Подготовка к ЕГЭ

Задания С2 ЕГЭ химия из базы ФИПИ

1) Кремний сожгли в атмосфере хлора. Полученный хлорид обработали водой. Выделившийся при этом осадок прокалили. Затем сплавили с фосфатом кальция и углём. Составьте уравнения четырёх описанных реакций.

2) Газ, полученный при обработке нитрида кальция водой, пропустили над раскалённым порошком оксида меди(II). Полученное при этом твёрдое вещество растворили в концентрированной азотной кислоте, раствор выпарили, а полученный твёрдый остаток прокалили. Составьте уравнения четырёх описанных реакций.

3) Некоторое количество сульфида железа(II) разделили на две части. Одну из них обработали соляной кислотой, а другую подвергли обжигу на воздухе. При взаимодействии выделившихся газов образовалось простое вещество жёлтого цвета. Полученное вещество нагрели с концентрированной азотной кислотой, при этом выделился бурый газ. Напишите уравнения четырёх описанных реакций.

4) При взаимодействии оксида алюминия с азотной кислотой образовалась соль. Соль высушили и прокалили. Образовавшийся при прокаливании  твёрдый остаток подвергли электролизу в расплавленном криолите. Полученный при электролизе металл нагрели с концентрированным раствором, содержащим нитрат калия и гидроксид калия, при этом  выделился газ с резким запахом. Напишите уравнения четырёх описанных реакций.

5) Оксид хрома(VI) прореагировал с гидроксидом калия. Полученное вещество обработали серной кислотой, из образовавшегося раствора выделили соль оранжевого цвета. Эту соль обработали бромоводородной кислотой. Полученное простое вещество вступило в реакцию с сероводородом. Напишите уравнения четырёх описанных реакций.

6) Порошок магния нагрели в атмосфере азота. При взаимодействии полученного вещества с водой выделился газ. Газ пропустили через водный раствор сульфата хрома(III), в результате чего образовался серый осадок. Осадок отделили и обработали при нагревании раствором, содержащим пероксид водорода и гидроксид калия. Напишите уравнения четырёх описанных реакций.

7) Аммиак пропустили через бромоводородную кислоту. К полученному раствору добавили раствор нитрата серебра. Выпавший осадок отделили и нагрели с порошком цинка. На образовавшийся в ходе реакции металл подействовали концентрированным раствором серной кислоты, при этом выделился газ с резким запахом. Напишите уравнения четырёх описанных реакций.

8) Хлорат калия нагрели в присутствии катализатора, при этом выделился бесцветный газ. Сжиганием железа в атмосфере этого газа была получена железная окалина. Её растворили в избытке соляной кислоты. К полученному при этом раствору добавили раствор, содержащий дихромат натрия и соляную кислоту. Напишите уравнения четырёх описанных реакций.

9) Натрий нагрели в атмосфере водорода. При добавлении к полученному веществу воды наблюдали выделение газа и образование прозрачного раствора. Через этот раствор пропустили бурый газ, который был получен в результате взаимодействия меди с концентрированным раствором азотной кислоты. Напишите уравнения четырёх описанных реакций.

10) Алюминий прореагировал с раствором гидроксида натрия. Выделившийся газ пропустили над нагретым порошком оксида меди(II). Образовавшееся простое вещество растворили при нагревании в концентрированной серной кислоте. Полученную соль выделили и добавили к раствору иодида калия. Напишите уравнения четырёх описанных реакций.

11) Провели электролиз раствора хлорида натрия. К полученному раствору добавили хлорид железа(III). Выпавший осадок отфильтровали и прокалили. Твёрдый остаток растворили в иодоводородной кислоте. Напишите уравнения четырёх описанных реакций.

12) К раствору гидроксида натрия добавили порошок алюминия. Через раствор полученного вещества пропустили избыток углекислого газа. Выпавший осадок отделили и прокалили. Полученный продукт сплавили с карбонатом натрия. Напишите уравнения четырёх описанных реакций.

Пример 1: Продукт взаимодействия лития с азотом обработали водой. Полученный газ пропустили через раствор серной кислоты до прекращения химических реакций. Полученный раствор обработали хлоридом бария. Раствор профильтровали, а фильтрат смешали с раствором нитрита натрия и нагрели.

