Врублевский А. И. Тренажер по химии

70.После частичного разложения S03 получена смесь га­ зов с относительной плотностью по водороду 32. Какая часть по объему S0 3разложилась? В условиях опыта S03 —газ.

71.После сжигания смеси сероводорода и кислорода по­ лучен газ (н.у.), содержащий 60 % кислорода по объему. Най­ дите объемную долю сероводорода в исходной смеси.

72.Объем смеси 0 2и S02равен 600 см3. После реакции меж­ ду ними получено 450 см3новой смеси. Каковы объемы газов в исходной смеси, если кислород взят в избытке? В условиях опыта S03 —газ.

73.После сжигания смеси сероводорода с избытком кис­ лорода объем газовой смеси уменьшился на 67,2 дм3 (н.у.). Ка­ кой объем оксида серы (IV) был получен при сжигании?

74. При нагревании половина S03 распалась на кислород и S02. Определите среднюю молярную массу полученной смеси газов. В условиях опыта S03—газ.

75.Определите объемную долю (%) каждого газа в смеси азота, оксида углерода (II) и оксида углерода (IV), если при последовательном пропускании 5 дм3 такой смеси (н.у.) че­ рез избыток известковой воды и над нагретым оксидом меди (И) выпадает 10 г осадка и образуется 6,4 г меди?

76.В сосуде находится смесь водорода с кислородом объе­ мом 25 см3 (н.у.). В результате реакции между ними остался не прореагировавший кислород объемом 7 см3 (н.у.). Опре­ делите объемную долю кислорода в исходной смеси.

77.Водород сожгли в избытке кислорода. Объем газовой смеси, приведенный к нормальным условиям, уменьшился на 240 см3по сравнению с исходным объемом смеси Н2и 0 2. Определите исходный объем водорода.

78.Объем смеси оксида углерода (И) с кислородом равен 200 см3. После сгорания всего оксида углерода (И) за счет кис­ лорода смеси получено 150 см3 новой газовой смеси (н.у.). Вычислите объемную долю оксида углерода (И) в исходной смеси.

79.Взорвали 400 см3 (н.у.) смеси, состоящей из сероводо­ рода и кислорода (сероводород в избытке). При этом объем газовой смеси, приведенный к нормальным условиям, соста­ вил 100 см3. Определите объемную долю сероводорода в смеси.

80.При взрыве 150 см3 смеси водорода, сероводорода и кислорода объем смеси уменьшился до 20 см3 (н.у.). Считая, что все газы прореагировали без остатка, найдите их объем­ ные доли в исходной смеси.

81.В контактный аппарат для получения водорода пропус­ тили 50 дм3 СО и 300 дм3 водяного пара. Определите химичес­ кое количество всехвеществ в смеси на выходе из аппарата, если при пропускании 7дм3такой смеси через раствор щелочи полу­ чено 2,12 г карбоната и 1,68 г гидрокарбоната натрия.

82.Смесь азота и водорода объемом 560 дм3 (н.у.) пропу­ щена над катализатором, после чего ее относительная плот­ ность по водороду возросла с 3,6 до 4,5. На какую массу уве­ личится масса раствора кислоты, если полученную смесь га­ зов пропустить в ее раствор?

83.Смешали 7дм3N 0 и 3дм30 2. Найдите объемные доли (%) газов в равновесной смеси, если к моментунаступления равнове­ сия прореагировало 14 % молекул N0. Условия нормальные.

84.В герметический сосуд поместили N2и Н2, химические количества которых соответственно равны 4 моль и 6 моль. Смесь нагрели в присутствии катализатора. Рассчитайте мас­ совую долю NH3 в смеси к тому моменту времени, когда в реакцию вступило 70 % Н2.

85.Смеси Н2и Clj общим объемом 12 дм3 облучили светом. Через некоторое время установили, что объем НС1 равен 3дм3и

вреакцию вступило 30 % С12. Определите объемную долю хлора в конечной смеси.

