Врублевский А. И. Тренажер по химии

и 53,3 % кислорода (относительная плотность газа по водо­ роду равна 15). Назовите металл.

3.В каком соотношении по массе следует взять две навес­ ки металлической меди, чтобы при внесении одной в кон­ центрированную серную, а второй - в разбавленную азот­ ную кислоту выделились равные объемы газов?

4.Над раскаленным оксидом меди (II) пропустили избы­ ток водорода. Во сколько раз масса твердого остатка меньше массы оксида?

5.Для полного восстановления 11,6 г одного из оксидов железа нужно 4,48 дм3 (н.у.) водорода. Что это за оксид?

6.При растворении 13,9 г кристаллогидрата FeS04ХН20

в86,1 г воды w(FeS04) в растворе стала равной 0,076. Опреде­ лите формулу кристаллогидрата.

7.Какова степень разложения Fe(OH)2, если в получен­ ной смеси w(FeO) = 33,15 %?

8.Сплав железа, меди и цинка массой 6 г (массы всех веществ в

сплаве одинаковы) поместили в 150 г раствора с w(HCl) = 15 %. Найдите массовые доли всех веществ в полученном растворе.

9.Газ, полученный при действии 38,84 см3 раствора с w(HCl) =

=7,3% (р = 1,03 г/см3) на 1,12 г железа, пропущен через труб­ ку, содержащую 1,6 г CuO. Какой объем раствора с w(HN03) =

=32 % (р = 1,2 г/см3) нужен для растворения содержимого трубки после реакции?

10.Смесь веществ, полученных после реакции алюминия со смешанным оксидом железа, обработали избытком раство­ ра щелочи и получили 1,344 дм3 (н.у.) газа. После обработки такого же количества этой смеси избытком соляной кислоты получено 5,376 дм3 (н.у.) газа. Найдите массовые доли веществ в смеси алюминия и смешанного оксида.

11.После алюминотермического восстановления Fe20 3 без доступа воздуха продукты восстановления разделили на

две равные части. Одну из них обработали раствором щелочи и получили в,12 дм3 (н.у.) газа, другую —избытком раствора НС1 и получили 16,8 дм3 (н.у.) газа. Найдите массовую долю непрореагировавшего с Fe20 3 алюминия от его первоначаль­ ной массы.

12.Вещества, полученные после прокаливания смеси А1 и Fe30 4 без доступа воздуха, растворили в щелочи и получили 13,44 (н.у.) дм3 газа. При растворении такого же количества этих веществ в избытке соляной кислоты выделилось 53,76 (н.у.) дм3 газа. Чему равны массы компонентов в исходной смеси алю­ миния и магнетита?

13.При взаимодействии смеси железа и ртути с H2S04(pa36.) получили 3,36 дм3 (н.у.) газа. При обработке такой же смеси металлов избытком концентрированной азотной кислоты при комнатной температуре получена соль, при термичес­ ком разложении которой выделилось 1,344 (н.у.) дм3 газов. Найдите массовые доли металлов в смеси.

14.Взята смесь железа и оксида железа (II) массой 12,8 г. Для полного окисления оксида железа (II) требуется весь кис­ лород, выделившийся при разложении 2,042 г хлората ка­ лия. Определите массу железа и оксида железа (II) в смеси.

15.Раствор хлороводорода объемом 150 см3 с w(HCl) = 20 %

(р = 1,1 г/см3) сначала реагирует с 10 г железной окалины, а затем —с избытком металлического железа. Какова массо­ вая доля соли в конечном растворе?

16.Смесь железа и оксида железа (III) общей массой 14,4 г полностью восстановили водородом. Продукты реакции без доступа воздуха обработали избытком соляной кислоты, при этом выделилось 4,48 дм3 (н.у.) газа. Определите массовые доли веществ в исходной смеси.

17.Из одной тонны железной руды с массовой долей Fe30 4 80 % по массе выплавили 570 кг чугуна, содержащего 95 % железа по массе. Чему равен выход железа?

18.При прокаливании до постоянной массы 15,0 г Cu(N03)2 масса уменьшилась на 6,5 г. Какая масса соли подверглась разложению?

19.При восстановлении железа из 1 моль Fe20 3 методом алюминотермии выделяется 762 кДж теплоты. Определите количество теплоты, которое выделяется при восстановле­ нии железа из 100 г Fe20 3.

20.Неизвестный двухвалентный металл массой 13 г раство­ рили в очень разбавленной азотной кислоте. К полученному раствору добавили щелочь и раствор прокипятили до полного удаления аммиака, которого выделилось 1,12 дм3 (н.у.). Опре­ делите металл.

21.Какова масса твердого остатка при прокаливании AgN03 массой 27 г к моменту, когда выделилось 3,36 дм3 (н.у.) газов?

22.При восстановлении РЬО оксидом углерода (II) масса твердой фазы уменьшилась на 5 % по сравнению с исходной. Какая часть РЬО подверглась разложению?

23.Газ, полученный при полном обжиге FeS2, растворили в

136,4 см3 раствора с w(NaOH) = 8 % (р = 1,1 г/см3), после чего образовался раствор с равными химическими количествами кис­ лой и средней солей. Определите массу использованного пири­ та, если выход продукта в реакции обжига 80 %.

24.Газ, образовавшийся при нагревании Fe с избытком H2S04 (конц.), пропустили через 14, 79 см3 раствора KjS03 (w = 0,178, р = 1,08 г/см3). При этом образовался раствор с равными химическими количествами двух солей. Определи­ те массу прореагировавшего железа и массовые доли веществ

вконечном растворе.

