Напиши уровнение реакций и опредилите типы химических реакций 1)Натрия с кислородом 2)Оксида бария с серной кислотой 3)Кальций с водой 4)Железо с солярной кислотой Б. Определите и подпишите типы химических реакций
Элементарный фосфор существует в нескольких аллотропных модификациях, главные из которых: белая (фосфор III), красная (фосфор II) и черная (фосфор I). Белый фосфор — воскообразное, прозрачное вещество, с характерным запахом. Состоит из тетраэдрических молекул Р4, которые могут свободно вращаться. Белый фосфор обладает кубической кристаллической решеткой молекулярного типа, параметр ячейки а = 1,851 нм. Плотность 1,828 кг/дм3. Температура плавления 44,14°C, температура кипения 287°C. Существует две формы белого фосфора: a-модификация, с кубической кристаллической решеткой, при –76,9°C переходит в b-модификацию, кристаллическая решетка которой не установлена и отсутствует свободное вращение молекул Р4. Диэлектрик. Растворяется в этиловом спирте, бензоле, сероуглероде CS2. Нагревая белый фосфор без доступа воздуха при 250-300°C получают красный фосфор. Примеси натрия, иода и селена и УФ-лучи ускоряют переход одной модификации в другую. Красный фосфор аморфен, имеет цвет от алого до темно-коричневого и фиолетового. Существует несколько кристаллических форм с различными свойствами. Кристаллический красный фосфор (фосфор Гитторфа) получают охлаждая насыщенный при температуре 600°C раствор красного фосфора в расплавленном свинце. Он обладает моноклинной решеткой, параметры элементарной ячейки а = 1,02 нм, в = 0,936 нм, с = 2,51 нм, угол b 118,8°. Плотность красного фосфора 2,0-2,4 кг/дм3. Диэлектрик. При нагревании красный фосфор испаряется в виде молекул Р4, конденсация которых приводит к образованию белого фосфора. При нагревании белого фосфора до 200-220°C под давлением 1,2 ГПа образуется кристаллический черный фосфор. Решетка построена из волокнистых слоев с пирамидальным расположением атомов. Наиболее устойчивая разновидность черного фосфора имеет орторомбическую решетку, параметры а = 0,3314 нм, в = 0,4376 нм, с = 1,0478 нм. Плотность черного фосфора 2,702 кг/дм3. Внешне похож на графит; полупроводник, диамагнитен. При нагревании до 560-580°C превращается в красный фосфор. Черный фосфор малоактивен, с трудом воспламеняется.
M(SiO₂) = 60 г/моль Рассчитаем количество вещества выделившегося углекислого газа. Согласно уравнению реакции 1 моль (60 г) SiO₂ вытесняет 1 моль CO₂. Тогда 12 г SiO₂ вытесняют х моль CO₂:
SiO₂ + K₂CO₃ = K₂SiO₃ + CO₂↑ 60 г 1 моль 12 г х моль
х = 12*1/60 = 0,2 моль
Рассчитаем количество вещества NaOH. M(NaOH) = 40 г/моль. Массовая доля w(NaOH) = 10% = 0,1. Плотность раствора d = 1,11 г/мл. Объем раствора V = 100 мл. Масса раствора m = Vd = 100 мл * 1,11 г/мл = 111 г. Масса m(NaOH) равна w(NaOH) * m = 0.1 * 111 г = 11,1 г. Количество вещества n(NaOH) равно m(NaOH) / M(NaOH) = = 11,1 г / 40 г/моль = 0,2775 моль
Углекислый газ реагирует с щелочью с образованием гидрокарбоната:
CO₂ + NaOH = NaHCO₃
Согласно уравнению, на 1 моль CO₂ должно приходиться 1 моль NaOH. Соответственно, на 0,2 моль CO₂ - 0,2 моль NaOH. Фактически, количество вещества NaOH - 0,2775 моль. Значит, NaOH - в избытке. Расчеты ведем по CO₂.
