|
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, сірим - розв'язування. |
Розв'яжіть якісні задачі та задачі на реакції обміну посильного вам рівня.
І рівень
Вправа 1. На розчин, що містить натрій карбонат масою 31,8 г, подіяли хлоридною кислотою. Обчисліть об'єм газу (н. у.), що виділився. Назвіть газ.
Відомо: m(Na2CO3)=31,8 г. Знайти: V(CO2)-?
Розв'язування:
І спосіб
Записуємо рівняння реакції:
31,8 г х л
Na2CO3 + 2HCl = CO2↑ + H2O + 2NaCl
106 г 22,4 л
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння.
Прореагувало 1 моль натрій карбонату Na2CO3 з виділенням 1 моль газу карбон (IV) оксиду СО2 (1 моль газу за н.у. займає об'єм 22,4 л). Обчислюємо молярну масу (M=Mr г/моль) натрій карбонату й, відповідно, масу 1 моль.
Mr(Na2CO3)=2•Ar(Na)+Ar(C)+3•Ar(O)=2•23+12+3•16=106,
M(Na2CO3)=106 г/моль. Маса 1 моль=106 г.
Відповідні значення записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.
За допомогою пропорції обчислюємо об'єм карбон (IV) оксиду.
31,8 г / 106 г = х л / 22,4 л, звідси
х л • 106 г = 22,4 л • 31,8 г
х = 22,4 л • 31,8 г : 106 г
х = V(CO2)=6,72 л
ІІ спосіб
1. Обчислюємо кількість речовини натрій карбонату масою 31,8 г за формулою v=m/M, де M=Mrг/моль.
Mr(Na2CO3)=2•Ar(Na)+Ar(C)+3•Ar(O)=2•23+12+3•16=106,
M(Na2CO3)=106 г/моль.
v(Na2CO3)=m(Na2CO3) : M(Na2CO3)=31,8 г : 106 г/моль=0,3 моль.
2. Записуємо рівняння реакції: Na2CO3+2HCl=CO2↑+H2O+2NaCl
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння.
Прореагувало 1 моль натрій карбонату Na2CO3 з виділенням 1 моль газу карбон (IV) оксиду CO2, кількості речовини однакові. Отже, якщо в реакцію вступає 0,3 моль натрій карбонату, то в результаті реакції утвориться така ж кількість речовини карбон (IV) оксиду, тому
v(CO2)=v(Na2CO3)=0,3 моль,
3. Обчислюємо об'єм газу кількістю речовини 0,3 моль за формулою V=v•VM, де VМ - постійна величина і за н.у. дорівнює 22,4 л/моль.
V(CO2)=v(CO2)•VM=0,3 моль•22,4 л/моль=6,72 л.
Відповідь: V(CO2)=6,72 л, карбон (IV) оксид.
Вправа 2. Здійсніть уявний експеримент на виявлення хлорид-аніонів у розчинах.
Маємо розчин хлоридної кислоти.
Хлорид-аніони в розчинах виявляють за допомогою розчину, що містить катіони Аргентуму Ag+, тобто розчину аргентум (І) нітрату. Під час реакції випадає білий сирнистий осад аргентум (І) хлорид, нерозчинний у нітратній кислоті.
Напишіть рівняння у молекулярній, повній і скороченій йонних формах:
HCl + AgNO3 = HNO3 + AgCl↓;
H+ + Cl- + Ag+ + NO3- = H+ + NO3- + AgCl↓
Ag+ + Cl- = AgCl↓ - білий сирнистий осад, нерозчинний у нітратній кислоті.
ІІ рівень
Вправа 3. До розчину сульфатної кислоти кількістю речовини 0,3 моль долили розчин барій нітрату до повної взаємодії. Обчисліть масу осаду, що утворився. Назвіть речовину, що випала в осад.
Дано: y(H2SO4)=0,3 моль. Знайти: m(BaSО4)-?
Розв'язання.
І спосіб
Записуємо рівняння реакції.
0,3 моль x г
H2SO4 + Ba(NO3)2 = BaSO4↓+ 2HNO3
1 моль 233 г
Над формулами речовин записуємо дані, що є за умовою задачі.
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 1 моль сульфатної кислоти H2SO4 з утворенням 1 моль барій сульфату ВaSО4. Обчислюємо молярну масу (Мrг/моль=M) барій сульфату й, відповідно, масу 1 моль.
