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 1 Купрум (ІІ) оксид масою 32 г прореагував з розчином нітратної кислоти, що містив кислоту масою 31,5 г. Обчисліть масу утвореного купрум (ІІ) нітрату.
Відомо: m(CuO)=32 г, m(HNO3)=31,5 г
Знайти: m(Cu(NO3)2)-?
Розв'язування
І спосіб
Записуємо рівняння реакції:
х г 31,5 г у г
CuO + 2HNO3 = Cu(NO3)2 + H2O
80 г 126 г 188 г
M(CuO)=80 г/моль, маса 1 моль=80 г
M(HNO3)=63 г/моль, маса 1 моль=63 г, а маса 2 моль=126 г
M(Cu(NO3)2)=188 г/моль, маса 1 моль=188 г
x=m(СuO)=31,5 г • 80 г : 126 г=20 г
Для повної взаємодії 31,5 г HNO3 треба взяти CuO масою 20 г, а за умовою задачі його маса становить 32 г, отже, купрум (II) оксид — у надлишку, тому розрахунок здійснюємо за масою нітратної кислоти.
у=m(Cu(NO3)2)=31,5 г • 188 г : 126 г=47 г
ІІ спосіб
M(CuO)=80 г/моль, M(HNO3)=63 г/моль
v(СuO)=m(CuO):M(CuO)=32 г : 80 г/моль=0,4 моль
v(HNO3)=m(HNO3):M(HNO3)=31,5 г : 63 г/моль=0,5 моль
Записуємо рівняння реакції: CuO + 2HNO3 = Cu(NO3)2 + H2O
За рівнянням реакції 1 моль CuO реагує з 2 моль HNO3 з утворенням 1 моль Cu(NO3)2. Отже, з 0,4 моль CuO реагує удвічі більша кількість речовини HNO3, тобто 0,8 моль, але кількість речовини кислоти становить 0,5 моль, отже, оксид взято в надлишку, тому розрахунок здійснюємо за даними нітратної кислоти.
v(Cu(NO3)2)=v(HNO3):2=0,5 моль:2=0,25 моль
M(Cu(NO3)2)=188 г/моль
m(Cu(NO3)2)=v(Cu(NO3)2)•M(Cu(NO3)2)=0,25 моль•188 г/моль=47 г
Відповідь: 47 г Cu(NO3)2
Вправа 2 На залізо масою 12 г подіяли хлоридною кислотою, що містить HCl масою 21,9 г. Обчисліть об’єм виділеного газу (н.у.). Назвіть газ.
Відомо: m(Fe)=12 г, m(HCl)=21,9 г
Знайти: V(H2)-?
Розв'язування
І спосіб
Записуємо рівняння реакції:
12 г x г у г
Fe + 2HCl = FeCl2 + H2↑
56 г 73 г 22,4 л
M(Fe)=56 г/моль, маса 1 моль=56 г
M(HCl)=36,5 г/моль, маса 1 моль=36,5 г, а маса 2 моль=73 г
За н.у. 1 моль газу займає об'єм 22,4 л
x=m(HCl)=12 г • 73 г : 56 г=15,6 г
Для повної взаємодії 12 г Fe треба взяти HCl масою 15,6 г, а за умовою задачі її маса становить 21,9 г, отже, кислота — у надлишку, тому розрахунок здійснюємо за масою заліза.
