Перечислить основные природные источники углеводородов и указать их значение

Основные источники углеводородов: нефть (алканы линейного и разветвленного строения, содержащие 5 и более углеродных атомов); природный газ (предельные углеводороды с небольшой молекулярной массой); каменный уголь (органические вещества самого различного состава и неорганические).

а) mno − - окислитель, восстанавливается в кислой среде до mn2+; fe2+ - восстановитель, окисляется

4

3+

до fe .

feso4 + kmno4 + h2so4 → fe2(so4)3 + k2so4 + mnso4 + h2o

mno − + 8h+ + 5 e = mn2+ + 4h2o

4

2

2fe2+ - 2 e = fe3+ 5

2mno 4 + 16h + 10fe = 2mn + 8h2o + 10fe3+

− + 2+ 2+

10 feso4 + 2kmno4 + 8h2so4 = 5fe2(so4)3 + k2so4 + 2mnso4 + 8h2o.

б) clo − - окислитель, восстанавливается до cl − ; cl − - восстановитель, окисляется до cl2:

3

kclo3 + hcl → kcl + cl2 + h2o

clo − + 6h+ + 6 e = cl − + 1

3

3h2o

2cl − - 2 e = cl2 3

− + − −

clo 3 +6h + 6cl → cl + 3h2o+3cl2

kclo3 + 6hcl = kcl + 3cl2↑ + 3h2o.

в) h2o - окислитель, восстанавливается до h2; si - восстановитель, окисляется в щелочной среде до

2−

sio :

3

si + naoh + h2o → na2sio3 + h2

2h2o + 2 e = h2 + 2oh − 2

si + 6oh - 4 e = sio 3 + 1

− 2−

3h2o

4h2o+si+6oh − = 2h2+4oh − + sio 2− + 3h2o

3

si + 2naoh +h2o = na2sio3 + 2h2↑.

п р и м е р 119 рассчитайте содержание kmno4 (ω,%) в техническом продукте, если при дейст-

вии на него раствором соляной кислоты массой 25 г образуется такое количество хлора, которое спо-

собно вытеснить весь иод из раствора, содержащего ki массой 83 г.

решение

1) 2kмno4 + 16hcl = 2kcl + 2mncl2 + 5cl2 + 8h2o

2) 2ki + cl2 = 2kcl + i2

m(kmno4) = 158 г/моль; m(ki) = 166 г/моль.

из уравнений реакций (1,2) следует, что 2 моль kmno4→ 5 моль cl2 → 10 моль ki, т.е. 1 моль

kmno4 → 5 моль ki.

ν(ki) = 83/166 = 0,5 моль. с данным количеством ki вступит в реакцию 0,1 моль kmno 4 или

0,1•158 = 15,8 г.

откуда ω = 15,8•100/25 = 63,2%.

п р и м е р 120 при нагревании смеси нитратов натрия и свинца образовался pbo массой 22,3 г и

выделился газ объемом 6,72 дм3 (н. рассчитайте массу смеси исходных веществ.

решение

t

1) 2nano3 = 2nano2 + o2 ↑

t

2) 2pb(no3)2 = 2pbo + 4no2 ↑ + o2 ↑

m(nano3) = 85 г/моль; m(pbo) = 223 г/моль;

m(pb(no3)2) = 331 г/моль.

количество оксида свинца(ii) равно ν = 22,3/223 = 0,1 моль. из уравнения реакции (2) следует, что

2 моль pb(no3)2 → 2 моль pbo, поэтому ν(pb(no3)2) = = 0,1 моль или 0,1•331 = 33,1 г.

объем газов no2 и o2, выделяющихся по реакции (2) составит 0,25 моль или 0,25•22,4 = 5,6 дм3.

следовательно, по реакции (1) выделится кислород объемом 6,72 -5,60 = 1,12 дм3, что составляет

1,12/22,4 = 0,05 моль. в состав смеси входит nano3 в количестве 0,05•2 = 0,10 моль или 0,1•85 = 8,5 г.

тогда масса смеси исходных веществ составит 33,1 + 8,5 = 41,6 г.

п р и м е р 121 к раствору иодида калия в кислой среде добавлено 200 см3 0,6 н раствора дихро-

мата калия. какая масса иода выделилась?

решение

6ki + k2cr2o7 + 7h2so4 = 3i2 + 4k2so4 + cr2(so4)3 + 7h2o

m(k2cr2o7) = 294 г/моль; mэ(k2cr2o7) = 294/6 = 49 г/моль.

масса k2cr2o7 в 200 см3 0,6 н раствора равна 0,649•200/1000 = 5,88 г или 5,88/294 = 0,02 моль. из

уравнения реакции следует, что 1 моль k2cr2o7 → → 3 моль i2, тогда из 0,02 моль k2cr2o7 выделится

0,06 моль i2 или 0,06•254 = = 15,24 г.