Решение:

 Литий реагирует с азотом при комнатной температуре, образуя твёрдый нитрид лития:

6Li + N2 = 2Li3N

 При взаимодействии нитридов с водой образуется аммиак:

Li3N + 3H2O = 3LiOH + NH3

 Аммиак реагирует с кислотами, образуя средние и кислые соли. Слова в тексте «до прекращения химических реакций» означают, что образуется средняя соль, ведь первоначально получившаяся кислая соль далее будет взаимодействовать с аммиаком и в итоге в растворе будет сульфат аммония:

2NH3 + H2SO4 = (NH4)2SO4

 Обменная реакция между сульфатом аммония и хлоридом бария протекает с образованием осадка сульфата бария:

(NH4)2SO4 + BaCl2 = BaSO4 + 2NH4Cl

 После удаления осадка фильтрат содержит хлорид аммония, при взаимодействии которого с раствором нитрита натрия выделяется азот, причём эта реакция идёт уже при 85 градусах: NH4Cl + NaNO2 →

        t°        N2 + 2H2O + NaCl

Пример 2: Навеску алюминия растворили в разбавленной азотной кислоте, при этом выделялось газообразное простое вещество. К полученному раствору добавили карбонат натрия до полного прекращения выделения газа. Выпавший осадок отфильтровали и прокалили, фильтрат упарили, полученный твёрдый остаток сплавили с хлоридом аммония. Выделившийся газ смешали с аммиаком и нагрели полученную смесь.

Решение:

 Алюминий окисляется азотной кислотой, образуя нитрат алюминия. А вот продукт восстановления азота может быть разным, в зависимости от концентрации кислоты. Но надо помнить, что при взаимодействии азотной кислоты с металлами не выделяется водород! Поэтому простым веществом может быть только азот:

10Al + 36HNO3 = 10Al(NO3)3 + 3N2 + 18H2O Al0 − 3e = Al3+        |         10

2N+5 + 10e = N20          3

 Если к раствору нитрата алюминия добавить карбонат натрия, то идёт процесс взаимного гидролиза (карбонат алюминия не существует в водном растворе, поэтому катион алюминия и карбонат-анион взаимодействуют с водой). Образуется осадок гидроксида алюминия и выделяется углекислый газ:

2Al(NO3)3 + 3Na2CO3 + 3H2O = 2Al(OH)3↓ + 3CO2↑ + 6NaNO3

Осадок — гидроксид алюминия, при нагревании разлагается на оксид и воду:

 2Al(OH)3        →t°        Al2O3 + 3H2O

 В растворе остался нитрат натрия. При его сплавлении с солями аммония идёт окислительно-восстановительная реакция и выделяется оксид азота (I) (такой же процесс происходит при прокаливании нитрата аммония):

NaNO3 + NH4Cl = N2O + 2H2O + NaCl

Оксид азота (I) — является активным окислителем, реагирует с восстановителями, образуя азот:

3N2O + 2NH3 = 4N2 + 3H2O

Пример 3: Оксид алюминия сплавили с карбонатом натрия, полученное твёрдое вещество растворили в воде. Через полученный раствор пропускали сернистый газ до полного прекращения взаимодействия. Выпавший осадок отфильтровали, а к профильтрованному раствору прибавили бромную воду. Полученный раствор нейтрализовали гидроксидом натрия.

Решение:

 Оксид алюминия — амфотерный оксид, при сплавлении со щелочами или карбонатами щелочных металлов образует алюминаты:

Al2O3 + Na2CO3 = 2NaAlO2 + CO2

 Алюминат натрия при растворении в воде образует гидроксокомплекс:

NaAlO2 + 2H2O = Na[Al(OH)4]

 Растворы гидроксокомплексов реагируют с кислотами и кислотными оксидами в растворе, образуя соли. Однако, сульфит алюминия в водном растворе не существует, поэтому будет выпадать осадок гидроксида алюминия. Обратите внимание, что в реакции получится кислая соль — гидросульфит калия:

Na[Al(OH)4] + SO2 = NaHSO3 + Al(OH)3

 Гидросульфит калия является восстановителем и окисляется бромной водой до гидросульфата:

NaHSO3 + Br2 + H2O = NaHSO4 + 2HBr

Полученный раствор содержит гидросульфат калия и бромоводородную кислоту. При добавлении щелочи нужно учесть взаимодействие с ней обоих веществ:

 NaHSO4 + NaOH = Na2SO4 + H2O

 HBr + NaOH = NaBr + H2O

Пример 4: Сульфид цинка обработали раствором соляной кислоты, полученный газ пропустили через избыток раствора гидроксида натрия, затем добавили раствор хлорида железа (II). Полученный осадок подвергли обжигу. Полученный газ смешали с кислородом и пропустили над катализатором.