у=V(H2)=12 г • 22,4 л/моль : 56 г=4,8 л
ІІ спосіб
M(Fe)=56 г/моль, M(HCl)=35,5 г/моль
v(Fe)=m(Fe):M(Fe)=12 г : 56 г/моль=0,22 моль
v(HCl)=m(HCl):M(HCl)=21,9 г : 36,5 г/моль=0,6 моль
Записуємо рівняння реакції: Fe + 2HCl = FeCl2 + H2↑
За рівнянням реакції 1 моль Fe реагує з 2 моль HCl з утворенням 1 моль FeCl2. Отже, з 0,2 моль Fe реагує удвічі більша кількість речовини HCl, тобто 0,4 моль, але кількість речовини кислоти становить 0,6 моль, отже, кислота взята в надлишку, тому розрахунок здійснюємо за даними заліза.
v(H2)=v(Fe)=0,2 моль
V(H2)=v(H2)•VM=0,21 моль•22,4 л/моль=4,8 л
Відповідь: 4,8 л водню
Вправа 3 Натрій карбонат масою 74,2 г прореагував з нітратною кислотою масою 94,5 г. Обчисліть масу натрій нітрату й об’єм газу (н.у.), що утворилися.
Відомо: m(Na2CO3)=74,2 г, m(HNO3)=94,5 г
Знайти: m(NaNO3)-?, V(CO2)-?
Розв'язування
І спосіб
Записуємо рівняння реакції:
74,2 г x г у г z л
Na2CO3 + 2HNO3 = 2NaNO3 + H2O + CO2↑
106 г 126 г 170 г 22,4 л
M(Na2CO3)=106 г/моль, маса 1 моль=106 г
M(HNO3)=63 г/моль, маса 1 моль=63 г, а маса 2 моль=126 г
M(NaNO3)=85 г/моль, маса 1 моль=85 г, а маса 2 моль=170 г
За н.у. 1 моль газу займає 22,4 л
x=m(HNO3)=74,2 г • 126 г : 106 г=88,2 г
Для повної взаємодії 74,2 г Na2CO3 треба взяти HNO3 масою 88,2 г, а за умовою задачі її маса становить 94,5 г, отже, кислота — у надлишку, тому розрахунок здійснюємо за масою cолі.
у=m(Na2CO3)=74,2 г • 170 г : 106 г=119 г
z=V(CO2)=74,2 г • 22,4 л : 106 г=15,68 л
ІІ спосіб
M(Na2CO3)=106 г/моль, M(HNO3)=63 г/моль
v(Na2CO3)=m(Na2CO3):M(Na2CO3)=74,2 г : 106 г/моль=0,7 моль
v(HNO3)=m(HNO3):M(HNO3)=94,5 г : 63 г/моль=1,5 моль
Записуємо рівняння реакції: Na2CO3+2HNO3=2NaNO3+H2O+CO2↑
За рівнянням реакції 1 моль Na2CO3 реагує з 2 моль HNO3 з утворенням 2 моль NaNO3 і виділенням 1 моль CO2. Отже, з 0,7 моль Na2CO3 реагує удвічі більша кількість речовини HNO3, тобто 0,14 моль, але кількість речовини кислоти становить 1,5 моль, отже, кислота взята в надлишку, тому розрахунок здійснюємо за даними натрій карбонату.
v(NaNO3)=2•v(Na2CO3)=2•0,7 моль=1,4 моль
M(NaNO3)=85 г/моль
m(NaNO3)=v(NaNO3)•M(NaNO3)=1,4 моль•85 г/моль=119 г
v(CO2)=v(Na2CO3)=0,7 моль
V(СО2)=v(СО2)•VM=0,7 моль•22,4 л/моль=15,68 л
Відповідь: 119 г NaNO3 i 15,68 л CO2
Вправа 4 Срібло масою 2,16 г прореагувало з концентрованою сульфатною кислотою масою 22 г. Обчисліть масу та кількість речовини аргентум (І) сульфату й об’єм виділеного газу (н.у.). Назвіть газ.
Відомо: m(Ag)=2,16 г, m(H2SO4)=22 г
Знайти: m(Ag2SO4)-?, v(Ag2SO4)-?, V(SO2)-?
