© 8next.com (відповіді, перероблене і доповнене), 2021
ЗАВДАННЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЮ
Вправа 1
Кислоти, що найбільше використовуються в промисловості: хлоридна, сульфатна, нітратна й ортофосфатна кислоти.
Вправа 2
Поясніть використання кислот:
а) хлоридної:
- очищення поверхні металів перед покриттям їх іншими металами;
- виробництво хлоридів;
- виробництво лаків і фарб;
- у якості лікувального засобу та виробництва ліків;
- у синтезі органічних сполук: пластмаси, волокон тощо.
б) сульфатної:
- очищення нафтопродуктів від домішок;
- добування солей, кислот, органічних сполук;
- виробництво мінеральних добрив;
- добування барвників;
- виробництво лікарських препаратів, штучних і синтетичних волокон.
- виробництво синтетичних мийних засобів;
- електроліт в акумуляторах;
- виробництво вибухових речовин.
в) нітратної:
- у металургії для розчинення металів, очищення їх поверхні від оксидів;
- виробництво азотних добрив;
- добування нітратів та інших солей;
- виробництво вибухових речовин;
- добування барвників;
- виробництво нітроцелюлози.
г) ортофосфатної:
- виробництво добрив;
- добування ортофосфатів;
- виготовлення палірувальних матеріалів;
- каталізатор багатьох процесів;
- консервант у харчовій промисловості.
Вправа 3
Рівняння реакцій, за якими можна розпізнати хлоридну й сульфатну кислоти.
Якісна реакція на хлоридну кислоту:
HCl + AgNO3 = AgCl↓ + HNO3
Якісна реакція на сульфатну кислоту:
1) H2SO4 + BaCl2 = BaSO4↓ + 2HCl
або
2) H2SO4 + Ba(OH)2 = BaSO4↓ + 2H2O
Вправа 4
Добудьте реакцією обміну кальцій ортофосфат. Обчисліть масу кальцій оксиду, що прореагує, якщо маса утвореного ортофосфату становить 6,2 г.
Відомо: m(Ca3(PO4)2)=6,2 г
Знайти: m(CaO)-?
Розв'язання
І спосіб
Записуємо рівняння реакції:
x г 6,2 г
3CaO + 2H3PO4 = Ca3(PO4)2 + 3H2O
168 г 310 г
Над формулами речовин записуємо дані, що є за умовою задачі.
Кількісні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння.
Прореагувало 3 моль кальцій оксиду СаO з утворенням 1 моль кальцій ортофосфату Ca3(PO4)2. Обчислюємо молярні маси (M=Mr г/моль) речовин й, відповідно, масу 3 моль кальцій оксиду й 1 моль кальцій ортофосфату.
Mr(СаO)=Ar(Са)+Ar(O)=40+16=56, M(СаO)=56 г /моль
Маса 1 моль=56 г, а маса 3 моль=168 г
Mr(Ca3(PO4)2)=3•Ar(Ca)+2•Ar(P)+8•Ar(O)=3•40+2•31+8•16=310
M(Ca3(PO4)2)=310 г/моль. Маса 1 моль=310 г
Відповідні значення записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.
За допомогою пропорції обчислюємо масу кальцій оксиду.
x г / 168 г = 6,2 г / 310 г, звідси х г • 310 г = 6,2 г • 168 г
х = 6,2 г • 168 г : 310 г = 3,36 г
ІІ спосіб
Записуємо рівняння реакції: 3CaO+2H3PO4=Ca3(PO4)2+3H2O
Обчислюємо кількість речовини кальцій ортофосфату масою 6,2 г за формулою v=m/M, де M=Mr г/моль.
Mr(Ca3(PO4)2)=3•Ar(Ca)+2•Ar(P)+8•Ar(O)=3•40+2•31+8•16=310
M(Ca3(PO4)2)=310 г/моль
v(Ca3(PO4)2)=m(Ca3(PO4)2) : M(Ca3(PO4)2)=6,2 г : 310 г/моль=0,02 моль
Кількісні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння.
Прореагувало 3 моль кальцій оксиду СаO з утворенням 1 моль кальцій ортофосфату Ca3(PO4)2, кількість речовин кальцій оксиду утричі більша, ніж кількість речовини кальцій ортофосфату. Отже, якщо у результаті реакції утворюється 0,02 моль кальцій ортофосфату, то в реакцію вступає утричі більша кількість речовини кальцій оксиду, тому
v(СаO)=3•v(Ca3(PO4)2)=3•0,02моль=0,06 моль
Обчислюємо масу кальцій оксиду кількістю речовини 0,06 моль за формулою m=v•M, де М=Мr г/моль.
