Інші завдання дивись тут...

Контрольні запитання

1. Яку інформацію містить ряд активності металів Бекетова? Інформацію про різну активність металів у хімічних взаємодіях, а отже, відбувається реакція чи ні. За яким принципом у ньому розташовані метали? За зменшенням їх хімічної активності у водних розчинах.

 

2. Які метали витісняють водень з кислот? Ті, що стоять у ряді активності металів ліворуч від водню Н2. Наведіть приклади. Магній, цинк, ферум.

 

3. Які метали взаємодіють з водою? Ті, що стоять у ряді активності металів ліворуч від водню Н2. Які з них взаємодіють за звичайних умов, а які — за високої температури? Метали, що розташовані в ряду активності ліворуч від магнію, взаємодіють з водою за звичайних умов, а ті, що розташовані від магню до водню - за високої температури. 

 

4. За яким принципом необхідно відбирати метали для витискування інших металів з розчинів солей? Необхідно брати метали, що в ряду активності металів, розташовані лівіше від металів з розчинів солей. Тобто, брати більш активніші метали (окрім натрію і калію, бо вони настільки активні, що взаємодіють не з розчиненою сіллю, а з водою, у якій ця сіль розчинена), щоб витіснити менш активніші метали з розчинів солей.  За яким принципом необхідно відбирати метали для витискування інших металів з розплавів оксидів? Необхідно брати метали, що в ряду активності металів, розташовані лівіше від металів з розплавів оксидів. Тобто, брати більш активніші метали (навіть натрій і калій, бо у розплавлених оксидах води немає), щоб витіснити менш активніші метали з розплавів оксидів. 

 

 

Завдання для засвоєння матеріалу

Вправа 1. За яких умов кислоти реагують (відповідь підтвердьте рівняннями реакцій):

а) з металами; Що стоять в ряду активності металів до водню Н2:

Mg + HCl = MgCl2 + H2

Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2 

б) основами; Реакція нейтралізації:

HCl + NaOH= NaCl + H2O

2HCl + Fe(OH)2= FeCl2 + 2H2O

в) солями? Реакція відбуватиметься у випадку утворення леткої чи нестійкої кислоти або в разі утворення нерозчинної солі

чи кислоти:

HCl + AgNO3 = AgCl↓ + HNO3

2HCl + Na2CO3 = 2NaCl + CO2 + H2O

 

Вправа 2. За яких умов солі реагують (відповідь підтвердьте рівняннями реакцій):

а) з кислотами; Реакція відбуватиметься у випадку утворення леткої чи нестійкої кислоти або в разі утворення нерозчинної солі чи кислоти.

K2CO3 + 2HNO3 = 2KNO3 + H2O + CO2

BaCl2 + H2SO4 = BaSO4 + 2HCl

б) металами; Якщо сіль розчинна у воді, то металічний елемент у ній може бути витиснутий металом, що у ряді активності стоїть лівіше від цього металічного елемента. Найактивніші метали, що розташовані на початку ряду — натрій, калій,— не витісняють інші метали з розчинів солей, оскільки вони настільки активні, що взаємодіють не з розчиненою сіллю,

а з водою, у якій ця сіль розчинена.

Hg(NO3)2 + Zn =  Zn(NO3)2 + Hg

Zn(NO3)2 + Hg - не відбувається. 

CuSO4 + Fe = FeSO4 + Cu

FeSO4 + Cu - не відбувається.

в) основами? Розчинна сіль взаємодіє з лугами, якщо один із продуктів реакції випадає в осад. 

CuCl2 + NaOH = NaCl + Cu(OH)2

Na2SO4 + Ba(OH)2 = BaSO4 + 2NaOH

 

Вправа 3. Шматочки магнію та олова помістили в розчин хлоридної кислоти. У якому випадку реакція відбувається інтенсивніше? У пробірці з магнієм, бо магній, розташований в ряду активності металів лівіше від олова, є активнішим металом і реакція відбувається інтенсивніше. 

Складіть рівняння цих реакцій.