Розв'язування
І спосіб
Записуємо рівняння реакції:
2,16 г x г у г z л
2Ag + 2H2SO4 = Ag2SO4 + SO2↑ + 2H2O
216 г 196 г 312 г 22,4 л
M(Ag)=108 г/моль, маса 1 моль=108 г, а маса 2 моль=216 г
M(H2SO4)=98 г/моль, маса 1 моль=98 г, а маса 2 моль=196 г
M(Ag2SO4)=312 г/моль, маса 1 моль=312 г
За н.у. 1 моль газу займає 22,4 л
x=m(H2SO4)=2,16 г • 196 г : 216 г=0,98 г
Для повної взаємодії 2,16 г Ag треба взяти H2SO4 масою 0,98 г, а за умовою задачі її маса становить 22 г, отже, кислота — у надлишку, тому розрахунок здійснюємо за масою cрібла.
у=m(Ag2SO4)=2,16 г • 312 г : 216 г=3,12 г
v(Ag2SO4)=m(Ag2SO4):M(Ag2SO4)=3,12 г • 312 г/моль=0,01 моль
z=V(SO2)=2,16 г • 22,4 л : 218 г=0,224 л
ІІ спосіб
M(Ag)=108 г/моль, M(H2SO4)=98 г/моль
v(Ag)=m(Ag):M(Ag)=2,16 г : 108 г/моль=0,02 моль
v(H2SO4)=m(H2SO4):M(H2SO4)=22 г : 98 г/моль=0,22 моль
Записуємо рівняння реакції: 2Ag + 2H2SO4 = Ag2SO4 + SO2↑ + 2H2O
За рівнянням реакції 2 моль Ag реагує з 2 моль H2SO4 з утворенням 1 моль Ag2SO4 і виділенням 1 моль SO2. Отже, з 0,02 моль Ag прореагує однакова кількість речовини H2SO4, тобто 0,02 моль, але кількість речовини кислоти становить 0,22 моль, отже, кислота взята в надлишку, тому розрахунок здійснюємо за даними cрібла.
v(Ag2SO4)=v(SO2)=v(Ag):2=0,02 моль:2=0,01 моль
M(Ag2SO4)=312 г/моль
m(Ag2SO4)=v(Ag2SO4)•M(Ag2SO4)=0,01 моль•312 г/моль=3,12 г
V(SО2)=v(SО2)•VM=0,01 моль•22,4 л/моль=0,224 л
Відповідь: 3,12 г і 0,01 моль Ag2SO4, 0,224 л SO2, сульфур (IV) оксид
Вправа 5 Калій сульфід масою 44 г прореагував із сульфатною кислотою масою 40 г. Обчисліть масу та кількість речовини утвореної солі й газу. Назвіть продукти реакції.
Відомо: m(K2S)=44 г, m(H2SO4)=40 г
Знайти: m(K2SO4)-?, v(K2SO4)-?, v(H2S)-?
Розв'язування
І спосіб
Записуємо рівняння реакції:
44 г x г у г z моль
K2S + H2SO4 = K2SO4 + H2S↑
110 г 98 г 174 г 1 моль
M(K2S)=110 г/моль, маса 1 моль=110 г
M(H2SO4)=98 г/моль, маса 1 моль=98 г
M(K2SO4)=174 г/моль, маса 1 моль=174 г
x=m(H2SO4)=44 г • 98 г : 110 г=39,2 г
Для повної взаємодії 44 г K2S треба взяти H2SO4 масою 39,2 г, а за умовою задачі її маса становить 40 г, отже, кислота — у надлишку, тому розрахунок здійснюємо за масою калій сульфіду.