86. Объем озонированного кислорода после полного раз­ ложения озона возрос на 3 %. Какова была объемная доля озона в озонированном кислороде?

87. Газовую смесь, состоящую из СО и 0 2 (относительная плотность смеси по водороду 15), сожгли. Определите мо­ лярную массу смеси после реакции.

88. После пропускания С 0 2 над раскаленным углем полу­ чена газовая смесь с относительной плотностью по водороду

16.Определите выход СО в этой реакции.

89.После пропускания смеси 5 дм3N 2и 7 дм3 Н2над ката­ лизатором объем газовой смеси уменьшился на 2 дм3. Опре­ делите относительную плотность конечной газовой смеси по водороду и ее состав по объему.

90.В 10 дм3 воздуха содержится 6 -10'5 см3 ксенона. В ка­ ком объеме воздуха содержится 1012 молекул ксенона?

91.* В газообразном состоянии молекулы МОчастично димеризованы. При некоторой температуре плотность смеси, состоящей из N 0 и N20 2, равна 1,473 г/дм3. Найдите объем­ ную долю N20 2 в такой смеси.

92.* В смеси сульфита и гидрокарбоната кальция число атомов кальция в 6 раз больше числа атомов серы. Найдите относительную плотность по воздуху газовой смеси, полу­ ченной при обработке смеси солей избытком разбавленного раствора серной кислоты.

93. Объем смеси СО и 0 2равен 200 см3 (н.у.). После сгора­ ния всего СО и приведения газа к н.у. объем смеси умень­ шился до 150 см3. Во сколько раз уменьшится объем конеч­ ной газовой смеси после ее пропускания через 50 г раствора с w(KOH) = 2 %?

94.* В газовой смеси NH3 и СН4 число атомов Н в 15 раз больше числа атомов N. К этой смеси добавили неизвестный газ объемом, равным объему NH3. При этом молярная масса смеси газов возросла на 9,55 единицы. Укажите молярную массу добавленного газа.

95. Через озонатор пропустили кислород, полученный при разложении 122,5 г бертолетовой соли. При этом 5 % кисло­

рода превратилось в озон. Определите объемные доли ком­ понентов в озонированном кислороде.

96. Какой объем смеси озона и кислорода с относитель­ ной плотностью по водороду 20 нужен для полного сжига­ ния 5 дм3 водорода?

97.* Какой объем смеси кислорода и гелия с относитель­ ной плотностью по водороду 10 нужен для сжигания: а) 20 дм3 смеси СО и С 02 с относительной плотностью по водороду 18; б) 30 дм3 смеси водорода и СО с относительной плотностью по водороду 10?

98.* В смеси аммиака и водорода на 1 атом азота приходится 9 атомов водорода. Чему равны объемные доли газов в смеси?

99.* Имеется 10дм3смеси аммиака и водорода с относитель­ ной плотностью по гелию, равной 1,25. К этой смеси добавили 10 дм3 кислорода и взорвали. Определите состав полученной газовой смеси после ее охлаждения в объемных процентах.

100.* Через газовую смесь, содержащую 1 дм3азота и 2,5• 1023 молекул кислорода, пропустили электрический разряд. Най­ дите объемные доли газов в смеси после реакции.

101.* Оксид азота (I) полностью разложили на простые вещества. Какова относительная плотность полученной га­ зовой смеси по аргону?

102.* Масса 12 дм3 смеси двух газов равна 16,43 г, а их объемные доли и молярные массы относятся соответствен­ но как 1:2 и 7:8. Что это могут быть за газы?

103.Определите объемную долю каждого газа в смеси N2, 0 2и С 0 2(относительная плотность смеси по воздуху 1,1448), если после пропускания 20 дм3 (н.у.) данной смеси через ра­ створ щелочи ее объем уменьшился до 15 дм3 (н.у.).

104.Цинк массой 13 г сплавили с серой массой 3,2 г, затем к смеси добавили избыток соляной кислоты. Определите отно­ сительную плотность выделившегося газа по кислороду.