Решение:

 Сульфид цинка реагирует с соляной кислотой, при этом выделяется газ — сероводород:

ZnS + HCl = ZnCl2 + H2S

 Сероводород — в водном растворе реагирует со щелочами, образуя кислые и средние соли. Поскольку в задании говорится про избыток гидроксида натрия, следовательно, образуется средняя соль — сульфид натрия:           H2S + NaOH = Na2S + H2O

 Сульфид натрия реагирует с хлоридом двухвалентного железа, образуется осадок сульфида железа (II):

Na2S + FeCl2 = FeS + NaCl

 Обжиг — это взаимодействие твёрдых веществ с кислородом при высокой температуре. При обжиге сульфидов выделяется сернистый газ и образуется оксид железа (III):        FeS + O2 = Fe2O3 + SO2

 Сернистый газ реагирует с кислородом в присутствии катализатора, образуя серный ангидрид: SO2 + O2 = SO3

Пример 5: Оксид кремния прокалили с большим избытком магния. Полученную смесь веществ обработали водой. При этом выделился газ, который сожгли в кислороде. Твёрдый продукт сжигания растворили в концентрированном растворе гидроксида цезия. К полученному раствору добавили соляную кислоту.

Решение:

 При восстановлении оксида кремния магнием образуется кремний, который реагирует с избытком магния. При этом получается силицид магния:               SiO2 + Mg = MgO + Si         Si + Mg = Mg2Si

 Можно записать при большом избытке магния суммарное уравнение реакции:          SiO2 + Mg = MgO + Mg2Si

 При растворении в воде полученной смеси растворяется силицид магния, образуется гидроксид магния и силан (окисд магния реагирует с водой только при кипячении):            Mg2Si + H2O = Mg(OH)2 + SiH4

 Силан при сгорании образует оксид кремния:                 SiH4 + O2 = SiO2 + H2O

 Оксид кремния — кислотный оксид, он реагирует со щелочами, образуя силикаты:

SiO2 + CsOH = Cs2SiO3 + H2O

 При действии на растворы силикатов кислот, более сильных, чем кремниевая, она выделяется в виде осадка:

Cs2SiO3 + HCl = CsCl + H2SiO3

Задания для самостоятельной работы.

• Нитрат меди прокалили, полученный твёрдый осадок растворили в серной кислоте. Через раствор пропустили сероводород, полученный чёрный осадок подвергли обжигу, а твёрдый остаток растворили при нагревании в концентрированной азотной кислоте.
•  Фосфат кальция сплавили с углём и песком, затем полученное простое вещество сожгли в избытке кислорода, продукт сжигания растворили в избытке едкого натра. К полученному раствору прилили раствор хлорида бария. Полученный осадок обработали избытком фосфорной кислоты.
• Медь растворили в концентрированной азотной кислоте, полученный газ смешали с кислородом и растворили в воде. В полученном растворе растворили оксид цинка, затем к раствору прибавили большой избыток раствора гидроксида натрия.
• На сухой хлорид натрия подействовали концентрированной серной кислотой при слабом нагревании, образующийся газ пропустили в раствор гидроксида бария. К полученному раствору прилили раствор сульфата калия. Полученный осадок сплавили с углем. Полученное вещество обработали соляной кислотой.
• Навеску сульфида алюминия обработали соляной кислотой. При этом выделился газ и образовался бесцветный раствор. К полученному раствору добавили раствор аммиака, а газ пропустили через раствор нитрата свинца. Полученный при этом осадок обработали раствором пероксида водорода.
• Порошок алюминия смешали с порошком серы, смесь нагрели, полученное вещество обработали водой, при этом выделился газ и образовался осадок, к которому добавили избыток раствора гидроксида калия до полного растворения. Этот раствор выпарили и прокалили. К полученному твёрдому веществу добавили избыток раствора соляной кислоты.
• Раствор иодида калия обработали раствором хлора. Полученный осадок обработали раствором сульфита натрия. К полученному раствору прибавили сначала раствор хлорида бария, а после отделения осадка — добавили раствор нитрата серебра.
• Серо-зелёный порошок оксида хрома (III) сплавили с избытком щёлочи, полученное вещество растворили в воде, при этом получился тёмно-зелёный раствор. К полученному щелочному раствору прибавили пероксид водорода. Получился раствор желтого цвета, который при добавлении серной кислоты приобретает оранжевый цвет. При пропускании сероводорода через полученный
• Алюминий растворили в концентрированном растворе гидроксида калия. Через полученный раствор пропускали углекислый газ до прекращения выделения осадка. Осадок отфильтровали и прокалили. Полученный твердый остаток сплавили с карбонатом натрия.
• Кремний растворили в концентрированном растворе гидроксида калия. К полученному раствору добавили избыток соляной кислоты. Помутневший раствор нагрели. Выделившийся осадок отфильтровали и прокалили с карбонатом кальция. Напишите уравнения описанных реакций.