Mr(СаO)=Ar(Са)+Ar(O)=40+16=56, M(СаO)=56 г /моль
m(СаO)=v(СаO)•M(СаO)=0,06 моль•56 г/моль=3,36 г
Відповідь: m(СаO)=3,36 г.
Вправа 5
На свіжодобутий ферум (ІІ) гідроксид масою 13,5 г подіяли хлоридною кислотою до його повного розчинення. Обчисліть масу утвореного ферум (ІІ) хлориду.
Відомо: m(Fe(OH)2)=13,5 г
Знайти: m(FeCl2)-?
Розв'язання
І спосіб
Записуємо рівняння реакції:
13,5 г x г
Fe(OH)2 + 2HCl = FeCl2 + 2H2O
90 г 127 г
Над формулами речовин записуємо дані, що є за умовою задачі.
Кількісні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння.
Прореагувало 1 моль ферум (ІІ) гідроксиду Fe(OH)2 з утворенням 1 моль ферум (ІІ) хлориду FeCl2. Обчислюємо молярні маси (M=Mr г/моль) речовин й, відповідно, масу 1 моль.
Mr(Fe(OH)2)=Ar(Fe)+2•Ar(O)+2•Ar(H)=56+2•16+2•1=90,
M(Fe(OH)2)=56 г /моль. Маса 1 моль=90 г
Mr(FeCl2)=Ar(Fe)+2•Ar(Cl)=56+2•35,5=127
M(FeCl2)=127 г/моль. Маса 1 моль=127 г
Відповідні значення записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.
За допомогою пропорції обчислюємо масу ферум (ІІ) хлориду.
13,5 г / 90 г = х г / 127 г, звідси х г • 90 г = 13,5 г • 127 г
х = 13,5 г • 127 г : 90 г = 19,05 г
ІІ спосіб
Записуємо рівняння реакції: Fe(OH)2+2HCl=FeCl2+2H2O
Обчислюємо кількість речовини ферум (ІІ) гідроксиду масою 13,5 г за формулою v=m/M, де M=Mr г/моль.
Mr(Fe(OH)2)=Ar(Fe)+2•Ar(O)+2•Ar(H)=56+2•16+2•1=90
M(Fe(OH)2)=90 г /моль
v(Fe(OH)2)=m(Fe(OH)2):Mr(Fe(OH)2)=13,5 г : 90 г/моль=0,15 моль
Кількісні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння.
Прореагувало 1 моль ферум (ІІ) гідроксиду Fe(OH)2 з утворенням 1 моль ферум (ІІ) хлориду FeCl2, кількості речовин однакові. Отже, якщо в реакцію вступає 0,15 моль ферум (ІІ) гідроксиду, то в результаті реакції утворюється така ж кількість речовини ферум (ІІ) хлориду, тому
v(FeCl2)=v(Fe(OH)2)=0,15 моль
Обчислюємо масу ферум (ІІ) хлориду кількістю речовини 0,15 моль за формулою m=v•M, де М=Мr г/моль.
Mr(FeCl2)=Ar(Fe)+2•Ar(Cl)=56+2•35,5=127, M(FeCl2)=127 г/моль
m(FeCl2)=v(FeCl2)•M(FeCl2)=0,15 моль•127 г/моль=19,05 г
Відповідь: m(FeCl2)=19,05 г.
Вправа 6
На розчин аргентум (І) нітрату кількістю речовини 0,2 моль подіяли хлоридною кислотою в надлишку. Обчисліть масу та кількість речовини утвореного осаду.
Примітка. Якщо реагуює надлишок кислоти, то утвориться середня сіль, а якщо надлишок лугу, то ― кисла сіль.
Відомо: v(AgNO3)=0,2 моль
Знайти: m(AgCl)-?, v(AgCl)-?
Розв'язання
І спосіб
Записуємо рівняння реакції:
0,2 моль х моль
AgNO3 + HCl = AgCl↓+ HNO3
1 моль 1 моль
Над формулами речовин записуємо дані, що є за умовою задачі.
Кількісні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння.
Прореагувало 1 моль аргентум нітрату AgNO3 з утворенням 1 моль аргентум хлориду АgCl. Відповідні значення записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.
За допомогою пропорції обчислюємо масу аргентум хлориду.