Mg + 2HCl = MgCl2 + H2

Sn + 2HCl = SnCl2 + H2

 

Вправа 4. Зразки натрію, кальцію та цинку залили водою. Що спостерігають у кожному випадку? Натрій і кальцій бурхливо взаємодіють з водою за звичайних умов, а цинк - за умови нагрівання.

Складіть відповідні рівняння реакції.

2Na + 2H2О = 2NaОН + H2

Ca + 2H2О = Ca(ОН)2 + H2

Zn + H2О = ZnО + H2

 

Вправа 5. У розчин нікель (II) сульфату занурили свинцеву та залізну пластини. У якому випадку реакція відбувається? У випадку занурення в розчин солі залізної пластини. Відповідь поясніть. Залізо у ряді активності металів розміщується лівіше від нікелю, а свинець - правіше від нікелю, тому залізо є активнішим за нікель. 

NiSO4 + Pb - реакція не відбувається.

NiSO4 + Fe = FeSO4 + Ni

 

Вправа 6. Чому для добування міді з розчину купрум (II) сульфату не можна використовувати натрій та калій, адже вони активніші за мідь? Бо натрій і калій настільки активні, що взаємодіють не з розчиненою сіллю, а з водою, у якій ця сіль розчинена. Чи можливо їх використовувати для добування міді з розплаву купрум (II) оксиду? Можна, бо у розплавлених оксидах води немає.

 

Вправа 7. Калій взаємодіє з водою настільки бурхливо, що водень, який виділяється, займається. Яка речовина утворюється в розчині? В розчині утворюється калій гідроксид. Складіть рівняння реакції.

2K+2H2O=2KOH+H2

 

Вправа 8. Запропонуйте, як за допомогою хімічних реакцій розділити суміш міді та заліза.

1 крок. Долити кислоту, наприклад, хлоридну. Залізо прореагує, а мідь ні, бо у ряді активності металів розміщується правіше від водню. Фільтруванням отримуємо мідь.

2HCl + Fe = FeCl2 + H2

2 крок. До розчину солі додати активніший метал, ніж залізо, наприклад, магній. Фільтруванням отримуємо залізо.

FeCl2 + Mg = MgCl2 + Fe

 

Вправа 9. Які речовини утворюються в разі взаємодії води: 

а) з активними металами; Луги і водень 

2K+2H2O=2KOH+H2

б) оксидами активних металічних елементів; Луги

K2O + H2O = 2KOH

в) оксидами неметалічних елементів? Кислоти

SO3 + H2O = H2SO4

 

Вправа 10. Складіть рівняння можливих реакцій:

а) Mg + H2SO4 = MgSO4 + H2

б) Fe + 2HBr = FeBr2 + H2

в) Hg + HCl - реакція не відбувається. Меркурій не витясняє водень з кислоти, адже розташований у ряді активності металів після водню. 

г) 2Li + 2H2O = 2LiOH + H2

д) Sn + H2O - реакція не відбувається. Нікель Ni, олово Sn та свинець Pb пасивуються водою, тому за жодних умов з водою не реагують.

е) Ag + H2O - реакція не відбувається. Срібло не реагує з водою, адже розташований у ряді активності металів після водню. 

є) FeSO4 + Sn - реакція не відбувається. Залізо активніший метал, ніж олово, адже розташований у ряді активності металів лівіше від олова.

ж) 2AgNO3 + Cu = Cu(NO3)2 + 2Ag

з) 3NiCl2 + 2Al = 2AlCl3 + 3Ni

и) CuSO4 + Hg - реакція не відбувається. Мідь активніший метал, ніж ртуть, адже розташований у ряді активності металів лівіше від ртуті.  

і) Hg(NO3)2 + Cu = Cu(NO3)2 + Hg

к) Hg(NO3)2 + 2Ag = 2AgNO3 + Hg

 

Вправа 11. З якими з наведених речовин взаємодіє сульфатна кислота: NaNO3CO2, NaOH, AgNO3, Zn, Ba, CaCO3, Cu(OH)2, Zn(OH)2, HCl, SiО2, Fe2O3, Hg? Складіть рівняння реакцій.

Кислоти взаємодіють з основами.