Ответы к заданиям для самостоятельного решения:

Cu(NO3)2 → CuO → CuSO4 → CuS →СuO → Cu(NO3)2

 2Cu(NO3)2 = 2CuO + 4NO2 + O2

 CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O

 CuSO4 + H2S = CuS + H2SO4

 2CuS + 3O2 = 2CuO + 2SO2

 CuO + 2HNO3 = Cu(NO3)2 + H2O

Ca3(PO4)2 → P → P2O5 →Na3PO4 → Ba3(PO4)2 → BaHPO4 или Ba(H2PO4)2

 Ca3(PO4)2 + 5C + 3SiO2 = 3CaSiO3 + 2P + 5CO

 4P + 5O2 = 2P2O5

 P2O5 + 6NaOH = 2Na3PO4 + 3H2O

 2Na3PO4 + 3BaCl2 = Ba3(PO4)2 + 6NaCl

 Ba3(PO4)2 + 4H3PO4 = 3Ba(H2PO4)2

Cu → NO2 → HNO3 → Zn(NO3)2 → Na2[Zn(OH)4]

 Cu + 4HNO3 = Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O

 4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3

 ZnO + 2HNO3 = Zn(NO3)2 + H2O

 Zn(NO3)2 + 4NaOH = Na2[Zn(OH)4] + 2NaNO3

NaCl → HCl →BaCl2 → BaSO4 → BaS → H2S

 2NaCl + H2SO4 = 2HCl + Na2SO4

 2HCl + Ba(OH)2 = BaCl2 + 2H2O

 BaCl2 + K2SO4 = BaSO4 + 2KCl

 BaSO4 + 4C = BaS + 4CO

 BaS + 2HCl = BaCl2 + H2S

Al2S3         → H2S → PbS →PbSO4

↓        

AlCl3         → Al(OH)3

 Al2S3 + 6HCl = 3H2S + 2AlCl3

 AlCl3 + 3NH3 + 3H2O = Al(OH)3 + 3NH4Cl

 H2S + Pb(NO3)2 = PbS + 2HNO3

 PbS + 4H2O2 = PbSO4 + 4H2O

Al → Al2S3 → Al(OH)3 →K[Al(OH)4] → KAlO2 →AlCl3

 2Al + 3S = Al2S3

 Al2S3 + 6H2O = 3H2S + 2Al(OH)3

 Al(OH)3 + KOH = K[Al(OH)4]

 K[Al(OH)4] = KAlO2 + 2H2O

 KAlO2 + 4HCl = KCl + AlCl3 + 2H2O

KI →         I2         → HI → AgI

        ↓        

        Na2SO4 → BaSO4

 2KI + Cl2 = 2KCl + I2

 I2 + Na2SO3 + H2O = 2HI + Na2SO4

 BaCl2 + Na2SO4 = BaSO4 + 2NaCl

 HI + AgNO3 = AgI + HNO3

Cr2O3 → KCrO2 → K[Cr(OH)4] →K2CrO4 →K2Cr2O7 → Cr2(SO4)3

 Cr2O3 + 2KOH = 2KCrO2 + H2O

 2KCrO2 + 3H2O2 + 2KOH = 2K2CrO4 + 4H2O

 2K2CrO4 + H2SO4 = K2Cr2O7 + K2SO4 + H2O

 K2Cr2O7 + 3H2S + 4H2SO4 = 3S + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

