|
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. |
І та II рівні
Задача 1
Фосфор (V) оксид кількістю речовини 0,9 моль повністю прореагував з водою. Обчисліть кількість речовини утвореної ортофосфатної кислоти.
Відомо: v(Р2O5)=0,9 моль
Знайти: v(H3РO4)-?
Розв'язування
I спосіб
Записуємо рівняння реакції:
0,9 моль х моль
Р2O5 + 3H2O= 2Н3РO4
1 моль 2 моль
Над формулами речовин записуємо дані, що є за умовою задачі.
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння.
Прореагувало 1 моль фосфор (V) оксиду P2О5 з утворенням 2 моль ортофосфатної кислоти H3РO4. Відповідні значення записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.
За допомогою пропорції обчислюємо кількість речовини кислоти.
0,9 моль / 1 моль=х моль / 2 моль, звідси х моль • 1 моль = 0,9 моль • 2 моль
х = 0,9 моль • 2 моль : 1 моль = 1,8 моль
ІІ спосіб
Записуємо рівняння реакції: Р2O5+3H2O= 2Н3РO4
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння.
Прореагувало 1 моль фосфор (V) оксиду Р2О5 з утворенням 2 моль ортофосфатної кислоти H3РO4, кількість речовини ортофосфатної кислоти у 2 рази більша, ніж кількість речовини фосфор (V) оксиду. Отже, якщо в реакцію вступає 0,9 моль фосфор (V) оксиду, то утворюється ортофосфатна кислота у 2 рази більшою кількістю речовини, тому
v(H3РO4)=2•v(Р2O5)=2•0,9 моль=1,8 моль
Відповідь: v(H3РO4)= 1,8 моль.
Задача 2
Сульфатна кислота повністю прореагувала з натрій гідроксидом масою 16 г. Обчисліть масу утвореної солі.
Відомо: m(NaOH)=16 г
Знайти: m(Na2SO4)-?
Розв'язання
І спосіб
Записуємо рівняння реакції:
16 г x г
H2SO4 + 2NaOH = Na2SO4 + 2H2O
98 г 142 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 натрій сульфату Na2SO4. Обчислюємо молярні маси (M=Mr г/моль) речовин й, відповідно, масу 1 моль.
Mr(Н2SO4)=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(Na2SO4)=2•Ar(Na)+Ar(S)+4•Ar(O)=2•23+32+4•16=142,
M(Na2SO4)=142 г/моль. Маса 1 моль=142 г
Відповідні значення записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.
За допомогою пропорції обчислюємо масу солі.
16 г / 98 г = x г / 142 г, звідси х г • 98 г = 16 г • 142 г
х = 16 г • 142 г : 98 г = 23 г
ІІ спосіб
Записуємо рівняння реакції: H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O
Обчислюємо кількість речовини сульфатної кислоти масою 16 г за формулою v=m/M, де M=Mr г/моль.
Mr(Н2SO4)=2•Ar(H)+Ar(S)+4•Ar(O)=2•1+32+4•16=98,
M(H2SO4)=142 г/моль
v(H2SO4)=m(H2SO4) : M(H2SO4)=16 г:98 г/моль=0,16 моль
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння.
Прореагувало 1 моль сульфатної кислоти H2SO4 з утворенням 1 моль натрій сульфату Na2SO4, кількості речовин однакові. Отже, якщо в реакцію вступає 0,16 моль сульфатної кислоти, то утворюється така ж кількість речовини натрій сульфату, тому
v(Na2SO4)=v(H2SO4)=0,16 моль
Знаходимо масу натрій сульфату кількістю речовини 0,16 моль за формулою m=v•M, де М=Мrг/моль.
Mr(Na2SO4)=2•Ar(Na)+Ar(S)+4•Ar(O)=2•23+32+4•16=142,
M(Na2SO4)=142 г/моль
m(Na2SO4)=v(Na2SO4)•M(Na2SO4)=0,16 моль•142 г/моль=23 г
Відповідь: m(Na2SO4)=23 г.
Задача 3
Карбон (ІV) оксид об'ємом 4,48 л (н.у.) повністю прореагував з натрій гідроксидом. Обчисліть масу утвореного натрій карбонату.
Відомо: V(СO2)=3,36 л
Знайти: m(Na2CO3)-?
Розв'язання
І спосіб
Записуємо рівняння реакції:
4,48 л х г
CО2 + 2NaOH = Na2CO3 + H2O
22,4 л 106 г
Над формулами речовин записуємо дані, що є за умовою задачі.
