Химия

8 класс
Вопрос
При обжиге некоторого минерала получено твердое вещество $A$ и газ $B$. Прокаливание вещества $A$ в электропечи с коксом привело к получению соединения $C$. Последнее легко подвергается гидролизу с образованием газа, служащего основным сырьем для проведения многих разнообразных синтезов. При действии азота на нагретое вещество $C$ образуется соединение $D$, используемое как химическое удобрение. Гидролиз соединения $D$ приводит к выделению газа $E$, который является сырьем для производства одной из наиболее сильных кислот. Газы $B$ и $E$ в присутствии паров воды могут реагировать между собой, образуя в зависимости от условий реакции либо вещество $G$, нередко используемое при выпечке кулинарных изделий, либо вещество $H$, которое может быть использовано как химическое удобрение или как сырье для производства пластмасс. Кроме того известно, что вещество $H$ является одним из первых органических веществ, полученных из неорганических соединений. При взаимодействии соединения $D$ с водным раствором вещества $B$ образуется соединение $F$, которое при взаимодействии с водой превращается в соединение $H$. а. Установите название и химическую формулу минерала, служащего сырьем для получения перечисленных веществ. б. Напишите химические уравнения всех перечисленных превращений. в. Напишите структурные формулы упомянутых соединений и приведите их структурные формулы. г. Расскажите, кем, когда и каким образом был осуществлен синтез вещества $H$ из неорганических веществ.
Ответ


Минерал представляет собой $CaCO_3$ (кальцит, известняк, мрамор).

$CaCO_3 = CaO + CO_2$:

$A$ - оксид кальция (негашеная известь) $CaO$;
$B$ - двуокись углерода (углекислый газ) $CO_2$;

$CaO + 3C = CaC_2 + 2CO$:

$C$ - карбид кальция $CaC_2$;

$CaC_2 + N_2 = CaCN_2 + C$:

$D$ - цианамид кальция $CaCN_2$;

$CaCN_2 + 3H_2O = CaCO_3 + 2NH_3$:

$E$ - аммиак $NH_3$;

$NH_3 + H_2O + CO_2 = NH_4НCO_3$:

$I$ - кислый углекислый аммоний (гидрокарбонат или бикарбонат аммония);

$2NH_3 + CO_2 \overset{p, t^{ \circ} }{ \underset{H_{2}) }{=}} (NH_2)_2CO + H_2O$:

$H$ - мочевина (карбамид) $(NH_2)_2CO$;

$CaCN_2 + H_2O + CO_2 = CaCO_3 + H_2N - C = N$:

$F$ - цианамид $H_2N - CN$, превращающийся в $H$:

$H_2N - CN + H_2O \rightarrow (NH_2)_2CO$.

Мочевина была получена в 1828 г. Ф. Вёлером при изомеризации циановокислого аммония по схеме

$KCN \rightarrow KCNO \rightarrow NH_4CNO \rightarrow [HNCO + NH_3] \rightarrow (NH_2)_2CO$.
8 класс Химия Средняя

