Серная кислота. Примеры заданий ОГЭ с объяснениями.
Сегодня мы будем решать задания с серной кислотой из сборника ФИПИ ОГЭ 2020 года.
Задание 1:
После пропускания через раствор серной кислоты 0,896 литров аммиака (н.у.) получили 33 грамма раствора сульфата аммония. Вычислите массовую долю соли в полученном растворе.
Решение:
Алгоритм решения данной задачи:
1) составляем химическую реакцию (не забываем уравнивать!);
2) находим моль известного по условию вещества;
3) через моль известного вещества находим моль неизвестного вещества, и далее выводим ответ в массе или в объеме, что требуется по условию.
Теперь по поводу реакции: аммиак при взаимодействии с серной кислотой образует одно вещество - соль сульфат аммония.
2NH3 + H2SO4 = (NH4)2SO4
По задаче нам дан объем аммиака в размере 0,896 литров при нормальных условиях, что соответствует нахождению моль NH3:
n = V / V m , n (NH3) = 0,896 / 22,4 = 0,04 моль.
Далее необходимо сопоставить это количество вещества с неизвестным веществом, однако, у нас известна масса сульфата аммония, которая равна 33 грамма.
Что делать в такой ситуации? Как правило, в задачах такого типа есть теоретическая масса вещества (по условию), и практическая масса, которую нужно найти.
Значит, мы должны найти практическую массу сульфата аммония, исходя из объема аммиака, который вступил в реакцию с серной кислотой.
А для этого, мы сначала находим моль сульфата аммония через аммиак:
- в реакции моль NH3 = 2, а (NH4)2SO4 = 1 моль (смотри соответствующие коэффициенты), в итоге
- по уравнению реакции n ((NH4)2SO4) = n (NH3) = 0,04 / 2 = 0,02 моль.
Следующее действие: ищем молярную массу сульфата аммония:
M (NH4)2SO4) = ((14 * 2 + 1 * 8) + 32 + 64) = 132 грамм / моль.
Настало время для вычисления практической массы (NH4)2SO4:
m ((NH4)2SO4) = 0,02 * 132 = 2,64 грамма.
Теперь дело за малым - найти массовую долю соли. В условии сказано про 33 грамма раствора сульфата аммония, а мы получили величину 2, 64 грамма этой же соли, значит, теперь для нахождения массовой доли воспользуемся формулой:
ω = m (вещества) / m (раствора), ω ((NH4)2SO4) = 2,64 / 33 = 0,08, или если в процентах = 80%.
Ответ: массовая доля соли равна 80% .
Задание 2:
Дан раствор сульфита калия, а также набор следующих реактивов: растворы сульфата натрия, нитрата кальция, хлорида натрия, гидроксида калия и серной кислоты.
Используя только реактивы из приведенного перечня, запишите молекулярные уравнения двух реакций, которые характеризуют химические свойства сульфита калия, и укажите признаки их протекания.
Решение:
Сульфит калия - это средняя растворимая в воде соль, которая содержит катион калия и анион сульфита.
Как ты помнишь, все соли калия - растворимы, и если мы будем рассматривать это задание с позиции калия, то это никак не характеризует свойства этой соли.
Зато анион сульфит имеет особенности, которые могут пригодиться в этом задании.
Сульфит - анион - это ион сернистой кислоты (H2SO3), которая является слабой кислотой и при получении распадается на сернистый газ (SO2) и воду, а также некоторые соли (например, сульфит кальция - это осадок белого цвета).
Значит, мы ищем два вещества, с которыми сульфит калия даст качественные реакции: из приведенного списка мы можем взять серную кислоту и нитрат кальция.
K2SO3 + H2SO4 = SO2 ↑ + H2O + K2SO4
K2SO3 + Ca(NO3)2 = CaSO3 ↓ + 2KNO3
Описываем эффекты этих двух реакций:
1) В первой реакции выделяется газ с характерным неприятным запахом SO2.
2) Во второй реакции образуется белый осадок сульфит кальция.
Задание 3:
Установите соответствие между парой веществ и реагентом, с помощью которого можно различить эти вещества.
Вещества:
А) K2SO4 и KNO3;
Б) H2SO4 и Na2SO4;
В) FeCl3 и FeSO4.
Реактивы:
1) HCl;
2) метилоранж;
3) Ba(NO3)2;
4) Mg(NO3)2.
Решение:
А) Сульфат калия и нитрат калия можно различить с помощью соединений бария, так как сульфат бария - это осадок белого цвета, нерастворимый в воде; ответ 3.
Б) Серная кислота и сульфат натрия - мы знаем, что все соли натрия растворимые, серная кислота является сильной кислотой, которая обладает сильной реакционной способностью, но отличить эти два вещества можно при помощи метилоранжа, или гелиантина, который является кислотно - основным индикатором, и в кислой среде (pH менее 7) окрашивается в красный цвет; ответ 2.
В) Хлорид железа (3) и сульфат железа - если видим сульфат - ион и соли бария, то выбираем этот вариант как наиболее приемлемый; ответ 3.
Задание 4:
Установите соответствие между реагирующими веществами и признаком протекающей между ними реакции: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
Реагирующие вещества:
А) Fe и H2SO4 (р-р);
Б) Ba(OH)2 (р-р) и Na2CO3;
В) Na2SO3 и HCl (р-р).