0,2 моль / 1 моль = х моль / 1 моль, звідси х моль • 1 моль = 0,2 моль • 1 моль
х = 0,2 моль • 1 моль : 1 моль =0,2 моль
Обчислюємо масу аргентум хлориду кількістю речовини 0,2 моль за формулою m=v•M, де M=Mrг/моль.
Mr(AgCl)=Ar(Ag)+Ar(Cl)=108+35,5=143,5, M(AgCl)=143,5 г/моль
m(AgCl)=v(AgCl)•M(AgCl)=0,2 моль • 143,5 г/моль=28,7 г
ІI спосіб
Записуємо рівняння реакції:
0,2 моль х г
AgNO3 + HCl = AgCl↓ + HNO3
1 моль 143,5 г
Над формулами речовин записуємо дані, що є за умовою задачі.
Кількісні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння.
Прореагувало 1 моль аргентум нітрату AgNO3 з утворенням 1 моль аргентум хлориду АgCl. Обчислюємо молярну масу (M=Mr г/моль) аргентум хлориду й, відповідно, масу 1 моль. Відповідні значення записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.
Mr(AgCl)=Ar(Ag)+Ar(Cl)=108+35,5=143,5
M(AgCl)=143,5 г/моль. Маса 1 моль=143,5 г
За допомогою пропорції обчислюємо масу аргентум хлориду.
0,2 моль / 1 моль = х г / 143,5 г, звідси х г • 1 моль = 0,2 моль • 143,5 л
х = 0,2 моль • 143,5 г : 1 моль =28,7 г
ІІІ спосіб
Записуємо рівняння реакції: AgNO3+ HCl=AgCl↓+HNO3
Кількісні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння.
Прореагувало 1 моль аргентум нітрату AgNO3 з утворенням 1 моль аргентум хлориду AgCl, кількості речовин однакові. Отже, якщо в реакцію вступає 0,2 моль аргентум нітрату, то утвориться така ж кількість речовини аргентум хлориду, тому
v(AgCl)=v(AgNO3)=0,2 моль
Обчислюємо масу аргентум хлориду кількістю речовини 0,2 моль за формулою m=v•M, де M=Mrг/моль.
Mr(AgCl)=Ar(Ag)+Ar(Cl)=108+35,5=143,5, M(AgCl)=143,5 г/моль
m(AgCl)=v(AgCl)•M(AgCl)=0,2 моль • 143,5 г/моль=28,7 г
Відповідь: v(AgCl)=0,2 моль, m(AgCl)=28,7 г.
Вправа 7
Натрій сульфіт масою 2,52 г вступив у реакцію з нітратною кислотою до повної їх взаємодії. Обчисліть масу й кількість речовини утвореної солі й об'єм газу (н. у.), що виділився.
Відомо: m(Na2SO3)=2,52 г
Знайти: m(NaNO3)-?, v(NaNO3)-?, V(SO2)-?
Розв'язання
І спосіб
Записуємо рівняння реакції:
2,52 г х г у л
Na2SO3 + 2HNO3 = 2NaNO3 + H2O + SO2↑
126 г 170 г 22,4 л
Над формулами речовин записуємо дані, що є за умовою задачі.
Кількісні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння.
Прореагувало 1 моль натрій сульфіту Na2SO3 з утворенням 2 моль натрій нітрату NaNO3 і виділенням 1 моль газу SO2 (1 смоль газу за н.у. займає об'єм 22,4 л). Обчислюємо молярну масу (M=Mr г/моль) речовин й, відповідно, масу 1 моль натрій сульфіту й масу 2 моль натрій нітрату. Відповідні значення записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.
Mr(Na2SO3)=2•Ar(Na)+Ar(S)+3•Ar(O)=2•23+32+3•16=126
M(Na2SO3)=126 г/моль. Маса 1 моль=126 г
Mr(NaNO3)=Ar(Na)+Ar(N)+3•Ar(O)=23+14+3•16=85
M(NaNO3)=85 г/моль. Маса 1 моль=85 г, а маса 2 моль=170 г
Складаємо дві пропорції і розв'язуємо їх.
За допомогою пропорції обчислюємо масу натрій нітрату.
2,52 г / 126 г = х г / 170 г, звідси х г • 126 г = 2,52 г • 170 г
х = 2,52 г • 170 г : 126 г =3,4 г
За допомогою пропорції обчислюємо об'єм сульфур (IV) оксиду.