Mr(BaSО4)=Ar(Ba)+Ar(S)+4•Ar(O)=137+32+4•16=233,
M(BaSО4)= 233 г/моль. Маса 1 моль=233 г.
Записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.
За допомогою пропорції обчислюємо масу барій сульфату BaSО4.
0,3 моль / 1 моль = х г / 233 г, звідси
х г • 1 моль = 0,3 моль • 233 г
х=0,3 моль • 233 г / 1 моль
х=m(BaSO4)=69,9 г.
ІІ спосіб
Записуємо рівняння реакції: H2SO4+Ba(NO3)2=BaSО4↓+2HNO3
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 1 моль сульфатної кислоти H2SO4 з утворенням 1 моль барій сульфату ВaSО4, кількості речовини однакові, тому
y(BaSО4)=y(H2SО4)=0,3 моль.
Обчислюємо масу барій сульфату кількістю речовини 0,3 моль за формулою m=y•M, де
Mrг/моль=М.
Mr(BaSО4)=Ar(Ba)+Ar(S)+4•Ar(O)=137+32+4•16=233, M(BaSО4)= 233 г/моль.
m(BaSО4)=v(BaSO4)•M(BaSO4)=0,3 моль • 233 г/моль= 69,9 г.
Відповідь: m(BaSО4)=69,9 г; барій сульфат.
Вправа 4. Здійсніть уявний експеримент на виявлення сульфат-аніонів у розчинах.
Маємо розчин сульфатної кислоти.
Cульфат-аніони в розчинах виявляють за допомогою розчинів, що містять у своєму складі катіони Барію Ва2+, наприклад, розчину барій нітрату. Під час реакції випадає білий осад барій сульфату, нерозчинний у нітратній кислоті.
Напишіть рівняння у молекулярній, повній і скороченій йонних формах.
H2SO4 + Ba(NO3)2 = 2HNO3 + BaSO4↓
2H+ + SO42- + Ba2+ + 2NO3-= 2H+ + 2NO3- + BaSO4↓
Ba2+ + SO42- = BaSO4↓ - білий осад, нерозчинний у нітратній кислоті.
ІІІ рівень
Вправа 5. До розчину ферум (III) сульфату долили розчин барій хлориду. У результаті реакції утворився білий осад кількістю речовини 0,4 моль. Обчисліть маси вихідних речовин, що вступили в реакцію.
Дано: y(BaSO4)=0,4 моль. Знайти: m(Fe2(SО4)3)-?,m(BaCl2)-?
Розв'язання.
І спосіб
Записуємо рівняння реакції.
х г у г 0,4 моль
Fe2(SO4)3 + 3BaCl2 = 3BaSO4↓ + 2FeCl3
400 г 624 г 3 моль
Над формулами речовин записуємо дані, що є за умовою задачі.
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 1 моль ферум (III) сульфату Fe2(SO4)3 і 3 моль барій хлориду BaCl3 з утворенням 3 моль барій сульфату ВaSО4. Обчислюємо молярну масу (Мrг/моль=M) речовин й , відповідно, маси 1 моль ферум (III) сульфату і 3 моль барій хлориду.
Mr(Fe2(SО4)3)=2•Ar(Fe)+3•Ar(S)+12•Ar(O)=2•56+3•32+12•16=400,
M(Fe2(SО4)3)=400 г/моль. Маса 1 моль=400 г.
Mr(BaCl2)=Ar(Ba)+2•Ar(Cl)=137+2•35,5=208, M(BaCl2)=208 г/моль.
Маса 1 моль=208 г, а маса 3 моль=624 г.
Відповідні значення записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.
За допомогою пропорції обчислюємо масу ферум (III) сульфату.
х г / 400 г = 0,4 моль / 3 моль, звідси
х г • 3 моль = 0,4 моль • 400 г
х=0,4 моль • 400 г / 3 моль
х=m(Fe2(SO4)3)=52 г.
ІІ спосіб
Записуємо рівняння реакції: Fe2(SO4)3+3BaCl2=3BaSO4↓+2FeCl3
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 1 моль ферум (III) сульфату Fe2(SO4)3 і 3 моль барій хлориду BaCl3 з утворенням 3 моль барій сульфату ВaSО4, кількості речовини барій хлориду і барій сульфату однакові, а кількість речовини ферум (III) сульфату утричі менша, ніж кількість речовини барій сульфату, тому
v(BaCl2)=v(BaSО4)=0,4 моль i
v(Fe2(SO4)3)=v(BaSО4):3 = 0,4 моль: 3= 0,13 моль.