Al → K[Al(OH)4] → Al(OH)3 → Al2O3 → NaAlO2

 2Al + 2KOH + 6H2O = 2K[Al(OH)4] + 3H2

 K[Al(OH)4] + CO2 = KHCO3 + Al(OH)3 2Al(OH)3        →t°        Al2O3 + 3H2O

 Al2O3 + Na2CO3 = 2NaAlO2 + CO2

Si → K2SiO3 → H2SiO3 → SiO2 → CaSiO3

 Si + 2KOH + H2O = K2SiO3 + 2H2

 K2SiO3 + 2HCl = H2SiO3 + 2KCl H2SiO3→   t°        H2O + SiO2

 SiO2 + CaCO3 = CaSiO3 + CO2

С5 по химии. Ответы и решения.

1.Масса неизвестного объема воздуха равна 0,123 г, а масса такого же объема газообразного алкана 0,246 г (при одинаковых условиях). Определите молекулярную формулу алкана.

2.Органическое вещество массой 1,875 г занимает объем 1 л (н.у.). При сжигании 4,2 г этого вещества образуется 13,2 г СО2 и 5,4 г воды. Определите молекулярную формулу вещества.

3.Установите молекулярную формулу предельного третичного амина, содержащего 23,73% азота по массе.

4.Предельную одноосновную карбоновую кислоту массой 11 г растворили в воде. Для нейтрализации полученного раствора потребовалось 25 мл раствора гидроксида натрия, молярная концентрация которого 5 моль/л. Определите формулу кислоты.

5.Установите молекулярную формулу дибромалкана, содержащего 85,11% брома.

6.Установите молекулярную формулу алкена, если известно, что одно и то же количество его, взаимодействуя с галогенами, образует, соответственно, или 56,5 г дихлорпроизводного или 101 г дибромпроизводного.

7.При сгорании 9 г предельного вторичного амина выделилось 2,24 л азота и 8,96 л (н.у.) углекислого газа. Определите молекулярную формулу амина.

8.При взаимодействии 0,672 л алкена (н.у.) с хлором образуется 3,39 г его дихлорпроизводного. Определите молекулярную формулу алкена, запишите его структурную формулу и название.

9.При полном сжигании вещества, не содержащего кислорода, образуется азот и вода. Относительная плотность паров этого вещества по водороду равна 16. Объем необходимого на сжигание кислорода равен объему выделившегося азота. Определите молекулярную формулу соединения.

10.При взаимодействии 11,6 г предельного альдегида с избытком гидроксида меди (II) при нагревании образовался осадок массой 28,8 г. Выведите молекулярную формулу альдегида.

11.Установите молекулярную формулу алкена и продукта взаимодействия его с 1 моль бромоводорода, если это монобромпроизводное имеет относительную плотность по воздуху 4,24. Укажите название одного изомера исходного алкена.

12.При взаимодействии одного и того же количества алкена с различными галогеноводородами образуется, соответственно, 7,85 г хлорпроизводного или 12,3 г бромпроизводного. Определите молекулярную формулу алкена.

13.При взаимодействии 1,74 г алкана с бромом образовалось 4,11 г монобромпроизводного. Определите молекулярную формулу алкана.

14.При сгорании 9 г первичного амина выделилось 2,24 л азота (н.у.). Определите молекулярную формулу амина, приведите его название.

15.На полное сгорание 0,2 моль алкена израсходовано 26,88 л кислорода (н.у.). Установите название, молекулярную и структурную формулы алкена.

16.При взаимодействии 25,5 г предельной одноосновной кислоты с избытком раствора гидрокарбоната натрия выделилось 5,6 л (н.у.) газа. Определите молекулярную формулу кислоты.

17.Массовая доля кислорода в предельной одноосновной кислоте составляет 43,24 %. Определите молекулярную формулу этой кислоты.