H2SO4 + NaOH = Na2SO4 + H2O

H2SO4 + Сu(OH)2 = CuSO4 + 2H2O

H2SO4 + Zn(OH)2 = ZnSO4 + 2H2O

Кислоти взаємодіють з солями. Реакція відбуватиметься у випадку утворення леткої чи нестійкої кислоти або в разі утворення нерозчинної солі чи кислоти. З кислотами, сильнішими, ніж кислота, що утворила сіль.

H2SO4 + 2AgNO3 = Ag2SO4 + 2HNO3

H2SO4 + СаСO3 = CaSO4 + H2O + CO2

Кислоти реагують з металами, що стоять у ряді активності металів до водню.   

H2SO4 + Zn = ZnSO4 + H2

Кислоти реагують з амфотерними оксидами.

3H2SO4 + 2Fe2O3 = Fe2(SO4)3 + 3H2O

 

Вправа 12. Які з наведених речовин взаємодіють з водою: Na, Ba, Fe, Fe2O3, H2SO4NaOH, CaO, ZnО? Відповідь підтвердьте рівняннями реакцій.

Метали, розташовані у ряді активності металів до магнію реагують з водою за звичайних умов, утворюючи луги і водень, а від алюмінію до феруму за нагрівання, утворюючи оксид і водень. 

Na + Н2О = NaOН + H2

Ba + 2Н2О = Ba(OН)2 + H2

2О + 2Fe = Fe2O3 + 3H2

Оксиди активних металічних елементів реагують з водою, утворюючи луги.

СаО + Н2О = Са(OН)2

 

Вправа 13. Після занурення цинкової пластини в розчин купрум (II) нітрату на пластині виділилася мідь масою 3,2 г. Обчисліть масу цинку, що розчинився в результаті реакції.

Відомо: m(Cu)=3,2 г. Знайти m(Zn)-?

Розв'язування:

І спосіб

Виразимо масу Cu через кількість речовини (n=m/M, де M=Mrг/моль;

Mr(Cu)=Ar(Cu)=64, тому М(Cu)=64 г/моль)

n(Cu)=m(Cu)/M(Cu)=3,2 г : 64 г/моль=0,05 моль.

Записуємо рівняння реакції: Cu(NO3)2+Zn=Na(NO3)2+Cu

Співвідношення кількості реагентів (у молях) дорівнює співвідношенню відповідних коефіцієнтів у рівнянні реакції.

За рівнянням реакції записуємо співвідношенням кількості речовини цинку і міді:  n(Zn):n(Cu)=1:1, бачимо, що кількості речовин однакові, тому 

n(Zn)=n(Cu)=0,05 моль

З формули n=m/M, де М=Mrг/моль, знаходимо масу m=nM

Mr(Zn)=Ar(Zn)=65, тому М(Zn)=65 г/моль

m(Zn)=n(Zn)M(Zn)=0,05 моль•65 г/моль=3,25 г

Відповідь: m(Zn)=3,25 г.

ІІ спосіб

Записуємо рівняння реакції: Cu(NO3)2+Zn=Na(NO3)2+Cu 

Співвідношення кількості реагентів (у молях) дорівнює співвідношенню відповідних коефіцієнтів у рівнянні реакції.

За рівнянням записуємо співвідношення кількостей речовини цинку і міді:  n(Zn)/1=n(Cu)/1

У цьому співвідношенні замінюємо кількість речовини цинку і міді на співвідношення  мас (n=m/M, де M=Mrг/моль;

Mr(Zn)=Ar(Zn)=65, тому М(Zn)=65 г/моль,

Mr(Fe)=Ar(Fe)=64, тому М(Fe)=64 г/моль)

m(Zn)/М(Zn)=m(Fe)/M(Fe)

Звідси виражаємо масу цинку:

m(Zn)М(Fe)=М(Zn)m(Fe), тому

m(Zn)=М(Zn)m(Fe):M(Fe)=65 г/моль3,2 г:64 г/моль=3,25 г

Відповідь: m(Zn)=3,25 г.

 

Вправа 14. Обчисліть масу олова, що можна добути взаємодією станум (II) оксиду з алюмінієм масою 0,54 кг.

Відомо: m(Al)=0,54 кг=540 г. Знайти m(Sn)-?

Розв'язування:

І спосіб

Виразимо масу Al через кількість речовини (n=m/M, де M=Mrг/моль; 

Mr(Al)=Ar(Al)=27, тому М(Al)=27 г/моль)

n(Al)=m(Al)/M(Al)=540 г : 27 г/моль=20 моль.

Записуємо рівняння реакції: 3SnO+2Al=Al2O3+3Sn

Співвідношення кількості реагентів (у молях) дорівнює співвідношенню відповідних коефіцієнтів у рівнянні реакції.

За рівнянням реакції записуємо співвідношенням кількості речовини олова і алюмінію  n(Sn):n(Al)=3:2=1,5:1, бачимо, що кількість речовини олова є у 1,5 разів більша, ніж алюмінію, тому 

n(Sn)=1,5n(Al)=1,520 моль=30 моль.

З формули n=m/M, де М=Mrг/моль, знаходимо масу m=nM

Mr(Sn)=Ar(Sn)=119, тому М(Sn)=119 г/моль

m(Sn)=n(Sn)M(S)=30 моль•119 г/моль=3570 г=3,57 кг

Відповідь: m(Sn)=3,57 кг.

ІІ спосіб

Записуємо рівняння реакції: 3SnO+2Al=Al2O3+3Sn 

Співвідношення кількості реагентів (у молях) дорівнює співвідношенню відповідних коефіцієнтів у рівнянні реакції.

За рівнянням записуємо співвідношення кількостей речовини олова і алюмінію: n(Sn)/3=n(Al)/2

У цьому співвідношенні замінюємо кількість речовини олова і алюмінію на співвідношення  мас (n=m/M, де M=Mr г/моль;

Mr(Sn)=Ar(Sn)=119, тому М(Sn)=119 г/моль,

Mr(Al)=Ar(Al)=27, тому М(Al)=27 г/моль)

m(Sn)/3М(Sn)=m(Al)/2M(Al)

Звідси виражаємо масу олова:

m(Sn)•2М(Al)=3М(Sn)m(Al), тому

m(Sn)=3М(Sn)m(Al):(2M(Al))=3119 г/моль540 г:(227 г/моль)=

=3570 г=3,57 кг

Відповідь: m(Sn)=3,57 г.

 

Вправа 15. Який об’єм водню (н.у.) виділиться, якщо цинк масою 97,5 г повністю прореагує з хлоридною кислотою?

Відомо: m(Zn)=97,5 г. Знайти: V(H2)-?

Розв'язування:

І спосіб

Виразимо масу цинку Zn через кількість речовини (n=m/M, де M=Mr г/моль;

Mr(Zn)=Ar(Zn)=65, M(Zn)=65 г/моль)

n(Zn)=m(Zn)/M(Zn)=97,5 г : 65 г/моль=1,5 моль

Записуємо рівняння реакції: Zn+2HСl=ZnCl2+H2

Співвідношення кількості реагентів (у молях) дорівнює співвідношенню відповідних коефіцієнтів у рівнянні реакції.

За співвідношенням кількості речовини обчислимо кількість речовини водню і цинку: n(H2):n(Zn)=1:1, бачимо, що кількість речовини однакова, тому 

n(H2)=n(Zn)=1,5 моль

Виразимо об'єм H2 через кількість речовини (з формули n=V/VM, де VM-постійна величина і за н.у. чисельно дорівнює 22,4 л/моль, знаходимо об'єм V=nVM)

V(H2)=n(H2)VM=1,5 моль22,4 л/моль=33,6 л. 

II cпосіб

Записуємо рівняння реакції: Zn+2HСl=ZnCl2+H2

Співвідношення кількості реагентів (у молях) дорівнює співвідношенню відповідних коефіцієнтів у рівнянні реакції.