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння.
Прореагувало 1 моль карбон (IV) оксиду СO2 (1 моль газу за н.у. займає об'єм 22,4 л) з утворенням 1 моль натрій карбонат Na2CО3. Обчислюємо молярну масу (M=Mr г/моль) натрій карбонату й, відповідно, масу 1 моль.
Mr(Na2СO3)=2•Ar(Na)+Ar(С)+3•Ar(O)=2•23+12+3•16=106,
M(Na2СO3)=106 г/моль. Маса 1 моль=106 г
Відповідні значення записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.
За допомогою пропорції оючислюємо масу солі.
4,48 л / 22,4 л = х г / 106 г, звідси х г • 22,4 л = 4,48 л • 106 г
х = 4,48 л • 106 г : 22,4 л =21,2 г
ІІ спосіб
Записуємо рівняння реакції: CО2+2NaOH=Na2CO3+H2O
Обчислюємо кількість речовини карбон (IV) оксиду об'ємом 4,48 л за формулою v=V/VM, де VM-постійна величина і за н.у. чисельно дорівнює 22,4 л/моль.
v(СO2)=V(СO2) : VM=4,48 л : 22,4 л/моль=0,2 моль
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння.
Прореагувало 1 моль карбон (IV) оксиду СO2 з утворенням 1 моль натрій карбонат Na2CО3, кількості речовин однакові. Отже, якщо в реакцію вступає 2 моль карбон (IV) оксиду, то утворюється така ж кількість речовини натрій карбонату, тому v(Na2CO3)=v(CО2)=0,2 моль.
Знаходимо масу натрій карбонату кількістю речовини 2 моль за формулою m=v•M, де М=Мr г/моль.
Mr(Na2СO3)=2•Ar(Na)+Ar(С)+3•Ar(O)=2•23+12+3•16=106,
M(Na2СO3)=106 г/моль
m(Na2СO3)=v(Na2СO3)•M(Na2СO3)=0,2 моль•106 г/моль=21,2 г
Відповідь: m(Na2СO3)=21,2 г.
Завдання 4
На цинк масою 3,25 г подіяли хлоридною кислотою. Обчисліть об'єм водню (н.у.), що виділився.
Відомо: m(Zn)=3,25 г
Знайти: V(Н2)-?
Розв'язання
І спосіб
Записуємо рівняння реакції:
3,25 г х л
Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2↑
65 г 22,4 л
Над формулами речовин записуємо дані, що є за умовою задачі.
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння.
Прореагувало 1 моль цинку Zn з виділенням 1 моль водню Н2 (1 моль газу за н.у. займає об'єм 22,4 л). Обчислюємо молярну масу (M=Mr г/моль) цинку й, відповідно, масу 1 моль.
Mr(Zn)=Ar(Zn)=65, M(Zn)=65 г/моль. Маса 1 моль=65 г
Відповідні значення записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.
За допомогою пропорції обчислюємо об'єм газу.
3,25 г / 65 г = х л / 22,4 л, звідси х л • 65 г = 3,25 г • 22,4 л
х = 3,25 г • 22,4 л : 65 г=1,12 л
ІІ спосіб
Записуємо рівняння реакції: Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑
Обчислюємо кількість речовини цинку масою 3,25 г за формулою v=m/M, де M=Mrг/моль.
Mr(Zn)=Ar(Zn)=65, M(Zn)=65 г/моль
v(Zn)=m(Zn) : Mr(Zn)=3,25 г : 65 г/моль=0,05 моль
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння.
Прореагувало 1 моль цинку Zn з утворенням 1 моль водню Н2, кількості речовин однакові. Отже, якщо в реакцію вступає 0,05 моль цинку, то утворюється така ж кількість речовини водню, тому v(H2)=v(Zn)=0,05 моль
Знаходимо об'єм водню кількістю речовини 0,05 моль за формулою V=v•VM, де VM-постійна величина і за н.у. дорівнює 22,4 л/моль.
V(H2)=v(H2)•22,4 г/моль=0,05 моль•22,4 л/моль=1,12 л
Відповідь: V(H2)=1,12 л.
Завдання 5
За взаємодії магній оксиду з сульфатною кислотою утворився магній сульфат масою 2,4 г. Обчисліть масу магній оксиду, що прореагував.
Відомо: m(MgSO4)=2,4 г
Знайти: m(MgO)-?
