Розв'язати завдання 24 хімії еге. Як вирішувати задачі з хімії, готові рішення
За 2-3 місяці неможливо вивчити (повторити, підтягнути) таку складну дисципліну, як хімія.
Змін у КІМ ЄДІ 2020 р. з хімії немає.
Не відкладайте підготовку потім.
- Приступивши до розбору завдань, спочатку вивчіть теорію. Теорія на сайті представлена для кожного завдання у вигляді рекомендацій, що необхідно знати під час виконання завдання. направить у вивченні основних тем і визначає які знання та вміння знадобляться при виконанні завдань ЄДІ з хімії. Для успішної здачіЄДІ з хімії – теорія найважливіше.
- Теорію потрібно підкріплювати практикою, постійно вирішуючи завдання. Оскільки більшість помилок через те, що неправильно прочитав вправу, не зрозумів, що вимагають завдання. Чим частіше ти вирішуватимеш тематичні тести, Тим швидше зрозумієш структуру іспиту. Тренувальні завдання розроблені на основі демоверсії від ФІПД дають таку можливість вирішувати та дізнаватися відповіді. Але не поспішайте підглядати. Спочатку вирішіть самостійно та подивіться, скільки балів набрали.
Бали за кожне завдання з хімії
- 1 бал – за 1-6, 11-15, 19-21, 26-28 завдання.
- 2 бали – 7-10, 16-18, 22-25, 30, 31.
- З бала – 35.
- 4 бали – 32, 34.
- 5 балів – 33.
Усього: 60 балів.
Структура екзаменаційної роботискладається з двох блоків:
- Питання, що передбачають коротку відповідь (у вигляді цифри чи слова) – завдання 1-29.
- Завдання із розгорнутими відповідями – завдання 30-35.
На виконання екзаменаційної роботиз хімії приділяється 3,5 години (210 хвилин).
На іспиті три шпаргалки. І в них треба розбиратися
Це 70% інформації, яка допоможе успішно скласти іспит з хімії. Інші 30% - вміння користуватися представленими шпаргалками.
- Якщо хочеш здобути більше 90 балів, потрібно витрачати на хімію дуже багато часу.
- Щоб здати успішно ЄДІ з хімії, потрібно багато вирішувати: тренувальних завдань, навіть якщо вони здадуться легкими та однотипними.
- Правильно розподіляти свої сили та не забувати про відпочинок.
Наважуйтеся, намагайтеся і все у вас вийде!
Методика вирішення задач з хімії
При вирішенні завдань необхідно керуватися кількома простими правилами:
- Уважно прочитати умову завдання;
- Записати те, що дано;
- Перекласти, якщо це необхідно, одиниці фізичних величинодиниці системи СІ (деякі позасистемні одиниці допускаються, наприклад літри);
- Записати, якщо це необхідно, рівняння реакції та розставити коефіцієнти;
- Вирішувати задачу, використовуючи поняття про кількість речовини, а не метод складання пропорцій;
- Записати відповідь.
З метою успішної підготовки з хімії слід уважно розглянути рішення завдань, що наводяться в тексті, а також самостійно вирішити їх достатню кількість. Саме в процесі вирішення завдань будуть закріплені основні теоретичні положеннякурс хімії. Вирішувати завдання необхідно протягом усього часу вивчення хімії та підготовки до іспиту.
Ви можете використовувати завдання на цій сторінці, а можете завантажити хорошу збірку задач і вправ з розв'язанням типових та ускладнених задач (М. І. Лебедєва, І. А. Анкудімова): завантажити .
Міль, молярна маса
Молярна маса– це ставлення маси речовини до кількості речовини, тобто.
М(х) = m(x)/ν(x), (1)
де М(х) – молярна маса речовини Х, m(x) – маса речовини Х, ν(x) – кількість речовини Х. Одиниця СІ молярної маси – кг/моль, проте зазвичай використовується одиниця г/моль. Одиниця маси – г, кг. Одиниця СІ кількості речовини – моль.
Будь-яка завдання з хімії вирішуєтьсячерез кількість речовини. Необхідно пам'ятати основну формулу:
ν(x) = m(x)/M(x) = V(x)/V m = N/N A , (2)
де V(x) – об'єм речовини Х(л), V m – молярний об'єм газу (л/моль), N – число частинок, N A – постійна Авогадро.
1. Визначте масуіодиду натрію NaI кількістю речовини 0,6 моль.
Дано: ν (NaI) = 0,6 моль.
Знайти: m(NaI) =?
Рішення. Молярна маса йодиду натрію становить:
M(NaI) = M(Na) + M(I) = 23 + 127 = 150 г/моль
Визначаємо масу NaI:
m(NaI) = ν(NaI) M(NaI) = 0,6 150 = 90 р.
2. Визначте кількість речовиниатомного бору, який міститься в тетрабораті натрію Na 2 B 4 O 7 масою 40,4 г.
Дано: m(Na 2 B 4 O 7)=40,4 р.
Знайти: ν(B)=?
Рішення. Молярна маса тетраборату натрію становить 202 г/моль. Визначаємо кількість речовини Na 2 B 4 O 7:
ν(Na 2 B 4 O 7)= m(Na 2 B 4 O 7)/ М(Na 2 B 4 O 7) = 40,4/202=0,2 моль.
Згадаємо, що 1 моль молекули тетраборату натрію містить 2 моль атомів натрію, 4 моль атомів бору та 7 моль атомів кисню (див. формулу тетраборату натрію). Тоді кількість речовини атомного бору дорівнює: (B) = 4 (Na 2 B 4 O 7) = 4 0,2 = 0,8 моль.
Розрахунки з хімічним формулам. Масова частка.
Масова частка речовини – ставлення маси цієї речовини у системі до маси всієї системи, тобто. ω(Х) =m(Х)/m, де ω(X)– масова частка речовини Х, m(X) – маса речовини Х, m – маса всієї системи. Масова частка – безрозмірна величина. Її виражають у частках від одиниці чи у відсотках. Наприклад, масова частка атомного кисню становить 0,42, чи 42%, тобто. ω(О)=0,42. Масова частка атомного хлору хлориді натрію становить 0,607, чи 60,7%, тобто. ω(Cl)=0,607.
3. Визначте масову часткукристалізаційної води в дигідраті хлориду барію BaCl 2 2H 2 O.
Рішення: Молярна маса BaCl 2 2H 2 O становить:
М(BaCl 2 2H 2 O) = 137+ 2 35,5 + 2 18 =244 г/моль
З формули BaCl 2 2H 2 O випливає, що 1 моль дигідрату хлориду барію містить 2 моль Н 2 О. Звідси можна визначити масу води, що міститься в BaCl 2 2H 2 O:
m(H 2 O) = 218 = 36 р.
Знаходимо масову частку кристалізаційної води в дигідраті хлориду барію BaCl 2 2H 2 O.
ω(H 2 O) = m(H 2 O)/m(BaCl 2 2H 2 O) = 36/244 = 0,1475 = 14,75%.
4. Зі зразка гірської породимасою 25 г, що містить мінерал аргентит Ag 2 S, виділено срібло масою 5,4 г. Визначте масову часткуаргентиту у зразку.
Дано: m(Ag)=5,4 г; m = 25 м.
Знайти: ω(Ag 2 S) =?
Рішення: визначаємо кількість речовини срібла, що міститься в аргентиті: ν(Ag) =m(Ag)/M(Ag) = 5,4/108 = 0,05 моль.
З формули Ag 2 S випливає, що кількість речовини аргентиту вдвічі менша за кількість речовини срібла. Визначаємо кількість речовини аргентиту:
ν(Ag 2 S)= 0,5 ν(Ag) = 0,5 0,05 = 0,025 моль
Розраховуємо масу аргентиту:
m(Ag 2 S) = ν(Ag 2 S) М(Ag 2 S) = 0,025 248 = 6,2 р.
Тепер визначаємо масову частку аргентиту у зразку гірської породи масою 25 г.
ω(Ag 2 S) = m(Ag 2 S)/m = 6,2/25 = 0,248 = 24,8%.
Виведення формул сполук
5. Визначте найпростішу формулу сполукикалію з марганцем та киснем, якщо масові частки елементів у цій речовині становлять відповідно 24,7, 34,8 та 40,5%.
Дано: ω(K) = 24,7%; ω(Mn) = 34,8%; ω(O) = 40,5%.
Знайти: формулу сполуки.
Рішення: для розрахунків вибираємо масу сполуки, що дорівнює 100 г, тобто. m=100 г. Маси калію, марганцю та кисню складуть:
m(К) = m ω(К); m (К) = 100 0,247 = 24,7 г;
m(Mn) = m ω(Mn); m (Mn) = 100 0,348 = 34,8 г;
m(O) = m ω(O); m(O) = 100 0,405 = 40,5 г.
Визначаємо кількості речовин атомних калію, марганцю та кисню:
ν(К)= m(К)/ М(К) = 24,7/39= 0,63 моль
ν(Mn)= m(Mn)/ М(Mn) = 34,8/55 = 0,63 моль
ν(O)= m(O)/ М(O) = 40,5/16 = 2,5 моль
Знаходимо відношення кількостей речовин:
ν(К) : ν(Mn) : ν(O) = 0,63: 0,63: 2,5.
Розділивши праву частину рівності на менше (0,63) отримаємо:
ν(К) : ν(Mn) : ν(O) = 1: 1: 4.
Отже, найпростіша формулаз'єднання KMnO 4 .
6. При згорянні 1,3 г речовини утворилося 4,4 г оксиду вуглецю (IV) та 0,9 г води. Знайти молекулярну формулуречовини, якщо його щільність водню дорівнює 39.
Дано: m(в-ва) = 1,3 г; m(СО 2)=4,4 г; m(Н 2 Про)=0,9 г; Д Н2 = 39.
Знайти: формулу речовини
Рішення: Припустимо, що речовина містить вуглець, водень і кисень, т.к. при його згорянні утворилися СО 2 і Н 2 О. Тоді необхідно знайти кількості речовин СО 2 та Н 2 О, щоб визначити кількості речовин атомарних вуглецю, водню та кисню.
ν(СО 2) = m(СО 2)/ М(СО 2) = 4,4/44 = 0,1 моль;
ν(Н 2 Про) = m(Н 2 Про)/ М(Н 2 Про) = 0,9/18 = 0,05 моль.
Визначаємо кількості речовин атомарних вуглецю та водню:
ν(С)= ν(СО 2); ν(С)=0,1 моль;
ν(Н)= 2 ν(Н 2 Про); ν(Н)= 2 0,05 = 0,1 моль.
Отже, маси вуглецю та водню дорівнюватимуть:
m(С) = ν(С) М(С) = 0,1 12 = 1,2 г;
m(Н) = ν(Н) М(Н) = 0,1 1 =0,1 р.
Визначаємо якісний склад речовини:
m(в-ва) = m(С) + m(Н) = 1,2 + 0,1 = 1,3 р.
Отже, речовина складається лише з вуглецю та водню (див. умову завдання). Визначимо тепер його молекулярну масу, виходячи з даної за умови завданнягустини речовини по водню.
М(в-ва) = 2 Д Н2 = 239 = 78 г/моль.
ν(С): ν(Н) = 0,1: 0,1
Розділивши праву частину рівності на число 0,1, отримаємо:
ν(С): ν(Н) = 1: 1
Приймемо число атомів вуглецю (або водню) за «х», тоді, помноживши «х» на атомні масивуглецю та водню та прирівнявши цю суму молекулярній масі речовини, розв'яжемо рівняння:
12х + х = 78. Звідси х= 6. Отже, формула речовини С6Н6 – бензол.
Молярний об'єм газів. Закони бездоганних газів. Об'ємна частка.
Молярний обсяг газу дорівнює відношенню обсягу газу кількості речовини цього газу, тобто.
V m = V(X)/ ν(x),
де V m - молярний обсяг газу - постійна величина для будь-якого газу за даних умов; V(X) – обсяг газу Х; ν(x) – кількість речовини газу Х. Молярний об'єм газів за нормальних умов (нормальний тиск р н = 101 325 Па ≈ 101,3 кПа та температура Тн= 273,15 К ≈ 273 К) становить V m = 22,4 л /моль.
У розрахунках, пов'язаних із газами, часто доводиться переходити від цих умов до нормальних чи навпаки. При цьому зручно користуватися формулою, що випливає з об'єднаного газового закону Бойля-Маріотта і Гей-Люссака:
──── = ─── (3)
Де p – тиск; V – обсяг; Т-температура в шкалі Кельвіна; індекс "н" вказує на нормальні умови.
Склад газових сумішей часто виражають з допомогою об'ємної частки – відношення обсягу даного компонента до загального обсягу системи, тобто.
де ? (Х) - об'ємна частка компонента Х; V(X) – об'єм компонента Х; V – обсяг системи. Об'ємна частка – безрозмірна величина, її виражають у частках від одиниці чи відсотках.
7. Який Об `ємзайме при температурі 20 про З та тиску 250 кПа аміак масою 51 г?
Дано: m(NH 3)=51 г; p=250 кПа; t = 20 o C.
Знайти: V (NH 3) =?
Рішення: визначаємо кількість речовини аміаку:
ν(NH 3) = m(NH 3)/М(NH 3) = 51/17 = 3 моль.
Об'єм аміаку за нормальних умов становить:
V(NH 3) = V m ν(NH 3) = 22,4 3 = 67,2 л.
Використовуючи формулу (3), наводимо обсяг аміаку до даних умов [температура Т=(273+20)К=293 К]:
p н TV н (NH 3) 101,3 293 67,2
V(NH 3) =──────── = ───────── = 29,2 л.