За рівнянням записуємо співвідношення кількостей речовини цинку і водню: n(Zn)/1=n(H2)/1

У цьому співвідношенні замінюємо кількість речовини водню на співвідношення об’ємів (n=V/VM, де VM- постійна величина і за н.у. чисельно дорівнює 22,4 л/моль), а кількість речовини цинку — на співвідношення мас (n=m/M, де M=Mr г/моль;  Mr(Zn)=Ar(Zn)=65, тому М(Zn)=65 г/моль)

V(H2)/VM=m(Zn)/M(Zn)

Звідси виражаємо об'єм водню:

V(H2)•М(Zn)=m(Zn)VM, тому

V(H2)=m(Zn)VM:M(Zn)=97,5 г22,4 л/моль:65 г/моль=33,6 л.

Відповідь: V(H2)=33,6 л.

 

Вправа 16. Яка кількість речовини сульфатної кислоти необхідна для взаємодії з магнієм масою 12 г? Яка маса солі при цьому утвориться? Який об ’єм газу (н. у.) виділиться?

Відомо: m(Mg)=12 г. Знайти: n(Н24)-?, m(Mg)-?, V(H2)-?

Розв'язування:

І спосіб

Виразимо масу Mg через кількість речовини (n=m/M, де М=Mr г/моль; 

Mr(Mg)=Ar(Mg)=24, тому М(Mg)=24 г/моль)

n(Mg)=m(Mg)/M(Mg)=12 г : 24 г/моль=0,5 моль

Записуємо рівняння реакції: Mg+H24=MgSO4+H2

Співвідношення кількості реагентів (у молях) дорівнює співвідношенню відповідних коефіцієнтів у рівнянні реакції.

За рівнянням записуємо співвідношення кількостi речовин: n(H24):n(Mg):n(MgSO4):n(H2)=1:1:1:1, бачимо, що кількості речовин однакові, тому 

n(Н2SO4)=n(MgSO4)=n(H2)=n(Mg)=0,5 моль.

Виразимо масу магній сульфату через кількість речовини (з формули n=m/M, де М=Mr г/моль, знаходимо масу m=nM

Mr(MgSО4)=Ar(Mg)+Ar(S)+4Ar(O)=24+32+416=120, тому М(MgSО4)=120 г/моль)

m(MgSО4)=n(MgSО4)M(MgSО4)=0,5 моль•120 г/моль=60 г

Виразимо об'єм H2 через кількість речовини (з формули n=V/VM, де VM-постійна величина і за н.у. чисельно дорівнює 22,4 л/моль, знаходимо об'єм V=nVM)

V(H2)=n(H2)VM=0,5 моль22,4 л/моль=11,2 л

Відповідь: n(H2SO4)=0,5 моль, m(MgSO4)=60 г, V(H2)=11,2 л.

ІІ спосіб 

Записуємо рівняння реакції: Mg+H24=MgSO4+H2

Співвідношення кількості реагентів (у молях) дорівнює співвідношенню відповідних коефіцієнтів у рівнянні реакції.

За рівнянням записуємо співвідношення кількості речовин: n(H24)/1=n(Mg)/1=n(MgSO4)/1=n(H2)/1

У співвідношенні n(H24)/1=n(Mg)/1 замінюємо кількість речовини магнію на співвідношення мас (n=m/M, де M=Mr г/моль; Mr(Mg)=Ar(Mg)=24, тому

M(Mg)=24 г/моль)

n(H2SO4)=m(Mg)/M(Mg)=12 г: 24 г/моль=0,5 моль.

У співвідношенні n(Mg)/1=n(MgSO4)/1 замінюємо кількість речовини магнію і сульфатної кислоти на співвідношення мас (n=m/M, де M=Mr г/моль;

Mr(Mg)=Ar(Mg)=24, тому М(Mg)=24 г/моль;

Mr(MgSО4)=Ar(Mg)+Ar(S)+4Ar(O)=24+32+416=120, тому

М(MgSО4)=120 г/моль)

m(Mg)/М(Mg)=m(MgSO4)/M(MgSO4)