п р и м е р 122* * какую массу kclo3 следует взять для получения кислорода необходимого для

реакции каталитического окисления аммиака, образующегося при нагревании раствора (nh4)2so4 мас-

сой 500 г (ω = 13,2 %) и ca(oh)2 массой 100 г, содержащий примесь карбоната кальция (ω = 3,5 %).

решение

1) 2kclo3 = 2kcl + 3o2↑

2) 4nh3 + 5o2 = 4no↑ + 6h2o

3) (nh4)2so4 + ca(oh)2 = caso4 + 2nh3↑ + 2h2o

m(kclo3) =122,5 г/моль; m((nh4)2so4) =132 г/моль;

m(ca(oh)2) =74 г/моль.

Відповідь:

Проявляет слабовыраженные амфотерные свойства с преобладанием основных. Легко реагирует с кислотами:

Fe2O3 + 6HCl = 2FeCl3 + 3H2O.

С растворами щелочей не реагирует, но при сплавлении образует ферриты:

Fe2O3 + 2NaOH = 2NaFeO2 + H2O.

Проявляет окислительные и восстановительные свойства. При нагревании восстанавливается водородом или оксидом углерода (II), проявляя окислительные свойства:

Fe2O3 + H2 = 2FeO + H2O,

Fe2O3 + CO = 2FeO + CO2.

В присутствии сильных окислителей в щелочной среде проявляет восстановительные свойства и окисляется до производных железа (VI):

Fe2O3 + 3KNO3 + 4KOH = 2K2FeO4 + 3KNO2 + 2H2O.

При температуре выше 1400°С разлагается:

6Fe2O3 = 4Fe3O4 + O2.

Получается при термическом разложении гидроксида железа (III):

2Fe(OH)3 = Fe2O3 + 3H2O

или окислением пирита:

4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2.

Гидроксид железа (III) Fe(OH)3 – кристаллическое или аморфное вещество бурого цвета. Как и оксид, проявляет слабовыраженные амфотерные свойства с преобладанием основных. Легко реагирует с кислотами:

Fe(OH)3 + 3HCl = FeCl3 + 3H2O.

Реагирует с концентрированными растворами щелочей с образованием гексагидроксоферратов (III):

Fe(OH)3 + 3NaOH = Na3[Fe(OH)6],

при сплавлении со щелочами или щелочными реагентами образует ферриты:

Fe(OH)3 + NaOH = NaFeO2 + 2H2O,

2Fe(OH)3 + Na2CO3 = 2NaFeO2 + CO2 + 3H2O.

В присутствии сильных окислителей в щелочной среде проявляет восстановительные свойства и окисляется до производных железа (VI):

2Fe(OH)3 + 3Br2 + 10KOH = 2K2FeO4 + 6NaBr + 8H2O.

При нагревании разлагается:

Fe(OH)3 = FeO(OH) + H2O,

2FeO(OH)F= Fe2O3 + H2O.

Получается при взаимодействии солей железа (III) с растворами щелочей:

Fe2(SO4)3 + 6NaOH = 2Fe(OH)3 + 3Na2SO4.

Соли железа (III). Железо (III) образует соли практически со многими анионами. Обычно соли кристаллизуются в виде бурых кристаллогидратов: Fe(NO3)3·6H2O, FeCl3·6H2O, NaFe(SO4)2·12H2O (железные квасцы) и др. В растворе соли железа (III) значительно более устойчивы, чем соли железа (II). Растворы солей имеют желто-бурую окраску и, вследствие гидролиза, кислую среду:

Fe3+ + H2O = FeOH2+ + H+.

Соли железа (III) гидролизуют в большей степени, чем соли железа (II), по этой причине соли железа (III) и слабых кислот нельзя выделить из раствора, они мгновенно гидролизуют с образованием гидроксида железа (III):

Fe2(SO4)3 + 3Na2CO3 + 3H2O = 2Fe(OH)3 + 3CO2 + 3Na2SO4.

Проявляют все свойства солей.

Обладают преимущественно восстановительными свойствами:

2FeCl3 + 2KI = 2FeCl2 + I2 + 2KCl.

Качественная реакция на катион Fe3+ – взаимодействие с гексацианоферратом (II) калия (желтой кровяной солью) Качественная реакция на ионы железа (III) :

FeCl3 + K4[Fe(CN)6] = KFe[Fe(CN)6]↓ + 3KCl

Fe3+ + K+ + [Fe(CN)6]4- = KFe[Fe(CN)6]↓

в результате реакции образуется осадок синего цвета – гексацианоферрат (III) железа (II) - калия.

Кроме того, ионы Fe3+ определяют по характерному кроваво-красному окрашиванию роданида железа (III), который образуется в результате взаимодействия соли железа (III) с роданидом калия или аммония:

FeCl3 + 3KCNS = Fe(CNS)3 + 3KCl,

Fe3+ + 3CNS- = Fe(CNS)3.