Розв'язання
І спосіб
Записуємо рівняння реакції:
x г 2,4 г
MgO + H2SO4 = MgSO4 + H2O
40 г 120 г
Над формулами речовин записуємо дані, що є за умовою задачі.
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння.
Прореагувало 1 моль магній оксиду MgO з утворенням 1 моль магній сульфату MgSO4. Обчислюємо молярні маси (M=Mr г/моль) речовин й, відповідно, масу 1 моль.
Mr(MgO)=Ar(Mg)+Ar(O)=24+16=40,
M(MgO)=40 г/моль. Маса 1 моль=40 г
Mr(MgSO4)=Ar(Mg)+Ar(S)+4•Ar(O)=24+32+4•16=120,
M(MgSO4)=120 г/моль. Маса 1 моль=120 г
Відповідні значення записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.
Складаємо пропорцію і розв'язуємо її.
x г / 40 г = 2,4 г / 120 г, звідси х г • 120 г = 2,4 г • 40 г
х = 2,4 г • 40 г : 120 г = 0,8 г
ІІ спосіб
Записуємо рівняння реакції: MgO+H2SO4=MgSO4+H2O
Обчислюємо кількість речовини магній сульфату масою 2,4 г за формулою v=m/M, де M=Mr г/моль.
Mr(MgSO4)=Ar(Mg)+Ar(S)+4•Ar(O)=24+32+4•16=120,
M(MgSO4)=120 г/моль
v(MgSO4)=m(MgSO4) : M(MgSO4)=2,4 г : 120 г/моль=0,02 моль
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння.
Прореагувало 1 моль магній оксиду MgO з утворенням 1 моль магній сульфату MgSO4, кількості речовин однакові. Отже, якщо в результаті реакції утворюється 0,02 моль магній сульфату, то в реакцію вступає така ж кількість речовини магній оксиду, тому
v(MgO)=v(MgSO4)=0,02 моль
Знаходимо масу магній оксиду кількістю речовини 0,02 моль за формулою m=v•M, де М=Мr г/моль.
Mr(MgO)=Ar(Mg)+Ar(O)=24+16=40, M(MgO)=40 г/моль
m(MgO)=v(MgO)•M(MgO)=0,02 моль•40 г/моль=0,8 г
Відповідь. m(MgO)=0,8 г.
ІІІ рівень
Завдання 6
Порошок заліза кількістю речовини 1,2 моль повністю згорів у кисні. Обчисліть, яка кількість речовини залізної окалини утворилася й об'єм кисню (н.у.) витратився.
Відомо: v(Fe)=1,2 моль
Знайти: V(О2)-?, v(Fe2O3)-?
Розв'язання
І спосіб
Записуємо рівняння реакції:
1,2 моль х л y моль
4Fe + 3O2 = 2Fe2О3
4 моль 67,2 л 2 моль
Над формулами речовин записуємо дані, що є за умовою задачі.
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння.
Прореагувало 4 моль залiза Fe з 3 моль кисню О2 (1 моль газу за н.у. займає об'єм 22,4 л, а 3 моль займуть у три рази більший об'єм, тобто, 67,2 л) з утворенням 2 моль залізної окалини Fe2O3.
Відповідні значення записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.
За допомогою пропорції обчислюємо об'єм кисню.
1,2 моль/ 4 моль = х л / 67,2 л, звідси х л • 4 моль = 1,2 моль • 67,2 л
х = 1,2 моль • 67,2 л : 4 моль=20,16 л
За допомогою пропорції обчислюємо кількість речовини залізної окалини.
1,2 моль/ 4 моль = y моль / 2 моль, звідси у моль • 4 моль = 1,2 моль • 2 моль
у = 1,2 моль • 2 моль : 4 моль =0,6 моль
ІІ спосіб
Записуємо рівняння реакції: 4Fe + 3O2 = 2Fe2О3
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння.
Прореагувало 4 моль залiза Fe з 3 моль кисню О2 з утворенням 2 моль залізної окалини Fe2O3. Кількость речовини кисню у 0.75 (бо 3/4=0,75) рази більша, ніж кількість речовини заліза, тому
v(О2)=0,75•v(Fe)=0,75•1,2= 0,9 моль,
а кількість речовини залізної окалини у 2 рази менша, ніж кількість речовини заліза, тому
v(Fe2O3)=v(Fe):2=1,2 моль:2=0,6 моль
Знаходимо об'єм кисню кількістю речовини 0,9 моль за формулою V=v•VM, де VM-постійна величина і за н.у. дорівнює 22,4 л/моль.
