|
Зверніть увагу, майже кожна хімічна задача може бути розв'язана кількома способами. Намагайтеся віднаходити різні варіанти розв'язування конкретної задачі, але обирайте той з них, який є найраціональнішим. Зеленим кольором даються пояснення. |
Вправа 166 Чи достатньо взяти 20 г алюмінію для реакції з киснем, щоб добути алюміній оксид масою 25,5 г?
Відомо: m(Al)=20 г, m(Al2O3)=25,5 г
Знайти: чи достатньо алюмінію-?
Розв'язання
І спосіб
Розв'язання
Запишемо рівняння реакції:
х г 25,5 г
4Al + 3О2 = 2Al2О3
96 г 204 г
M(О2)=32 г/моль, маса 3 моль=96 г
M(Al2О3)=102, маса 2 моль=204 г
х=m(О2)=25,5 г•96 г : 204 г=12 г
12 г < 20 г
ІІ спосіб
M(Al)=27 г/моль, M(Al2O3)=102 г/моль
n(Al)=m(Al):M(Al)=20 г:27 г/моль=0,74 моль
n(Al2O3)=m(Al2O3):M(Al2O3)=25,5 г:102 г/моль=0,25 моль
Запишемо рівняння реакції: 4Al + 3O2 = 2Al2O3
За рівнянням реакції v(Al):v(Al2O3)=4:2=2:1
v(Al)=2•V(Al2O3)=2•0,25 моль=0,5 моль
0,5 моль < 0,74 моль
Відповідь: достатньо
Вправа 167 Магній масою 9,6 г спалили в кисні масою 12 г. Яка маса магній оксиду утворилася? Чи залишилася після реакції одна з вихідних речовин? Якщо так, то яка сáме? Обчисліть масу її залишку.
Відомо: m(Mg)=9,6 г, m(O2)=12 г
Знайти: m(MgO)-?, m(залишку)-?
Розв'язання
1. Знаходимо кількість речовини Mg i O2:
M(Mg)=24 г/моль, M(O2)=32 г/моль
n(Mg)=m(Mg):M(Mg)=9,6 г:24 г/моль=0,4 моль
n(О2)=m(O2):M(O2)=12 г:32 г/моль=0,375 моль
2. Запишемо рівняння реакції: 2Mg+O2=2MgO
За рівнянням реакції 2 моль магнію реагує з 1 моль кисню, тому з 0,4 моль магнію прореагує удвічі менший об'єм кисню, тобто 0,2 моль. За умовою задачі є 0,376 моль, отже, кисень взято в надлишку, він реагує не повністю, тому розрахунки будемо проводити за даними Мg.
За рівнянням реакції n(Mg):n(MgO)=2:2=1:1, тому
n(MgO)=n(Mg)=0,4 моль
3. Знаходимо масу MgO:
M(MgO)=40 г/моль
m(MgO)=n(MgO)•M(MgO)=0,4 моль•40 г/моль=16 г
4. Знаходимо масу залишку кисню, що не прореагував:
nзал.(О2)=0,375 моль - 0,2 моль=0,175 моль
mзал.(О2)=nзал.(О2)•M(О2)=0,175 моль•32 г/моль = 5,6 г
Відповідь: 16 г магнію, залишилося 5,6 г кисню
Вправа 168 Яка маса осаду утвориться, якщо до розчину, що містить 0,08 моль ферум (ІІ) хлориду, додати 50 г розчину натрій гідроксиду з масовою часткою лугу 16%?
Відомо: n(FeCl2)=0,08 моль, m(розчину)=50 г, w(NaOH)=16%, або 0,16
Знайти: m(Fe(OH)2)-?
Розв'язання
m(NaOH)=m(розчину)•w(NaOH)=50 г • 0,16=8 г
M(NaOH)=40 г/моль
n(NaOH)=m(NaOH):M(NaOH)=8 г:40 г/моль=0,2 моль
Запишемо рівняння реакції:
FeCl2 + NaOH = Fe(OH)2↓ + 2NaCl
За рівнянням реакції 1 моль солі FeCl2 реагує з 1 моль лугу NaOH, тому з 0,08 моль солі прореагує 0,08 моль лугу. За умовою задачі є 0,2 моль, отже, луг взято в надлишку, він реагує не повністю, тому розрахунки будемо проводити за даними солі.