8. Визначте Об `єм, який займе за нормальних умов газова суміш, що містить водень, масою 1,4 г і азот, масою 5,6 г.
Дано: m(N 2)=5,6 г; m(H 2)=1,4; н.у.
Знайти: V (суміші) =?
Рішення: знаходимо кількості речовини водню та азоту:
ν(N 2) = m(N 2)/ М(N 2) = 5,6/28 = 0,2 моль
ν(H 2) = m(H 2)/ М(H 2) = 1,4/2 = 0,7 моль
Оскільки за нормальних умов ці гази не взаємодіють між собою, то обсяг газової суміші дорівнюватиме сумі обсягів газів, тобто.
V(суміші)=V(N 2) + V(H 2)=V m ν(N 2) + V m ν(H 2) = 22,4 0,2 + 22,4 0,7 = 20,16 л.
Розрахунки з хімічних рівнянь
Розрахунки за хімічними рівняннями (стехіометричні розрахунки) ґрунтуються на законі збереження маси речовин. Однак у реальних хімічних процесах через неповне протікання реакції і різних втрат речовин маса продуктів часто буває менше тієї, яка повинна утворитися відповідно до закону збереження маси речовин. Вихід продукту реакції (або масова частка виходу) – це виражене у відсотках відношення маси реально отриманого продукту до його маси, що має утворитися відповідно до теоретичного розрахунку, тобто.
η = /m(X) (4)
Де - вихід продукту, %; m p (X) - маса продукту Х, одержаного в реальному процесі; m(X) - розрахована маса речовини Х.
У тих завданнях, де вихід товару не зазначено, передбачається, що він – кількісний (теоретичний), тобто. η=100%.
9. Яку масу фосфору треба спалити для отриманняоксиду фосфору (V) масою 7,1 г?
Дано: m(P 2 O 5)=7,1 г.
Знайти: m(Р) =?
Рішення: записуємо рівняння реакції горіння фосфору та розставляємо стехіометричні коефіцієнти.
4P+ 5O 2 = 2P 2 O 5
Визначаємо кількість речовини P 2 O 5 , що вийшла реакції.
ν(P 2 O 5) = m(P 2 O 5)/ М(P 2 O 5) = 7,1/142 = 0,05 моль.
З рівняння реакції випливає, що ν(P 2 O 5)= 2 ν(P), отже, кількість речовини фосфору, необхідного реакції дорівнює:
ν(P 2 O 5)= 2 ν(P) = 2 0,05= 0,1 моль.
Звідси знаходимо масу фосфору:
m(Р) = ν(Р) М(Р) = 0,1 31 = 3,1 р.
10. У надлишку соляної кислотирозчинили магній масою 6 г та цинк масою 6,5 г. Який об'ємводню, виміряний за нормальних умов, виділитьсяпри цьому?
Дано: m(Mg)=6 г; m(Zn)=6,5 г; н.у.
Знайти: V (H 2) =?
Рішення: записуємо рівняння реакції взаємодії магнію та цинку з соляною кислотою та розставляємо стехіометричні коефіцієнти.
Zn + 2 HCl = ZnCl 2 + H 2
Mg + 2 HCl = MgCl 2 + H 2
Визначаємо кількості речовин магнію та цинку, що вступили в реакцію із соляною кислотою.
ν(Mg) = m(Mg)/ М(Mg) = 6/24 = 0,25 моль
ν(Zn) = m(Zn)/М(Zn) = 6,5/65 = 0,1 моль.
З рівнянь реакції слід, кількість речовини металу і водню рівні, тобто. ν(Mg) = ν(Н 2); ν(Zn) = ν(Н 2), визначаємо кількість водню, що вийшов у результаті двох реакцій:
ν(Н 2) = ν(Mg) + ν(Zn) = 0,25 + 0,1 = 0,35 моль.
Розраховуємо обсяг водню, що виділився в результаті реакції:
V(H 2) = V m ν(H 2) = 22,4 0,35 = 7,84 л.
11. При пропущенні сірководню об'ємом 2,8 л (нормальні умови) через надлишок розчину сульфату міді (II) утворився осад масою 11,4 г. Визначте вихідпродукту реакції.
Дано: V (H 2 S) = 2,8 л; m(осада)= 11,4 г; н.у.
Знайти: η =?
Рішення: записуємо рівняння реакції взаємодії сірководню та сульфату міді (II).
H 2 S + CuSO 4 = CuS ↓+ H 2 SO 4
Визначаємо кількість речовини сірководню, що бере участь у реакції.
ν(H 2 S) = V(H 2 S) / V m = 2,8/22,4 = 0,125 моль.
З рівняння реакції випливає, що ν(H 2 S) = ν(СuS) = 0,125 моль. Отже можна знайти теоретичну масу СуS.
m(СuS) = ν(СuS) М(СuS) = 0,125 96 = 12 р.
Тепер визначаємо вихід продукту, користуючись формулою (4):
η = / m (X) = 11,4 100 / 12 = 95%.
12. Яка масахлориду амонію утворюється при взаємодії хлороводню масою 7,3 г з аміаком масою 5,1 г? Який газ залишиться надлишком? Визначте масу надлишку.
Дано: m(HCl)=7,3 г; m(NH 3)=5,1 р.
Знайти: m(NH 4 Cl) =? m(надлишку) =?
Рішення: записуємо рівняння реакції
HCl + NH 3 = NH 4 Cl
Це завдання на «надлишок» та «недолік». Розраховуємо кількості речовини хлороводню та аміаку та визначаємо, який газ знаходиться у надлишку.
ν(HCl) = m(HCl)/ М(HCl) = 7,3/36,5 = 0,2 моль;
ν(NH 3) = m(NH 3)/М(NH 3) = 5,1/17 = 0,3 моль.
Аміак перебуває у надлишку, тому розрахунок ведемо з нестачі, тобто. по хлороводню. З рівняння реакції випливає, що (HCl) = (NH 4 Cl) = 0,2 моль. Визначаємо масу хлориду амонію.
m(NH 4 Cl) = ν(NH 4 Cl) М(NH 4 Cl) = 0,2 53,5 = 10,7 р.
Ми визначили, що аміак перебуває у надлишку (за кількістю речовини надлишок становить 0,1 моль). Розрахуємо масу надлишку аміаку.
m(NH 3) = ν(NH 3) М(NH 3) = 0,1 17 = 1,7 р.
13. Технічний карбід кальцію масою 20 г обробили надлишком води, отримавши ацетилен, при пропущенні якого через надлишок бромної води утворився 1,1,2,2-тетраброметан масою 86,5 г. Визначте масову часткуСаС 2 у технічному карбіді.
Дано: m = 20 г; m(C 2 H 2 Br 4)=86,5 р.
Знайти: ω(СаC 2) =?
Рішення: записуємо рівняння взаємодії карбіду кальцію з водою та ацетилену з бромною водою та розставляємо стехіометричні коефіцієнти.
CaC 2 +2 H 2 O = Ca(OH) 2 + C 2 H 2
C 2 H 2 +2 Br 2 = C 2 H 2 Br 4
Знаходимо кількість речовини тетраброметану.
ν(C 2 H 2 Br 4) = m(C 2 H 2 Br 4)/ М(C 2 H 2 Br 4) = 86,5/346 = 0,25 моль.
З рівнянь реакцій випливає, що ν(C 2 H 2 Br 4) =ν(C 2 H 2) = ν(СаC 2) =0,25 моль. Звідси ми можемо знайти масу чистого карбіду кальцію (без домішок).
m(СаC 2) = ν(СаC 2) М(СаC 2) = 0,25 64 = 16 р.
Визначаємо масову частку СаC 2 у технічному карбіді.
ω(СаC 2) =m(СаC 2)/m = 16/20 = 0,8 = 80%.
Розчини. Масова частка компонента розчину
14. У бензолі об'ємом 170 мл розчинили сірку масою 1,8 г. Щільність бензолу дорівнює 0,88 г/мл. Визначте масову часткусірки у розчині.
Дано: V(C 6 H 6) =170 мл; m(S) = 1,8 г; ρ(З 6 C 6)=0,88 г/мл.
Знайти: ω(S) =?
Рішення: для знаходження масової частки сірки у розчині необхідно розрахувати масу розчину. Визначаємо масу бензолу.
m(C 6 C 6) = ρ(C 6 C 6) V(C 6 H 6) = 0,88 170 = 149,6 р.
Знаходимо загальну масу розчину.
m(р-ра) = m(З 6 C 6) + m(S) =149,6 + 1,8 = 151,4 р.
Розрахуємо масову частку сірки.
ω(S) = m(S)/m=1,8 /151,4 = 0,0119 = 1,19%.
15. У воді масою 40 г розчинили залізний купорос FeSO 4 7H 2 O масою 3,5 г. Визначте масову частку сульфату заліза (II)в отриманому розчині.
Дано: m(H 2 O)=40 г; m(FeSO 4 7H 2 O)=3,5г.
Знайти: ω(FeSO 4) =?
Рішення: знайдемо масу FeSO 4 що міститься у FeSO 4 7H 2 O. Для цього розрахуємо кількість речовини FeSO 4 7H 2 O.
ν(FeSO 4 7H 2 O)=m(FeSO 4 7H 2 O)/М(FeSO 4 7H 2 O)=3,5/278=0,0125моль
З формули залізного купоросу випливає, що ν(FeSO 4)= ν(FeSO 4 7H 2 O)=0,0125 моль. Розрахуємо масу FeSO 4:
m(FeSO 4) = ν(FeSO 4) М(FeSO 4) = 0,0125 152 = 1,91 р.
Враховуючи, що маса розчину складається з маси залізного купоросу (3,5 г) та маси води (40 г), розрахуємо масову частку сульфату заліза у розчині.
ω (FeSO 4) = m (FeSO 4) / m = 1,91 / 43,5 = 0,044 = 4,4%.
Завдання для самостійного вирішення
- На 50 г йодистого метилу гексані подіяли металевим натрієм, при цьому виділилося 1,12 л газу, виміряного за нормальних умов. Визначте масову частку йодистого метилу у розчині. Відповідь: 28,4%.
- Деякий спирт піддали окисленню, утворилася одноосновна карбонова кислота. При спалюванні 13,2 г цієї кислоти отримали вуглекислий газ, для повної нейтралізації якого знадобилося 192 мл розчину КОН з часткою 28%. Щільність розчину КОН дорівнює 1,25 г/мл. Визначте формулу спирту. Відповідь: бутанол.
- Газ, отриманий при взаємодії 9,52 г міді з 50 мл 81% розчину азотної кислоти, щільністю 1,45 г/мл, пропустили через 150 мл 20% розчину NaOH густиною 1,22 г/мл. Визначте масові частки розчинених речовин. Відповідь: 12,5% NaOH; 6,48% NaNO 3; 5,26% NaNO 2 .
- Визначте обсяг газів, що виділилися при вибуху 10 г нітрогліцерину. Відповідь: 7,15 л.
- Зразок органічної речовинимасою 4,3 г спалили у кисні. Продуктами реакції є оксид вуглецю (IV) об'ємом 6,72 л (нормальні умови) і вода масою 6,3 г. Щільність парів вихідної речовини водню дорівнює 43. Визначте формулу речовини. Відповідь: З 6 Н 14 .
Завдання №1
Водень об'ємом 3,36 л пропустили при нагріванні через порошок оксиду міді (II), водень прореагував повністю. В результаті реакції отримали 104 г твердого залишку. Цей залишок розчинили у концентрованій сірчаній кислоті масою 100 г. Визначте масову частку солі в отриманому розчині (процесами гідролізу знехтувати).
Відповідь: 25,4%
Пояснення:
ν(H 2) = V(H 2)/V m = 3,36 л/22,4 л/моль = 0,15 моль,
ν(H 2) = ν(Cu) = 0,15 моль, отже, m(Cu) = 0,15 моль · 64 г/моль = 9,6 г
m(CuO) = m(тв. зуп.) – m(Cu) = 10,4 г – 9,6 г = 0,8 г
ν(CuO) = m(CuO)/M(CuO) = 0,8 г/80 г/моль = 0,01 моль
Відповідно до рівняння (I) ν(Cu) = ν I (CuSO 4), відповідно до рівняння (II) ν(CuO) = ν II (CuSO 4), отже, ν заг. (CuSO 4) = I (CuSO 4) + V II (CuSO 4) = 0,01 моль + 0,15 моль = 0,16 моль.
m заг. (CuSO 4) = ν заг. (CuSO 4) · M(CuSO 4) = 0,16 моль · 160 г/моль = 25,6 г
ν(Cu) = ν(SO 2), отже, ν(SO 2) = 0,15 моль і m(SO 2) = ν(SO 2) · M(SO 2) = 0,15 моль · 64 г/ міль = 9,6 г
m(р-ра) = m(тв. зуп.) + m(р-ра H 2 SO 4) - m(SO 2) = 10,4 г + 100 г - 9,6 г = 100,8 г
ω(CuSO 4) = m(CuSO 4)/m(р-ра) · 100% = 25,6 г/100,8 г · 100% = 25,4%
Завдання №2
Водень об'ємом 3,36 л (н.у.) пропустили при нагріванні над порошком оксиду міді (II) масою 16 г. Залишок, що утворився в результаті цієї реакції, розчинили в 535,5 г 20%-ної азотної кислоти, в результаті чого виділився безбарвний газбуріння на повітрі. Визначте масову частку азотної кислоти в отриманому розчині (процесами гідролізу знехтувати).
У відповіді запишіть рівняння реакцій, які зазначені в умові задачі, та наведіть усі необхідні обчислення (зазначайте одиниці виміру вихідних фізичних величин).
Відповідь: 13,84%
Пояснення:
При пропущенні водню над оксидом міді (II) відновлюється мідь:
CuO + H 2 → Cu + H 2 O (нагрівання) (I)
Твердий залишок, що складається з металевої міді та оксиду міді (II), реагує з розчином азотної кислоти відповідно до рівнянь:
3Cu + 8HNO 3 (20% р-р) → 3Cu(NO 3) 2 + 2NO + 4H 2 O (II)
CuO + 2HNO 3 (20% р-р) → Cu(NO 3) 2 + H 2 O (III)
Обчислимо кількість речовини водню та оксиду міді (II), що брали участь у реакції (I):
ν(H 2 ) = V(H 2 )/V m = 3,36 л/22,4 л/моль = 0,15 моль, ν(CuO) = 16 г/80 г/моль = 0,2 моль
За рівнянням реакції (I) ν(H 2) = ν(CuO), а за умовою завдання кількість речовини водню в нестачі (0,15 моль H 2 і 0,1 моль CuO), тому оксид міді (II) не повністю прореагував .
Розрахунок ведемо за нестачею речовини, отже, ν(Cu) = ν(H 2) = 0,15 моль і ν зуп. (CuO) = 0,2 моль - 0,15 моль = 0,05 моль.
Для розрахунку надалі маси розчину необхідно знати маси міді, що утворилася, і непрореагував оксиду міді (II):
m зуп. (CuO) = ν(CuO) · M(CuO) = 0,05 моль · 80 г/моль = 4 г
Загальна маса твердого залишку дорівнює: m(тв. зуп.) = m(Cu) + m зуп. (CuO) = 9,6 г + 4 г = 13,6 г
Обчисли вихідні масу та кількості речовини азотної кислоти:
m вих. (HNO 3) = m(р-ну HNO 3) · ω(HNO 3) = 535,5 г · 0,2 = 107,1 г
За рівнянням реакції (II) ν II (HNO 3) = 8/3ν(Cu), за рівнянням реакції (III) ν III (HNO 3) = 2ν(CuO), отже ν заг. (HNO 3) = II (HNO 3) + III (HNO 3) = 8/3 · 0,15 моль + 2 · 0,05 мольмо = 0,5 ль.
Загальна маса реакцій (II) і (III), що прореагувала в результаті, дорівнює:
m зуп. (HNO 3) = m вих. (HNO 3) - m заг. (HNO 3) = 107,1 г - 31,5 г = 75,6 г
Для того щоб обчислити масу розчину, необхідно врахувати масу оксиду азоту (II), що виділяється в реакції (II):
ν(NO) = 2/3ν(Cu), отже, ν(NO) = 2/3 · 0,15 моль = 0,1 моль і m(NO) = ν(NO) · M(NO) = 0, 1 моль · 30 г/моль = 3 г
Обчислимо масу розчину, що утворився:
m(р-ра) = m(тв. зуп.) + m(р-ра HNO 3) - m(NO) = 13,6 г + 535,5 г - 3 г = 546,1 г
ω(HNO 3) = m зуп. (HNO 3)/m(р-ра) · 100% = 75,6 г/546,1 г · 100% = 13,84%
Завдання №3
До 20%-ного розчину солі, отриманого при розчиненні у воді 12,5 г мідного купоросу(CuSO 4 · 5H 2 O), додали 5,6 г заліза. Після закінчення реакції розчин прилили 117 г 10%-ного розчину сульфіду натрію. Визначте масову частку сульфіду натрію в кінцевому розчині (процесами гідролізу знехтувати).
У відповіді запишіть рівняння реакцій, які зазначені в умові задачі, та наведіть усі необхідні обчислення (зазначайте одиниці виміру вихідних фізичних величин).
Відповідь: 5,12%
Пояснення:
Fe + CuSO 4 → FeSO 4 + Cu (I)
ν(CuSO 4 · 5H 2 O) = m(CuSO 4 · 5H 2 O)/M(CuSO 4 · 5H 2 O) = 12,5 г/250 г/моль = 0,05 моль
ν вих. (Fe) = m вих. (Fe)/M(Fe) = 5,6 г/56 г/моль = 0,1 моль
За рівнянням реакції (I) ν(Fe) = ν(CuSO 4), а за умовою завдання кількість речовини мідного купоросу в нестачі (0,05 моль CuSO 4 · 5H 2 O та 0,1 моль Fe), тому залізо прореагувало не повністю.
З сульфідом натрію взаємодіє лише сульфат заліза (II):
FeSO 4 + Na 2 S → FeS↓ + Na 2 SO 4 (II)
Розрахунок ведемо за нестачею речовини, отже, ν(CuSO 4 · 5H 2 O) = ν(Cu) = ν(FeSO 4) = 0,05 моль та ν зуп. (Fe) = 0,1 моль - 0,05 моль = 0,05 моль.
Для розрахунку надалі маси кінцевого розчину необхідно знати маси міді, що утворилася, непрореагував заліза (реакція (I)) і вихідного розчину мідного купоросу:
m(Cu) = ν(Cu) · M(Cu) = 0,05 моль · 64 г/моль = 3,2 г
m зуп. (Fe) = ν зуп. (Fe) · M(Fe) = 0,05 моль · 56 г/моль = 2,8 г
ν(CuSO 4 · 5H 2 O) = ν(CuSO 4) = 0,05 моль, отже, m(CuSO 4) = ν(CuSO 4) · M(CuSO 4) = 0,05 моль · 160 г/моль = 8 г
m вих. (р-ра CuSO 4) = m(CuSO 4)/ω(CuSO 4) · 100% = 8 г/20% · 100% = 40 г
З сульфідом натрію взаємодіє лише сульфат заліза (II) (сульфат міді (II) повністю прореагував за реакцією (I)).
m вих. (Na 2 S) = m вих. (Р-ра Na 2 S) · ω (Na 2 S) = 117 г · 0,1 = 11,7 г
ν вих. (Na 2 S) = m вих. (Na 2 S)/M(Na 2 S) = 11,7 г/78 г/моль = 0,15 моль
За рівнянням реакції (II) ν(Na 2 S) = ν(FeSO 4), а за умовою реакції сульфід натрію в надлишку (0,15 моль Na 2 S та 0,05 моль FeSO 4). Розрахунок ведемо з нестачі, тобто. за кількістю речовини сульфату заліза (ІІ)).
Обчислимо масу сульфіду натрію, що не прореагував:
ν зуп. (Na 2 S) = ν вих. (Na 2 S) - реаг. (Na 2 S) = 0,15 моль - 0,05 моль = 0,1 моль
m зуп. (Na 2 S) = ν(Na 2 S) · M(Na 2 S) = 0,1 моль · 78 г/моль = 7,8 г
Для розрахунку маси кінцевого розчину необхідно обчислити масу сульфіду заліза (II), що випав в осад за реакцією (II):
ν(FeSO 4) = ν(FeS) та m(FeS) = ν(FeS) · M(FeS) = 0,05 моль · 88 г/моль = 4,4 г
m(р-ра) = m вих. (Р-ра CuSO 4) + m вих. (Fe) - m зуп. (Fe) - m (Cu) + m вих. (Р-ра Na 2 S) - m (FeS) = 40 г + 5,6 г - 3,2 г - 2,8 г + 117 г - 4,4 г = 152,2 г
ω(Na 2 S) = m(Na 2 S)/m(р-ра) · 100% = 7,8 г/152,2 г · 100% = 5,12%
Завдання №4
До 20% розчину солі, отриманого при розчиненні у воді 37,5 г мідного купоросу (CuSO 4 · 5H 2 O), додали 11,2 г заліза. Після завершення реакції до отриманої суміші додали 100 г 20% розчину сірчаної кислоти. Визначте масову частку солі в розчині, що утворився (процесами гідролізу знехтувати).
У відповіді запишіть рівняння реакцій, які зазначені в умові задачі, та наведіть усі необхідні обчислення (зазначайте одиниці виміру вихідних фізичних величин).
Відповідь: 13,72 %
Пояснення:
При взаємодії сульфату міді (II) із залізом протікає реакція заміщення:
Fe + CuSO 4 → FeSO 4 + Cu (I)
20%-на сірчана кислота реагує із залізом за рівнянням:
Fe + H 2 SO 4 (розб.) → FeSO 4 + H 2 (II)
Обчислимо кількість речовини мідного купоросу та заліза, що вступають у реакцію (I):
ν(CuSO 4 · 5H 2 O) = m(CuSO 4 · 5H 2 O)/M(CuSO 4 · 5H 2 O) = 37,5 г/250 г/моль = 0,15 моль
ν вих. (Fe) = m вих. (Fe)/M(Fe) = 11,2 г/56 г/моль = 0,2 моль
За рівнянням реакції (I) ν(Fe) = ν(CuSO 4), а за умовою завдання кількість речовини мідного купоросу в нестачі (0,15 моль CuSO 4 · 5H 2 O та 0,2 моль Fe), тому залізо прореагувало не повністю.
Розрахунок ведемо за нестачею речовини, отже, ν(CuSO 4 · 5H 2 O) = ν(Cu) = ν(FeSO 4) = 0,15 моль та ν зуп. (Fe) = 0,2 моль - 0,15 моль = 0,05 моль.
m(Cu) = ν(Cu) · M(Cu) = 0,15 моль · 64 г/моль = 9,6 г
ν(CuSO 4 · 5H 2 O) = ν(CuSO 4) = 0,15 моль, отже, m(CuSO 4) = ν(CuSO 4) · M(CuSO 4) = 0,15 моль · 160 г/моль = 24 г
m вих. (р-ра CuSO 4) = m(CuSO 4)/ω(CuSO 4) · 100% = 24 г/20% · 100% = 120 г
Розведена сірчана кислота не реагує з міддю, і з залізом взаємодіє з реакції (II).
Обчислимо масу та кількість речовини сірчаної кислоти:
m вих. (H 2 SO 4) = m вих. (Р-ра H 2 SO 4) · ω(H 2 SO 4) = 100 г · 0,2 = 20 г
ν вих. (H 2 SO 4) = m вих. (H 2 SO 4)/M(H 2 SO 4) = 20 г/98 г/моль ≈ 0,204 моль
Оскільки ν зуп. (Fe) = 0,05 моль, а ν вих. (H 2 SO 4) ≈ 0,204 моль, отже, в нестачі знаходиться залізо і повністю розчиняється сірчаною кислотою.
За рівнянням реакції (II) ν(Fe) = ν(FeSO 4), то загальна кількість речовини сульфату заліза (II) складається з кількостей, що утворюють за реакціями (I) та (II), і дорівнюють:
ν(FeSO 4) = 0,05 моль + 0,15 моль = 0,2 моль;
m(FeSO 4) = ν(FeSO 4) · M(FeSO 4) = 0,2 моль · 152 г/моль = 30,4 г
ν зуп. (Fe) = ν(H 2) = 0,05 моль і m(H 2) = ν(H 2) · M(H 2) = 0,05 моль · 2 г/моль = 0,1 г
Масу отриманого розчину обчислюємо за формулою (масу непрореагував за реакції (I) заліза не враховуємо, оскільки в реакції (II) воно переходить в розчин):
m(р-ра) = m вих. (Р-ра CuSO 4) + m вих. (Fe) - m(Cu) + m вих. (Р-ра H 2 SO 4) - m (H 2) = 120 г + 11,2 г - 9,6 г + 100 г - 0,1 г = 221,5 г
Масова частка сульфату заліза (II) в розчині, що утворилася, дорівнює:
ω(FeSO 4) = m(FeSO 4)/m(р-ра) · 100% = 30,4 г/221,5 г · 100% = 13,72%
Завдання №5
До 20%-ного розчину солі, отриманого при розчиненні у воді 50 г мідного купоросу (CuSO 4 · 5H 2 O), додали 14,4 г магнію. Після завершення реакції до отриманої суміші додали 146 г 25% розчину соляної кислоти. Розрахуйте масову частку хлороводню в розчині, що утворився (процесами гідролізу знехтувати).
У відповіді запишіть рівняння реакцій, які зазначені в умові задачі, та наведіть усі необхідні обчислення (зазначайте одиниці виміру вихідних фізичних величин).
Відповідь: 2,38%
Пояснення:
При взаємодії сульфату міді (II) з магнієм протікає реакція заміщення:
Mg + CuSO 4 → MgSO 4 + Cu(I)
25%-на соляна кислота реагує з магнієм за рівнянням:
Mg + 2HCl → MgCl 2 + H 2 (II)
Обчислимо кількість речовини мідного купоросу та магнію, що вступають у реакцію (I):
За рівнянням реакції (I) ν(Mg) = ν(CuSO 4), а за умовою завдання кількість речовини мідного купоросу в нестачі (0,2 моль CuSO 4 · 5H 2 O та 0,6 моль Mg), тому магній прореагував не повністю.
Розрахунок ведемо за нестачею речовини, отже, ν(CuSO 4 · 5H 2 O) = ν(Cu) = ν реаг. (Mg) = 0,2 моль і ν зуп. (Mg) = 0,6 моль - 0,2 моль = 0,4 моль.
Для розрахунку надалі маси кінцевого розчину необхідно знати масу міді, що утворилася (реакція (I)) і вихідного розчину мідного купоросу:
m вих. (р-ра CuSO 4) = m(CuSO 4)/ω(CuSO 4) · 100% = 32 г/20% · 100% = 160 г
Соляна кислота не реагує з міддю, а взаємодіє з магнієм реакції (II).
Обчислимо масу та кількість речовини соляної кислоти:
m вих. (HCl) = m вих. (Р-ра HCl) · ω (HCl) = 146 г · 0,25 = 36,5 г
Оскільки ν зуп. (Mg) = 0,4 моль, ν вих. (HCl) = 1 моль і ν вих. (HCl) > 2ν зуп. (Mg), то в нестачі знаходиться магній і повністю розчиняється в соляній кислоті.
Обчислимо кількість речовини соляної кислоти, що не прореагувала з магнієм:
ν зуп. (HCl) = ν вих. (HCl) - реаг. (HCl) = 1 моль - 2 · 0,4 моль = 0,2 моль
m зуп. (HCl) = ν зуп. (HCl) · M(HCl) = 0,2 моль · 36,5 г/моль = 7,3 г
Для розрахунку маси кінцевого розчину необхідно обчислити масу водню, що виділяється в результаті реакції (II):
ν зуп. (Mg) = ν(H 2) = 0,4 моль і m(H 2) = ν(H 2) · M(H 2) = 0,4 моль · 2 г/моль = 0,8 г
Масу отриманого розчину обчислюємо за формулою (масу, що не прореагував за реакцією (I) і магнію не враховуємо, оскільки в реакції (II) він переходить у розчин):
m(р-ра) = m вих (р-ра CuSO 4) + m вих. (Mg) - m(Cu) + m вих. (Р-ра HCl) - m (H 2) = 160 г + 14,4 г - 12,8 г + 146 г - 0,8 г = 306,8 г
Масова частка соляної кислоти в розчині, що утворилася, дорівнює:
ω(HCl) = m зуп. (HCl)/m(р-ра) · 100% = 7,3 г/306,8 г · 100% = 2,38%
Завдання №6
До 10%-ного розчину солі, отриманого при розчиненні у воді 25 г мідного купоросу (CuSO 4 · 5H 2 O), додали 19,5 г цинку. Після завершення реакції до отриманої суміші додали 240 г 30% розчину їдкого натру. Визначте масову частку гідроксиду натрію в отриманому розчині (процесами гідролізу знехтувати).
У відповіді запишіть рівняння реакцій, які зазначені в умові задачі, та наведіть усі необхідні обчислення (зазначайте одиниці виміру вихідних фізичних величин).
Відповідь: 9,69%
Пояснення:
Zn + CuSO 4 → ZnSO 4 + Cu (I)
За рівнянням реакції (I) ν(Zn) = ν(CuSO 4), а за умовою завдання кількість речовини мідного купоросу в нестачі (0,1 моль CuSO 4 · 5H 2 O та 0,3 моль Zn), тому цинк прореагував не повністю.
Розрахунок ведемо за нестачею речовини, отже, ν(CuSO 4 · 5H 2 O) = ν(ZnSO 4) = ν(Cu) = ν реаг. (Zn) = 0,1 моль і ν зуп. (Zn) = 0,3 моль - 0,1 моль = 0,2 моль.
Для розрахунку надалі маси кінцевого розчину необхідно знати масу міді, що утворилася (реакція (I)) і вихідного розчину мідного купоросу:
m вих. (Р-ра CuSO 4) = m (CuSO 4) / ω (CuSO 4) · 100% = 16 г/10% · 100% = 160 г
m вих. (NaOH) = m вих. (Р-ра NaOH) · ω(NaOH) = 240 г · 0,3 = 72 г
ν вих. (NaOH) = m вих. (NaOH)/M(NaOH) = 72 г/40 г/моль = 1,8 моль
ν заг. (NaOH) = II (NaOH) + III (NaOH) = 2 · 0,2 моль + 4 · 0,1 моль = 0,8 моль
m реаг. (NaOH) = реаг. (NaOH) · M(NaOH) = 0,8 моль · 40 г/моль = 32 г
m зуп. (NaOH) = m вих. (NaOH) – m реаг. (NaOH) = 72 г - 32 г = 40 г
Для розрахунку маси кінцевого розчину необхідно обчислити масу водню, що виділяється в результаті реакції (II):
ν зуп. (Zn) = ν(H 2) = 0,2 моль і m(H 2) = ν(H 2) · M(H 2) = 0,2 моль · 2 г/моль = 0,4 г
m(р-ра) = m вих. (Р-ра CuSO 4) + m вих. (Zn) - m(Cu) + m вих. (р-ра NaOH) - m(H 2) = 160 г + 19,5 г - 6,4 г + 240 г - 0,4 г = 412,7 г
ω(NaOH) = m зуп. (NaOH)/m(р-ра) · 100% = 40 г/412,7 г · 100% = 9,69%
Завдання №7
У 20% розчин солі, отриманий при розчиненні у воді 25 г п'ятиводного сульфату міді (II), внесли порошок, отриманий при спіканні 2,16 г алюмінію і 6,4 г оксиду заліза (III). Визначте масову частку сульфату міді (II) в отриманому розчині (процесами гідролізу знехтувати).
У відповіді запишіть рівняння реакцій, які зазначені в умові задачі, та наведіть усі необхідні обчислення (зазначайте одиниці виміру вихідних фізичних величин).
Відповідь: 4,03%
Пояснення:
При спіканні алюмінію з оксидом заліза (III) активніший метал витісняє менш активний з його оксиду:
2Al + Fe 2 O 3 → Al 2 O 3 + 2Fe (I)
Обчислимо кількість речовини алюмінію та оксиду заліза (III), що вступають у реакцію (I):
ν вих. (Al) = m вих. (Al)/M(Al) = 2,16 г /27 г/моль = 0,08 моль
ν вих. (Fe 2 O 3) = m вих. (Fe 2 O 3)/M(Fe 2 O 3) = 6,4 г/160 г/моль = 0,04 моль
За рівнянням реакції (I) ν(Al) = 2ν(Fe 2 O 3) = 2ν(Al 2 O 3) і за умовою завдання кількість речовини алюмінію вдвічі більша за кількість речовини оксиду заліза (III), отже, непрореагували речовин у реакції (I) не залишається.
Кількість речовини і маса заліза, що утворили, рівні:
ν(Fe) = 2ν вих. (Fe 2 O 3) = 2 · 0,04 моль = 0,08 моль
m(Fe) = ν(Fe) · M(Fe) = 0,08 моль · 56 г/моль = 4,48 г
Для розрахунку надалі маси кінцевого розчину необхідно знати масу вихідного розчину мідного купоросу:
ν(CuSO 4 · 5H 2 O) = m(CuSO 4 · 5H 2 O)/M(CuSO 4 · 5H 2 O) = 25 г /250 г/моль = 0,1 моль
ν(CuSO 4 · 5H 2 O) = ν(CuSO 4) = 0,1 моль, отже, m(CuSO 4) = ν(CuSO 4) · M(CuSO 4) = 0,1 моль · 160 г/моль = 16 г
m вих. (р-ра CuSO 4) = m(CuSO 4)/ω(CuSO 4) · 100% = 16 г/20% · 100% = 80 г
З розчином мідного купоросу реагує залізо, що утворилося за реакцією (I):
Fe + CuSO 4 → FeSO 4 + Cu (II)
За рівнянням реакції (II) ν(Fe) = ν(CuSO 4), а за умовою завдання кількість речовини заліза (0,1 моль CuSO 4 · 5H 2 O та 0,08 моль Fe), тому залізо прореагувало повністю.
Обчислимо кількість речовини і масу сульфату міді, що не прореагував (II):
ν зуп. (CuSO 4) = ν вих. (CuSO 4) - реаг. (CuSO 4) = 0,1 моль – 0,08 моль = 0,02 моль
m зуп. (CuSO 4) = ν зуп. (CuSO 4) · M(CuSO 4) = 0,02 моль · 160 г/моль = 3,2 г
Для розрахунку маси кінцевого розчину необхідно обчислити масу міді, що утворилася:
ν(Fe) = ν(Cu) = 0,08 моль та m(Cu) = ν(Cu) · M(Cu) = 0,08 моль · 64 г/моль = 5,12 г
Масу отриманого розчину обчислюємо за формулою (залізо, що утворюється по реакції (I), переходить надалі в розчин):
m(р-ра) = m вих. (Р-ра CuSO 4) + m (Fe) - m (Cu) = 80 г + 4,48 г - 5,12 г = 79,36 г
Масова частка сульфату міді (II) в розчині, що утворився:
ω(CuSO 4) = m зуп. (CuSO 4)/m(р-ру) · 100% = 3,2 г/79,36 г · 100% = 4,03%
Завдання №8
У 182,5 г 20% розчин соляної кислоти внесли 18,2 г фосфіду кальцію. Далі до отриманого розчину додали 200,2 г Na 2 CO 3 · 10H 2 O. Визначте масову частку натрію карбонату в отриманому розчині (процесами гідролізу знехтувати).
У відповіді запишіть рівняння реакцій, які зазначені в умові задачі, та наведіть усі необхідні обчислення (зазначайте одиниці виміру вихідних фізичних величин).
Відповідь: 5,97%
Пояснення:
Соляна кислота та фосфід кальцію реагують з утворення хлориду кальцію та виділенням фосфіну:
Ca 3 P 2 + 6HCl → 3CaCl 2 + 2PH 3 (I)
Обчислимо кількість речовини соляної кислоти та фосфіду кальцію, що вступають у реакцію (I):
m вих. (HCl) = m(р-ра HCl) · ω(HCl) = 182,5 г · 0,2 = 36,5 г, звідси
ν вих. (HCl) = m вих. (HCl)/M(HCl) = 36,5 г/36,5 г/моль = 1 моль
ν вих. (Ca 3 P 2) = m вих. (Ca 3 P 2)/M(Ca 3 P 2) = 18,2 г/182 г/моль = 0,1 моль
За рівнянням реакції (I) ν(HCl) = 6ν(Ca 3 P 2) = 2ν(CaCl 2), а за умовою завдання кількість речовини соляної кислоти в 10 разів більша за кількість речовини фосфіду кальцію, отже, непрореагувала залишається соляна кислота.
ν зуп. (HCl) = ν вих. (HCl) - 6ν(Ca 3 P 2) = 1 моль - 6 · 0,1 моль = 0,4 моль
Кількість речовини і маса фосфіну, що утворив, рівні:
ν(PH 3) = 2ν вих. (Ca 3 P 2) = 2 · 0,1 моль = 0,2 моль
m(PH 3) = ν(PH 3) · M(PH 3) = 0,2 моль · 34 г/моль = 6,8 г
Обчислимо кількість гідрату карбонату натрію:
ν вих. (Na 2 CO 3 · 10H 2 O) = m вих. (Na 2 CO 3 · 10H 2 O)/M(Na 2 CO 3 · 10H 2 O) = 200,2 г/286 г/моль = 0,7 моль
У карбонатом натрію взаємодіють і хлорид кальцію, і соляна кислота:
Na 2 CO 3 + CaCl 2 → CaCO 3 ↓ + 2NaCl (II)
Na 2 CO 3 + 2HCl → 2NaCl + CO 2 + H 2 O (III)
Обчислимо загальну кількість речовини карбонату натрію, що взаємодіють із соляною кислотою та хлоридом кальцію:
реаг. (Na 2 CO 3) = ν(CaCl 2) + 1/2ν зуп. (HCl) = 3ν вих. (Ca 3 P 2) + 1/2ν зуп. (HCl) = 3 · 0,1 моль + 1/2 · 0,4 моль = 0,3 моль + 0,2 моль = 0,5 моль
Загальна кількість речовини і маса карбонату натрію, що не прореагував, рівні:
ν зуп. (Na 2 CO 3) = ν вих. (Na 2 CO 3) - реаг. (Na 2 CO 3) = 0,7 моль – 0,5 моль = 0,2 моль
m зуп. (Na 2 CO 3) = ν зуп. (Na 2 CO 3) · M(Na 2 CO 3) = 0,2 моль · 106 г/моль = 21,2 г
Для розрахунку надалі маси кінцевого розчину необхідно знати маси карбонату кальцію, що випадає в осад за реакцією (II) і виділяє за реакцією (III) Вуглекислий газ:
ν(CaCl 2) = ν(CaCO 3) = 3ν вих. (Ca 3 P 2) = 0,3 моль
m(CaCO 3) = ν(CaCO 3) · M(CaCO 3) = 0,3 моль · 100 г/моль = 30 г
ν(CO 2) = 1/2ν зуп. (HCl) = ½ · 0,4 моль = 0,2 моль
Масу отриманого розчину обчислюємо за формулою:
m(р-ра) = m вих. (Р-ра HCl) + m вих. (Ca 3 P 2) - m(PH 3) + m вих. (Na 2 CO 3 · 10H 2 O) - m(CaCO 3) - m(CO 2 ) = 182,5 г + 18,2 г – 6,8 г + 200,2 г – 30 г – 8,8 г = 355,3 г
Масова частка карбонату натрію дорівнює:
ω(Na 2 CO 3) = m зуп. (Na 2 CO 3)/m(р-ра) · 100% = 21,2 г/355,3 г · 100% = 5,97%
Завдання №9
Нітрид натрію масою 8,3 г прореагував з 490 г 20% сірчаної кислоти. Після завершення реакції до отриманого розчину додали 57,2 г кристалічної соди (Na 2 CO 3 · 10H 2 O). Визначте масову частку сірчаної кислоти в отриманому розчині (процесами гідролізу знехтувати).
