Врублевский А. И. Тренажер по химии

46.В каких массовых соотношениях надо взять раствор с w(H2S04) = 78 % и олеум с w»(S03) = 10 % для получения 100 %-ной H2S04?

47.Вычислите массовую долю S03 в олеуме, если w(S) в нем равна 0,341.

48.Во сколько раз изменится w(H2S04) в водном растворе после добавления к 500 г раствора с w(H2S04) = 40 % олеума массой 40 г с w(S03) = 50 %?

49.Какую массу олеума с w(S03) = 30 % нужно добавить к 131 г раствора с w(H2S04) = 40 %, чтобы получить олеум с

w(S03) = 5 %?

50.* Какую массу олеума с w(S03) = 30 % нужно добавить к 200 г раствора H2S04 с w(H2S04) = 10 %, чтобы получить раствор с w(H2S04) = 20 %?

51.Какие массы олеума с w(S03) = 10 % и раствора серной кислоты с w(H2S04) = 60 % нужно взять для приготовления

480 г раствора с w(H2S04) = 90 %?

52.Вычислите, на сколько изменится массовая доля оксида серы (VI) в олеуме после добавления к 500г олеума с w(S03) = 40 % раствора серной кислоты массой 40,0 г с w(H2S04)= 50 %.

53.Вычислите массы олеума с w(S03) = 20,0 % и раствора серной кислоты с w(H2S04) = 20,0 %, необходимые для при­ готовления 20,0 г раствора с w(H2S04) = 80,0 %.

54.Вычислите массы олеума с w(S03) = 20,0 % и раствора

сw(H2S04) = 80,05 %, необходимые для приготовления 20,0 г

олеума с w(S03) = 10,0 %.

55.Вкаком соотношении по массе нужно смешать раствор

сw(H2S04) = 90,0 % и олеум с w(H2S04) = 30,0 % для получе­ ния 100 %-ной серной кислоты?

56.В олеуме мольное соотношение кислоты и оксида рав­ но 1:1. Вычислите массовую долю оксида после добавления олеума к воде в соотношении по массе 20 :1.

57.В олеуме мольное соотношение кислоты и оксида рав­ но 1:1. Вычислите массовую долю кислоты в растворе после добавления олеума к десятикратной по массе порции воды.

58.К 5,00 г олеума с w(S03) = 20,0 % добавили 20,0 г ра­ створа с w(H2S04) = 5,0 %. Какой объем водорода (н.у.) мо­ жет выделиться при взаимодействии полученного раствора

сизбытком железа?

59.Массовая доля серы в олеуме равна 0,350. Вычислите, какой объем раствора с м>(ВаС12) = 26,0 % (р = 1,28 г/см3) может вступить в реакцию с 1,52 г этого олеума.

60.Какие объемы необходимо взять олеума с w(S03) = 60 % (р = 1,98 г/см3) и серной кислоты с w(H2S04) = 70 % (р =

=1,60 г/см3) для приготовления 200 г олеума с w(S03) = 15 %?

61.В каком массовом отношении надо смешать серную кислоту с w(H2S04) = 98 % и олеум с w(S03) = 60 % для полу­ чения олеума с w(S03) = 35 %?

62.Какую массу S03 надо растворить в растворе с w(H2S04) =

=98 %, чтобы получить 100 г олеума, в котором массовая доля элемента серы равна 34,96 %? Какова массовая доля S03 в этом олеуме?

63.Какой объем S02 (н.у.) надо затратить, чтобы получить олеум с w(S03) = 20 % из 39,28 см3 раствора с w(H2S04) =

=95 % (р = 1,833 г/см3), если известно, что превращение S02 в S03 проходит с выходом 75 %?

64.Какую массу S03 растворили в 1000 г олеума, если в олеуме w(S03) возросла с 19,5 % до 20,5 %?

65.* К 500 г олеума с w(S03) = 18 % добавили 200 г олеума с w(S03) = 19 %. Какова массовая доля вещества в получен­ ном растворе? Какую массу S03 нужно добавить к получен­ ному олеуму для получения раствора с w(S03) = 20 %?

66.* В олеуме массовая доля элемента серы равна 34,1 %. К такому олеуму массой 150 г прилили 100 г воды. Рассчи­ тайте массовую долю вещества в полученном растворе.

67.* При восстановлении серной кислоты массой 0,49 г атомы серы присоединили 2,408-1022 электронов. Какова формула продукта восстановления кислоты?