Звідси виражаємо масу магній сульфату:

m(MgSО4)М(Mg)=М(MgSО4)m(Mg), тому

m(MgSO4)=М(MgSO4)m(Mg):M(Mg)=120 г/моль12 г:24 г/моль=60 г

У співвідношенні n(Mg)/1=n(H2)/1 замінюємо кількість речовини водню на співвідношення об’ємів (n=V/VM, де VM- постійна величина і за н.у. чисельно дорівнює 22,4 л/моль), а кількість речовини магнію — на співвідношення мас (n=m/M, де M=Mr г/моль)

m(Mg)/M(Mg)=V(Н2)/VM

Звідси виражаємо об'єм водню:

V(Н2)•М(Mg)=m(Mg)VM, тому

V(H2)=m(Mg)VM:M(Mg)=12 г22,4 л/моль:24 г/моль=11,2 л

Відповідь: n(H2SO4)=0,5 моль, m(MgSO4)=60 г, V(H2)=11,2 л. 

 

Вправа 17. Яку кількість речовини міді можна виділити з розчину купрум (II) сульфату, що містить 32 г цієї солі?

Відомо: m(СuSО4)=32 г. Знайти: n(Сu)-?

Розв'язування:

І спосіб

Виразимо масу CuSO4 через кількість речовини (n=m/M, де М=Mr г/моль; 

Mr(СuSО4)=Ar(Cu)+Ar(S)+4Ar(O)=64+32+416=160, тому М(СuSО4)=160 г/моль)

n(СuSО4)=m(СuSО4)/M(CuSO4)=32 г : 160 г/моль=0,2 моль

Записуємо рівняння реакції: СuSО4+Fe=FeSO4+Cu

Співвідношення кількості реагентів (у молях) дорівнює співвідношенню відповідних коефіцієнтів у рівнянні реакції.

За рівнянням записуємо співвідношення кількостi речовини купрум (ІІ) сульфату і міді: n(СuSО4):n(Сu)=1:1, бачимо, що кількості речовин однакові, тому 

n(Сu)=n(СuSО4)=0,2 моль.

Відповідь: n(Сu)=0,2 моль.

ІІ спосіб 

Записуємо рівняння реакції: СuSО4+Fe=FeSO4+Cu

Співвідношення кількості реагентів (у молях) дорівнює співвідношенню відповідних коефіцієнтів у рівнянні реакції.

За рівнянням записуємо співвідношення кількостей речовини міді і купрум (ІІ) сульфату: n(Сu)/1=n(СuSO4)/1

У цьому співвідношенні замінюємо кількість речовини купрум (ІІ) сульфату на співвідношення мас (n=m/M, де M=Mr г/моль;

Mr(СuSО4)=Ar(Cu)+Ar(S)+4Ar(O)=64+32+416=160, тому М(СuSО4)=160 г/моль)

n(Сu)=m(СuSО4)/M(CuSO4)=32 г: 160 г/моль=0,2 моль.

Відповідь: n(Сu)=0,2 моль. 

 

Вправа 18. Суміш магнію масою 6 г і заліза масою 16,8 г обробили достатньою кількістю розчину сульфатної кислоти. Який об’єм водню (н. у.) виділився в результаті реакції?

Відомо: m(Mg)=6 г, m(Fe)=16,8 г. Знайти: V(H2)-?

Розв'язування:

І спосіб

Водень з сульфатної кислоти витісняють два метали, бо розміщуються до водню в ряді активності металів.

Записуємо рівняння реакцій: 

Mg+H2SO4 = MgSО4 + H2

Fe+H2SO4 = FeSО4 + H2

Виразимо масу магнію і заліза через кількість речовини (n=m/M, де M=Mr г/моль;  Mr(Mg)=Ar(Mg)=24, M(Mg)=24 г/моль;

Mr(Fe)=Ar(Fe)=56, M(Fe)=56 г/моль)

n(Mg)=m(Mg)/M(Mg)=6 г : 24 г/моль=0,25 моль

n(Fe)=m(Fe)/M(Fe)=16,8 г : 56 г/моль=0,3 моль

Співвідношення кількості реагентів (у молях) дорівнює співвідношенню відповідних коефіцієнтів у рівнянні реакції.