Задания С5

1.          C4H10           2. С3Н6      3. (СН3)3N – триметиламин       4. C3H7COOH     5. C2H4Br2 - дибромэтан

6. C3H6         7. CH3 – NH – CH3 – диметиламин                 8. C3H6,    CH3 – CH = CH2 - пропен

9.   N2H4 – гидразин                        10. CH3 – CH2 – CHO -   пропионовый альдегид

11.             C3H7Br – бромпропан, C3H6 – пропен               Изомер – циклопропан

12.   C3H6 – пропен                13.  C4H10              14. C2H5NH2 – этиламин                   15. C4H8

16. C4H9COOH                  17.   CH3 – CH2 – COOH   - пропионовая кислота

 задания С5 на ЕГЭ по химии

Пример 2. На полное гидрирование 5,4 г некоторого алкина расходуется 4,48 л водорода (н. у.) Определите молекулярную формулу данного алкина.

Решение. Будем действовать в соответствии с общим планом. Пусть молекула неизвестного алкина содержит n атомов углерода. Общая формула гомологического ряда CnH2n-2. Гидрирование алкинов протекает в соответствии с уравнением:

CnH2n-2 + 2Н2 = CnH2n+2.

Количество вступившего в реакцию водорода можно найти по формуле n = V/Vm. В данном случае n = 4,48/22,4 = 0,2 моль.

Уравнение показывает, что 1 моль алкина присоединяет 2 моль водорода (напомним, что в условии задачи идет речь о полном гидрировании), следовательно, n(CnH2n-2) = 0,1 моль.

По массе и количеству алкина находим его молярную массу: М(CnH2n-2) = m(масса)/n(количество) = 5,4/0,1 = 54 (г/моль).

Относительная молекулярная масса алкина складывается из n атомных масс углерода и 2n-2 атомных масс водорода. Получаем уравнение:

12n + 2n - 2 = 54..Решаем линейное уравнение, получаем: n = 4. Формула алкина: C4H6.

Ответ: C4H6.

Пример 3. При сгорании 112 л (н. у.) неизвестного циклоалкана в избытке кислорода образуется 336 л СО2. Установите структурную формулу циклоалкана.

Решение. Общая формула гомологического ряда циклоалканов: СnH2n. При полном сгорании циклоалканов, как и при горении любых углеводородов, образуются углекислый газ и вода:

CnH2n + 1,5n O2 = n CO2 + n H2O.

В ходе реакции образовалось 336/22,4 = 15 моль углекислого газа. В реакцию вступило 112/22,4 = 5 моль углеводорода.

Дальнейшие рассуждения очевидны: если на 5 моль циклоалкана образуется 15 моль CO2, то на 5 молекул углеводорода образуется 15 молекул углекислого газа, т. е., одна молекула циклоалкана дает 3 молекулы CO2. Поскольку каждая молекула оксида углерода (IV) содержит по одному атому углерода, можно сделать вывод: в одной молекуле циклоалкана содержится 3 атома углерода.

Вывод: n = 3, формула циклоалкана - С3Н6.

Как видите, решение этой задачи не "вписывается" в общий алгоритм. Мы не искали здесь молярную массу соединения, не составляли никакого уравнения. По формальным критериям этот пример не похож на стандартную задачу С5. Но выше я уже подчеркивал, что важно не вызубрить алгоритм, а понимать СМЫСЛ производимых действий. Если вы понимаете смысл, вы сами сможете на ЕГЭ внести изменения в общую схему, выбрать наиболее рациональный путь решения.

В этом примере присутствует еще одна "странность": необходимо найти не только молекулярную, но и структурную формулу соединения. В предыдущей задаче нам этого сделать не удалось, а в данном примере - пожалуйста! Дело в том, что формуле С3Н6 соответствует всего один изомер - циклопропан.

Ответ: циклопропан.

Пример 4. 116 г некоторого предельного альдегида нагревали длительное время с аммиачным раствором оксида серебра. В ходе реакции образовалось 432 г металлического серебра. Установите молекулярную формулу альдегида.

Решение. Общая формула гомологического ряда предельных альдегидов: CnH2n+1COH. Альдегиды легко окисляются до карбоновых кислот, в частности, под действием аммиачного раствора оксида серебра:

CnH2n+1COH + Ag2O = CnH2n+1COOH + 2Ag.