Обчислюємо масу заданої кількості речовини за формулою m=y•M, де Mrг/моль=М.
Mr(Fe2(SО4)3)=2•Ar(Fe)+3•Ar(S)+12•Ar(O)=2•56+3•32+12•16=400,
M(Fe2(SО4)3)=400 г/моль.
m(Fe2(SO4)3)=v(Fe2(SO4)3)•M(Fe2(SO4)3)=0,4 моль•400 г/моль= 160 г.
Mr(BaCl2)=Ar(Ba)+2•Ar(Cl)=137+2•35,5=208, M(BaCl2)=208 г/моль.
m(BaCl2)=v(BaCl2)•M(BaCl2)=0,13 моль•400 г/моль= 52 г.
Відповідь: m(Fe2(SО4)3)=160 г; m(BaCl2)=52 г.
Вправа 6. Здійсніть уявний експеримент на виявлення хлорид- та карбонат-аніонів у розчинах.
Маємо розчини хлоридної кислоти і натрій карбонату.
Карбонат-аніони в розчинах виявляють за допомогою розчину, що містить катіони Гідрогену H+, наприклад, розчину хлоридної кислоти. Нестійка карбонатна кислота, що утворюється під час реакцій, розкладається на карбон (IV) оксид і воду.
Напишіть рівняння у молекулярній, повній і скороченій йонних формах.
Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + H2O + CO2↑
2Na+ + CO32- + 2H+ + 2Cl- = 2Na+ +2Cl- + H2O + CO2↑
2H+ + CO32- = H2O + CO2↑
Хлорид-аніони в розчинах виявляють за допомогою розчину, що містить катіони Аргентуму Ag+, тобто розчину аргентум (І) нітрату. Під час реакції випадає білий сирнистий осад аргентум (І) хлорид, нерозчинний у нітратній кислоті.
Напишіть рівняння у молекулярній, повній і скороченій йонних формах.
HCl + AgNO3 = HNO3 + AgCl↓;
H+ + Cl- + Ag+ + NO3- = H+ + NO3- + AgCl↓
Ag+ + Cl- = AgCl↓ - білий сирнистий осад, нерозчинний у нітратній кислоті.
IV рівень
Вправа 7. До розчину барій гідроксиду масою 42,75 з масовою часткою лугу 0,2 долили розчин сульфатної кислоти до повної нейтралізації. Обчисліть масу та кількість речовини утвореного осаду. Яка маса кислоти вступила в реакцію?
Відомо: m(розчину)=42,75 г, ω(Ba(OH)2)=0,2
Знайти: m(BaSO4)-?, v(BaSO4)-?, m(H2SO4)-?
Розв'язування.
І спосіб
1. Обчислюємо масу барій гідроксиду в розчині масою 42,75 г.
m(Ba(OH)2)=m(розчину)•ω(Ba(OH)2)=42,75 г•0,2=8,55 г
2. Записуємо рівняння реакції:
8,55 г х г y г
Ba(OH)2 + H2SO4 = BaSO4↓ + 2H2O
171 г 98 г 233 г
Над формулами речовин записуємо знайдену масу барій гідроксиду і невідомі маси сульфатної кислоти та барій сульфату.
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння.
Прореагувало 1 моль барій гідроксиду Ва(ОН)2 і 1 моль сульфатної кислоти H2SO4 з утворенням 1 моль барій сульфату BaSO4. Обчислюємо молярні маси (M=Mr г/моль) речовин й, відповідно, масу 1 моль.
Mr(Ba(OH)2)=Ar(Ba)+2•Ar(O)+2•Ar(H)=137+2•16+2•1=171,
M(Ba(OH)2)=171 г/моль. Маса 1 моль=171 г.
Mr(H2SO4)=2•Ar(H)+Ar(S)+4•Ar(O)=2•1+32+4•16=98,
M(H2SO4)=98 г/моль. Маса 1 моль=98 г.
Mr(BaSO4)=Ar(Ba)+Ar(S)+4•Ar(O)=137+32+4•16=233,
M(BaSO4)=233 г/моль. Маса 1 моль=233 г.
Відповідні значення записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.
3. За допомогою пропорції обчислюємо масу сульфатної кислоти.
8,55 г / 171 г = х г / 98 г, звідси
х г • 171 г = 8,55 г • 98 г
х = 8,55 г • 98 г : 171 г
х = m(H2SO4)=4,9 г
4. За допомогою пропорції обчислюємо масу барій сульфату.