Ещё по теме

Сырая газовая смесь, образующаяся при обжиге пирита в избытке воздуха, содержит по объему 9% $SO_2$, 8% $O_2$, 80% $N_2$ с благородными газами, которые рассматриваются при расчетах как азот, и пары воды. К этой газовой смеси добавляют такое количество воздушной смеси ($N_2 : O_2 = 3,78 + 12 %$ водяного пара), чтобы содержание кислорода в образующейся новой газовой смеси повысилось до 11 % (по объему). После высушивания газовую смесь направляют в контактный аппарат, где 98 % $SO_2$ окисляется до $SO_3$, а затем в абсорбционную колонку; орошаемую 98%-ной (по массе) $H_2SO_4$, в которой весь $SO$ поглощается с образованием $H_2SO_4$. Из поглотительной колонны вытекает 99%-ная $H_2SO_4$. Вычислите: а) количество воздуха ($м^3$), добавляемое на каждые $100 м^3$ газовой смеси после обжига пирита; б) состав газовой смеси (в процентах по объему) после добавления воздушной смеси; в) состав газовой смеси после прохождения контактного аппарата; г) расход воздуха того же состава, что добавляется к обжиговым газам, необходимый для производства 1 т $H_2SO_4$ (в пересчете на 100%-ную $H_2SO_4$); д) количество 98%-ной $H_2SO_4$ (в тоннах), расходуемой на производство 1 т $H_2SO_4$ (в пересчете на 100%-ную кислоту); е) определите, какая часть воды, содержащейся в растворе, подаваемом на поглощение $SO_3$, реагирует с образованием $H_2SO_4$.
8 класс Химия Средняя
Индикатор фенолфталеин окрашивается в щелочной среде, если концентрация $OH$-ионов превышает $2,7 \cdot 10^{-7}$. Метилоранж приобретает желтую окраску при концентрации $OH$-ионов выше $7,6 \cdot 10^{-11}$. При меньшей концентрации он имеет красную окраску. Вычислите, какое количество хлористого водорода (в молях) следует ввести в раствор, содержащий 0,1 моля гидроксида аммония в 1 л, чтобы а) добавка небольшого количества фенолфталеина еще вызывала окрашивание; б) при добавке метилоранжа желтая окраска раствора перешла в красную; На основании проведенных расчетов установите, какой из индикаторов следует использовать при титровании водного раствора аммиака соляной кислотой. (Константу диссоциации $NH_4OH (NH_3 \cdot H_2O)$ принять равной $1,8 \cdot 10^{-5}$.)
8 класс Химия Средняя
При образовании 1 моль воды из простых веществ выделяется 284 кДж теплоты; при образовании 1 моль оксида углерода (IV) - 395 кДж. Сгорая, 1 моль метана выделяет 893 кДж, а 1 моль ацетилена 1310 кДж. Рассчитайте, сколько теплоты выделится при образовании 1 моль ацетилена при термическом разложении метана, учитывая, что тепловой эффект реакции образования простых веществ равен нулю.
8 класс Химия Средняя
Оксид магния, полученный при прокаливании 50,4 г карбоната магния, растворен в строго необходимом количестве 25% -ной серной кислоты. Полученный раствор был охлажден, в результате чего выпал семиводный гидрат соли, а массовая доля безводной соли в растворе составила 26,2%. Рассчитайте массу выпавших кристаллов.
8 класс Химия Средняя
Рассчитайте массовые доли компонент смеси, состоящей из гидрата карбоната аммония, карбоната калия и гидрофосфата аммония, ёсли известно, что из 38,4 г этой смеси получили 8,8 г оксида углерода (IV) и 6,8 г газообразного аммиака.
8 класс Химия Средняя
Смесь, состоящую из $NaHSO_{4}, Na_{2}SO_{4}, NaCl$, нагрели. При этом выделился газ, который пропустили через избыток раствора нитрата серебра. Выпал осадок массой 14,35 г. Сухой остаток после прокаливания растворили в воде. Раствор имел нейтральную среду, и при добавлении к нему небольших порций $AgNO_{3}$ осадок не образовывался. Затем к раствору добавили избыток раствора хлорида бария. Выпал осадок массой 46,6 г. Определите массу солей в исходной смеси.
8 класс Химия Средняя
При нормальных условиях 12 л газовой смеси, состоящей из аммиака и оксида углерода (IV), имеют массу 18 г. Сколько литров каждого из этих газов содержит смесь?
8 класс Химия Средняя
Для определения степени влажности суперфосфата смешали 10 г этого вещества с измельченным карбидом кальция. Выделившиеся в результате реакции 40 мл газа собрали при давлении 738 мм рт. ст. и температуре $15^{\circ} С$. а. Определите влажность (в процентах) исследуемого образца суперфосфата. б. Полагая, что состав суперфосфата соответствует теоретической формуле $Ca (H_2PO_4)_2 \cdot 2 (CaSO_4 \cdot 2H_2O)$, определите общее количество воды, содержащейся в исследуемом образце.
8 класс Химия Средняя
При сжигании 0,46 г вещества получено 0,448 л (н. у.) оксида углерода(IV) и 0,54 г воды. Плотность паров этого вещества по водороду 23. Выведите молекулярную формулу этого вещества.
8 класс Химия Средняя
К 200 г раствора с массовой долей сульфата меди(II) 16 % прилили 200 г раствора с массовой долей хлорида калия 29,8 %. Полученный раствор подвергли электролизу с инертными электродами. Электролиз закончили, когда массовая доля сульфатионов в растворе стала равной 5,61 %. Рассчитайте массу продуктов, выделившихся на электродах.
8 класс Химия Средняя