Реши. если силён

Задание 1

Предложите способ разделения смеси поваренной соли и речного песка, основанный на различии их свойств. Приведите перечень действий в необходимой последовательности и наблюдаемые при этом явления.

Задание 2

В этом знаменитом семействе химических элементов их шестеро: Солнечный, Скрытный, Лучистый, Ленивый…

1. Приведите «русские» названия оставшихся двух элементов.

2. Приведите общепринятые греческие (или латинские) названия всех шести элементов этого семейства.

3. Приведите название этого семейства. 

Задание 3

При растворении медной пластинки в избытке раствора азотной кислоты средней концентрации масса раствора после окончания реакции оказалась равной массе исходного раствора. Рассчитайте объемную долю компонентов образовавшейся газовой смеси.

 Задание 4

Через два последовательно соединенных электролизера, заполненных водными растворами сульфата меди(II) и никеля(II), соответственно, пропущен постоянный электрический ток. Анодом первого электролизера служит угольный стержень, второго – никелевая пластинка. Первый электролизер стал легче на 1.66 г, второй – на 0.1 г. Как изменилась масса электродов? Какие вещества и в каком количестве образовались в растворах?         

Решения задач

Задание 1

Способ разделения смеси основан на различной растворимости в воде речного песка и поваренной соли.

Действие 1. Добавляем избыток воды для перевода поваренной соли в раствор. В результате получается водный раствор поваренной соли и частицы речного песка на дне сосуда.

Действие 2. Отделяем раствор от осадка фильтрованием, декантацией или центрифугированием. Осадок промываем водой и высушиваем. Таким способом выделяется речной песок.

Действие 3. Выпариваем воду из раствора нагреванием до кипения или откачкой паров воды вакуумным насосом. В результате остаются кристаллы поваренной соли.

 Задание 2

Названия:

4.1. Новый и Чуждый (чужой).

4.2. Гелий, неон, аргон, криптон, ксенон, радон.

4.3. Инертные (или благородные) газы. 

Задание 3

Пусть m – масса добавляемого кристаллогидрата (в граммах). Согласно уравнению реакции

 CuSO₄ · 5H₂O ¾® CuSO₄ + 5 H₂O

 из 250 г кристаллогидрата (1 моль) получится 160 г (1 моль) сульфата меди и 90 г (5 моль) воды. При растворении кристаллогидрата сульфат меди добавится к растворенному веществу, а вода – к растворителю.

Если растворению подвергается m г кристаллогидрата, то масса сульфата меди в растворе увеличится на 160m / 250 г.

В исходном растворе содержится 0.04 · 120 = 4.8 г сульфата меди.

В результате добавления кристаллогидрата масса сульфата меди в полученном растворе станет равной (4.8 + 160m / 250) г, а масса раствора достигнет (120 + m) г. По определению массовой доли вещества в полученном растворе

Решение этого уравнения дает m = 13.33 г.

Задание 4

На электродах первого электролизера протекают реакции:

К: Cu²⁺ + 2e ¾® Cu⁰

А: 2 H₂O - 4e ¾® 4 H⁺ + O₂­

Суммарная реакция, протекающая в электролизере, отражается следующим уравнением:

2 CuSO₄ + 2 H₂O ¾® 2 Cu⁰ + 2 H₂SO₄ + O₂­.

Масса первого электролизера уменьшилась за счет выделившегося кислорода. n(O₂) = 1.66 г / 32 (г/моль) = 0.05 моль. Следовательно, количество меди, выделившейся на катоде, равно n(Cu) = 0.1 моль, а ее масса m(Cu) = 6.35 г. Масса анода не изменилась. В первом электролизере также образовалось 0.1 моль H₂S

 На аноде (никелевом) второго электролизера происходит окисление никеля: Ni⁰ - 2e ¾® Ni²⁺. Количество электричества, прошедшее через последовательно соединенные электролизеры, вызывает электропревращение одинакового количества вещества (закон Фарадея) и, поскольку число электронов в полуреакциях с участием меди в первом электролизере и с участием никеля во втором, одинаково, n(Ni) = 0.1 моль и m(Ni) = 5.87 г перешло в раствор. Таким образом, анод второго электролизера стал легче на 5.87 г.

На катоде второго электролизера протекает два процесса:

Ni²⁺ + 2e  ¾® Ni⁰     и     2 Н₂О + 2e ¾® Н₂­ + 2 ОН-

Таким образом, во втором электролизере протекают две параллельных реакции:

Ni⁰ + NiSO₄ ¾® NiSO₄ + Ni⁰ (т.е. перенос никеля с анода на катод)

Ni⁰ + 2 Н₂О ¾® Ni(OH) ₂¯ + Н₂­

n(Ni) + n(H₂) = 0.1 моль. Масса второго электролизера уменьшилась за счет выделившегося водорода, его количество равно: n(H₂) = 0.1 / 2 = 0.05 моль. Следовательно,  n(Ni) = 0.05 моль, а масса выделившегося на катоде никеля равна m(Ni) = 0.05 × 58.7 = 2.935 г. Во втором электролизере также образовалось n[Ni(OH)₂] = 0.1 моль.