105.Смесь С 0 2, Н2 и 0 2 с относительной плотностью по водороду 17 пропустили через избыток раствора Са(ОН)2. Масса образовавшегося осадка составила 2,283 г, а оставша­ яся газовая смесь имеет относительную плотность по водо­ роду 8. Вычислите массу и объем исходной смеси.

106.В замкнутый сосуд поместили S02 и 0 2 с начальными концентрациями соответственно 0,4 моль /дм3и 0,3 моль/дм3.

При равновесии концентрация S 0 3 (г) стала равной 0,2 моль/дм3. Как изменилось при этом давление в сосуде?

107. К смеси аргона и этиламина общим объемом 30 дм3 добавили НВг объемом 20дм3, после чего относительная плот­ ность газовой смеси по воздуху стала равной 1,814. Вычисли­ те объемные доли газов в исходной смеси.

108.* Газовую смесь Н2 и С12 объемом (н.у.) 11,2 дм3 облу­ чили УФ светом. По окончании реакции в сосуд влили 1 дм3 воды. При этом объем газовой смеси уменьшился в 5 раз, а оставшийся газ не реагирует с раствором щелочи. Рассчи­ тайте плотность исходной смеси и молярную концентрацию вещества в конечном растворе, объем которого равен 1 дм3.

109. При пропускании чистого кислорода через озонатор плотность газа на выходе в 1,02 раза больше, чем на входе. Определите объемные доли газов на выходе из озонатора.

Ответы

1. а) 1,069; б) 1,776. 2. 1,5 г. 3. 59,2 г. 4. 4,9 дм3. 5. 75 % СО; 25 % С 02.

6.16 г/моль. 7. К(02) : K(N2) = 7 : 8 .8 .1,71 г/см3. 9. 1,53 г/см3. 10.1,61 г/см3.

И. По 500 см3. 12.j = 0,75; w= 0,656.13.26,3 г СО (21 дм3); 2,75 г С 02 (1,40 дм3).

24.43,2 г/моль. 25.47,49 % AgN03; 52,51 % Cu(N03)2. 26.18,92 % СаО; 81,08 %

59. 60 %. 60. 25 %. 61.40 % СО; 60 % Н2. 62. 28,5 %. 63. 25 % СО; 4 г СаС03. 64. 56,25 % Н2; 18,75 % N2; 25 % NH3. 65. 30 % Н2; 20 % NH3; 50 % Nr 66.35,5 % 0 2; 6,5 % S 02; 58,0 % S 03. 67. 4,9 дм3 N 2; 3,5 дм3 H2; 1,4 дм3 NH3. 68. 80 %. 69.30.70.50 %. 71.25 %. 72. По 300 см3. 73.44,8 дм3. 74.64 г/моль. 75.10,4 % N2; 44,8 % С 02; 44,8 % СО. 76. 52 %. 77. 160 см3. 78. 50 %. 79. 75 %. 80. 42 % 0 2; 44,7 % Н2 и 13,3 % H2S. 81. 2 моль С 02; 2 моль Н2; 0,23 моль СО и 11,4 моль Н20 . 82. На 85 г. 83. 63,3 % N 0; 26,4 % 0 2; 10,3 % N 0 2. 84. 38,4 %. 85.29,2 %. 86.6 %. 87.40 г/моль. 88.60 %. 89.7,7; 2 дм3 NH3; 4 дм3 N2; 4 дм3 Н2. 90.6,2 см3. 91. 10 %. 92. 1,58. 93. В 3 раза. 94. 64 г/моль. 95. 3,39 % 0 3; 96,61 % 0 2. 96. 2 дм3. 97. а) 8,8 дм3; б) 26,2 дм3. 98. 25 % NH3; 75 % Н2. 99. 81,8 % 0 2; 18,2 % N2. 100. 19,4 % NO; 80,6 % 0 2. 101. 0,735. 102. N2 и SiH„. 103. 25 % С 02; 45 % N2; 30 % 0 2. 104. 0,5625.105. 1,21 г; 0,795 дм3. 106. Понизилось в 0,7/0,6 раза. 107. 60 % Аг; 40 % C2H5NH2.108.* 1,321 г/дм3; 0,4 моль/дм3. 109. 95,92 % 0 2; 4,08 % 0 3.