За першим рівнянням записуємо співвідношення кількості речовини магнію і водню: n(Mg):n12)=1:1, бачимо, що кількості речовин однакові, тому n1(H2)=n(Mg)=0,25 моль

За другим рівнянням записуємо співвідношення кількості речовини заліза і водню: n(Fe):n22)=1:1, бачимо, що кількості речовин однакові, тому n2(H2)=n(Fe)=0,3 моль

Виразимо об'єм H2 через кількість речовини (з формули n=V/VM, де VM-постійна величина і за н.у. чисельно дорівнює 22,4 л/моль, знаходимо об'єм V=nVM)

V1(H2)=n1(H2)VM=0,25 моль22,4 л/моль=5,6 л

V2(H2)=n2(H2)VM=0,3 моль22,4 л/моль=6,72 л

V(H2)=V1(H2)+V2(H2)=5,6 л + 6,72 л = 12,32 л

Відповідь: V(H2)=12,32 л.

ІІ спосіб

Водень з сульфатної кислоти витісняють два метали, бо розміщуються до водню в ряді активності металів.

Записуємо рівняння реакцій: 

Mg+H2SO4 = MgSО4 + H2

Fe+H2SO4 = FeSО4 + H2

Співвідношення кількості реагентів (у молях) дорівнює співвідношенню відповідних коефіцієнтів у рівнянні реакції.

За першим рівнянням записуємо співвідношення кількостей речовини магнію і водню: n(Mg)/1=n(H2)/1

За другим рівнянням записуємо співвідношення кількостей речовини заліза і водню: n(Fe)/1=n(H2)/1

У цих співвідношеннях замінюємо кількість речовини водню на співвідношення об’ємів (n=V/VM, де VM- постійна величина і за н.у. чисельно дорівнює 22,4 л/моль), а кількість речовини магнію і заліза — на співвідношення мас (n=m/M, де M=Mr г/моль;  Mr(Mg)=Ar(Mg)=24, M(Mg)=24 г/моль; Mr(Fe)=Ar(Fe)=56, M(Fe)=56 г/моль)

Заміна у першому співвідношенні:

V12)/VM=m(Mg)/M(Mg)

Звідси виражаємо об'єм водню:

V1(H2)•М(Mg)=m(Mg)VM, тому

V1(H2)=m(Mg)VM:M(Mg)=6 г22,4 л/моль:24 г/моль=5,6 л

Заміна у другому співвідношенні:

V22)/VM=m(Fe)/M(Fe)

Звідси виражаємо об'єм водню:

V2(H2)•М(Fe)=m(Fe)VM, тому

V2(H2)=m(Fe)VM:M(Fe)=16,8 г22,4 л/моль:56 г/моль=6,72 л

V(H2)=V1(H2)+V2(H2)=5,6 л + 6,72 л = 12,32 л

Відповідь: V(H2)=12,32 л.

 

Вправа 19. У розчин аргентум (І) нітрату масою 85 г з масовою часткою солі 2 % занурили цинкову пластинку. Обчисліть масу срібла, що виділиться на пластинці після закінчення реакції. Обчисліть, як зміниться маса пластинки порівняно з її початковою масою.

Відомо: m(розчину)=85 г, ω(AgNO3)=2%

Знайти: m(Ag)-? m(пластинки)-?

Розв'язування:

Знаходимо масу речовини (солі AgNO3) в розчині за формулою: 

m(речовини)=(ω(речовини)•m(розчину))/100%

m(AgNO3)=(ω(AgNO3)•m(розчину))/100%=(2%•85 г):100%=1,7 г.

І спосіб

Виразимо масу AgNO3 через кількість речовини (n=m/M, де M=Mrг/моль; 

Mr(AgNО3)=Ar(Ag)+Ar(N)+3Ar(O)=108+14+316=170, тому М(AgNО3)=170 г/моль)

n(AgNO3)=m(AgNO3)/M(AgNO3)=1,7 г : 170 г/моль=0,01 моль.

Записуємо рівняння реакції: Zn+2AgNO3=Zn(NО3)2+2Ag

Співвідношення кількості реагентів (у молях) дорівнює співвідношенню відповідних коефіцієнтів у рівнянні реакції.

