ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 9

Билет № 9

1. Основания в свете теории электролитической диссоциации:

• Понятие «основания»: Основания – это электролиты, при диссоциации которых в водном растворе образуются только гидроксид-ионы (OH^-) и катионы металла (или аммония NH₄⁺).
• Свойства оснований:
• Изменяют окраску индикаторов (лакмус – синий, фенолфталеин – малиновый).
• Взаимодействие с кислотами (реакция нейтрализации, с образованием соли и воды).
• Взаимодействие с кислотными оксидами (с образованием соли и воды).
• Взаимодействие с солями (если образуется осадок или слабый электролит).
• Некоторые основания (нерастворимые) при нагревании разлагаются на оксид металла и воду.
• Значение: Основания широко применяются в промышленности (производство мыла, бумаги, в металлургии), в медицине.

Примеры уравнений реакций в ионном виде, подтверждающие свойства оснований:

1. Действие на индикаторы (на примере NaOH):
• Молекулярное:
  \[ NaOH + \text{фенолфталеин} \rightarrow \text{малиновый} \]
• Полное ионное:
  \[ Na^+ + OH^- + \text{фенолфталеин} \rightarrow \text{малиновый} \] (Упрощенно)
2. Взаимодействие с кислотой (HCl):
• Молекулярное:
  \[ NaOH + HCl \rightarrow NaCl + H_2O \]
• Полное ионное:
  \[ Na^+ + OH^- + H^+ + Cl^- \rightarrow Na^+ + Cl^- + H_2O \]
• Сокращенное ионное:
  \[ OH^- + H^+ \rightarrow H_2O \]
3. Взаимодействие с кислотным оксидом (CO₂):
• Молекулярное:
  \[ 2NaOH + CO_2 \rightarrow Na_2CO_3 + H_2O \]
• Полное ионное:
  \[ 2Na^+ + 2OH^- + CO_2 \rightarrow 2Na^+ + CO_3^{2-} + H_2O \]
• Сокращенное ионное:
  \[ 2OH^- + CO_2 \rightarrow CO_3^{2-} + H_2O \]
4. Взаимодействие с солью (CuSO₄):
• Молекулярное:
  \[ 2NaOH + CuSO_4 \rightarrow Cu(OH)_2 \downarrow + Na_2SO_4 \]
• Полное ионное:
  \[ 2Na^+ + 2OH^- + Cu^{2+} + SO_4^{2-} \rightarrow Cu(OH)_2 \downarrow + 2Na^+ + SO_4^{2-} \]
• Сокращенное ионное:
  \[ 2OH^- + Cu^{2+} \rightarrow Cu(OH)_2 \downarrow \]
5. Термическое разложение (Cu(OH)₂):
• Молекулярное:
  \[ Cu(OH)_2 \xrightarrow{\Delta} CuO + H_2O \]

2. Задача: Вычисление массы исходного вещества, если известен выход продукта и указана массовая доля его в процентах от теоретически возможного выхода.

Алгоритм решения:

1. Определить теоретическую массу продукта по известной реальной массе и выходу продукта, используя формулу выхода:
   \[ m_{теор} = \frac{m_{реал}}{\eta} \times 100\% \]
2. Рассчитать количество вещества продукта по его теоретической массе.
3. Используя стехиометрические коэффициенты в уравнении реакции, определить количество вещества исходного реагента.
4. Рассчитать массу исходного вещества по его количеству вещества и молярной массе.

Пример решения:

Дано:

• Реакция: 2H₂ + O₂ → 2H₂O
• Реальная масса H₂O = 16.2 г
• Выход продукта
  \[ \eta = 90\% \]

Найти: массу H₂

Решение:

1. Находим теоретическую массу H₂O:
   \[ m_{теор}(H_2O) = \frac{16.2 \text{ г}}{90\%} \times 100\% = 18 \text{ г} \]
2. Находим количество вещества H₂O:
   \[ \nu(H_2O) = \frac{18 \text{ г}}{18 \text{ г/моль}} = 1 \text{ моль} \]
3. По уравнению реакции, из 2 моль H₂ образуется 2 моль H₂O. Следовательно,
   \[ \nu(H_2) = \nu(H_2O) = 1 \text{ моль} \]
4. Находим массу H₂:
   \[ m(H_2) = \nu(H_2) \times M(H_2) = 1 \text{ моль} \times 2 \text{ г/моль} = 2 \text{ г} \]

Ответ: Масса исходного водорода равна 2 г.