§9. Смеси веществ в растворах

икристаллическом состоянии

Задачи на эту тему составляют подавляющее большинство экзаменационных заданий. Ниже рассмотрен способ реше­ ния таких задач в случае, когда число известных параметров равно числу неизвестных. Для решения подобных задач мож­ но использовать подход, основанный на составлении систе­ мы двух уравнений (в редких случаях система состоит из трех уравнений).

ПРИМЕР 9-1.* Смесь цинка и железа общей массой 35,4 г полностью растворили в разбавленной серной кислоте объе­ мом 260,2 см3с массовой долей ее 20 % (плотность 1,13 г/см3). Найдите массовые доли металлов в смеси.

Решение 1. Записываем уравнения реакций:

хп{

Zn + H2S04 = ZnS04 + Н2Т;

1 МОЛЬ 1 м о л ь

M(H2S04) = 98 г/моль;

М(Zn) = 65 г/моль;

M(Fe) = 56 г/моль.

2. Обозначаем химические количества Zn и Fe соответствен­ но как х и у моль. Тогда для массы смеси (г) металлов имеем:

3. Из уравнений химических реакций находим химические количества H2S04, затраченные на взаимодействие с Zn и Fe:

4. Рассчитьшаем химическое количество H2S04поданным задачи:

wi(p-pa H2S04) = F(p-pa) -р = 260,2 • 1,13 = 294 (г);

wi(H2S04) = /и(р-ра H2S04) • w(H2S04) = 294-0,2 = 58,8 (г);

6 . Объединяя уравнения (9-1) и (9-2), получаем систему двух уравнений:

Гб5х+56;у = 35,4, |х + .у = 0, 6.

Решая систему, находим:

х= 0,2 моль; т{Zn) = 0,2-65 = 13 (г);

у= 0,3 моль; wi(Fe) = 0,4 • 56 = 22,4 (г);

w(Zn)= W(Zn) = - ^ - = 0,367 (36,7 %); /и(смеси) 35,4

w(Fe) = 100 % - w(Zn) = 100 % - 36,7 = 63,3 %.

Ответ: w(Zn) = 36,7 %; w(Fe) = 63,3 %.

Рассмотренная задача достаточно простая. В конкурсных заданиях преобладают более сложные задачи с определен­ ной «хитринкой».

ПРИМЕР 9-2.* Смесь гидридов натрия и калия прореа­ гировала с водой объемом 200 см3. Масса полученного ра­ створа оказалась на 0,6 г меньше суммы масс воды и гидри­ дов, а массовая доля щелочи в растворе составила 7,24 %. Оп­ ределите массы исходных гидридов.

КН + Н20 = КОН + Н2Т; 7l/(NaH) = 24 г/моль;

Л/(КН) = 40 г/моль;

М( Н2) = 2 г/моль;

р(Н20) = 1 г/см3;

M(NaOH) = 40 г/моль;

Л/(КОН) = 56 г/моль.

2. Очевидно, масса, равная 0,6 г, —это масса выделивше­ гося водорода. Обозначая как х и у химические количества гидридов, составляем уравнение для химического количества водорода: .

л(Н2) = т(Н2)/ М(Н2) = 0,6/2 = 0,3;

3. Суммарная масса NaOH и КОН равна:

/w(NaOH + КОН) = х • 40 + у • 56.

Масса раствора после реакции равна сумме масс гидридов и воды за вычетом массы водорода:

mppa(NaOH + КОН) = 24х+ 40у + 200 - 0,6 =

= 24х + 40у + 199,4 г.

Составляем выражение для массовой доли щелочи в ко­ нечном растворе: