требуется растворить некоторое количество меди в азотной кислоте. В каком случае расход азот­ной кислоты будет меньше – при применении 90% или 35%-ного (по массе) раствора HNO₃? Ответ обоснуйте, проведя соответствующие расчеты.

5. Закончите уравнение реакции: Bi(OH)₃ + Вг₂ + КОН → КBiO₃ + … Расставьте коэффициенты в уравнении методом электронно-ионного баланса.

Задание 20

1. Можно ли в качестве осушителей газообраз­ного аммиака применять H₂SO₄ или Р₂О₅? Ответ мо­тивируйте.

2. Почему молекула метана не присоединяет ионы водорода подобно молекуле аммиака? Ответ обоснуйте с точки зрения метода валентных связей.

3. Аммиак объемом 20 л (нормальные условия) растворили в воде массой 400 г. Определите массовую долю аммиака в растворе.

4. При пропускании избытка аммиака через раствор мас­сой 600 г с массовой долей азотной кислоты 42% получили нитрат аммония массой 300 г. Определите выход нитрата аммония.

5. Какая масса оксида фосфора (V) образуется при полном сгорании фосфина, полученного из фосфида кальция массой 36,4 г?

Подписано к печати Бум. писч. №1

Заказ № Уч. изд. л.

Формат 60х901/16 Усл. печ. л.

Отпечатано на RISO GR 3750 Тираж 150 экз.

________________________________________________________________

Издательство «Нефтегазовый университет»

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Тюменский государственный нефтегазовый университет»