1. Вычислите:
a) Относительная молекулярная масса сульфата натрия $Na_2SO_4$:
$$M_r(Na_2SO_4) = 2 \cdot A_r(Na) + A_r(S) + 4 \cdot A_r(O)$$
$$M_r(Na_2SO_4) = 2 \cdot 23 + 32 + 4 \cdot 16 = 46 + 32 + 64 = 142$$
**Ответ: 142**
б) Массовая доля натрия в сульфате натрия $Na_2SO_4$:
$$\omega(Na) = \frac{2 \cdot A_r(Na)}{M_r(Na_2SO_4)} \cdot 100\%$$
$$\omega(Na) = \frac{2 \cdot 23}{142} \cdot 100\% = \frac{46}{142} \cdot 100\% \approx 32.39\%$$
**Ответ: 32.39%**
2. Данные химические символы элементов и указана их валентность. Составьте соответствующие химические формулы:
а) I - Li, O. Валентность лития (Li) всегда I, валентность кислорода (O) всегда II. Чтобы общая валентность была одинаковой, нужен 1 атом лития и 2 атома кислорода для Li₂O или 2 атома лития и 1 атом кислорода Li₂O. Но если мы смотрим на LiO, то тогда валентность лития I, валентность кислорода II. Чтобы общая валентность была одинаковой, наименьшее общее кратное 1 и 2 - это 2. Значит, нужно 2 атома Li и 1 атом O. Формула $Li_2O$.
б) II - Cu, O. Валентность меди (Cu) II, валентность кислорода (O) II. Наименьшее общее кратное 2 и 2 - это 2. Значит, по 1 атому каждого. Формула $CuO$.
в) VI - S, O. Валентность серы (S) VI, валентность кислорода (O) II. Наименьшее общее кратное 6 и 2 - это 6. Значит, 1 атом S и 3 атома O. Формула $SO_3$.
г) III - Cr, Cl. Валентность хрома (Cr) III, валентность хлора (Cl) I. Наименьшее общее кратное 3 и 1 - это 3. Значит, 1 атом Cr и 3 атома Cl. Формула $CrCl_3$.
д) V - H, F. Валентность водорода (H) I, валентность фтора (F) I. Наименьшее общее кратное 1 и 1 - это 1. Значит, по 1 атому каждого. Формула $HF$.
е) V - Mn, O. Валентность марганца (Mn) V, валентность кислорода (O) II. Наименьшее общее кратное 5 и 2 - это 10. Значит, 2 атома Mn и 5 атомов O. Формула $Mn_2O_5$. *Допущение: если имелось в виду оксид марганца (V)*
ж) NO - N, O. Валентность азота (N) II, валентность кислорода (O) II. Наименьшее общее кратное 2 и 2 - это 2. Значит, по 1 атому каждого. Формула $NO$.
з) III - Fe, O. Валентность железа (Fe) III, валентность кислорода (O) II. Наименьшее общее кратное 3 и 2 - это 6. Значит, 2 атома Fe и 3 атома O. Формула $Fe_2O_3$. *Допущение: если имелось в виду оксид железа (III)*
**Ответ: $Li_2O$, $CuO$, $SO_3$, $CrCl_3$, $HF$, $Mn_2O_5$ (или MnO при валентности II), $NO$, $Fe_2O_3$ (или FeO при валентности II).**
3. По формуле, определите валентность элементов в следующих веществах:
а) $N_2O_3$: Валентность кислорода всегда II. В молекуле 3 атома кислорода, поэтому общая валентность кислорода $3 \cdot II = VI$. Эту валентность компенсируют 2 атома азота. Значит, валентность азота $VI / 2 = III$. Валентность N = III.
б) $SiH_4$: Валентность водорода в соединениях с неметаллами I. В молекуле 4 атома водорода, поэтому общая валентность водорода $4 \cdot I = IV$. Эту валентность компенсирует 1 атом кремния. Значит, валентность кремния $IV / 1 = IV$. Валентность Si = IV.
в) $Cl_2O_7$: Валентность кислорода всегда II. В молекуле 7 атомов кислорода, поэтому общая валентность кислорода $7 \cdot II = XIV$. Эту валентность компенсируют 2 атома хлора. Значит, валентность хлора $XIV / 2 = VII$. Валентность Cl = VII.
**Ответ: $N_2O_3$ (N=III), $SiH_4$ (Si=IV), $Cl_2O_7$ (Cl=VII).**
4. Расставьте коэффициенты в схемах химических реакций и укажите тип каждой реакции:
а) $3H_2O + P_2O_5 \rightarrow 2H_3PO_4$ (Реакция соединения)
б) $CuO + H_2 \rightarrow Cu + H_2O$ (Реакция замещения)
в) $2Al(OH)_3 \rightarrow Al_2O_3 + 3H_2O$ (Реакция разложения)
г) $P + \frac{5}{2}Cl_2 \rightarrow PCl_5$ или $2P + 5Cl_2 \rightarrow 2PCl_5$ (Реакция соединения)
д) $K_2SO_4 + Ba(OH)_2 \rightarrow BaSO_4\downarrow + 2KOH$ (Реакция обмена)
5. Определить массу водорода ($H_2$) объемом 11,2 литров (н.у.).
Молярный объем любого газа при нормальных условиях ($V_m$) равен 22,4 л/моль.
$$n(H_2) = \frac{V(H_2)}{V_m} = \frac{11.2 \text{ л}}{22.4 \text{ л/моль}} = 0.5 \text{ моль}$$
Молярная масса водорода ($M(H_2)$) равна $2 \cdot 1 = 2$ г/моль.
$$m(H_2) = n(H_2) \cdot M(H_2) = 0.5 \text{ моль} \cdot 2 \text{ г/моль} = 1 \text{ г}$$
**Ответ: 1 г**
6. По реакции Г в №4, решите задачу: Какая масса фосфора вступает в реакцию с хлором, объемом 11,2 л.
Реакция Г: $2P + 5Cl_2 \rightarrow 2PCl_5$
Объем хлора $V(Cl_2) = 11.2$ л (н.у.).
Молярный объем газа при нормальных условиях $V_m = 22.4$ л/моль.
$$n(Cl_2) = \frac{V(Cl_2)}{V_m} = \frac{11.2 \text{ л}}{22.4 \text{ л/моль}} = 0.5 \text{ моль}$$
По уравнению реакции, 2 моль фосфора реагируют с 5 моль хлора. Значит, соотношение молей P к $Cl_2$ равно $2:5$.
$$n(P) = n(Cl_2) \cdot \frac{2}{5} = 0.5 \text{ моль} \cdot \frac{2}{5} = 0.2 \text{ моль}$$
Молярная масса фосфора $M(P) = 31$ г/моль.
$$m(P) = n(P) \cdot M(P) = 0.2 \text{ моль} \cdot 31 \text{ г/моль} = 6.2 \text{ г}$$
**Ответ: 6.2 г**