У відповіді запишіть рівняння реакцій, які зазначені в умові задачі, та наведіть усі необхідні обчислення (зазначайте одиниці виміру вихідних фізичних величин).
Відповідь: 10,76%
Пояснення:
Нітрид натрію та розбавлена сірчана кислота реагують з утворенням двох середніх солей – сульфатом амонію та натрію:
2Na 3 N + 4H 2 SO 4 → 3Na 2 SO 4 + (NH 4) 2 SO 4 (I)
Обчислимо кількість речовини сірчаної кислоти та нітриду натрію, що реагують між собою:
m вих. (H 2 SO 4) = m(р-ра H 2 SO 4) · ω(H 2 SO 4) = 490 г · 0,2 = 98 г, звідси
ν вих. (H 2 SO 4) = m вих. (H 2 SO 4)/M(H 2 SO 4) = 98 г/98 г/моль = 1 моль
ν вих. (Na 3 N) = m вих. (Na 3 N)/M(Na 3 N) = 8,3 г/83 г/моль = 0,1 моль
Обчислимо кількість сірчаної кислоти, що не прореагувала за реакцією (I):
ν зуп. I (H 2 SO 4) = ν вих. (H 2 SO 4) - 2ν вих. (Na 3 N) = 1 моль - 2 · 0,1 моль = 0,8 моль
Обчислимо кількість речовини кристалічної соди:
ν вих. (Na 2 CO 3 · 10H 2 O) = m вих. (Na 2 CO 3 · 10H 2 O)/M(Na 2 CO 3 · 10H 2 O) = 57,2 г/286 г/моль = 0,2 моль
Оскільки за умовою завдання ν зуп. I (H 2 SO 4) = 3ν вих. (Na 2 CO 3 · 10H 2 O), тобто розбавлена сірчана кислота надлишку, отже, між цими речовинами протікає наступна реакція:
H 2 SO 4 + Na 2 CO 3 → Na 2 SO 4 + CO 2 + H 2 O (II)
ν ост.II (H 2 SO 4) = ν ост.I (H 2 SO 4) - ν вих. (Na 2 CO 3 ) = 0,8 моль - 0,2 моль = 0,6 моль
m ост.II (H 2 SO 4) = ν ост.II (H 2 SO 4) · M(H 2 SO 4) = 0,6 моль · 98 г/моль = 58,8 г
ν(CO 2 ) = ν(Na 2 CO 3 ) = 0,2 моль
m(CO 2 ) = ν(CO 2 ) · M(CO 2 ) = 0,2 моль · 44 г/моль = 8,8 г
m(р-ра) = m вих. (Р-ра H 2 SO 4) + m вих. (Na 3 N) + m(Na 2 CO 3 · 10H 2 O) - m(CO 2 ) = 490 г + 8,3 г + 57,2 г - 8,8 г = 546,7 г
Масова частка сірчаної кислоти дорівнює:
ω зуп. II (H 2 SO 4) = m зуп. II (H 2 SO 4)/m(р-ра) · 100% = 58,8 г/546,7 г · 100% = 10,76%
Завдання №10
Нітрид літію масою 3,5 г розчинили в 365 г 10%-ної соляної кислоти. До розчину додали 20 г карбонату кальцію. Визначте масову частку соляної кислоти в отриманому розчині (процесами гідролізу знехтувати).
У відповіді запишіть рівняння реакцій, які зазначені в умові задачі, та наведіть усі необхідні обчислення (зазначайте одиниці виміру вихідних фізичних величин).
Відповідь: 1,92%
Пояснення:
Нітрид літію та соляна кислота реагують з утворенням двох солей – хлоридів літію та амонію:
Li 3 N + 4HCl → 3LiCl + NH 4 Cl (I)
Обчислимо кількість речовини соляної кислоти та нітриду літію, що реагують між собою:
m вих. (HCl) = m(р-ра HCl) · ω(HCl) = 365 г · 0,1 = 36,5 г, звідси
ν вих. (HCl) = m вих. (HCl)/M(HCl) = 36,5 г/36,5 г/моль = 1 моль
ν вих. (Li 3 N) = m вих. (Li 3 N)/M(Li 3 N) = 3,5 г/35 г/моль = 0,1 моль
Обчислимо кількість соляної кислоти, що не прореагувала за реакцією (I):
ν зуп. I (HCl) = ν вих. (HCl) - 4ν вих. (Li 3 N) = 1 моль - 4 · 0,1 моль = 0,6 моль
Обчислимо кількість речовини карбонату кальцію:
ν вих. (CaCO 3) = m вих. (CaCO 3)/M(CaCO 3) = 20 г/100 г/моль = 0,2 моль
Оскільки за умовою завдання ν зуп. I (HCl) = 3ν вих. (CaCO 3), з карбонатом кальцію взаємодіє надлишок соляної кислоти з виділенням вуглекислого газу та утворенням хлориду кальцію:
CaCO 3 + 2HCl → CaCl 2 + CO 2 + H 2 O (II)
ν ост.II (HCl) = ν ост.I (HCl) - ν вих. (CaCO 3) = 0,6 моль - 2 · 0,2 моль = 0,2 моль
m ост.II (HCl) = ν ост.II (HCl) · M (HCl) = 0,2 моль · 36,5 г/моль = 7,3 г
Для розрахунку надалі маси кінцевого розчину необхідно знати маси вуглекислого газу, що виділяє по реакції (II):
ν(CO 2) = ν(CaCO 3) = 0,2 моль
m(CO 2 ) = ν(CO 2 ) · M(CO 2 ) = 0,2 моль · 44 г/моль = 8,8 г
Маса отриманого розчину обчислюємо за такою формулою:
m(р-ра) = m вих. (Р-ра HCl) + m вих. (Li 3 N) + m(CaCO 3) - m(CO 2 ) = 365 г + 3,5 г + 20 г - 8,8 г = 379,7 г
Масова частка соляної кислоти дорівнює:
ω зуп. II (HCl) = m зуп. II (HCl)/m(р-ра) · 100% = 7,3 г/379,7 г · 100% = 1,92%
Завдання №11
Твердий залишок, отриманий при взаємодії 2,24 л водню з 12 г оксиду міді (II), розчинили в 126 г 85% розчину азотної кислоти. Визначте масову частку азотної кислоти в розчині, що утворився (процесами гідролізу знехтувати).
У відповіді запишіть рівняння реакцій, які зазначені в умові задачі, та наведіть усі необхідні обчислення (зазначайте одиниці виміру вихідних фізичних величин).
Відповідь: 59,43%
Пояснення:
При пропущенні водню над оксидом міді (II) відновлюється мідь:
CuO + H 2 → Cu + H 2 O (нагрівання) (I)
Обчислимо кількість речовини водню, що брала участь у відновленні оксиду міді (II):
ν вих. (H 2) = V(H 2)/V m = 2,24 л/22,4 л/моль = 0,1 моль,
ν вих. (CuO) = 12 г/80 г/моль = 0,15 моль
Відповідно до рівняння (I) ν(CuO) = ν(H 2) = ν(Cu), отже, утворюється 0,1 моль міді і залишається ν зуп. (CuO) = ν(тв. зуп.) - ν вих. (H 2) = 0,15 моль - 0,1 моль = 0,05 моль
Обчислимо маси міді, що утворилася, і непрореагував оксиду міді (II):
m зуп. (CuO) = ν зуп. (CuO) · M(CuO) = 0,05 моль · 80 г/моль = 4 г
m(Cu) = ν(Cu) · M(Cu) = 0,1 моль · 64 г/моль = 6,4 г
Твердий залишок, що складається з металевої міді і оксиду міді (II), що не прореагував, реагує з азотною кислотою відповідно до рівнянь:
Cu + 4HNO 3 → Cu(NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O (II)
CuO + 2HNO 3 → Cu(NO 3) 2 + H 2 O (III)
Обчислимо кількість речовини азотної кислоти:
m вих. (HNO 3) = m(р-ну HNO 3) · ω(HNO 3) = 126 г · 0,85 = 107,1 г, звідси
ν вих. (HNO 3) = m вих. (HNO 3)/M(HNO 3) = 107,1 г/63 г/моль = 1,7 моль
Відповідно до рівняння (II) ν II (HNO 3) = 4ν(Cu), відповідно до рівняння (III) ν III (HNO 3) = 2ν зуп. (CuO), отже, заг. (HNO 3) = II (HNO 3) + III (HNO 3) = 4 · 0,1 моль + 2 · 0,05 моль = 0,5 моль.
Обчислимо загальну масу азотної кислоти, що реагує за реакціями (II) та (III):
m заг. (HNO 3) = ν заг. (HNO 3) · M(HNO 3) = 0,5 моль · 63 г/моль = 31,5 г
Обчислимо масу азотної кислоти, що не прореагувала:
m зуп. (HNO 3) = m вих. (HNO 3) - m заг. (HNO 3) = 107,1 г - 31,5 г = 75,6
Для того щоб обчислити масу розчину, необхідно врахувати масу діоксиду азоту, що виділяється в реакції (II):
ν(NO 2) = 2m(Cu), отже, ν(NO 2) = 0,2 моль і m(NO 2) = ν(NO 2) · M(NO 2) = 0,2 моль · 46 г/ моль = 9,2 г
Обчислимо масу розчину, що утворився:
m(р-ра) = m(р-ра HNO 3) + m(Cu) + m(CuO) - m(NO 2) = 126 г + 6,4 г + 4 г - 9,2 г = 127, 2 г
Масова частка азотної кислоти в розчині, що утворилася, дорівнює:
ω(HNO 3) = m зуп. (HNO 3)/m(р-ра) · 100% = 75,6 г/127,2 г · 100% = 59,43%
Завдання №12
До 10%-ного розчину солі, отриманого при розчиненні у воді 28,7 г цинкового купоросу (ZnSO 4 · 7H 2 O), додали 7,2 г магнію. Після завершення реакції до отриманої суміші додали 120 г з 30% розчину їдкого натру. Визначте масову частку гідроксиду натрію в отриманому розчині (процесами гідролізу знехтувати).
У відповіді запишіть рівняння реакцій, які зазначені в умові задачі, та наведіть усі необхідні обчислення (зазначайте одиниці виміру вихідних фізичних величин).
Відповідь: 7,21%
Пояснення:
Mg + ZnSO 4 → MgSO 4 + Zn (I)
ν вих. (ZnSO 4 · 7H 2 O) = ν (ZnSO 4) = m вих. (ZnSO 4 · 7H 2 O)/M(ZnSO 4 · 7H 2 O) = 28,7 г /287 г/моль = 0,1 моль
ν вих. (Mg) = m вих. (Mg)/M(Mg) = 7,2 г/24 г/моль = 0,3 моль
За рівнянням реакції (I) ν вих. (Mg) = ν(ZnSO 4), а за умовою завдання кількість речовини сульфату цинку (0,1 моль ZnSO 4 · 7H 2 O та 0,3 моль Mg), тому магній прореагував не повністю.
Розрахунок ведемо за нестачею речовини, отже, ν вих. (ZnSO 4 · 7H 2 O) = ν(MgSO 4) = ν(Zn) = ν реаг. (Mg) = 0,1 моль і ν зуп. (Mg) = 0,3 моль - 0,1 моль = 0,2 моль.
Для розрахунку надалі маси кінцевого розчину необхідно знати масу магнію, що не прореагував (реакція (I)) і вихідного розчину сульфату цинку:
m зуп. (Mg) = ν зуп. (Mg) · M(Mg) = 0,2 моль · 24 г/моль = 4,8 г
ν вих. (ZnSO 4 · 7H 2 O) = ν вих. (ZnSO 4) = 0,1 моль, отже, m(ZnSO 4) = ν(ZnSO 4) · M(ZnSO 4) = 0,1 моль · 161 г/моль = 16,1 г
m вих. (р-ну ZnSO 4) = m(ZnSO 4)/ω(ZnSO 4) · 100% = 16,1 г/10% · 100% = 161 г
З розчином гідроксиду натрію реагують сульфат магнію і магній, що утворився по реакції (I):
Zn + 2NaOH + 2H 2 O → Na 2 + H 2 (II)
MgSO 4 + 2NaOH → Mg(OH) 2 ↓ + Na 2 SO 4 (III)
Обчислимо масу та кількість речовини гідроксиду натрію:
m вих. (NaOH) = m вих. (р-ра NaOH) · ω(NaOH) = 120 г · 0,3 = 36 г
ν вих. (NaOH) = m вих. (NaOH)/M(NaOH) = 36 г/40 г/моль = 0,9 моль
Відповідно до рівнянь реакції (II) і (III) ν II (NaOH) = 2ν(Zn) і ν III (NaOH) = 2ν(MgSO 4), отже, загальна кількість і маса реагує лугу рівні:
ν заг. (NaOH) = II (NaOH) + III (NaOH) = 2 (Zn) + 2 (MgSO 4) = 2 · 0,1 моль + 2 · 0,1 моль = 0,4 моль
Для розрахунку кінцевого розчину обчислюємо масу гідроксиду магнію:
ν(MgSO 4) = ν(Mg(OH) 2) = 0,1 моль
m(Mg(OH) 2) = ν(Mg(OH) 2) · M(Mg(OH) 2) = 0,1 моль · 58 г/моль = 5,8 г
Обчисли масу лугу, що не прореагував:
m зуп. (NaOH) = m вих. (NaOH) – m реаг. (NaOH) = 36 г - 16 г = 20 г
Для розрахунку маси кінцевого розчину необхідно обчислити масу водню, що виділяється в результаті реакції (II):
ν(Zn) = ν(H 2) = 0,1 моль і m(H 2) = ν(H 2) · M(H 2) = 0,1 моль · 2 г/моль = 0,2 г
Масу отриманого розчину обчислюємо за формулою:
m(р-ра) = m вих. (Р-ра ZnSO 4) + m вих. (Mg) - m зуп. (Mg) + m вих. (р-ра NaOH) - m(Mg(OH) 2) - m(H 2) = 161 г + 7,2 г - 4,8 г + 120 г - 5,8 г - 0,2 г = 277, 4 г
Масова частка лугу в розчині, що утворилася, дорівнює:
ω(NaOH) = m зуп. (NaOH)/m(р-ра) · 100% = 20 г/277,4 г · 100% = 7,21%
Завдання №13
До 20%-ного розчину солі, отриманого при розчиненні у воді 57,4 г кристалогідрату сульфату цинку (ZnSO 4 · 7H 2 O), додали 14,4 г магнію. Після завершення реакції до отриманої суміші додали 292 г 25%-ної соляної кислоти. Визначте масову частку хлороводню в отриманому розчині (процесами гідролізу знехтувати).
