Завдання 1
Впишіть у таблицю рівняння реакцій, що характеризують хімічні властивості оксидів та кислот.
ОСНОВНІ властивості оксидів.
1. BaO+H2O=Ba(OH)2
2. BaO+CO2=BaCO3
3. BaO+2HCl=BaCl2+H2О
КИСЛОТНІ властивості оксидів.
1. CO2+H2О=H2CO3 (нестійка кислота H2CO3=H2O+CO2↑)
2. CO2 + CaO=CaCO3
3. CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O
АМФОТЕРНІ властивості оксидів.
1. ZnO+2HCl=ZnCl2+H2O
2. ZnO+2KOH=K2ZnO2+H2O
Хімічні властивості кислот (на прикладі HСl)
1. Змінюють забарвлення індикаторів. Наприклад, лакмус стає червоним, метиловий оранжевий ― рожевим
2. 2HCl + Mg = MgCl2 + H2↑
3. 2HCl+CuO=CuCl2+H2O
4. 2HCl+ZnO=ZnCl2+H2O
5. HCl+NaOH=NaCl+H2O
6. 2HCl+Cu(OH)2=CuCl2+2H2O
6. 2HNO3+Cu(OH)2=Cu(NO3)2+2H2O
Завдання 2 Розв’яжіть задачі.
Вправа 1 Обчисліть та позначте масу негашеного вапна, що можна добути розкладом кальцій карбонату масою 250 кг (якщо вважати, що він не мав домішок).
А. 136 кг
Б. 144 кг
В. 140 кг
Г. 138 кг
Дано: m(CaCO3)=250 кг
Знайти: m(CaO)-?
Розв'язання
І спосіб
Записуємо рівняння реакції:
250 кг x кг
CaCO3 = CaO + CO2
100 кг 56 кг
Над формулами речовин записуємо дані, що є за умовою задачі.
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Розкладом 1 кмоль кальцій карбонату CaCO3 можна отримати 1 кмоль негашеного вапна CaO. Обчислюємо молярні маси речовин й, відповідно, масу 1 моль.
Mr(CaCO3)=Ar(Ca)+Ar(C)+3•Ar(O)=40+12+3•16=100,
M(CaCO3)=100 кг/кмоль. Маса 1 кмоль=100 кг
Mr(CaO)=Ar(Ca)+Ar(O)=40+16=56,
M(CaO)=56 кг/кмоль. Маса 1 кмоль=56 кг
Відповідні значення записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.
За допомогою пропорції обчислюємо масу СаО.
250 кг / 100 кг = х кг / 56 кг, звідси
х=250 кг • 56 кг : 100 кг =140 кг
ІІ спосіб
Обчислюємо кількість речовини СaCO3 масою 250 кг за формулою v=m/М, де M=Mr г/моль.
Mr(CaCO3)=Ar(Ca)+Ar(C)+3•Ar(O)=40+12+3•16=100, M(CaCO3)=100 кг/кмоль
v(CaCO3)=m(CaCO3):M(CaCO3)=250 кг:100 кг/кмоль=2,5 кмоль
Записуємо рівняння реакції: CaCO3=CaO+CO2
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Розкладом 1 кмоль кальцій карбонату CaCO3 можна отримати 1 кмоль негашеного вапна CaO, кількість речовини однакова, тому
v(CaO)=v(CaСO3)=2,5 кмоль
Обчислоємо масу CaO кількістю речовини 2,5 кмоль за формулою m=v•M, де M=Mr г/моль.
Mr(CaO)=Ar(Ca)+Ar(O)=40+16=56, M(CaO)=56 кг/кмоль
m(CaO)=v(CaO)•M(CaO)=2,5 кмоль•56 кг/кмоль=140 кг
Відповідь: m(CaO)=140 кг
Вправа 2
Обчисліть та позначте масу та кількість речовини ортофосфатної кислоти, що утворилася внаслідок сполучення фосфор (V) оксиду масою 56,8 г з водою.
А. 78,4 г, 0,8 моль
Б. 87,4 г, 0,89 моль
В. 83,3 г, 0,85 моль
Г. 88,2 г, 0,9 моль
Дано: m(P2O5)=56,8 г
Знайти: m(H3PO4)-?, v(H3PO4)-?
Розв'язання
І спосіб
Записуємо рівняння реакції:
56,8 г xг
P2О5 + 3H2O = 2H3PO4
142 г 196 г
Над формулами речовин записуємо дані, що є за умовою задачі.
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 1 моль фосфор (V) оксиду P2O5 з утворенням 2 моль ортофосфатної кислоти H3PO4. Обчислюємо молярні маси (M=Mrг/моль) речовин й, відповідно, масу 1 моль оксиду і масу 2 моль кислоти.
Mr(P2О5)=2•Ar(P)+5•Ar(О)=2•31+5•16=142,
M(P2О5)=142 г/моль. Маса 1 моль=142 г
Mr(H3PO4)=3•Ar(H)+Ar(P)+4•Ar(O)=3•1+31+4•16=98,
M(H3PO4)=98 г/моль. Маса 1 моль=98 г, а маса 2 моль=196 г
Відповідні значення записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.
За допомогою пропорції обчислюємо масу Н3РО4.
56,8 г / 142 г= х г / 196 г, звідси
х=56,8 г • 196 г : 142 г=78,4 г
Обчислюємо кількість речовини H3PO4 масою 78,4 г за формулою v=m/M.
v(H3PO4)=m(H3PO4):M(H3PO4)=78,4 г : 98 г/моль=0,8 моль
ІI спосіб
Записуємо рівняння реакції:
56,8 г x моль
P2О5 + 3H2O = 2H3PO4
142 г 2 моль
Над формулами речовин записуємо дані, що є за умовою задачі.