68.К раствору Na2H P04 объемом 350 см3 с c(Na2H P04) =

=0,250 моль/дм3добавили олеум с w(S03) = 5,00 %, после чего массовые доли кислых солей фосфорной кислоты срав­ нялись между собой. Найдите массу добавленного олеума.

69.К раствору KjSC), объемом 350см3 с c^S Q ,) = 0,25 моль/дм3 добавили олеум с w(S03) = 10 %. При этом массовые доли средней и кислой солей стали равными. Найдите массу до­ бавленного олеума.

70.* После добавления олеума массой 100 г к воде массой 80 г был получен раствор с w(H2S04) = 60 %. Найдите w(S03)

волеуме.

71.Какую массу олеума с w(S03) = 50 % добавили к воде массой 100 г, если получили раствор с w(H2S04) = 70 %?

72.К воде массой 100 г добавили олеум массой 150 г с w(S03) = 60 %. Найдите w(H2S04) в конечном растворе.

Ответы

2. 90 %. 3. 400 г. 4. 1014 кг. 5. 50 %. 6. 155,2 г ZnS и 96,0 г FeSr 7. 6,32 г

КМп04; 15,76 г К2М п04; 6,96 г М п02 и 8,4 г примесей. 8. 127,6 г раствора кислоты и 372,4 г воды. 9 .13 %. 10. 376,5 г. 11. 9,5 % S 02; 4,7 % 0 2 и 85,7 % S03. 12. 75,6 %; 4,9 г. 13. tv(Cu) = tv(CuO) =50 %; 150 см3. 14. 28,85 % НС1.

15.27,04 г MgS03; 4,80 г CaS03; 6,35 %. 16. 4,122 м3. 17. 40 % СО; 40 % С 02

и20 % S02. 18. 10 г СаС03; 19,4 г ZnS и 10,6 г NaCl. 19. 40 % Zn, 60 % Cu.

20.20 г. 21. 320 см3, 104 г. 22. 74 %. 23. MgO; CuO. 24. 10,97 дм3. 25. 9,39 %.

26. 0,60 % NaHS04, 4,97 % Na2S 04. 27. Степень разложения 75 %; 15,8 г КМп04, 29,6 г KjMnO, и 13,1 г Мп02. 28. 38,0 %. 29. 2,88 %. 30. 10,0 дм3.

48. Увеличится в 1,13 раза. 49. 1423,5 г. 50. 23,05 г. 51. 340,8 г олеума; 139,2 г

раствора кислоты. 52. Уменьшится на 19,4 %. 5 3 .14,2 г олеума и 5,8 г кисло­ ты. 54. 18,2 г олеума и 1,8 г кислоты. 55. /иол : пи ^ = 1,48 :1. 56. 21,6 %. 57. 10,0 %. 58. 1,42 дм3. 59. 10,4 см3. 60. 77,5 см3 олеума; 29,1 см3 кислоты. 61. 1:1,756.62. 37 rS 0 3; 31,4 % SO,. 63. 14,19 дм3. 64. 12,6 г. 65.18,29 %; 14,96 г. 66.62,6 % H2S04. 67. HjS. 68.2,3 г. 69.3,259 г. 70* 84,3 % S03. 71.169,7 г. 72.80 %.

Свойства азота и его соединений иллюстрирует следую­ щая цепочка химических превращений.

ПРИМЕР 24.1. Осуществите химические превращения согласно схеме:

Решение

1. При нагревании нитрита аммония образуются азот и вода (лабораторный способ получения азота):

t°

N-3H4.N+30 ,2 N21+2H20 .

N '3 -3 e = №

N+3 +3e = №

2. Аммиак получаем синтезом из простых веществ:

N2 + 6е = 2N '3

Н°-2 е = 2Н+i

3.Переход осуществляем в две стадии:

а) каталитическое окисление аммиака при повышенной температуре:

N"3 -5e = N+2 20

0°+ 4 е = 2 0 '2

б) окисление оксида азота (II) кислородом при обычных условиях:

ж ^ о + о ^ г г г Ч ) ; 2.

N+2-2 e = N44

0° +4е = 2СГ2

4. При растворении оксида азота (IV) в воде в присутствии кислорода получаем азотную кислоту:

4N+40 2 + 0° + 2Н20 <-> 4HN+50 '2.

+5

02 +4е = 20 -2

5.Нитрат аммония можно получить несколькими спосо­

бами:

a)NH3 + H N 03(pa36) = NH4N 0 3;

n h 3 + h += n h ;.