У відповіді запишіть рівняння реакцій, які зазначені в умові задачі, та наведіть усі необхідні обчислення (зазначайте одиниці виміру вихідних фізичних величин).
Відповідь: 6,26%
Пояснення:
При взаємодії сульфату цинку з магнієм протікає реакція заміщення:
Mg + ZnSO 4 → MgSO 4 + Zn (I)
Обчислимо кількість речовини сульфату цинку та магнію, що вступають у реакцію (I):
ν вих. (ZnSO 4 · 7H 2 O) = ν (ZnSO 4) = m вих. (ZnSO 4 · 7H 2 O)/M(ZnSO 4 · 7H 2 O) = 57,4 г /287 г/моль = 0,2 моль
ν вих. (Mg) = m вих. (Mg)/M(Mg) = 14,4 г/24 г/моль = 0,6 моль
За рівнянням реакції (I) ν вих. (Mg) = ν(ZnSO 4), а за умовою завдання кількість речовини сульфату цинку (0,2 моль ZnSO 4 · 7H 2 O та 0,6 моль Mg), тому магній прореагував не повністю.
Розрахунок ведемо за нестачею речовини, отже, ν вих. (ZnSO 4 · 7H 2 O) = ν(MgSO 4) = ν(Zn) = ν реаг. (Mg) = 0,2 моль і ν зуп. (Mg) = 0,6 моль - 0,2 моль = 0,4 моль.
ν вих. (ZnSO 4 · 7H 2 O) = ν вих. (ZnSO 4) = 0,2 моль, отже, m(ZnSO 4) = ν(ZnSO 4)
M(ZnSO 4) = 0,2 моль · 161 г/моль = 32,2 г
m вих. (р-ну ZnSO 4) = m(ZnSO 4)/ω(ZnSO 4) · 100% = 32,2 г/20% · 100% = 161 г
Zn + 2HCl → ZnCl 2 + H 2 (II)
Обчислимо масу та кількість речовини хлороводню:
m вих. (HCl) = m вих. (Р-ра HCl) · ω (HCl) = 292 г · 0,25 = 73 г
ν вих. (HCl) = m вих. (HCl)/M(HCl) = 73 г/36,5 г/моль = 2 моль
ν заг. (HCl) = II (HCl) + III (HCl) = 2 (Zn) + 2 (Mg) = 2 · 0,2 моль + 2 · 0,4 моль = 1,2 моль
m реаг. (HCl) = реаг. (HCl) · M(HCl) = 1,2 моль · 36,5 г/моль = 43,8 г
m зуп. (HCl) = m вих. (HCl) - m реаг. (HCl) = 73 г - 43,8 г = 29,2 г
ν(Zn) = ν II (H 2) = 0,2 моль і m II (H 2) = ν II (H 2) · M(H 2) = 0,2 моль · 2 г/моль = 0,4 г
m заг. (H2) = mII (H2) + mIII (H2) = 0,4г + 0,8г = 1,2г
Масу отриманого розчину обчислюємо за формулою:
m(р-ра) = m вих. (Р-ра ZnSO 4) + m вих. (Mg) + m вих. (Р-ра HCl) - m заг. (H 2) = 161 г + 14,4 г + 292 г - 1,2 г = 466,2 г
Масова частка хлороводню в розчині, що утворилася, дорівнює:
ω(HCl) = m зуп. (HCl)/m(р-ра) · 100% = 29,2 г/466,2 г · 100% = 6,26%
Завдання №14
Оксид цинку масою 16,2 г нагріли та пропустили через нього чадний газ об'ємом 1,12 л. Чадний газ прореагував повністю. Твердий залишок, що утворився, розчинили в 60 г 40%-ного розчину їдкого натру. Визначте масову частку гідроксиду натрію в отриманому розчині (процесами гідролізу знехтувати).
У відповіді запишіть рівняння реакцій, які зазначені в умові задачі, та наведіть усі необхідні обчислення (зазначайте одиниці виміру вихідних фізичних величин).
Відповідь: 10,62%
Пояснення:
Zn + 2NaOH + 2H 2 O → Na 2 + H 2 (II)
ZnO + 2NaOH + H 2 O → Na 2 (III)
ν вих. (ZnO) = m вих. (ZnO)/M(ZnO) = 16,2 г /81 г/моль = 0,2 моль
ν вих. (CO) = V вих. (CO)/V m = 1,12 л/22,4 л/моль = 0,05 моль
За рівнянням реакції (I) ν . (ZnO) = ν(CO), а за умовою завдання кількість речовини чадного газуу 4 рази менше кількості речовини оксиду цинку (0,05 моль CO та 0,2 моль ZnO), тому оксид цинку прореагував не повністю.
Розрахунок ведемо за нестачею речовини, отже, ν вих. (ZnO) = 0,2 моль і ν зуп. (ZnO) = 0,2 моль - 0,05 моль = 0,15 моль.
m зуп. (ZnO) = ν зуп. (ZnO) · M(ZnO) = 0,15 моль · 81 г/моль = 12,15 г
m(Zn) = ν(Zn) · M(Zn) = 0,05 моль · 65 г/моль = 3,25 г
Обчислимо масу та кількість речовини гідроксиду натрію:
m вих. (NaOH) = m вих. (Р-ра NaOH) · ω(NaOH) = 60 г · 0,4 = 24 г
ν вих. (NaOH) = m вих. (NaOH)/M(NaOH) = 24 г/40 г/моль = 0,6 моль
Відповідно до рівнянь реакції (II) і (III) II (NaOH) = 2ν (Zn) і III (NaOH) = 2ν зуп. (ZnO), отже, загальна кількість і маса лугу, що реагує, рівні:
ν заг. (NaOH) = II (NaOH) + III (NaOH) = 2ν (Zn) + 2ν зуп. (ZnO) = 2 · 0,05 моль + 2 · 0,15 моль = 0,4 моль
m реаг. (NaOH) = реаг. (NaOH) · M(NaOH) = 0,4 моль · 40 г/моль = 16 г
m зуп. (NaOH) = m вих. (NaOH) – m реаг. (NaOH) = 24 г - 16 г = 8 г
Для розрахунку маси кінцевого розчину необхідно обчислити масу водню, що виділяється в результаті реакції (II):
ν зуп. (Zn) = ν(H 2) = 0,05 моль і m(H 2) = ν(H 2) · M(H 2) = 0,05 моль · 2 г/моль = 0,1 г
Масу отриманого розчину обчислюємо за формулою:
m(р-ра) = m вих. (Р-ра NaOH) + m (Zn) + m зуп. (ZnO) - m(H 2) = 60 г + 12,15 г + 3,25 г - 0,1 г = 75,3 г
Масова частка лугу в розчині, що утворилася, дорівнює:
ω(NaOH) = m зуп. (NaOH)/m(р-ра) · 100% = 8 г/75,3 г · 100% = 10,62%
Завдання №15
До 10%-ного розчину солі, отриманого при розчиненні у воді 37,9 г свинцевого цукру ((CH 3 COO) 2 Pb · 3H 2 O), додали 7,8 г цинку. Після завершення реакції до отриманої суміші додали 156 г 10% розчину сульфіду натрію. Визначте масову частку сульфіду натрію в отриманому розчині (процесами гідролізу знехтувати).
У відповіді запишіть рівняння реакцій, які зазначені в умові задачі, та наведіть усі необхідні обчислення (зазначайте одиниці виміру вихідних фізичних величин).
Відповідь: 1,71%
Пояснення:
При взаємодії сульфату цинку з магнієм протікає реакція заміщення:
ν вих. ((CH 3 COO) 2 Pb · 3H 2 O) = ν вих. ((CH 3 COO) 2 Pb) = m вих. ((CH 3 COO) 2 Pb · 3H 2 O)/M((CH 3 COO) 2 Pb · 3H 2 O) = 37,9 г /379 г/моль = 0,1 моль
ν вих. (Zn) = m вих. (Zn)/M(Zn) = 7,8 г/65 г/моль = 0,12 моль
За рівнянням реакції (I) ν(Zn) = ν((CH 3 COO) 2 Pb), а за умовою завдання кількість речовини ацетату свинцю менша за кількість речовини цинку (0,1 моль (CH 3 COO) 2 Pb · 3H 2 O і 0,12 моль Zn), тому цинк не повністю прореагував.
Розрахунок ведемо за нестачею речовини, отже, ν вих. ((CH 3 COO) 2 Pb · 3H 2 O) = ν((CH 3 COO) 2 Zn) = ν(Pb) = ν реаг. (Zn) = 0,1 моль і ν зуп. (Zn) = 0,12 моль - 0,1 моль = 0,02 моль.
m(Pb) = ν(Pb) · M(Pb) = 0,1 моль · 207 г/моль = 20,7 г
m зуп. (Zn) = ν зуп. (Zn) · M(Zn) = 0,02 моль · 65 г/моль = 1,3 г
ν вих. ((CH 3 COO) 2 Pb · 3H 2 O) = ν вих. ((CH 3 COO) 2 Pb) = 0,1 моль, отже,
m((CH 3 COO) 2 Pb) = ν((CH 3 COO) 2 Pb) · M((CH 3 COO) 2 Pb) = 0,1 моль · 325 г/моль = 32,5 г
m вих. (р-ну CH 3 COO) 2 Pb) = m((CH 3 COO) 2 Pb)/ω((CH 3 COO) 2 Pb) · 100% = 32,5 г/10% · 100% = 325 г
Обчислимо масу та кількість речовини сульфіду натрію:
m вих. (Na 2 S) = m вих. (Р-ра Na 2 S) · ω (Na 2 S) = 156 г · 0,1 = 15,6 г
ν вих. (Na 2 S) = m вих. (Na 2 S)/M(Na 2 S) = 15,6 г/78 г/моль = 0,2 моль
ν зуп. (Na 2 S) = ν вих. (Na 2 S) - реаг. (Na 2 S) = 0,2 моль – 0,1 моль = 0,1 моль
m зуп. (Na 2 S) = реаг. (Na 2 S) · M(Na 2 S) = 0,1 моль · 78 г/моль = 7,8 г
ν((CH 3 COO) 2 Zn) = ν(ZnS) = 0,1 моль і m(ZnS) = ν(ZnS) · M(ZnS) = 0,1 моль · 97 г/моль = 9,7 г
Масу отриманого розчину обчислюємо за формулою:
m(р-ра) = m вих. (Р-ра (CH 3 COO) 2 Pb) + m вих. (Zn) - m зуп. (Zn) - m (Pb) + m вих. (Р-ра Na 2 S) - m (ZnS) = 325 г + 7,8 г - 1,3 г - 20,7 г + 156 г - 9,7 г = 457,1 г
Масова частка сульфіду натрію в розчині дорівнює:
ω(Na 2 S) = m зуп. (Na 2 S)/m(р-ра) · 100% = 7,8 г/457,1 г · 100% = 1,71%
Завдання №16
Оксид цинку масою 32,4 г нагріли та пропустили через нього чадний газ об'ємом 2,24 л. Чадний газ прореагував повністю. Твердий залишок, що утворився, розчинили в 224 г 40%-ного розчину гідроксиду калію. Визначте масову частку гідроксиду калію в отриманому розчині (процесами гідролізу знехтувати).
У відповіді запишіть рівняння реакцій, які зазначені в умові задачі, та наведіть усі необхідні обчислення (зазначайте одиниці виміру вихідних фізичних величин).
Відповідь: 17,6%
Пояснення:
При взаємодії оксиду цинку з чадним газом протікає окисно-відновна реакція:
ZnO + CO → Zn + CO 2 (нагрівання) (I)
З розчином гідроксиду натрію реагують цинк, що утворився, і непрореагував оксид цинку:
ZnO + 2KOH + H 2 O → K 2 (III)
Обчислимо кількість речовини оксиду цинку та чадного газу, що вступають у реакцію (I):
ν вих. (ZnO) = m вих. (ZnO)/M(ZnO) = 32,4 г /81 г/моль = 0,4 моль
ν вих. (CO) = V вих. (CO)/V m = 2,24 л/22,4 л/моль = 0,1 моль
За рівнянням реакції (I) ν . (ZnO) = ν(CO), а за умовою завдання кількість речовини чадного газу в 4 рази менша за кількість речовини оксиду цинку (0,1 моль CO та 0,4 моль ZnO), тому оксид цинку прореагував не повністю.
Розрахунок ведемо за нестачею речовини, отже, ν вих. (ZnO) = 0,4 моль і ν зуп. (ZnO) = 0,4 моль - 0,1 моль = 0,3 моль.