0,2 моль CO₂ образуют 0,2 моль NaHCO₃. На это расходуются 0,2 моль NaOH. Остается избыток NaOH, он составляет 0,0775 моль. Этот избыток NaOH реагирует с образовавшимся гидрокарбонатом натрия NaHCO₃ с образованием карбоната натрия Na₂CO₃:
NaOH + NaHCO₃ = Na₂CO₃ + H₂O Согласно уравнению, 1 моль NaOH реагирует с 1 моль NaHCO₃ с образованием 1 моль Na₂CO₃
Значит, количество вещества NaHCO₃ уменьшилось на 0,0775 моль и составляет 0,2 - 0,0775 = 0,1225 моль. n(NaHCO₃) = 0,1225 моль. Количество вещества образовавшегося Na₂CO₃ составляет 0,0775 моль. n(Na₂CO₃) = 0,0775 моль
При упаривании раствора гидрокарбонат натрия разлагается с образованием карбоната натрия и выделением углекислого газа:
2 NaHCO₃ = Na₂CO₃ + CO₂↑ + H₂O
Согласно уравнению реакции из 2 моль NaHCO₃ образуется 1 моль Na₂CO₃ А из 0,1225 моль NaHCO₃ - х моль Na₂CO₃
х = 0,1225*1/2 = 0,06125 моль - дополнительно образовалось Na₂CO₃
Всего же карбоната натрия Na₂CO₃ стало 0,0775 + 0,06125 = 0,13875 моль. n(Na₂CO₃) = 0,13875 моль. M(Na₂CO₃) = 106 г/моль. Масса m(Na₂CO₃) = n(Na₂CO₃) * M(Na₂CO₃) = 0,13875 моль * 106 г/моль = = 14,7075 г ≈ 14,7 г.
Карбонат натрия выделяется в виде кристаллогидратов: до 32°С - Na₂CO₃*10 H₂O, от 32 до 35°С - Na₂CO₃* 7 H₂O, выше 35°С - Na₂CO₃* H₂O. При 100...120 °С окончательно теряет воду и превращается в Na₂CO₃. Поэтому при расчетах предполагается, что после упаривания осадок карбоната натрия в виде чистой соли, а не в виде кристаллогидрата.
Белый фосфор — воскообразное, прозрачное вещество, с характерным запахом. Состоит из тетраэдрических молекул Р4, которые могут свободно вращаться. Белый фосфор обладает кубической кристаллической решеткой молекулярного типа, параметр ячейки а = 1,851 нм. Плотность 1,828 кг/дм3. Температура плавления 44,14°C, температура кипения 287°C. Существует две формы белого фосфора: a-модификация, с кубической кристаллической решеткой, при –76,9°C переходит в b-модификацию, кристаллическая решетка которой не установлена и отсутствует свободное вращение молекул Р4. Диэлектрик. Растворяется в этиловом спирте, бензоле, сероуглероде CS2.
Нагревая белый фосфор без доступа воздуха при 250-300°C получают красный фосфор. Примеси натрия, иода и селена и УФ-лучи ускоряют переход одной модификации в другую.
Красный фосфор аморфен, имеет цвет от алого до темно-коричневого и фиолетового. Существует несколько кристаллических форм с различными свойствами. Кристаллический красный фосфор (фосфор Гитторфа) получают охлаждая насыщенный при температуре 600°C раствор красного фосфора в расплавленном свинце. Он обладает моноклинной решеткой, параметры элементарной ячейки а = 1,02 нм, в = 0,936 нм, с = 2,51 нм, угол b 118,8°. Плотность красного фосфора 2,0-2,4 кг/дм3. Диэлектрик. При нагревании красный фосфор испаряется в виде молекул Р4, конденсация которых приводит к образованию белого фосфора.
При нагревании белого фосфора до 200-220°C под давлением 1,2 ГПа образуется кристаллический черный фосфор. Решетка построена из волокнистых слоев с пирамидальным расположением атомов. Наиболее устойчивая разновидность черного фосфора имеет орторомбическую решетку, параметры а = 0,3314 нм, в = 0,4376 нм, с = 1,0478 нм. Плотность черного фосфора 2,702 кг/дм3. Внешне похож на графит; полупроводник, диамагнитен. При нагревании до 560-580°C превращается в красный фосфор. Черный фосфор малоактивен, с трудом воспламеняется.