2,52 г / 126 г = у л / 22,4 л, звідси у л • 126 г = 22,4 л • 2,52 г
х = 22,4 л • 2,52 г : 126 г = 0,448 л
Обчислюємо кількість речовини натрій нітрату масою 3,4 г за формулою v=m/M.
Mr(NaNO3)=Ar(Na)+Ar(N)+3•Ar(O)=23+14+3•16=85, M(NaNO3)=85 г/моль
n(NaNO3)=m(NaNO3)/M(NaNO3)=3,4 г : 85 г/моль=0,04 моль
ІІ спосіб
Записуємо рівняння реакції:
2,52 г х моль у л
Na2SO3 + 2HNO3 = 2NaNO3 + H2O + SO2↑
126 г 2 моль 22,4 л
Над формулами речовин записуємо дані, що є за умовою задачі.
Кількісні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння.
Прореагувало 1 моль натрій сульфіту Na2SO3 з утворенням 2 моль натрій нітрату NaNO3 і виділенням 1 моль газу SO2 (1 смоль газу за н.у. займає об'єм 22,4 л). Обчислюємо молярну масу (M=Mr г/моль) натрій сульфіту й, відповідно, масу 1 моль. Відповідні значення записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.
Mr(Na2SO3)=2•Ar(Na)+Ar(S)+3•Ar(O)=2•23+32+3•16=126
M(Na2SO3)=126 г/моль. Маса 1 моль=126 г
Складаємо дві пропорції і розв'язуємо їх.
За допомогою пропорції обчислюємо кількість речовини натрій нітрату.
2,52 г / 126 г = х моль / 2 моль звідси х моль • 126 г = 2,52 г • 2 моль
х = 2,52 г • 2 моль : 126 г=0,04 г
За допомогою пропорції обчислюємо об'єм сульфур (IV) оксиду.
2,52 г / 126 г = у л / 22,4 л, звідси у л • 126 г = 22,4 л • 2,52 г
х = 22,4 л • 2,52 г : 126 г=0,448 л
Обчислюємо масу натрій нітрату кількістю речовини 0,04 моль за формулою m=v•M, де
M=Mrг/моль.
Mr(NaNO3)=Ar(Na)+Ar(N)+3•Ar(O)=23+14+3•16=85, M(NaNO3)=85 г/моль
m(NaNO3)=v(NaNO3)•M(NaNO3)=0,04 моль • 85 г/моль=3,4 г
ІІІ спосіб
Обчислюємо кількість речовини натрій сульфіту масою 2,52 г за формулою v=m/M.
Mr(Na2SO3)=2•Ar(Na)+Ar(S)+3•Ar(O)=2•23+32+3•16=126
M(Na2SO3)=126 г/моль
n(Na2SO3)=m(Na2SO3)/M(Na2SO3)=2,52 г : 126 г/моль=0,02 моль
Записуємо рівняння реакції: Na2SO3+ 2HNO3=2NaNO3+H2O+SO2↑
Кількісні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння.
Прореагувало 1 моль натрій сульфіту Na2SO3 з утворенням 2 моль натрій нітрату NaNO3 і виділенням 1 моль газу сульфур (IV) оксиду SO2, кількість речовини натрій нітрату удвічі більша, ніж кількість речовини натрій сульфіту, а кількості речовин сульфур (IV) оксиду й натрій сульфіду однакові. Отже, якщо в реакцію вступає 0,02 моль натрій сульфіту, то утвориться натрій нітрат удвічі більшою кількістю речовини й сульфур (IV) оксид однаковою кількістю речовини, тому
v(NaNO3)=2•v(Na2SO3)=2•0,2 моль=0,04 моль
v(SO2)=v(Na2SO3)=0,02 моль
Обчислюємо масу натрій нітрату кількістю речовини 0,04 моль за формулою m=v•M, де M=Mrг/моль.
Mr(NaNO3)=Ar(Na)+Ar(N)+3•Ar(O)=23+14+3•16=85, M(NaNO3)=85 г/моль
m(NaNO3)=v(NaNO3)•M(NaNO3)=0,04 моль • 85 г/моль=3,4 г
Обчислюємо об'єм сульфур (IV) оксиду кількістю речовини 0,02 моль за формулою V=v•VM, де VM=22,4 л/моль.
V(SO2)=v(SO2)•VM=0,02 моль•22,4 л/моль=0,448 л
Відповідь: v(NaNO3)=0,04 моль, m(NaNO3)=3,4 г, V(SO2)=0,448 л