Для розрахунку надалі маси кінцевого розчину необхідно знати маси цинку, що утворився, і оксиду цинку, що не прореагував:
m зуп. (ZnO) = ν зуп. (ZnO) · M(ZnO) = 0,3 моль · 81 г/моль = 24,3 г
m(Zn) = ν(Zn) · M(Zn) = 0,1 моль · 65 г/моль = 6,5 г
Обчислимо масу та кількість речовини гідроксиду натрію:
m вих. (KOH) = m вих. ( р-ну KOH) · ω(KOH) = 224 г · 0,4 = 89,6 г
ν вих. (KOH) = m вих. (KOH)/M(KOH) = 89,6 г/56 г/моль = 1,6 моль
Відповідно до рівнянь реакції (II) і (III) II (KOH) = 2ν (Zn) і III (KOH) = 2ν зуп. (ZnO), отже, загальна кількість і маса лугу, що реагує, рівні:
ν заг. (KOH) = II (KOH) + III (KOH) = 2ν (Zn) + 2ν зуп. (ZnO) = 2 · 0,1 моль + 2 · 0,3 моль = 0,8 моль
m реаг. (KOH) = реаг. (KOH) · M(KOH) = 0,8 моль · 56 г/моль = 44,8 г
Обчислимо масу лугу, що не прореагував:
m зуп. (KOH) = m вих. (KOH) – m реаг. (KOH) = 89,6 г - 44,8 г = 44,8 г
Для розрахунку маси кінцевого розчину необхідно обчислити масу водню, що виділяється в результаті реакції (II):
Масу отриманого розчину обчислюємо за формулою:
m(р-ра) = m вих. (Р-ра KOH) + m (Zn) + m зуп. (ZnO) - m(H 2) = 224 г + 6,5 г + 24,3 г - 0,2 г = 254,6 г
Масова частка лугу в розчині, що утворилася, дорівнює:
ω(KOH) = m зуп. (KOH)/m(р-ра) · 100% = 44,8 г/254,6 г · 100% = 17,6%
Завдання №17
До 10%-ного розчину солі, отриманого при розчиненні у воді 75,8 г свинцевого цукру ((CH 3 COO) 2 Pb · 3H 2 O), додали 15,6 г цинку. Після завершення реакції до отриманої суміші додали 312 г 10% розчину сульфіду натрію. Визначте масову частку сульфіду натрію в отриманому розчині (процесами гідролізу знехтувати).
У відповіді запишіть рівняння реакцій, які зазначені в умові задачі, та наведіть усі необхідні обчислення (зазначайте одиниці виміру вихідних фізичних величин).
Відповідь: 1,71%
Пояснення:
При взаємодії сульфату цинку з магнієм протікає реакція заміщення:
Zn + (CH 3 COO) 2 Pb → (CH 3 COO) 2 Zn + Pb↓ (I)
Обчислимо кількість речовини ацетату свинцю та цинку, що вступають у реакцію (I):
ν вих. ((CH 3 COO) 2 Pb · 3H 2 O) = ν вих. ((CH 3 COO) 2 Pb) = m вих. ((CH 3 COO) 2 Pb · 3H 2 O)/M((CH 3 COO) 2 Pb · 3H 2 O) = 75,8 г /379 г/моль = 0,2 моль
ν вих. (Zn) = m вих. (Zn)/M(Zn) = 15,6 г/65 г/моль = 0,24 моль
За рівнянням реакції (I) ν(Zn) = ν((CH 3 COO) 2 Pb), а за умовою завдання кількість речовини ацетату свинцю менша за кількість речовини цинку (0,2 моль (CH 3 COO) 2 Pb · 3H 2 O і 0,24 моль Zn), тому цинк не повністю прореагував.
Розрахунок ведемо за нестачею речовини, отже, ν вих. ((CH 3 COO) 2 Pb · 3H 2 O) = ν((CH 3 COO) 2 Zn) = ν(Pb) = ν реаг. (Zn) = 0,2 моль і ν зуп. (Zn) = 0,24 моль - 0,2 моль = 0,04 моль.
Для розрахунку надалі маси кінцевого розчину необхідно знати маси свинцю, що утворився, непрореагував цинку і вихідного розчину свинцевого цукру:
m зуп. (Pb) = ν зуп. (Pb) · M(Pb) = 0,2 моль · 207 г/моль = 41,4 г
m зуп. (Zn) = ν зуп. (Zn) · M (Zn) = 0,04 моль · 65 г/моль = 2,6 г
ν вих. ((CH 3 COO) 2 Pb · 3H 2 O) = ν вих. ((CH 3 COO) 2 Pb) = 0,2 моль, отже,
m((CH 3 COO) 2 Pb) = ν((CH 3 COO) 2 Pb) · M((CH 3 COO) 2 Pb) = 0,2 моль · 325 г/моль = 65 г
m вих. (р-ра CH 3 COO) 2 Pb) = m((CH 3 COO) 2 Pb)/ω((CH 3 COO) 2 Pb) · 100% = 65 г/10% · 100% = 650 г
З розчином сульфіду натрію реагує ацетат цинку, що утворився по реакції (I):
(CH 3 COO) 2 Zn + Na 2 S → ZnS↓ + 2CH 3 COONa (II)
Обчислимо масу та кількість речовини сульфіду натрію:
m вих. (Na 2 S) = m вих. (Р-ра Na 2 S) · ω (Na 2 S) = 312 г · 0,1 = 31,2 г
ν вих. (Na 2 S) = m вих. (Na 2 S)/M(Na 2 S) = 31,2 г/78 г/моль = 0,4 моль
Відповідно до рівняння реакції (II) ν((CH 3 COO) 2 Zn) = ν(Na 2 S), отже, кількість речовини непрореагував сульфіду натрію дорівнює:
ν зуп. (Na 2 S) = ν вих. (Na 2 S) - реаг. (Na 2 S) = 0,4 моль - 0,2 моль = 0,2 моль
m зуп. (Na 2 S) = реаг. (Na 2 S) · M(Na 2 S) = 0,2 моль · 78 г/моль = 15,6 г
Для розрахунку маси кінцевого розчину необхідно обчислити масу сульфіду цинку:
ν((CH 3 COO) 2 Zn) = ν(ZnS) = 0,2 моль і m(ZnS) = ν(ZnS) · M(ZnS) = 0,2 моль · 97 г/моль = 19,4 г
Масу отриманого розчину обчислюємо за формулою:
m(р-ра) = m вих. (Р-ра (CH 3 COO) 2 Pb) + m вих. (Zn) - m зуп. (Zn) - m (Pb) + m вих. (Р-ра Na 2 S) - m (ZnS) = 650 г + 15,6 г - 2,6 г - 41,4 г + 312 г - 19,4 г = 914,2 г
Масова частка сульфіду натрію в розчині дорівнює:
ω(Na 2 S) = m зуп. (Na 2 S)/m(р-ра) · 100% = 15,6 г/914,2 г · 100% = 1,71%
Завдання №18
До 10%-ного розчину солі, отриманого при розчиненні у воді 50 г мідного купоросу (CuSO 4 · 5H 2 O), додали 19,5 г цинку. Після завершення реакції до отриманої суміші додали 200 г 30% розчину гідроксиду натрію. Визначте масову частку гідроксиду натрію в отриманому розчині (процесами гідролізу знехтувати).
У відповіді запишіть рівняння реакцій, які зазначені в умові задачі, та наведіть усі необхідні обчислення (зазначайте одиниці виміру вихідних фізичних величин).
Відповідь: 3,8%
Пояснення:
При взаємодії сульфату міді (II) з цинком протікає реакція заміщення:
Zn + CuSO 4 → ZnSO 4 + Cu (I)
Обчислимо кількість речовини мідного купоросу та цинку, що вступають у реакцію (I):
ν(CuSO 4 · 5H 2 O) = m(CuSO 4 · 5H 2 O)/M(CuSO 4 · 5H 2 O) = 50 г /250 г/моль = 0,2 моль
ν(Zn) = m(Zn)/M(Zn) = 19,5 г/65 г/моль = 0,3 моль
За рівнянням реакції (I) ν(Zn) = ν(CuSO 4), а за умовою завдання кількість речовини мідного купоросу в нестачі (0,2 моль CuSO 4 · 5H 2 O та 0,3 моль Zn), тому цинк прореагував не повністю.
Розрахунок ведемо за нестачею речовини, отже, ν(CuSO 4 · 5H 2 O) = ν(ZnSO 4) = ν(Cu) = ν реаг. (Zn) = 0,2 моль і ν зуп. (Zn) = 0,3 моль - 0,2 моль = 0,1 моль.
Для розрахунку надалі маси кінцевого розчину необхідно знати масу міді, що утворилася (реакція (I)) і вихідного розчину мідного купоросу:
m(Cu) = ν(Cu) · M(Cu) = 0,2 моль · 64 г/моль = 12,8 г
ν(CuSO 4 · 5H 2 O) = ν(CuSO 4) = 0,2 моль, отже, m(CuSO 4) = ν(CuSO 4) · M(CuSO 4) = 0,2 моль · 160 г/моль = 32 г
m вих. (р-ра CuSO 4) = m(CuSO 4)/ω(CuSO 4) · 100% = 32 г/10% · 100% = 320 г
З розчином гідроксиду натрію реагують непрореагував повністю в реакції (I) цинк і сульфат цинку з утворенням комплексної солі - тетрагідроксоцінкату натрію:
Zn + 2NaOH + 2H 2 O → Na 2 + H 2 (II)
ZnSO 4 + 4NaOH → Na 2 + Na 2 SO 4 (III)
Обчислимо масу та кількість речовини гідроксиду натрію:
m вих. (NaOH) = m вих. (р-ра NaOH) · ω(NaOH) = 200 г · 0,3 = 60 г
ν вих. (NaOH) = m вих. (NaOH)/M(NaOH) = 60 г/40 г/моль = 1,5 моль
Відповідно до рівнянь реакції (II) і (III) II (NaOH) = 2ν зуп. (Zn) і ν III (NaOH) = 4ν(ZnSO 4), отже, загальна кількість та маса реагуючої лугу рівні:
ν заг. (NaOH) = II (NaOH) + III (NaOH) = 2 · 0,1 моль + 4 · 0,2 моль = 1 моль
m реаг. (NaOH) = реаг. (NaOH) · M(NaOH) = 1 моль · 40 г/моль = 40 г
Обчисли масу лугу, що не прореагував:
m зуп. (NaOH) = m вих. (NaOH) – m реаг. (NaOH) = 60 г – 40 г = 20 г
Для розрахунку маси кінцевого розчину необхідно обчислити масу водню, що виділяється в результаті реакції (II):
ν зуп. (Zn) = ν(H 2) = 0,1 моль і m(H 2) = ν(H 2) · M(H 2) = 0,1 моль · 2 г/моль = 0,2 г
Масу отриманого розчину обчислюємо за формулою (масу цинку, що не прореагував за реакцією (I), не враховуємо, оскільки в реакціях (II) і (III) переходить у розчин):
m(р-ра) = m вих. (Р-ра CuSO 4) + m вих. (Zn) - m(Cu) + m вих. (р-ра NaOH) - m(H 2) = 320 г + 19,5 г - 12,8 г + 200 г - 0,2 г = 526,5 г
Масова частка лугу в розчині, що утворилася, дорівнює:
ω(NaOH) = m зуп. (NaOH)/m(р-ра) · 100% = 20 г/526,5 г · 100% = 3,8%
Завдання №19
В результаті розчинення суміші порошків міді та оксиду міді (II) у концентрованій сірчаній кислоті виділився сірчистий газ об'ємом 8,96 л і утворився розчин масою 400 г з часткою сульфату міді (II) 20%. Обчисліть масову частку оксиду міді (II) у вихідній суміші.
У відповіді запишіть рівняння реакцій, які зазначені в умові задачі, та наведіть усі необхідні обчислення (зазначайте одиниці виміру вихідних фізичних величин).
Відповідь: 23,81%
Пояснення:
При взаємодії міді та оксиду міді (II) з концентрованою сірчаною кислотою протікають наступні реакції:
Cu + 2H 2 SO 4 → CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O (I)
CuO + H 2 SO 4 → CuSO 4 + H 2 O (II)
Обчислимо масу та кількість речовини сульфату міді (II):
m(CuSO 4) = m(CuSO 4) · ω(CuSO 4) = 400 г · 0,2 = 80 г
ν(CuSO 4) = m(CuSO 4)/M(CuSO 4) = 80 г /160 г/моль = 0,5 моль
Обчислимо кількість речовини сірчистого газу:
ν(SO 2) = V(SO 2)/V m = 8,96 л/22,4 л/моль = 0,4 моль
За рівнянням реакції (I) ν(Cu) = ν(SO 2) = ν I (CuSO 4), отже, ν(Cu) = ν I (CuSO 4) = 0,4 моль.
Оскільки ν заг. (CuSO 4) = ν I (CuSO 4) + ν II (CuSO 4), то ν II (CuSO 4) = ν заг. (CuSO 4) - I (CuSO 4) = 0,5 моль – 0,4 моль = 0,1 моль.
За рівнянням реакції (II) ν II (CuSO 4) = ν(CuO), отже ν(CuO) = 0,1 моль.