V(О2)=v(О2)•22,4 г/моль=0,9 моль•22,4 л/моль=20,16 л
Відповідь: V(О2)=20,16 л, v(Fe2O3)=0,6 моль.
Завдання 7
За повної взаємодії нітратної кислоти кількістю речовини 1,5 моль з кальцій гідроксидом утворилася сіль та вода. Обчисліть кількість речовини й масу солі, що утворилася.
Відомо: v(HNO3)=1,5 моль
Знайти: v(Ca(NO3)2)-?, m(Ca(NO3)2)-?
Розв'язання
І спосіб
Записуємо рівняння реакції:
1,5 моль х г
2HNO3 + Ca(OH)2 = Ca(NO3)2 + 2H2O
2 моль 164 г
Над формулами речовин записуємо дані, що є за умовою задачі.
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння.
Прореагувало 2 моль нітратної кислоти HNО3 з утворенням 1 моль солі кальцій нітрату Ca(NO3)2. Обчислюємо молярну масу (M=Mrг/моль) кальцій нітрату й, відповідно, масу 1 моль.
Mr(Сa(NO3)2)=Ar(Ca)+2•Ar(N)+6•Ar(O)=40+2•14+6•16=164,
M(Ca(NO3)2)=164 г/моль. Маса 1 моль = 164 г
Відповідні значення записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.
За допомогою пропорції обчислюємо масу солі.
1,5 моль / 2 моль = х г / 164 г, звідси х г • 2 моль = 1,5 моль • 164 г
х = 1,5 моль•164 г : 2 моль = 123 г
Знаходимо кількість речовини кальцій нітрату масою 123 г за формулою v=m/M.
v(Ca(NO3)2)=m(Ca(NO3)2)/M(Ca(NO3)2)=123 г:164 г/моль=0,75 моль
ІІ спосіб
Записуємо рівняння реакції:
1,5 моль х моль
2HNO3 + Ca(OH)2 = Ca(NO3)2 + 2H2O
2 моль 1 моль
Над формулами речовин записуємо дані, що є за умовою задачі.
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння.
Прореагувало 2 моль нітратної кислоти HNО3 з утворенням 1 моль солі кальцій нітрату Ca(NO3)2.
Відповідні значення записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.
За допомогою пропорції обчислюємо кільіксть речовини солі.
1,5 моль / 2 моль = х моль / 1 моль, звідси х моль • 2 моль = 1,5 моль • 1 моль
х = 1,5 моль • 1 моль : 2 моль = 0,75 моль
З формули v=m/M находимо масу m=v•M, де М=Mr г/моль.
Mr(Сa(NO3)2)=Ar(Ca)+2•Ar(N)+6•Ar(O)=40+2•14+6•16=164,
M(Ca(NO3)2)=164 г/моль
m(Ca(NO3)2)=v(Ca(NO3)2)•M(Ca(NO3)2)=0,75 моль • 164 г/моль=123 г
ІІІ спосіб
Записуємо рівняння реакції: 2HNO3+Ca(OH)2=Ca(NO3)2+2H2O
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння.
Прореагувало 2 моль нітратної кислоти HNО3 з утворенням 1 моль кальцій нітрату Ca(NO3)2, кількість речовини кальцій нітрату у 2 рази менша, ніж кількість речовини нітратної кислоти. Отже, якщо в реакцію вступає 1,5 моль нітратної кислоти, то утворюється у 2 рази менша кількість речовини кальцій нітрату, тому
v(Ca(NO3)2)=v(HNO3):2=1,5 моль:2=0,75 моль
Знаходимо масу кальцій нітрату кількістю речовини 0,75 моль за формулою m=v•M, де M=Mrг/моль.
Mr(Сa(NO3)2)=Ar(Ca)+2•Ar(N)+6•Ar(O)=40+2•14+6•16=164,
M(Ca(NO3)2)=164 г/моль
m(Ca(NO3)2)=v(Ca(NO3)2)•M(Ca(NO3)2)=0,75 моль•164 г/моль=123 г
Відповідь: v(Ca(NO3)2)=0,75 моль, m(Ca(NO3)2)=123 г.
Завдання 8
За взаємодії натрій силікату з хлоридною кислотою утворився драглистий осад кількістю речовини 1,7 моль. Обчисліть маси вихідних речовин.
Відомо: n(Н2SiO3)=1,7 моль
Знайти: m(Na2SiO3)-?, m(HCl)-?