SiO₂ + K₂CO₃ = K₂SiO₃ + CO₂↑
M(SiO₂) = 60 г/моль
Рассчитаем количество вещества выделившегося углекислого газа.
Согласно уравнению реакции 1 моль (60 г) SiO₂ вытесняет 1 моль CO₂.
Тогда 12 г SiO₂ вытесняют х моль CO₂:
SiO₂ + K₂CO₃ = K₂SiO₃ + CO₂↑
60 г 1 моль
12 г х моль
х = 12*1/60 = 0,2 моль
Рассчитаем количество вещества NaOH.
M(NaOH) = 40 г/моль.
Массовая доля w(NaOH) = 10% = 0,1.
Плотность раствора d = 1,11 г/мл.
Объем раствора V = 100 мл.
Масса раствора m = Vd = 100 мл * 1,11 г/мл = 111 г.
Масса m(NaOH) равна w(NaOH) * m = 0.1 * 111 г = 11,1 г.
Количество вещества n(NaOH) равно m(NaOH) / M(NaOH) =
= 11,1 г / 40 г/моль = 0,2775 моль
Углекислый газ реагирует с щелочью с образованием гидрокарбоната:
CO₂ + NaOH = NaHCO₃
Согласно уравнению, на 1 моль CO₂ должно приходиться 1 моль NaOH.
Соответственно, на 0,2 моль CO₂ - 0,2 моль NaOH.
Фактически, количество вещества NaOH - 0,2775 моль.
Значит, NaOH - в избытке. Расчеты ведем по CO₂.
CO₂ + NaOH = NaHCO₃ + [ NaOH избыток ]
0,2 моль 0,2775 моль 0,2 моль 0,0775 моль
0,2 моль CO₂ образуют 0,2 моль NaHCO₃. На это расходуются 0,2 моль NaOH. Остается избыток NaOH, он составляет 0,0775 моль.
Этот избыток NaOH реагирует с образовавшимся гидрокарбонатом натрия NaHCO₃ с образованием карбоната натрия Na₂CO₃:
NaOH + NaHCO₃ = Na₂CO₃ + H₂O
Согласно уравнению, 1 моль NaOH реагирует с 1 моль NaHCO₃ с образованием 1 моль Na₂CO₃
NaOH + NaHCO₃ = Na₂CO₃ + H₂O
0,0775 моль 0,0775 моль 0,0775 моль
Значит, количество вещества NaHCO₃ уменьшилось на 0,0775 моль и составляет 0,2 - 0,0775 = 0,1225 моль.
n(NaHCO₃) = 0,1225 моль.
Количество вещества образовавшегося Na₂CO₃ составляет 0,0775 моль.
n(Na₂CO₃) = 0,0775 моль
При упаривании раствора гидрокарбонат натрия разлагается с образованием карбоната натрия и выделением углекислого газа:
2 NaHCO₃ = Na₂CO₃ + CO₂↑ + H₂O
Согласно уравнению реакции из 2 моль NaHCO₃ образуется 1 моль Na₂CO₃
А из 0,1225 моль NaHCO₃ - х моль Na₂CO₃
2 NaHCO₃ = Na₂CO₃ + CO₂↑ + H₂O
2 моль 1 моль
0,1225 моль х моль
х = 0,1225*1/2 = 0,06125 моль - дополнительно образовалось Na₂CO₃
Всего же карбоната натрия Na₂CO₃ стало 0,0775 + 0,06125 = 0,13875 моль.
n(Na₂CO₃) = 0,13875 моль.
M(Na₂CO₃) = 106 г/моль.
Масса m(Na₂CO₃) = n(Na₂CO₃) * M(Na₂CO₃) = 0,13875 моль * 106 г/моль =
= 14,7075 г ≈ 14,7 г.
Карбонат натрия выделяется в виде кристаллогидратов:
до 32°С - Na₂CO₃*10 H₂O,
от 32 до 35°С - Na₂CO₃* 7 H₂O,
выше 35°С - Na₂CO₃* H₂O.
При 100...120 °С окончательно теряет воду и превращается в Na₂CO₃.
Поэтому при расчетах предполагается, что после упаривания осадок карбоната натрия в виде чистой соли, а не в виде кристаллогидрата.
ответ: 14,7 г