Обчислимо маси міді та оксиду міді (II):
m(Cu) = M(Cu) ∙ ν(Cu) = 64 г/моль ∙ 0,4 моль = 25,6 г
m(CuO) = M(CuO) ∙ ν(CuO) = 80 г/моль ∙ 0,1 моль = 8 г
Загальна суміш, що складається з міді та оксиду міді (II), дорівнює:
m(суміші) = m(CuO) + m(Cu) = 25,6 г + 8 г = 33,6 г
Обчислимо масову частку оксиду міді (II):
ω(CuO) = m(CuO)/m(суміші) ∙ 100% = 8 г/33,6 г ∙ 100% = 23,81%
Завдання №20
В результаті нагрівання 28,4 г суміші порошків цинку та оксиду цинку на повітрі її маса збільшилася на 4 г. Обчисліть об'єм розчину гідроксиду калію з масовою часткою 40% та щільністю 1,4 г/мл, який буде потрібно для розчинення вихідної суміші.
У відповіді запишіть рівняння реакцій, які зазначені в умові задачі, та наведіть усі необхідні обчислення (зазначайте одиниці виміру вихідних фізичних величин).
Відповідь: 80 мл
Пояснення:
При нагріванні цинку на повітрі цинк окислюється і перетворюється на оксид:
2Zn + O 2 → 2ZnO(I)
Оскільки маса суміші збільшилася, це збільшення відбулося за рахунок маси кисню:
ν(O 2) = m(O 2)/M(O 2) = 4 г /32 г/моль = 0,125 моль, отже, кількість цинку вдвічі більша за кількість речовини та масу кисню, тому
ν(Zn) = 2ν(O 2) = 2 · 0,125 моль = 0,25 моль
m(Zn) = M(Zn) · ν(Zn) = 0,25 моль · 65 г/моль = 16,25 г
Обчислимо масу та кількість речовини оксиду цинку дорівнює:
m(ZnO) = m(суміші) - m(Zn) = 28,4 г - 16,25 г = 12,15 г
ν(ZnO) = m(ZnO)/M(ZnO) = 12,15 г/81 г/моль = 0,15 моль
З гідроксидом калію взаємодіють і цинк, і оксид цинку:
Zn + 2KOH + 2H 2 O → K 2 + H 2 (II)
ZnO + 2KOH + H 2 O → K 2 (III)
За рівняннями реакцій (II) і (III) ν I (KOH) = 2ν(Zn) і ν II (KOH) = 2ν(ZnO), отже, загальна кількість речовини та маса гідроксиду калію рівні:
ν(KOH) = 2ν(Zn) + 2ν(ZnO) = 2 ∙ 0,25 моль + 2 ∙ 0,15 моль = 0,8 моль
m(KOH) = M(KOH) ∙ ν(KOH) = 56 г/моль ∙ 0,8 моль = 44,8 г
Обчислимо масу розчину гідроксиду калію:
m(р-р KOH) = m(KOH)/ω(KOH) ∙ 100% = 44,8 г/40% ∙ 100% = 112 г
Об'єм розчину гідроксиду калію дорівнює:
V(р-р KOH) = m(KOH)/ρ(KOH) = 112 г/1,4 г/моль = 80 мл
Завдання №21
Суміш оксиду магію і карбонату магнію масою 20,5 г нагріли до постійної маси, при цьому маса суміші зменшилася на 5,5 г. Після цього твердий залишок повністю прореагував з розчином сірчаної кислоти з часткою 28% і щільністю 1,2 г/мл . Обчисліть об'єм розчину сірчаної кислоти, необхідний розчинення цього залишку.
У відповіді запишіть рівняння реакцій, які зазначені в умові задачі, та наведіть усі необхідні обчислення (зазначайте одиниці виміру вихідних фізичних величин).
Відповідь: 109,375 мл
Пояснення:
При нагріванні карбонат магнію розкладається до оксиду магнію та вуглекислого газу:
MgCO 3 → MgO + CO 2 (I)
Оксид магнію реагує з розчином сірчаної кислоти за рівнянням:
MgO + H 2 SO 4 → MgSO 4 + H 2 O (II)
Маса суміші оксиду і карбонату магнію зменшилася за рахунок вуглекислого газу, що виділився.
Обчислимо кількість вуглекислого газу, що утворився:
ν(CO 2 ) = m(CO 2 )/M(CO 2 ) = 5,5 г /44 г/моль = 0,125 моль
За рівнянням реакції (I) ν(CO 2 ) = ν I (MgO), отже, ν I (MgO) = 0,125 моль
Обчислимо масу прореагував карбонату магнію:
m(MgCO 3) = ν(MgCO 3) ∙ M(MgCO 3) = 84 г/моль ∙ 0,125 моль = 10,5 г
Обчислимо масу та кількість речовини оксиду магнію у вихідній суміші:
m(MgO) = m(суміші) - m(MgCO 3) = 20,5 г – 10,5 г = 10 г
ν(MgO) = m(MgO)/M(MgO) = 10 г/40 г/моль = 0,25 моль
Загальна кількість оксиду магнію дорівнює:
ν заг. (MgO) = I (MgO) + V (MgO) = 0,25 моль + 0,125 моль = 0,375 моль
За рівнянням реакції (II) заг. (MgO) = ν(H 2 SO 4), отже, ν(H 2 SO 4) = 0,375 моль.
Обчислимо масу сірчаної кислоти:
m(H 2 SO 4) = ν(H 2 SO 4) ∙ M(H 2 SO 4) = 0,375 моль ∙ 98 г/моль = 36,75 г
Обчислимо масу та об'єм розчину сірчаної кислоти:
m(р-ра H 2 SO 4) = m(H 2 SO 4)/ω(H 2 SO 4) ∙ 100% = 36,75 г/28% ∙ 100% = 131,25 г
V(р-ну H 2 SO 4) = m(р-ну H 2 SO 4)/ρ(р-ну H 2 SO 4) = 131,25 г/1,2 г/мл = 109,375 мл
Завдання №22
Водень об'ємом 6,72 л (н.у.) пропустили над нагрітим порошком оксиду міді (II), водень прореагував повністю. В результаті одержали 20,8 г твердого залишку. Цей залишок розчинили у концентрованій сірчаній кислоті масою 200 г. Визначте масову частку солі в отриманому розчині (процесами гідролізу знехтувати).
У відповіді запишіть рівняння реакцій, які зазначені в умові задачі, та наведіть усі необхідні обчислення (зазначайте одиниці виміру вихідних фізичних величин).
Відповідь: 25,4%
Пояснення:
При пропущенні водню над оксидом міді (II) відновлюється мідь:
CuO + H 2 → Cu + H 2 O (нагрівання) (I)
Твердий залишок, що складається з металевої міді і оксиду міді (II), що не прореагував, реагує з концентрованою сірчаною кислотою відповідно до рівнянь:
Cu + 2H 2 SO 4 (конц.) → CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O (II)
CuO + H 2 SO 4 → CuSO 4 + H 2 O (III)
Обчислимо кількість речовини водню, що брала участь у відновленні оксиду міді (II):
ν(H 2) = V(H 2)/V m = 6,72 л/22,4 л/моль = 0,3 моль,
ν(H 2) = ν(Cu) = 0,3 моль, отже, m(Cu) = 0,3 моль · 64 г/моль = 19,2 г
Обчислимо масу CuO, що не прореагував, знаючи масу твердого залишку:
m(CuO) = m(тв. зуп.) – m(Cu) = 20,8 г – 19,2 г = 1,6 г
Обчислимо кількість речовини оксиду міді (II):
ν(CuO) = m(CuO)/M(CuO) = 1,6 г/80 г/моль = 0,02 моль
Відповідно до рівняння (I) ν(Cu) = ν I (CuSO 4), відповідно до рівняння (II) ν(CuO) = ν II (CuSO 4), отже, ν заг. (CuSO 4) = II (CuSO 4) + III (CuSO 4) = 0,3 моль + 0,02 моль = 0,32 моль.
Обчислимо загальну масу сульфату міді (II):
m заг. (CuSO 4) = ν заг. (CuSO 4) · M(CuSO 4) = 0,32 моль · 160 г/моль = 51,2 г
Для того щоб обчислити масу розчину, необхідно врахувати масу діоксиду сірки, що виділяється в реакції (II):
ν(Cu) = ν(SO 2), отже, ν(SO 2) = 0,3 моль і m(SO 2) = ν(SO 2) · M(SO 2) = 0,3 моль · 64 г/ міль = 19,2 г
Обчислимо масу розчину, що утворився:
m(р-ра) = m(тв. зуп.) + m(р-ра H 2 SO 4) - m(SO 2) = 20,8 г + 200 г - 19,2 г = 201,6 г
Масова частка сульфату міді (II) в розчині, що утворилася, дорівнює:
ω(CuSO 4) = m(CuSO 4)/m(р-ра) · 100% = 51,2 г/201,6 г · 100% = 25,4%
Завдання №23
До 10%-ного розчину солі, отриманого при розчиненні у воді 114,8 г кристалогідрату сульфату цинку (ZnSO 4 · 7H 2 O), додали 12 г магнію. Після завершення реакції до отриманої суміші додали 365 г 20%-ної хлороводневої кислоти. Визначте масову частку хлороводню в отриманому розчині (процесами гідролізу знехтувати).
У відповіді запишіть рівняння реакцій, які зазначені в умові задачі, та наведіть усі необхідні обчислення (зазначайте одиниці виміру вихідних фізичних величин).
Відповідь: 3,58%
Пояснення:
При взаємодії сульфату цинку з магнієм протікає реакція заміщення:
Mg + ZnSO 4 → MgSO 4 + Zn (I)
Обчислимо кількість речовини сульфату цинку та магнію, що вступають у реакцію (I):
ν вих. (ZnSO 4 · 7H 2 O) = ν (ZnSO 4) = m вих. (ZnSO 4 · 7H 2 O)/M(ZnSO 4 · 7H 2 O) = 114,8 г /287 г/моль = 0,4 моль
ν вих. (Mg) = m вих. (Mg)/M(Mg) = 12 г/24 г/моль = 0,5 моль
За рівнянням реакції (I) ν вих. (Mg) = ν(ZnSO 4), а за умовою завдання кількість речовини сульфату цинку (0,4 моль ZnSO 4 · 7H 2 O та 0,5 моль Mg), тому магній прореагував не повністю.
Розрахунок ведемо за нестачею речовини, отже, ν вих. (ZnSO 4 · 7H 2 O) = ν(MgSO 4) = ν(Zn) = ν реаг. (Mg) = 0,4 моль і ν зуп. (Mg) = 0,5 моль - 0,4 моль = 0,1 моль.
Для розрахунку надалі маси вихідного розчину сульфату цинку:
ν вих. (ZnSO 4 · 7H 2 O) = ν вих. (ZnSO 4) = 0,4 моль, отже, m(ZnSO 4) = ν(ZnSO 4) · M(ZnSO 4) = 0,4 моль · 161 г/моль = 64,4 г
m вих. (р-ну ZnSO 4) = m(ZnSO 4)/ω(ZnSO 4) · 100% = 64,4 г/10% · 100% = 644 г
З розчином соляної кислоти можуть реагувати магній та цинк:
Zn + 2HCl → ZnCl 2 + H 2 (II)
Mg + 2HCl → MgCl 2 + H 2 (III)
Обчислимо масу хлороводню в розчині:
m вих. (HCl) = m вих. (Р-ра HCl) · ω (HCl) = 365 г · 0,2 = 73 г
Відповідно до рівнянь реакції (II) і (III) ν II (HCl) = 2ν(Zn) і ν III (HCl) = 2ν(Mg), отже, загальна кількість та маса реагуючого хлороводню рівні:
реаг. (HCl) = II (HCl) + III (HCl) = 2 (Zn) + 2 (Mg) = 2 · 0,1 моль + 2 · 0,4 моль = 1 моль
m реаг. (HCl) = реаг. (HCl) · M(HCl) = 1 моль · 36,5 г/моль = 36,5 г
Обчислимо масу соляної кислоти, що не прореагувала:
m зуп. (HCl) = m вих. (HCl) - m реаг. (HCl) = 73 г - 36,5 г = 36,5 г
Для розрахунку маси кінцевого розчину необхідно обчислити масу водню, що виділяється в результаті реакцій (II) і (III):
ν(Zn) = ν II (H 2) = 0,1 моль і m II (H 2) = ν II (H 2) · M(H 2) = 0,1 моль · 2 г/моль = 0,2 г
ν зуп. (Mg) = III (H 2) = 0,4 моль і m III (H 2) = III (H 2) · M (H 2) = 0,4 моль · 2 г/моль = 0,8 г
m заг. (H2) = mII (H2) + mIII (H2) = 0,2г + 0,8г = 1г
Масу отриманого розчину обчислюємо за формулою:
m(р-ра) = m вих. (Р-ра ZnSO 4) + m вих. (Mg) + m вих. (Р-ра HCl) - m заг. (H 2) = 644 г + 12 г + 365 г - 1 г = 1020 г
Масова частка хлороводневої кислоти в розчині, що утворилася, дорівнює:
ω(HCl) = m зуп. (HCl)/m(р-ра) · 100% = 36,5 г/1020 г · 100% = 3,58%
- Вчений-мовознавець Микола Максимович Шанський
- Звірень Р. А. - Електроніка крок за кроком. Звірінь Рудольф Анатолійович «Крок за кроком. Транзистори Електроніка крок за кроком fb2
- Презентація з розвитку мови на тему: «Мовленнєві ігри та вправи для дошкільнят» (за віками) Завантажити презентацію розвиток мови дошкільнят
- «Сніг та сніг» А. Блок. Олександр Блок — Сніг та сніг: Вірш Геть від дому на сніговий простір