Розв'язання
І спосіб
Записуємо рівняння реакції:
x г y г 1,7 моль
Na2SiO3 + 2HCl = 2NaCl + H2SiO3↓
122 г 73 г 1 моль
Над формулами речовин записуємо дані, що є за умовою задачі.
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння.
Прореагувало 1 моль натрій силікату Na2SiO3 з 2 моль хлоридної кислоти НCl і утворенням 1 моль нерозчинної силікатної кислоти H2SiO3. Обчислюємо молярні маси (M=Mr г/моль) речовин й, відповідно, масу 1 моль натрій силікату та 2 моль хлоридної кислоти.
Mr(Na2SiO3)=2•Ar(Na)+Ar(Si)+2•Ar(O)=2•23+28+3•16=122,
M(Na2SiO3)=122 г/моль. Маса 1 моль=122 г
Mr(HCl)=Ar(H)+Ar(Cl)=1+35,5=36,5, M(HCl)=36,5 г/моль
Маса 1 моль = 36,5 г, а маса 2 моль = 73 г/моль
Відповідні значення записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.
За допомогою пропорції обчислюємо масу натрій силікату.
х г / 122 г = 1,7 моль / 1 моль, звідси х г • 1 моль = 1,7 моль • 122 г
х = 1,7 моль г • 122 г : 1 моль = 207,4 г
За допомогою пропорції обчислюємо масу хлоридної кислоти.
у г / 73 г = 1,7 моль / 1 моль, звідси у г • 1 моль = 1,7 моль • 73 г
у = 1,7 моль • 73 г : 1 моль = 124,1 г
ІІ спосіб
Записуємо рівняння реакції: Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3↓
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння.
Прореагувало 1 моль натрій силікату Na2SiO3 з 2 моль хлоридної кислоти НCl і утворенням 1 моль нерозчинної силікатної кислоти H2SiO3, кількість речовини хлоридної кислоти у 2 рази більша, ніж кількість речовини силікатної кислоти, а кількості речовин хлоридної і силікатної кислот є однаковими. Отже, якщо в результаті реакції утворюється 1,7 моль силікатної кислоти, то в реакцію вступає хлоридна кислота у 2 рази більшою кількістю речовини і натpій силікат такою ж кількістю речовини, тому
v(HCl)=2•v(H2SiO3)=2•1,7 моль=3,4 моль
v(Na2SiO3)=v(H2SiO3)=1,7 моль
З формули v=m/M, де М=Мr г/моль, знаходимо масу m=v•M.
Mr(Na2SiO3)=2•Ar(Na)+Ar(Si)+2•Ar(O)=2•23+28+3•16=122,
M(Na2SiO3)=122 г/моль
m(Na2SiO3)=v(Na2SiO3)•M(Na2SiO3)=1,7 моль•122 г/моль=207,4 г
Mr(HCl)=Ar(H)+Ar(Cl)=1+35,5=36,5, M(HCl)=36,5 г/моль
m(HCl)=v(HCl)•M(HCl)=3,4 моль•36,5 г/моль=124,1 г
Відповідь: m(Na2SiO3)=207,4 г, m(НCl)=124,1 г.
IV рівень
Завдання 9
Алюміній оксид масою 20,4 г повністю вступив у реакцію з хлоридною кислотою. Обчисліть масу та кількість речовини продуктів реакції.
Відомо: m(Al2O3)=20,4 г
Знайти: m(AlCl3)-?, v(AlCl3)-?, m(H2O)-?, v(H2O)-?
Розв'язання
І спосіб
Записуємо рівняння реакції:
20,4 г x г y г
Al2O3 + 6HCl = 2AlCl3+ 3H2O
102 г 267 г 54 г
Над формулами речовин записуємо дані, що є за умовою задачі.
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння.
Прореагувало 1 моль алюміній оксиду Al2O3 з утворенням 2 моль алюміній хлориду AlCl3 і 3 моль води Н2О. Обчислюємо молярні маси (M=Mrг/моль) речовин й, відповідно, маси 1 моль алюміній оксиду, 2 моль алюміній хлориду та 3 моль води.
Mr(Al2O3)=2•Ar(Al)+3•Ar(O)=2•27+3•16=102,
M(Al2O3)=102 г/моль. Маса 1 моль=102 г
Mr(AlCl3)=Ar(Al)+3•Ar(Cl)=27+3•35,5=133,5, M(AlCl3)=133,5 г/моль
Маса 1 моль=133,5, а маса 2 моль = 267
Mr(Н2O)=2•Ar(Н)+Ar(O)=2•1+16=18, M(Н2O)=18 г/моль
Маса 1 моль=18 г, маса 3 моль=54 г
Відповідні значення записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.