у=m(K2SO4)=44 г • 174 г : 110 г=69,6 г
v(K2SO4)=m(K2SO4):M(K2SO4)=69,6 г • 174 г/мольг=0,4 моль
z=V(H2S)=44 г • 1 моль : 110 г=0,4 моль
ІІ спосіб
M(K2S)=110 г/моль, M(H2SO4)=98 г/моль
v(K2S)=m(K2S):M(K2S)=44 г : 110 г/моль=0,4 моль
v(H2SO4)=m(H2SO4):M(H2SO4)=40 г : 98 г/моль=0,408 моль
Записуємо рівняння реакції: K2S + H2SO4 = K2SO4 + H2S↑
За рівнянням реакції 1 моль K2S реагує з 1 моль H2SO4 з утворенням 1 моль K2SO4 і виділенням 1 моль H2S. Отже, з 0,4 моль K2S прореагує однакова кількість речовини H2SO4, тобто 0,4 моль, але кількість речовини кислоти становить 0,408 моль, отже, кислота взята в надлишку, тому розрахунок здійснюємо за даними калій сульфіду.
v(K2SO4)=v(H2S)=v(K2S)=0,4 моль
M(K2SO4)=174 г/моль
m(K2SO4)=v(K2SO4)•M(K2SO4)=0,4 моль•174 г/моль=69,6 г
Відповідь: 69,6 г і 0,4 моль K2SO4, 0,4 л H2S, гідроген сульфід
Вправа 6 Магній масою 15 г прореагував з розведеною нітратною кислотою, що містила кислоту масою 63 г. У цій реакції Нітроген відновився до ступеня окиснення +1. Обчисліть масу та кількість речовини утвореної солі й газу. Назвіть газ.
Відомо: m(Mg)=15 г, m(HNO3)=63 г
Знайти: m(Mg(NO3)2)-?, v(Mg(NO3)2)-?, v(N2O)-?
Розв'язування
І спосіб
Записуємо рівняння реакції:
x г 63 г у г z моль
4Mg + 10HNO3 = 4Mg(NO3)2 + N2O↑ + 5H2O
96 г 630 г 592 г 1 моль
M(Mg)=24 г/моль, маса 1 моль=24 г, а маса 4 моль=96 г
M(HNO3)=63 г/моль, маса 1 моль=63 г, а маса 630 г
M(Mg(NO3)2)=148 г/моль, маса 1 моль=148 г, а маса 4 моль=592 г
x=m(HNO3)=63 г • 96 г : 630 г=9,6 г
Для повної взаємодії 63 г HNO3 треба взяти Mg масою 9,6 г, а за умовою задачі його маса становить 15 г, отже, магній — у надлишку, тому розрахунок здійснюємо за масою нітратної кислоти.
у=m(Mg(NO3)2)=63 г • 592 г : 630 г=59,2 г
v(Mg(NO3)2)=m(Mg(NO3)2):M(Mg(NO3)2)=59,2 г • 148 г/мольг=0,4 моль
z=v(N2O)=63 г • 1 моль : 630 г=0,1 моль
ІІ спосіб
M(Mg)=24 г/моль, M(HNO3)=63 г/моль
v(Mg)=m(Mg):M(Mg)=15 г : 24 г/моль=0,625 моль
v(HNO3)=m(HNO3):M(HNO3)=63 г : 63 г/моль=1 моль
Записуємо рівняння реакції:
4Mg + 10HNO3 = 4Mg(NO3)2 + N2O↑ + 5H2O
За рівнянням реакції 4 моль Mg реагує з 10 моль HNO3 з утворенням 4 моль Mg(NO3)2 і виділенням 1 моль NO2. Отже, з 1 моль Mg реагує 2,5 моль кислоти, тому з 0,625 моль прореагує у 2,5 разів більша кількість речовини HNO3, тобто 1,5625 моль, але кількість речовини кислоти становить 1 моль, отже, магній взятий в надлишку, тому розрахунок здійснюємо за даними нітратної кислоти.
v(Mg(NO3)2)=4•v(HNO3):10=4•1 моль:10=0,4 моль
v(N2O)=v(HNO3):10=1 моль:10=0,1 моль
M(Mg(NO3)2)=148 г/моль
m(Mg(NO3)2)=v(Mg(NO3)2)•M(Mg(NO3)2)=0,4 моль•148 г/моль=59,2 г
Відповідь: 59,2 г і 0,4 моль Mg(NO3)2, 0,1 моль N2O, Нітроген (I) оксид