Вправа 1 Обчисліть масу (г) води, яка утвориться внаслідок вибуху газової суміші, що складається з водню об’ємом 0,56 л (н.у.) і кисню такого самого об’єму (н.у.). Розв'яжіть цю задачу, використавши закон об'ємних відношень газів.
Відомо: V(H2)=0,56 л, V(O2)=0,56 л
Знайти: m(H2O)-?
Розв'язання
Запишемо рівняння реакції:
2Н2 + О2 = 2H2O
За рівнянням реакції V(H2):V(O2)=2:1, тому
V(O2)=V(H2):2=0,56 л:2=0,28 л, а за умовою задачі об'єм кисню 0,56 л, отже, його взято в надлишку, він реагує не повністю, тому розрахунки будемо проводити за даними водню.
n(H2)=V(H2):Vm=0,56 л : 22,4 л/моль=0,025 моль
За рівнянням реакції n(H2):n(H2O)=2:2=1:1, кількості речовини однакові, тому
n(H2O)=n(H2)=0,025 моль
M(H2O)=18 г/моль
m(H2O)=n(H2O)•M(H2O)=0,025 моль•18 г/моль=0,45 г
Відповідь: 0,45 г води
Вправа 2 Більшість учнівства одинадцятого класу сумлінно розв'язувала задачі на обчислення маси (об'єму, кількості) продукту реакції за масами (об'ємом, кількістю речовини) реагентів, один з яких узято в надлишку. Проте кілька юнаків і юнок зауважили: «Навіщо марнувати стільки часу на виконання домашнього завдання, адже є комп'ютерна програма, за допомогою якої відповіді можна одержати майже миттєво?». їхні опоненти й опонентки не знайшли, що відповісти. Допоможіть їм переконати однокласників і однокласниць управлятися в розв'язуванні задач цього типу. Задачі на співвідношення речовин у надлишку (чи нестачі) можуть знадобитися у майбутньому, наприклад, фармацевтам, кондитерам, кухарям тощо.
Вправа 3 Обчисліть:
а) об'єм (л) гідроген хлориду, який утвориться внаслідок реакції, для проведення якої взято водень об'ємом 1,2 л і хлор об'ємом 2,4 л (об'єми всіх газів виміряно за однакових умов);
Відомо: V(H2)=1,2 л, V(Cl2)=2,4 л
Знайти: V(HCl)-?
Розв'язання
Запишемо рівняння реакції:
Н2 + Cl2 = 2HCl
За рівнянням реакції V(H2):V(Cl2)=1:1, об'ємні співвідношення однакові, тому
V(Cl2)=V(H2)=1,2 л, а за умовою задачі об'єм хлору 2,4 л, отже, його взято в надлишку, він реагує не повністю, тому розрахунки будемо проводити за даними водню.
За рівнянням реакції V(H2):V(HCl)=1:2, тому
V(HCl)=2•V(H2)=2•1,2 л=2,4 л
Відповідь: 2,4 л гідроген хлориду
б) масу (г) осаду, який утвориться внаслідок змішування водних розчинів, один з яких містить аргентум (І) нітрат масою 17 г, а другий - натрій хлорид кількістю 0,2 моль;
Відомо: m(AgNO3)=17 г, n(NaCl)=0,2 моль
Знайти: m(AgCl)-?
Розв'язання
1. Знаходимо кількість речовини AgNO3.
M(AgNO3)=170 г/моль
n(AgNO3)=m(AgNO3):M(AgNO3)=17 г : 170 г/моль=0,1 моль
2. Запишемо рівняння реакції: AgNO3 + NaCl = NaNO3 + AgCl↓
За рівнянням реакції n(AgNO3):n(NaCl)=1:1, кількості речовини однакові, тому
n(NaCl)=n(AgNO3)=0,1 моль, а за умовою задачі кількість речовини натрій хлориду 0,2 моль, отже, його взято в надлишку, він реагує не повністю, тому розрахунки будемо проводити за даними аргентум (I) нітрату.