За допомогою пропорції обчислюємо масу алюміній хлориду.
20,4 г / 102 г = x г / 267 г, звідси х г • 102 г = 267 г • 20,4 г
х = 267 г • 20,4 г : 102 г = 53,4 г
За допомогою пропорції обчислюємо масу води.
20,4 г / 102 г = x г / 54 г, звідси х г • 102 г = 54 г • 20,4 г
х = 54 г • 20,4 г : 102 г = 10,8 г
Обчислюємо кількості речовин алюміній хлориду масою 53,4г і води масою 10,8 г за формулою v=m/M.
v(AlCl3)=m(AlCl3):M(AlCl3)=53,4 г:133,5 г/моль=0,4 моль
v(Н2О)=m(Н2О):M(Н2О)=10,8 г:18 г/моль=0,6 моль
ІІ спосіб
Записуємо рівняння реакції:
20,4 г x моль у моль
Al2O3 + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2O
102 г 2 моль 3 моль
Над формулами речовин записуємо дані, що є за умовою задачі.
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння.
Прореагувало 1 моль алюміній оксиду Al2O3 з утворенням 2 моль алюміній хлориду AlCl3 і 3 моль води Н2О. Обчислюємо молярну масу (M=Mrг/моль) алюміній оксиду й, відповідно, масу 1 моль.
Mr(Al2O3)=2•Ar(Al)+3•Ar(O)=2•27+3•16=102,
M(Al2O3)=102 г/моль. Маса 1 моль=102 г
Відповідні значення записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.
Cкладаємо дві пропорції і розв'язуємо їх.
За допомогою пропорції обчислюємо кількість речовини алюміній хлориду.
20,4 г / 102 г = x моль / 2 моль , звідси х моль • 102 г = 20,4 г • 2 моль
х = 20,4 г • 2 моль : 102 г = 0,4 моль
За допомогою пропорції обчислюємо кількість речовини води.
20,4 г / 102 г = у моль / 3 моль , звідси у моль • 102 г = 20,4 г • 3 моль
у = 20,4 г • 3 моль : 102 г = 0,6 моль
Обчислюємо маси 0,4 моль алюміній хлориду і 0,6 моль води за формулою m=v•M, де М=Мrг/моль.
Mr(AlCl3)=Ar(Al)+3•Ar(Cl)=27+3•35,5=133,5, M(AlCl3)=133,5 г/моль
Mr(Н2O)=2•Ar(Н)+Ar(O)=2•1+16=18, M(Н2O)=18 г/моль
m(AlCl3)=v(AlCl3)•M(AlCl3)=0,4 моль•133,5 г/моль=53,4 г
m(Н2О)=v(Н2О)•M(Н2О)=0,6 моль•18 г/моль=10,8 г
ІІІ спосіб
Записуємо рівняння реакції: Al2O3 + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2O
Обчислюємо кількість речовини алюміній оксиду масою 20,4 г за формулою v=m/M, де M=Mrг/моль.
Mr(Al2O3)=2•Ar(Al)+3•Ar(O)=2•27+3•16=102, M(Al2O3)=102 г /моль
v(Al2O3)=m(Al2O3):M(Al2O3)=20,4 г : 102 г/моль=0,2 моль
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння.
Прореагувало 1 моль алюміній оксиду Н2SO4 з утворенням 2 моль алюміній хлориду ВaSO4 і 3 моль води Н2О, кількість речовини алюміній оксиду у 2 рази менша кількості речовини алюміній хлориду і у 3 рази менша кількості речовини води. Отже, якщо в реакцію вступає 0,2 моль алюміній оксиду, то утворюється кількість речовини алюміній хлориду у 2 рази більшою кількістю речовини і вода у 3 рази більшою кількістю речовини, тому
v(AlCl3)=2•v(Al2O2)=2•0,2 моль = 0,4 моль
v(Н2О)=3•v(Н2SO4)=3•0,2моль=0,6 моль
Знаходимо маси 0,4 моль алюміній хлориду і 0,6 моль води за формулою m=v•M, де М=Мrг/моль.