За рівнянням реакції записуємо співвідношенням кількості речовини цинку, аргентум нітрату і срібла: n(Zn):n(AgNO3):n(Ag)=1:2:2, бачимо, що кількості речовин срібла і солі однакові, а кількість речовини цинку є у 2 рази менша за кількість речовини солі, тому 

n(Ag)=n(AgNO3)=0,01 моль 

n(Zn)=n(AgNO3):2=0,01 моль:2=0,005

З формули n=m/M, де М=Mrг/моль, знаходимо масу m=nM

Mr(Ag)=Ar(Ag)=108, тому М(Ag)=108 г/моль

Mr(Zn)=Ar(Zn)=65, тому М(Zn)=65 г/моль

m(Ag)=n(Ag)M(Ag)=0,01 моль•108 г/моль=1,08 г

m(Zn)=n(Zn)M(Zn)=0,005 моль•65 г/моль=0,325 г

Маса пластинки змінилася за рахунок різниці мас металів, тому

m(пластинки)=1,08 г - 0,325 г = 0,755 г.

Відповідь: m(Ag)=1,08 г, маса пластинки збільшилася на 0,755 г.

ІІ спосіб

Записуємо рівняння реакції: Zn+2AgNO3=Zn(NО3)2+2Ag

Співвідношення кількості реагентів (у молях) дорівнює співвідношенню відповідних коефіцієнтів у рівнянні реакції.

За рівнянням записуємо співвідношення кількостей речовини цинку, аргентум нітрату і срібла: n(Zn)/1=n(AgNO3)/2=n(Ag)/2

У цих співвідношеннях замінюємо кількості речовин на співвідношення  мас (n=m/M, де M=Mr г/моль;

Mr(Ag)=Ar(Ag)=108, тому М(Ag)=108 г/моль

Mr(Zn)=Ar(Zn)=65, тому М(Zn)=65 г/моль

Mr(AgNО3)=Ar(Ag)+Ar(N)+3Ar(O)=108+14+316=170, тому М(AgNО3)=170 г/моль)

Заміна у першому співвідношенні n(Zn)/1=n(AgNO3)/2

m(Zn)/М(Zn)=m(AgNO3)/2M(AgNO3)

Звідси виражаємо масу цинку:

m(Zn)•2М(AgNO3)=М(Zn)m(AgNO3), тому

m(Zn)=М(Zn)m(AgNO3):(2M(AgNO3))=65 г/моль1,7 г:(2170 г/моль)=0,325 г

Заміна у другому співвідношенні n(AgNO3)/2=n(Ag)/2 або n(AgNO3)=n(Ag)

m(AgNO3)/M(AgNO3)=m(Ag)/М(Ag)

Звідси виражаємо масу срібла:

m(Ag)М(AgNO3)=М(Ag)m(AgNO3), тому

m(Ag)=М(Ag)m(AgNO3):M(AgNO3)=108 г/моль1,7 г:170 г/моль=1,08 г

Маса пластинки змінилася за рахунок різниці мас металів, тому

m(пластинки)=1,08 г - 0,325 г = 0,755 г.

Відповідь: m(Ag)=1,08 г, маса пластинки збільшилася на 0,755 г.

 

Вправа 20*. Алюміній — досить активний метал, але вироби з алюмінію зберігаються на повітрі без видимих ознак псування. Якщо зачищений виріб з алюмінію, наприклад ложку або виделку, на деякий час помістити в розчин меркурій (II) нітрату, він покривається сріблястим нальотом. Поясніть, чому можуть відбуватися такі зміни з хімічної точки зору. Активний метал алюміній, взаємодіючи з киснем, що міститься у повітрі, покривається щільною, міцною оксидною плівкою Al2O3, яка знижує його активність. 

4Al + 3O2 = 2Al2O3

Зачищений виріб, тобто, очищений від оксидної плівки, алюміній витісняє із солі ртуть, яка є сріблястим металом, тому покривається сріблястим нальотом.

2Al+3Hg(NO3)2=2Al(NO3)3+3Hg

Інші завдання дивись тут...