4. Примеры решения задач по всем темам курса

4.1. Примеры решения задач на стехиометрические законы

4.1.1. Закон эквивалентов

Пример 1. Определение молярной массы эквивалента элемента по его массовой доле в химическом соединении.

Вычислите молярную массу эквивалента металла, если в его хлориде массовая доля хлора 79,78%, молярная масса эквивалента хлора 35,45 г/моль.

Решение: массовая доля металла в хлориде равна:

= 100 – 79,78 = 20,22%.

Согласно закону эквивалентов отношение массы металла и хлора в соединении (20,22 : 79,78) должны быть равны отношению их молярных масс эквивалента:

20,22/79,78 = М(1z Ме)/35,45;

М(1/z Ме) = 20,22 ^.35,45/79,78 = 8,98 г/моль.

Пример 2. Некоторое количество металла, молярная масса эквивалента которого равна 28 г/моль, вытесняет из кислоты 0,7 л водорода, измеренного при нормальных условиях. Определить массу металла.

Решение: зная, что эквивалентный объем водорода равен 11,2 л/моль, составляем пропорцию:

28 Г металла эквивалентны 11,2 л н2

х г металла эквивалентны 0,7 л Н₂

х = 0,7 ^. 28/11,2 = 1,75 г.

Пример 3. Определить эквивалент и молярные массы эквивалентов элементов в соединениях HBr, H₂O, NH₃.

Решение: в указанных соединениях с 1 молем атомов водорода соединяется 1 моль атомов брома, 1/2 моля атомов кислорода и 1/3 моля атомов азота. Следовательно, согласно определению, эквиваленты брома, кислорода и азота равны соответственно 1 молю, 1/2 моля и 1/3 моля. Исходя из молярных масс атомов этих элементов, находим, что молярная масса эквивалента брома равна 79,9 г/моль; кислорода – 16 ^. 1/2 = 8 г/моль; азота – 14 ^. 1/3 = 4,67 г/моль.

4.2. Основные классы неорганических соединений

Пример 1. Какой из приведенных оксидов амфотерный – СаО, ВаО, FeO, ZnO, NiO? Вычислите его молярную массу. Ответ подтвердите уравнениями реакций.

Решение: из перечисленных оксидов только ZnO взаимодействует с кислотой и со щелочью, т.е. проявляет амфотерные свойства:

ZnO + H₂SO₄ = ZnSO₄ + H₂O;

ZnO + 2KOH = K₂ ZnO₂ + H₂O,

Вычисляем его молярную массу:

M(ZnO) = 65 ^. 1 + 16 ^. 1 = 81 г/моль

Пример 2. С каким оксидом реагирует HCl: Na₂O, CO₂, SiO₂, N₂O₄?

Решение: известно, что с кислотой взаимодействуют основные оксиды. Так как CO₂, SiO₂, N₂O₄ – кислотные оксиды, а Na₂O – основной, то именно он и будет взаимодействовать с кислотой:

Na₂O + 2HCl = 2NaCl + H₂O

Пример 3. Какой гидроксид получается при взаимодействии металла с водой в обычных условиях: Mn(OH)₂; Ca(OH)₂; Fe(OH)₃; Zn(OH)₂?

Решение: при обычных условиях только щелочные и щелочноземельные металлы взаимодействуют с водой с образованием щелочей. Среди металлов, приведенных в условии, только Са будет образовывать Ca(OH)₂:

Ca + 2H₂O = Ca(OH)₂ + H₂

Пример 4. Составить уравнения реакций идущих по схеме:

Ba Ba(OH)₂ BaCl₂ BaSO₃ BaCl₂

На какой стадии образовался осадок?

1. Ba + 2H₂O = Ba(OH)₂ + H₂;

2. Ba(OH)₂ + 2HCl = BaCl₂ + 2H₂O;

3. BaCl₂ + Na₂SO₃ = BaSO₃ + 2NaCl;

4. BaSO₃ + 2HCl = BaCl₂ + H₂O + SO₂

По таблице растворимости определяем, что малорастворимым веществом среди продуктов реакции является BaSO₃.