Mr(AlCl3)=Ar(Al)+3•Ar(Cl)=27+3•35,5=133,5, M(AlCl3)=133,5 г/моль
Mr(Н2O)=2•Ar(Н)+Ar(O)=2•1+16=18, M(Н2O)=18 г/моль
m(AlCl3)=v(AlCl3)•M(AlCl3)=0,4 моль•133,5 г/моль=53,4 г
m(Н2О)=v(Н2О)•M(Н2О)=0,6 моль•18 г/моль=10,8 г
Відповідь: m(AlCl3)=53,4 г, v(AlCl3)=0,4 моль, m(Н2О)=10,8 г,
v(Н2О)=0,6 моль.
Завдання 10
На натрій сульфат (сульфіт) масою 2,52 г подіяли нітратною кислотою до повної їх взаємодії. Обчисліть масу і кількість речовини утвореної солі й об'єм газу (н.у.), що виділився. Назвіть газ.
Відомо: m(NaSO3)=2,52 г
Знайти: m(NaNO3)-?, v(NaNO3)-? V(SO2)-?
Розв'язання
І спосіб
Записуємо рівняння реакції:
2,52 г x г y л
Na2SO3 + 2HNO3 = 2NaNO3+ H2O + SO2↑
126 г 170 г 22,4 л
Над формулами речовин записуємо дані, що є за умовою задачі.
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння.
Прореагувало 1 моль натрій сульфіту Na2SO3 з утворенням 2 моль солі натрій нітрату NaNO3 i 1 моль сульфур (IV) оксиду SO2 (1 моль газу за н.у. займає об'єм 22,4 л). Обчислюємо молярні маси (M=Mr г/моль) речовин й, відповідно, маси 1 моль натрій сульфіту і 2 моль натрій нітрату.
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
Відповідні значення записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.
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 = y л / 22,4 л, звідси у л • 126 г = 2,52 г • 22,4 л
х = 2,52 г • 22,4 л : 126 г = 0,448 л
Обчислюємо кількість речовини натрій нітрату масою 3,4 г за формулою v=m/M.
v(NaNO3)=m(NaNO3) : M(NaNO3)=3,4 г : 85 г/моль=0,04 моль
II спосіб
Записуємо рівняння реакції:
2,52 г х моль y л
Na2SO3 + 2HNO3 = 2NaNO3+ H2O + SO2↑
126 г 2 моль 22,4 л
Над формулами речовин записуємо дані, що є за умовою задачі.
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння.
Прореагувало 1 моль натрій сульфіту Na2SO3 з утворенням 2 моль солі натрій нітрату NaNO3 i 1 моль сульфур (IV) оксиду SO2 (1 моль газу за н.у. займає об'єм 22,4 л). Обчислюємо молярну масу (M=Mr г/моль) натрій сульфат й, відповідно, масу 1 моль.
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
Відповідні значення записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.
За допомогою пропорції обчислюємо кількість речовини натрій нітрату.
2,52 г / 126 г = х моль / 2 моль, звідси х г • 126 г = 2,52 г • 2 моль
х = 2,52 г • 2 моль : 126 г = 0,04 моль
За допомогою пропорції обчислюємо об'єм сульфур (IV) оксиду.
2,52 г / 126 г = y л / 22,4 л, звідси у л • 126 г = 2,52 г • 22,4 л
х = 2,52 г • 22,4 л : 126 г = 0,448 л
Обчислюємо масу натрій нітрату кількістю речовини 0,04 моль за формулою m=v•M, де М=Мrг/моль.
Mr(NaNO3)=Ar(Na)+Ar(N)+3•Ar(O)=23+14+3•16=85,
M(NaNO3)=85 г/моль
m(NaNO3)=n(NaNO3)•M(NaNO3)=0,04 моль • 85 г/моль=3,4 г
ІІІ спосіб
Записуємо рівняння реакції: Na2SO3+2HNO3=2NaNO3+H2O+SO2↑
Обчислюємо кількість речовини натрій сульфіту масою 2,52 г за формулою v=m/M, де M=Mrг/моль.
Mr(Na2SO3)=2•Ar(Na)+Ar(S)+3•Ar(O)=2•23+32+3•16=126,
M(Na2SO3)=126 г/моль
v(Na2SO3)=m(Na2SO3):M(Na2SO3)=2,52 г : 126 г/моль=0,02 моль
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння.