За рівнянням реакції n(FeCl2):n(Fe(OH)2)=1:1, тому
n(Fe(OH)2)=n(FeCl2)=0,08 моль
M(Fe(OH)2)=90 г/моль
m(Fe(OH)2)=n(Fe(OH)2)•M(Fe(OH)2)=0,08 моль•90 г/моль=7,2 г
Відповідь: 7,2 г осаду
Вправа 169 У результаті реакції деякої маси алюмінію з хлором масою 7,1 г утворилося 8,9 г алюміній хлориду. Чи весь хлор прореагував?
Відомо: m(Cl2)=7,1 г, m(AlCl3)=8,9 г
Знайти: чи весь хлор прореагував-?
Розв'язання
Запишемо рівняння реакції:
х г 8,9 г
2Al + 3Cl2 = 2AlCl3
213 г 267 г
M(Cl2)=71 г/моль, маса 3 моль=213 г
M(AlCl3)=133,5, маса 2 моль=267 г
х=m(Cl2)=8,9 г•213 г : 267 г = 7,1 г
Відповідь: весь
Примітка: оскільки значення кількості речовини не є цілими, а округленими числами, тому аналізувати кількості речовин у цій задачі недоцільно
Вправа 170 Під час нагрівання оксиду NO2 об’ємом 4 л утворився оксид NO об’ємом 2 л і кисень. Обчисліть об’єм кисню. Чи відбулося повне перетворення нітроген (IV) оксиду? Якщо ні, то знайдіть об’єм його залишку.
Відомо: V(NO2)=4 л, V(NO)=2 л
Знайти: V(O2)-?
Розв'язання
n(NO2)=V(NO2):VM=4 л : 22,4 л/моль=0,179 моль
n(NО)=V(NO):VM=2 л : 22,4 л/моль=0,089 моль
Запишемо рівняння реакції:
2NO2 = 2NO + O2↑
За рівнянням реакції з 2 моль NO2 утворюється 2 моль NO, кількості речовин однакові, тому 0,089 моль NO утвориться з 0,089 моль NO2. За умовою задачі є 0,179 моль, отже, NO2 взято в надлишку, він реагує не повністю, тому розрахунки будемо проводити за даними NO.
За рівнянням реакції n(NO):n(O2)=2:1, тому
n(O2)=n(NO):2=0,089 моль:2=0,0445 моль
V(O2)=n(O2)•Vм=0,0445 моль•22,4 л/моль=1 л
Знаходимо об'єм залишку NO2, що не прореагував:
nзал.(NО2)=0,179 моль - 0,089 моль=0,09 моль
Vзал.(NО2)=nзал.(NО2)•VM=0,09 моль•22,4 л/моль=2 л
Відповідь: 1 л кисню, залишилося 2 л NО2
Вправа 171 Після змішування зразка негашеного вапна масою 12,5 г з водою масою 10 г утворився кальцій гідроксид масою 14,8 г. Яка масова частка кальцій оксиду в зразку негашеного вапна?
Відомо: mзразка(СaO)=12,5 г, m(Н2О)=10 г, m(Ca(OH)2)=14,8 г
Знайти: w(CaO)-?
Розв'язання
M(H2O)=18 г/моль, M(Ca(OH)2)=74 г/моль
n(H2O)=m(H2O):M(H2O)=10 г:18 г/моль=0,55 моль
n(Ca(OH)2)=m(Ca(OH)2):M(Ca(OH)2)=14,8 г:74 г/моль=0,2 моль
Запишемо рівняння реакції: CaO + H2O = Ca(OH)2
За рівнянням реакції з 1 моль H2O утворюється 1 моль Ca(OH)2, кількості речовин однакові, тому 0,2 моль Ca(OH)2 утвориться з 0,2 моль H2O. За умовою задачі є 0,55 моль, отже, H2O взято в надлишку, він реагує не повністю, тому розрахунки будемо проводити за даними Ca(OH)2.