6) 4Mg° + 10HN+5O3(o4 ^ = 4Mg+2(N 03)2 + N~3H4N 0 3 + + 3H20.

Mg° -2 e =Mg+2

N+5 +8e = N '3

6. Все соли аммония взаимодействуют с водными раство­ рами щелочей с выделением аммиака:

7. Азот из аммиака можно получить разными способами, например, в реакции с кислородом:

2N'3-6<? = N°

12

0°+ 4 е = 20*2

8. Взаимодействуя с металлами, азот образует нитриды:

Са° -2 е = Са+2

N° +6е = 2N”3

9. Нитриды разлагаются водой с выделением аммиака:

Ca3N2 + 6Н20 = Са(ОН)2 + 2NH3f .

1. Осуществите превращения по схемам: 1) NH3 -> N2 -> N 0 2 -> NaN03 H N 03;

2)NaCl -> Na2S04 -> N aN03 -> NaN02 -> N aN03;

3)NH4C1 -> NH3 -> NO -> H N 03 -> Cu(N03)2;

4)NH4N 0 3 NH3 -> NH3 H20 -> (NH4)2S04 -> NO;

5)KN02 -> KN03 -> KHS04 -> K.SO, -> KN03;

6)N 0 2 -> NO -> H N 03-> 0 2 -> NO;

7)AgN03 -> N 0 2 -> H N 03 -> 0 2 -> P20 5;

8)NH.Cl -> NH, -> (N H J,S04 -> NH4C1 -> NH4NO,;

9)N2 -> N 0 2 -> H N 03 -> AgN03 -> Ag;

10)N2 -> NH3 -> N 0 2 -> H N 03 -> NO;

11)N aN 03 -> 0 2 -> N 0 2 -> H N 03 -> Fe(N03)3;

12)NH4N 0 2 -> N2 -> NH3 -> NH4N 0 3 -> N20;

20) Mg (1моль) HNO,

очень разб.

т? 1 моль КОН

^ П-П

КОН (т),

Ва(ОН), (изб.) ^

Р-Р

AgNO, >

Ог Осб-Х <°>

ПРИМЕР 24-2. Из азота объемом 67,2 дм3(н.у.) и водорода объемом 224 дм3 (н.у.) синтезировали аммиак, из которого по­ лучили раствор объемом 400 см3 с массовой долей HN0340 % (плотность 1,25 г/см3). Определите выход азотной кислоты.

308 § 24. Азот

Решение

Записываем уравнение реакции синтеза аммиака и про­ водим расчеты:

67,2 дм3 х

делаем вывод: водород взят с избытком, объем аммиака на­ ходим по данным для азота:

Составляем стехиометрическую схему получения азотной кислоты из аммиака и находим теоретическое химическое количество азотной кислоты:

По данным задачи находим практическое химическое ко­ личество азотной кислоты:

т(р-ра H N 03) = V(p-pa H N 03) -р = 400 *1,25 = 500 (г);

/n(HN03) = т(р-ра H N 03) • w(HN03) = 500 • 0,4 = 200 (г);

Находим выход кислоты:

Ответ: 7(HN03) = 52,9 %.

2.Из 7,84 дм3 (н.у.) аммиака с выходом 40 % получили 200 г раствора азотной кислоты. Какова w(HN03) в полученном растворе?

3.Какой объем аммиака надо сжечь, чтобы получить 350 кг раствора азотной кислоты с w(HN03) = 99 %, если в процессе производства в кислоту превращается 98,56 % ам­ миака?

4.В производстве азотной кислоты с массовой долей ее 98 % на каждую тонну раствора кислоты расходуется 0,29 т амми­ ака. Найдите выход кислоты.

5.Колонна для синтеза аммиака дает 1500 т продукта в сутки. Какую массу азотной кислоты с w(HN03) = 50 % мож­ но теоретически получить из этой массы аммиака?

Необходимо хорошо знать химические особенности азот­ ной кислоты и отношение ее солей к нагреванию.

ПРИМЕР 24-3.* При взаимодействии смеси железных и медных опилок с концентрированной азотной кислотой при температуре 20 °С получена соль, при нагревании которой выделилась смесь газов объемом (н.у.) 5,6 дм3. Найдите мас­ су меди в смеси и массу полученной соли.

Решение

М(Си) = 64 г/моль;

M C u(N 03)2] = 188 г/моль;

Vm= 22,4 дм3/моль.

При комнатной температуре с концентрированной азотной кислотой взаимодействует только медь (железо, алюминий,