Примечание. В действительности, реакция описывается более сложным уравнением. При добавлении Ag2O к водному раствору аммиака образуется комплексное соединение [Ag(NH3)2]OH - гидроксид диамминсеребра. Именно это соединение и выступает в роли окислителя. В ходе реакции образуется аммонийная соль карбоновой кислоты:

CnH2n+1COH + 2[Ag(NH3)2]OH = CnH2n+1COONH4 + 2Ag + 3NH3 + H2O.

Еще один важный момент! Окисление формальдегида (HCOH) не описывается приведенным уравнением. При взаимодействии НСОН с аммиачным раствором оксида серебра выделяется 4 моль Ag на 1 моль альдегида:

НCOH + 2Ag2O = CO2 + H2O + 4Ag.

Будьте осторожны, решая задачи, связанные с окислением карбонильных соединений!

Вернемся к нашему примеру. По массе выделившегося серебра можно найти количество данного металла: n(Ag) = m/M = 432/108 = 4 (моль). В соответствии с уравнением, на 1 моль альдегида образуется 2 моль серебра, следовательно, n(альдегида) = 0,5n(Ag) = 0,5*4 = 2 моль.

Молярная масса альдегида = 116/2 = 58 г/моль. Дальнейшие действия попробуйте проделать самостоятельно: необходимо составить уравнение решить его и сделать выводы.

Ответ: C2H5COH.

Пример 5. При взаимодействии 3,1 г некоторого первичного амина с достаточным количеством HBr образуется 11,2 г соли. Установите формулу амина.

Решение. Первичные амины (СnH2n+1NH2) при взаимодействии с кислотами образуют соли алкиламмония:

СnH2n+1NH2 + HBr = [СnH2n+1NH3]+Br-.

К сожалению, по массе амина и образовавшейся соли мы не сможем найти их количества (поскольку неизвестны молярные массы). Пойдем по другому пути. Вспомним закон сохранения массы: m(амина) + m(HBr) = m(соли), следовательно, m(HBr) = m(соли) - m(амина) = 11,2 - 3,1 = 8,1.

Обратите внимание на этот прием, весьма часто используемый при решении C 5. Если даже масса реагента не дана в явной форме в условии задачи, можно попытаться найти ее по массам других соединений.

Итак, мы вернулись в русло стандартного алгоритма. По массе бромоводорода находим количество, n(HBr) = n(амина), M(амина) = 31 г/моль.

Ответ: CH3NH2.

Пример 6. Некоторое количество алкена Х при взаимодействии с избытком хлора образует 11,3 г дихлорида, а при реакции с избытком брома - 20,2 г дибромида. Определите молекулярную формулу Х.

Решение. Алкены присоединяют хлор и бром с образованием дигалогенпроизводных:

СnH2n + Cl2 = СnH2nCl2,                                   СnH2n + Br2 = СnH2nBr2.

Бессмысленно в данной задаче пытаться найти количество дихлорида или дибромида (неизвестны их молярные массы) или количества хлора или брома (неизвестны их массы).

Используем один нестандартный прием. Молярная масса СnH2nCl2 равна 12n + 2n + 71 = 14n + 71. М(СnH2nBr2) = 14n + 160.

Массы дигалогенидов также известны. Можно найти количества полученных веществ: n(СnH2nCl2) = m/M = 11,3/(14n + 71). n(СnH2nBr2) = 20,2/(14n + 160).

По условию, количество дихлорида равно количеству дибромида. Этот факт дает нам возможность составить уравнение: 11,3/(14n + 71) = 20,2/(14n + 160).

Данное уравнение имеет единственное решение: n = 3.

Ответ: C3H6

Задача 1. На полное гидрирование 5,6 г некоторого алкена расходуется 2,24 л водорода (н. у.) Определите молекулярную формулу данного алкена.

Задача 2. Для превращения 88 г неизвестного алкана в монохлорпроизводное требуется 284 г хлора. Идентифицируйте алкан, считая, что реакция галогенирования идет со 100%-ным выходом, а единственным органическим продуктом реакции является монохлоралкан.

Задача 3. При обработке 128 г некоторого предельного одноатомного спирта избытком калия выделяется 44,8 л водорода (н. у.) О каком спирте идет речь? Ответ подтвердите расчетами.