8,55 г / 171 г = y г / 233 г, звідси
y г • 171 г = 8,55 г • 233 г
у = 8,55 г • 233 г : 171 г
у = m(BaSO4)=11,65 г
5. Обчислюємо кількість речовини барій сульфату масою 11,65 г за формулою v=m/M.
v(BaSO4)=m(BaSO4) : M(BaSO4)=11,65 г : 233 г/моль=0,05 моль.
ІІ спосіб
1. Обчислюємо масу барій гідроксиду в розчині масою 42,75 г.
m(Ba(OH)2)=m(розчину)•ω(Ba(OH)2)=42,75 г•0,2=8,55 г
2. Обчислюємо кількість речовини барій гідроксиду масою 8,55 г за формулою v=m/M, де M=Mr г/моль.
Mr(Ba(OH)2)=Ar(Ba)+2•Ar(O)+2•Ar(H)=137+2•16+2•1=171,
M(Ba(OH)2)=171 г/моль.
v(Ba(OH)2)=m(Ba(OH)2) : M(Ba(OH)2)=8,55 г : 171 г/моль=0,05 моль.
3. Записуємо рівняння реакції: Ba(OH)2+H2SO4=BaSO4↓+2H2O
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння.
Прореагувало 1 моль барій гідроксиду Ва(ОН)2 і 1 моль сульфатної кислоти H2SO4 з утворенням 1 моль барій сульфату BaSO4, кількості речовини однакові, тому
v(BaSO4)=v(H2SO4)=v(Ba(OH)2)=0,05 моль.
4. Обчислюємо маси заданої кількості речовини за формулою m=v•M, де М=Мr г/моль.
Mr(H2SO4)=2•Ar(H)+Ar(S)+4•Ar(O)=2•1+32+4•16=98, M(H2SO4)=98 г/моль.
m(H2SO4)=v(H2SO4)•M(H2SO4)=0,05 моль•98 г/моль=4,9 г.
Mr(BaSO4)=Ar(Ba)+Ar(S)+4•Ar(O)=137+32+4•16=233, M(BaSO4)=233 г/моль.
m(BaSO4)=v(BaSO4)•M(BaSO4)=0,05 моль•233 г/моль=11,65 г.
Відповідь: m(H2SO4)=4,9 г, m(BaSO4)=11,65 г, v(H2SO4)=0,05 моль.
Вправа 8. Здійсніть уявний експеримент на виявлення хлорид-, сульфат- та карбонат-аніонів у розчинах.
Маємо розчини хлоридної кислоти, сульфатної кислоти і натрій карбонату.
Карбонат-аніони в розчинах виявляють за допомогою розчину, що містить катіони Гідрогену H+, наприклад, розчину хлоридної кислоти. Нестійка карбонатна кислота, що утворюється під час реакцій, розкладається на карбон (IV) оксид і воду.
Напишіть рівняння у молекулярній, повній і скороченій йонних формах.
Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + H2O + CO2↑
2Na+ + CO32- + 2H+ + 2Cl- = 2Na+ +2Cl- + H2O + CO2↑
2H+ + CO32- = H2O + CO2↑
Cульфат-аніони в розчинах виявляють за допомогою розчинів, що містять у своєму складі катіони Барію Ва2+, наприклад, барій хлориду. Під час реакції випадає білий осад барій сульфату, нерозчинний у сильних кислотах.
Напишіть рівняння у молекулярній, повній і скороченій йонних формах.
H2SO4 + BaCl2 = 2HCl + BaSO4↓
2H+ + SO42- + Ba2+ + 2Cl- = 2H+ + 2Cl- + BaSO4↓
Ba2+ + SO42- = BaSO4↓ - білий осад, нерозчинний у нітратній кислоті.
Хлорид-аніони в розчинах виявляють за допомогою розчину, що містить катіони Аргентуму Ag+, тобто розчину аргентум (І) нітрату. Під час реакції випадає білий сирнистий осад аргентум (І) хлорид, нерозчинний у нітратній кислоті.
Напишіть рівняння у молекулярній, повній і скороченій йонних формах.
HCl + AgNO3 = HNO3 + AgCl↓;
H+ + Cl- + Ag+ + NO3- = H+ + NO3- + AgCl↓
Ag+ + Cl- = AgCl↓ - білий сирнистий осад, нерозчинний у нітратній кислоті.