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 1 моль фосфор (V) оксиду P2O5 з утворенням 2 моль ортофосфатної кислоти H3PO4. Обчислюємо молярну масу (M=Mr г/моль) оксиду й, відповідно, масу 1 моль.
Mr(P2О5)=2•Ar(P)+5•Ar(О)=2•31+5•16=142,
M(P2О5)=142 г/моль. Маса 1 моль=142 г
Відповідні значення записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.
За допомогою пропорції обчислюємо кількість речовини Н3РО4.
56,8 г / 142 г= х моль / 2 моль, звідси
х=56,8 г • 2 моль : 142 г = 0,8 моль
Обчислюємо масу H3PO4 кількістю речовини 0,8 моль за формулою m=y•M.
Mr(H3PO4)=3•Ar(H)+Ar(P)+4•Ar(O)=3•1+31+4•16=98, M(H3PO4)=98 г/моль.
m(H3PO4)=v(H3PO4)•M(H3PO4)=0,8 моль • 98 г/моль=78,4 г
ІІІ спосіб
Обчислюємо кількість речовини P2O5 масою 56,8 г за формулою v=m/M, де M=Mr г/моль.
Mr(P2О5)=2•Ar(P)+5•Ar(О)=2•31+5•16=142, M(P2О5)=142 г/моль
v(P2О5)=m(P2O5):M(P2O5)=56,8 г: 142 г/моль=0,4 моль
Записуємо рівняння реакції: P2О5+3H2O=2H3PO4
За рівнянням реакції v(P2О5):v(H3PO4)=1:2, тому
v(H3PO4)=2•v(P2O5)=2•0,4 моль=0,8 моль
Обчислюємо масу Н3РО4 кількістю речовини 0,8 моль за формулою m=v•M, де M=Mrг/моль.
Mr(H3PO4)=3•Ar(H)+Ar(P)+4•Ar(O)=3•1+31+4•16=98, M(H3PO4)=98 г/моль
m(H3PO4)=v(H3PO4)•M(H3PO4)=0,8 моль•98 г/моль=78,4 г
Відповідь: m(H3PO4)=78,4 г; v(H3PO4)=0,8 моль.
Вправа 3
На суміш порошків міді й магнію масою 8,4 г подіяли надлишком хлоридної кислоти. Виділився газ об’ємом 4,48 л (н.у.). Обчисліть масовий склад (%) суміші.
Дано: m(суміші)=8,4 г, V(H2)=4,48 л
Знайти: ω(Mg)-?, ω(Cu)-?
Розв'язання
I спосіб
У суміші металів з хлоридною кислотою з виділенням водню реагує тільки магній.
Записуємо рівняння реакції:
х г 4,48 л
Mg+2HCl=MgCl2+H2↑
24 г 22,4 л
Над формулами речовин записуємо дані, що є за умовою задачі.
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 1 моль мвгнію Mg з утворенням 2 моль водню Н2 (1 моль гвзу за н.у. займає об'єм 22,4 л). Обчислюємо молярну масу (M=Mr г/моль) магнію й, відповідно, масу 1 моль.
Mr(Mg)=Ar(Mg)=24, M(Mg)=24 г/моль. Маса 1 моль=24 г
Відповідні значення записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.
За допомогою пропорції обчислюємо масу Mg.
х г / 24 г= 4,48 л / 22,4 л, звідси
х=24 г • 4,48 л : 22,4 л=4,8 г
Розраховуємо масу міді.
m(Cu)=m(суміші)-m(Mg)=8,4 г - 4,8 г=3,6 г
Обчислюємо масову частку магнію у суміші:
ω(Mg)=m(Mg):m(суміші)=4,8 г : 8,4=0,571, або 57,1%
Обчислюємо масову частку міді у суміші:
ω(Cu)=100%-ω(Mg)=100%-57,1%=42,9%
II спосіб
Обчислюємо кількість речовини H2 об'ємом 4,48 л. за формулою v=V/Vм, де Vм - постійна величина і дорівнює 22,4 л/моль за н.у.
v(Н2)=V(H2):VM=4,48 л: 22,4 л/моль=0,2 моль
У суміші металів з хлоридною кислотою з виділенням водню реагує тільки магній.
Записуємо рівняння реакції: Mg+2HCl=MgCl2+H2↑
За рівнянням реакції v(Mg):v(H2)=1:1, кількості речовини однакові, тому
v(Mg)=v(Н2)=0,2 моль
Обчислюємо масу Mg кількістю речовини 0,2 моль за формулою m=v•M, де M=Mrг/моль.
Mr(Mg)=24, М(Mg)=24 г/моль
m(Mg)=v(Mg)•M(Mg)=0,2 моль•24 г/моль=4,8 г
Розраховуємо масу міді.
m(Cu)=m(суміші)-m(Mg)=8,4 г - 4,8 г=3,6 г
Обчислюємо масову частку магнію у суміші:
ω(Mg)=m(Mg):m(суміші)=4,8 г : 8,4=0,571, або 57,1%
Обчислюємо масову частку міді у суміші:
ω(Cu)=m(Cu):m(суміші)=3,6 г : 8,4=0,429, або 42,9%
Відповідь: ω(Mg)=57,1%; ω(Cu)=42,9%