За рівнянням реакції n(СaO)=n(Ca(OH)2), тому
n(CaO)=n(Ca(OH)2)=0,2 моль
M(СaO)=56 г/моль
m(CaO)=n(CaO)•M(CaO)=0,2 моль•56 г/моль=11,2 моль
w(CaO)=m(CaO):mзразка(CaO)=11,2 г : 12,5 г = 0,896, або 89,6%
Відповідь: 89,6%
Вправа 172 У результаті реакції амоніаку з киснем за наявності каталізатора об’єм газової суміші збільшився на 100 мл і було виявлено 600 мл кисню, що не прореагував. Обчисліть масові частки газів у вихідній суміші.
Відомо: Vзалишок(O2)=600 мл, об'єм збільшився на 100 мл
Знайти: w(NH3)-?, w(O2)-?,
Розв'язання
1. Запишемо рівняння реакції:
4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O
4 об'єми 5 об'ємів 4 об'єми 6 об'ємів
Маємо сумарно 9 об'ємів до реакції і 10 об'ємів після реакції. Зменшення відбулося на 1 об'єм, який за умовою задачі становить 100 мл
V(NH3)=4•100 мл=400 мл=0,4 л
V(О2)=5•100 мл + Vзалишок(O2)=500 мл+600 мл=1100 мл=1,1 л
2. Обчислюємо маси NH3 i O2
M(NH3)=17 г/моль, M(O2)=32 г/моль
m(NH3)=(V(NH3):VM)•M(NH3)=(0,4 л : 22,4 л) • 17 г/моль=0,304 г
m(O2)=(V(O2):VM)•M(O2)=(1,1 л : 22,4 л)•32 г/моль=1,571 г
3. Обчислюємо масу суміші газів NH3 i O2
m(NH3,O2)=m(NH3)+m(O2)=0,304 г+1,571 г=1,875 г
4. Обчислюємо масову частку кожного з газів NH3 i O2 у суміші
w(NH3)=m(NH3):m(NH3,O2)=0,304 г: 1,875 г=0,162, або 16,2%
w(О2)=100%-w(NH3)=100%-16?2%=83,8%
Відповідь: w(NH3)=16,2%, w(О2)=83,2%
Вправа 173 До літій гідроксиду масою 6 г додали 60 г 10%-го розчину гідроген фториду. В результаті експерименту добуто 5,2 г солі. Який відносний вихід продукту реакції?
Відомо: m(LiOH)=6 г, m(розчину)=60 г, w(HF)=10%, або 0,1, mпракт.(LiF)=5,2 г
Знайти: η-?
Розв'язування
m(HF)=m(розчину)•w(HF)=60 г • 0,1=6 г
M(LiOH)=24 г/моль, M(HF)=20 г/моль
n(LiOH)=m(LiOH):M(LiOH)=6 г:24 г/моль=0,25 моль
n(HF)=m(HF):M(HF)=6 г:20 г/моль=0,3 моль
Записуємо рівняння реакції: LiOH + HF = LiF + H2O
За рівнянням реакції 1 моль LiOH реагує 1 моль HF, кількості речовин однакові, тому 0,25 моль LiOH прореагує з 0,25 моль HF. За умовою задачі є 0,3 моль, отже, HF взято в надлишку, він реагує не повністю, тому розрахунки будемо проводити за даними LiOH.
За рівнянням реакції n(LiOH)=n(LiF), тому
n(LiF)=n(LiOH)=0,25 моль
M(LiF)=26 г/моль
mтеор.(LiF)=n(LiF)•M(LiF)=0,25 моль•26 г/моль=6,5 г
η=mпракт.(LiF):mтеор.(LiF)=5,2 : 6,5=0,8, або 80%
Відповідь: 80%