Признак реакции:
1) выделение бесцветного газа без запаха;
2) выделение бесцветного газа с запахом;
3) выпадение черного осадка;
4) выпадение белого осадка.
Решение:
А) Железо реагирует с разбавленной H2SO4 с образованием сульфата железа (2) и выделением водорода - горючего газа без запаха; подходит ответ 1.
Б) Результатом взаимодействия раствора гидроксида бария с карбонатом натрия является образование белого осадка в виде карбоната бария, и образуется щелочь - NaOH; ответ 4.
В) Сульфит натрия и соляная кислота - это реакция ионного обмена, которая характеризуется выделением сернистого газа - бесцветного газа с резким запахом; поэтому здесь ответ 2.
Задание 5
Оксид меди (2) реагирует с
1) H2SO4;
2) Mg(OH)2;
3) MgO;
4) K2SO4.
Решение:
Оксид меди, CuO - это основный оксид, порошок черного цвета, нерастворим в воде, проявляет свойства основных оксидов.
Одним из таких свойств является взаимодействие с кислотами и кислотными оксидами.
Из перечисленного списка нам подходит только серная кислота.
CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O
Сульфат меди, CuSO4 - это ядовитая растворимая в воде соль голубого цвета.
Ответ: 1
Задание 6
Установите соответствие между исходными веществами и продуктами реакции: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
Исходные вещества:
А) Ba(OH)2 + SO3 →
Б) BaSO3 + H2SO4 →
В) BaO + H2SO3 →
Продукты реакции:
1) BaSO3 + S + H2O
2) BaS + H2O
3) BaSO4 + SO2 + H2O
4) BaSO3 + H2O
5) BaSO4 + H2O
Решение:
А) Реакция между гидроксидом бария и серным ангидридом (SO3) является по сути замещением одного аниона на другой: OH - группу вытеснит серный газ, который превратится в остаток сульфат (SO4 2-), а гидроксогруппа образует воду; в результате образуются сульфат бария и H2O, ответ 5.
Б) Взаимодействие соли и кислоты должно проходить с образованием либо газа, либо осадка, либо воды - иначе реакция не пойдет.
В этой реакции ионного обмена барий из BaSO3 и водород из H2SO4 обменяются анионами, итогом этого процесса станут сульфат бария (нерастворимый осадок белого цвета) и сернистая кислота, которая, как ты уже знаешь, является слабой неустойчивой кислотой, и разлагается при получении на сернистый газ и воду.
Так что, в этой реакции мы получаем все возможные признаки ионно - обменного характера, ответ 3.
В) Оксид бария и сернистая кислота дадут два вещества - сульфит бария и воду.
Суть реакции проста: основный оксид + кислота = соль + вода, ответ 4.
Задание 7:
Установите соответствие между формулой вещества и реагентами, с каждым из которых это вещество может взаимодействовать.
Формула вещества:
А) CaO
Б) H2SO4 (p-p)
В) BaCl2
Реагенты:
1) Na2SO4, AgNO3
2) HNO3, H2O
3) Zn, Mg(OH)2
4) NaOH, Ag
Решение:
1) Оксид кальция (негашенная известь) - это основный оксид, который проявляет все свойства для своего класса веществ, то есть может взаимодействовать с
- водой;
- кислотными оксидами;
- кислотами;
- амфотерными оксидами.
В данном списке нам подходит ответ 2
CaO + 2HNO3 → Ca(NO3)2 + H2O
CaO + H2O → Ca(OH)2
Кстати, вторая реакция это образование гашенной извести, которая используется при побелке стен, потолков, защите деревянных конструкций от гниения (в том числе ею обрабатывают деревья).
Б) Разбавленная серная кислота обладает относительно сильными кислотными свойствами (по сравнению с концентрированной), в частности, проявляет характерные свойства кислот, реагируя с металлами высокой и средней активности.
Если затрудняешься и путаешься в свойствах серной кислоты, то выучи ее химические свойства.
Разбавленная H2SO4 НЕ реагирует с
- неактивными металлами (Hg, Ag, Cu, Bi),
- с кислотами,
- кислотными оксидами,
- неметаллами,
- водородом,
- перекисью водорода.
В этом задании нам подходит ответ 3: цинк и гидроксид магния.
H2SO4 + Zn → ZnSO4 + H2
H2SO4 + Mg(OH)2 → MgSO4 + 2H2O
Надеюсь, ты помнишь, что последняя реакция называется реакцией нейтрализации (кислота + основание = соль + вода).
В) Хлорид бария - это средняя соль, по физическим характеристикам представляет собой бесцветные кристаллы, хорошо растворимые в воде, ядовит.
Эта соль вступает в реакции ионного обмена с сульфатом натрия и нитратом серебра, в результате двух этих реакций образуются осадки.
BaCl2 + Na2SO4 → BaSO4↓ + 2NaCl
BaCl2 + 2AgNO3 → Ba(NO3)2 + 2AgCl↓
Качественный признак первой реакции - осадок белого цвета (сульфат бария), не токсичен;
- второй реакции - осадок белого цвета, хлорид серебра, практически нерастворим в воде, оказывает раздражающее действие на кожу и слизистые оболочки.
Ответ 1.
На сегодня все)
Станьте первым!