Прореагувало 1 моль натрій сульфіту Na2SO3 з утворенням 2 моль солі натрій нітрату NaNO3 i 1 моль сульфур (IV) оксиду SO2, кількості речовини натрій сульфіту і сульфур (IV) оксиду однакові, а кількість речовини натрій нітрату у 2 рази більша кількості речовини натрій сульфіту, тому
v(Na2NO3)=2•v(СаSO3)=2•0,02 моль = 0,04 моль
v(SO2)=v(СаSO3)=0,02 моль.
Знаходимо масу 0,04 моль натрій нітрату за формулою m=v•M.
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
Знаходимо об'єм 0,02 моль сульфур (IV) оксиду за формулою V=v•VM, де VM - постійна величина і за н.у. дорівнює 22,4 л/моль.
V(SO2)=v(SO2)•M(SO2)=0,02 моль•22,4 л/моль=0,448 л
Відповідь: m(NaNO3)=3,4 г, v(NaNO3)=0,04 моль, V(SO2)=0,448 л, сульфур (IV) оксид.
Завдання 11
За повної взаємодії сульфатної кислоти з барій хлоридом утворився білий осад масою 6,69 г. Обчисліть маси та кількості речовин продуктів реакції (помилка в умові, можливо малося на увазі реагентів реакції).
Відомо: m(ВaSO4)=6,69 г
Знайти: m(Н2SO4)-?, v(Н2SO4)-? m(BaCl2)-?, v(BaCl2)-?
Розв'язання
І спосіб
Записуємо рівняння реакції:
х г у г 6,69 г
H2SO4 + ВaCl2 = ВaSO4↓+ 2НCl
98 г 208 г 233 г
Над формулами речовин записуємо дані, що є за умовою задачі.
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння.
Прореагувало 1 моль сульфатної кислоти Н2SO4 з 1 моль барій хлориду BaCl2 з утворенням 1 моль барій сульфату ВaSO4. Обчислюємо молярні маси (M=Mr г/моль) речовин й, відповідно, маси 1 моль.
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(BaCl2)=Ar(Ba)+2•Ar(Cl)=137+2•35,5=208,
M(BaCl2)=208 г/моль. Маса 1 моль=208 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.
Складаємо пропорцію для обчислення маси сульфатної кислоти.
х г / 98 г = 6,69 г / 233 г, звідси х г • 233 г = 6,69 г • 98 г
х = 6,69 г • 98 г : 233 г = 2,8 г
Складаємо пропорцію для обчислення маси барій хлориду.
у г / 208 г =6,69 г / 233 г, звідси у г • 233 г = 6,69 г • 208 г
х = 6,69 г • 208 г : 233 г = 6 г
Обчислюємо кількості речовин cульфатної кислоти масою 2,8 г і барій хлориду масою 5,97 г за формулою v=m/M.
v(H2SO4)=m(H2SO4) : M(H2SO4)=2,8 г : 98 г/моль=0,029 моль
v(BaCl2)=m(BaCl2) : M(BaCl2)=6 г : 208 г/моль=0,029 моль
ІІ спосіб
Записуємо рівняння реакції: H2SO4+ВaCl2=ВaSO4↓+2НCl
Обчислюємо кількість речовини барій сульфату масою 6,69 г за формулою v=m/M, де M=Mr г/моль.
Mr(BaSO4)=Ar(Ba)+Ar(S)+4•Ar(O)=137+32+4•16=233,
M(BaSO4)=233 г/моль
v(BaSO4)=m(BaSO4) : M(BaSO4)=6,69 г : 233 г/моль=0,029 моль
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння.
Прореагувало 1 моль сульфатної кислоти Н2SO4 з 1 моль барій хлориду BaCl2 з утворенням 1 моль барій сульфату ВaSO4, кількості речовин однакові. Отже, якщо в результаті реакції утворюється 0,028 моль барій сульфату, то у реакцію вступає сульфатна кислота і барій хлорид однакової кількості речовини тому
v(Н2SO4)=v(ВaСl2)=v(ВaSO4)=0,029 моль
Знаходимо маси сульфатної кислоти і барій хлориду кількістю речовини 0,029 моль за формулою m=v•M.
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)=0,029 моль•98 г/моль=2,8 г
Mr(BaCl2)=Ar(Ba)+2•Ar(Cl)=137+2•35,5=208, M(BaCl2)=208 г/моль
m(BaCl2)=v(BaCl2)•M(BaCl2)=0,029 моль•208 г/моль=6 г
Відповідь: m(H2SO4)=2,8 г, v(H2SO4)=0,029 моль, m(BaCl2)=6 г,
v(BaCl2)=0,029 моль.