За рівнянням реакції n(AgNO3):n(AgCl)=1:1, кількості речовини однакові,
тому n(AgCl)=n(AgNO3)=0,1 моль
3. Знаходимо масу AgCl кількістю речовини 0,1 моль.
M(AgCl)=143,5 г/моль
m(AgCl)=n(AgCl)•M(AgCl)=0,1 моль•143,5 г/моль=14,35 г
Відповідь: 14,35 г аргентум (I) хлориду
в) масу (г) натрій хлориду, для добування якого взято натрій масою 0,46 г і хлор об'ємом (н.у.) 1,12 л;
Відомо: m(Na)=0,46 г, V(Cl2)=1,12 л
Знайти: m(NaCl)-?
Розв'язання
1. Знаходимо кількість речовини Na i Cl2.
M(Na)=23 г/моль
n(Na)=m(Na):M(Na)=0,46 г : 23 г/моль=0,02 моль
n(Cl2)=V(Cl2):Vm=1,12 л : 22,4 л/моль=0,05 моль
2. Запишемо рівняння реакції: 2Na + Cl2 = 2NaCl
За рівнянням реакції n(Na):n(Cl2)=2:1, тому
n(Сl2)=n(Na):2=0,02 моль:2=0,01 моль, а за умовою задачі кількість речовини хлору 0,05 моль, отже, його взято в надлишку, він реагує не повністю, тому розрахунки будемо проводити за даними натрію.
За рівнянням реакції n(Na):n(NaCl)=2:2, кількості речовини однакові, тому
n(NaCl)=n(Na)=0,02 моль
3. Знаходимо масу NaCl кількістю речовини 0,02 моль.
M(NaCl)=58,5 г/моль
m(NaCl)=n(NaCl)•M(NaCl)=0,02 моль•58,5 г/моль=1,17 г
Відповідь: 1,17 г натрій хлориду
г) масу (г) осаду, який утвориться внаслідок змішування водного розчину масою 800 г з масовою часткою натрій сульфату 0,142 з водним розчином масою 400 г з масовою часткою барій нітрату 26,1%
Відомо: m1(р-ну)=800 г, w(Na2SO4)=0,142, m2(р-ну)=400 г,
w(Ba(NO3)2)= 26,1%
Знайти: m(BaSO4)-?
Розв'язання
1. Знаходимо маси розчинених речовин в розчинах.
m(Na2SO4)=m1(р-ну)•w(Na2SO4)=800 г•0,142=113,6 г
m(Ba(NO3)2)=m2(р-ну)•w(Ba(NO3)2):100%=400 г•26,1%:100%=104,4 г
2. Знаходимо кількість речовини Na2SO4 i Ba(NO3)2.
M(Na2SO4)=142 г/моль, M(Ba(NO3)2)=261 г/моль
n(Na2SO4)=m(Na2SO4):M(Na2SO4)=113,6 г:142 г/моль=0,8 моль
n(Ba(NO3)2)=m(Ba(NO3)2):M(Ba(NO3)2)=104,4 г:261 г/моль=0,4 моль
3. Запишемо рівняння реакції:
Ba(NO3)2 + Na2SO4 = 2NaNO3 + BaSO4↓
За рівнянням реакції n(Ba(NO3)2):n(Na2SO4)=1:1, кількості речовини однакові,
тому n(Na2SO4)=n(Ba(NO3)2)=0,4 моль, а за умовою задачі кількість речовини натрій сульфату 0,8 моль, отже, його взято в надлишку, він реагує не повністю, тому розрахунки будемо проводити за даними барій нітрату.
За рівнянням реакції n(Ba(NO3)2):n(BaSO4)=1:1, кількості речовини однакові,
тому n(BaSO4)=n(Ba(NO3)2)=0,4 моль
M(BaSO4)=233 г/моль
m(BaSO4)=n(BaSO4)•M(BaSO4)=0,4 моль•233 г/моль=93,2 г
Відповідь: 93,2 г осаду барій сульфату