Задача 4. Для полной нейтрализации раствора 180 г предельной монокарбоновой кислоты Х требуется 1,2 кг 10%-ного раствора гидроксида натрия. Установите молекулярную формулу кислоты Х.

Задача 5. При нагревании 5,8 г некоторого альдегида с избытком аммиачного раствора оксида серебра образовалось 216 г металла. Определите молекулярную формулу альдегида.

Задача 6. Межмолекулярная дегидратация 60 г некоторого спирта приводит к образованию 51 г простого эфира. Установите молекулярную формулу спирта. Считайте, что реакция дегидратации протекает количественно, побочные процессы можно не учитывать.

Задача 7. При пропускании 224 л некоторого алкина (н. у.) через избыток бромной воды образуется 3600 г тетрабромалкана. Установите молекулярную формулу исходного углеводорода.

Задача 8. Взаимодействие 9,2 г монокарбоновой кислоты Х с достаточным количеством карбоната кальция приводит к образованию 13,2 соли. Установите строение кислоты Х.

Задача 9. При обработке 4,5 первичного амина Z избытком бромоводородной кислоты образуется 12,6 г бромида алкиламмония. Идентифицируйте амин Z. Ответ подтвердите расчетами.

Задача 10.. Длительное нагревание 9,2 г некоторого арена с избытком азотной кислоты приводит к образованию 13,7 г смеси мононитропроизводных. Определите строение исходного арена.

Рассмотрим несколько более сложных задач вида С5.

Задача 1. При сжигании 5,6 г углеводорода Х в избытке кислорода образуется 7,2 г воды и 17,6 г углекислого газа. Известно, что относительная плотность Х по молекулярному водороду равна 28, пропускание Х через бромную воду НЕ приводит к ее обесцвечиванию. Идентифицируйте углеводород Х. Ответ подтвердите расчетами.

Задача 2. При взаимодействии некоторого количества алкена с избытком водорода образуется 7,2 г алкана, а при реакции такого же количества алкена с избытком хлора - 14,1 г дигалогеналкана. Определите молекулярную формулу данного углеводорода.

Задача 3. Неизвестный элемент Э проявляет в своем оксиде Х валентность V. Известно также, что массовая доля кислорода в Х равна 56,3%. Определите элемент Э.

Задача 4. Массовая доля углерода в карбонате некоторого металла равна 12%. Определите этот металл, если известно, что его степень окисления равна +2.

Задача 5. При внутримолекулярной дегидратации некоторого количества предельного одноатомного спирта образуется 2,8 г алкена, а при межмолекулярной дегидратации такого же количества спирта можно получить 3,6 г простого эфира. Идентифицируйте спирт. Ответ подтвердите расчетами и уравнениями реакций.

Задача 6. При полном щелочном гидролизе сложного эфира образовалось 4,6 г спирта и 8,2 г натриевой соли предельной одноосновной карбоновой кислоты. Учитывая, что число атомов углерода в молекуле полученного спирта равно числу углеродных атомов в молекуле кислоты, выведите структурную формулу исходного эфира.

Задача 7. При сжигании 6 г неизвестного органического соединения образовалось 6,72 л углекислого газа (н. у.) и 7,2 г воды. Плотность паров исследуемого вещества по воздуху равна 2,07. Известно, что данное вещество не реагирует с натрием. Назовите неизвестное соединение.

Задача 8. Неорганическая кислородсодержащая кислота Х реагирует с натрием в мольном отношении 1:2. В ходе реакции выделяется 112 л водорода (н. у.) и образуется 725 г средней соли. Установите молекулярную формулу Х, учитывая, что общее количество атомов в молекуле кислоты равно 7.

Задача 9. При взаимодействии 30 г 10%-ного раствора альдегида Z с избытком гидроксида диамминсеребра образуется 4,32 г металла. Идентифицируйте альдегид Z.

Задача 10. При взаимодействии некоторого количества аминокислоты Х с избытком гидроксида натрия образуется 222 г соли, а при взаимодействии такого же количества аминокислоты с избытком HCl - 251 г соли. Назовите аминокислоту Х, учитывая, что в молекуле данного соединения содержится одна карбоксильная группа и одна аминогруппа.