25.Технический сульфид железа (II) массой 30 г обработа­ ли избытком соляной кислоты и полученный газ растворили в

126,6 см3 раствора с w(KOH) = 15 % (р = 1,18 г/см3). Массовая доля кислой соли в конечном растворе составила 9 %. Опреде­ лите массу примесей в исходном образце сульфида железа (II).

объемом 50 см3 с молярной концентрацией 1,45 моль/дм3. При этом массовая доля Zn в сплаве стала такой же, как если бы к исходному сплаву добавили медь массой 26,67 г. Укажи­ те массовую долю Zn в исходном сплаве.

34.Для хлорирования 27,1 г железа, содержащего 7 % при­ месей по массе, взяли двойной избыток хлора. Найдите мас­ сы веществ в твердом остатке после хлорирования, если в реакцию не вступило 16,8 дм3 (н.у.) хлора.

35.Какую массу раствора с w(H2S04) = 90 % использовали для растворения серебра, если объем выделившегося газа 0,86 дм3 (н.у.) при выходе 96 %? Какова была масса навески серебра, если растворилось 84,7 % от исходной массы?

36.Определите массы Си и разбавленного раствора H N 03, если при их взаимодействии получили 493,2 г раствора, со­ держащего только соль с массовой долей ее 11,44 %. Какова массовая доля кислоты в исходном растворе? Растворимос­ тью N 0 в воде можно пренебречь.

37.Смесь двухвалентного металла и его карбоната массой 8,0 г растворили в избытке соляной кислоты. При этом выде­ лился газ объемом 1720 см3 (н.у.), при пропускании которого через избыток известковой воды выпал осадок массой 5,0 г. Установите металл и его массу в смеси.

38.* При нагревании AgN03 произошло уменьшение мас­ сы на 6,24 г. Полученный при этом твердый остаток обрабо­ тали избытком разбавленной азотной кислоты. Найдите объем (н.у.) выделившегося во второй реакции газа.

39.В пробирку массой 5,6 г налили раствор Н20 2 объемом

5,5 см3 с w(H20 2) = 28,8 % (плотность 1,18 г/см3). Затем в пробирку внесли М п02 массой 0,5 г, наблюдалось выделе­ ние газа и через некоторое время масса пробирки стала рав­ ной 11,79 г. Найдите объем (н.у.) выделившегося газа и w(H20 2) в оставшемся растворе.

40.В раствор CuS04 массой 200 г с w(CuS04) = 16 % опус­ тили железную пластинку. Через некоторое время пластин­

Изотопы —нуклиды одного химического элемента. Меж­ ду собой эти нуклиды отличаются числом нейтронов в ядре, а следовательно, и массой.

Относительная атомная масса элемента находится как средняя величина с учетом мольного содержания каждого из нуклидов в их смеси.

ПРИМЕР 31-1. Образец фосфора содержит два нуклида: з!р и ззр Мольная доля нуклида 33Р равна 10 %. Рассчитайте относительную атомную массу элемента фосфора в данном образце.

Решение Сумма мольных долей всех нуклидов данного элемента

равна единице (100 %):

х,+ х 2 + х3 + ... = 1.

Вслучае двух нуклидов имеем:

х, + х 2 = 1.

Следовательно:

х(3|Р) = 1 - х(33Р) = 1 - 0,1 = 0,9.

Если известны мольные доли нуклидов, то относитель­ ная атомная масса элемента находится по формуле:

Аг(Э) = х Д + х Д + х Д + ...,

где А. —массовое число нуклида.

Вслучае двух нуклидов получаем:

Д(Э) = х Д + х Д .

В данном случае Ах= 31, х, = 0,9, Л2 = 33, х2= 0,1, поэтому имеем:

Аг(Р) = 31 -0,9 + 33-0,1 =31,2.

Ответ: ЛДР) = 31,2.

1. Медь имеет два изотопа с массовыми числами 63 и 65, причем их мольные доли в природной меди соответственно равны 73 % и 27 %. Найдите относительную атомную массу элемента меди.

2. Природный хлор содержит два изотопа с массовыми числами 35 и 37. Зная, что относительная атомная масса эле­ мента хлора равна 35,45, найдите мольные доли изотопов хлора в природном хлоре.

3.Природный бром состоит из двух изотопов, причем мольная доля нуклида с массовым числом 79 равна 0,55. Учи­ тывая, что относительная атомная масса брома 79,9, найди­ те массовое число второго нуклида.

4.Имеется смесь обычной и тяжелой воды. Определите массовую долю тяжелой воды в смеси, если массовая доля элемента кислорода в смеси равна 86 %.

5.Химический элемент состоит из двух изотопов. Ядро первого нуклида содержит 10протонов и 10нейтронов. Вядре второго нуклида нейтронов на 2 больше, чем в первом. На 9 атомов более легкого нуклида приходится один атом более тяжелого нуклида. Найдите среднюю относительную атом­ ную массу элемента.

6.Относительная атомная масса водорода, полученного из воды, равна 1,008. Сколько атомов дейтерия содержится в

1г воды?

7.Природная медь состоит из двух изотопов с массовыми числами 63 и 65, относительная атомная масса меди равна 63,54. Какова массовая доля нуклида меди с массовым чис­ лом 63 в медном купоросе?

§ 32. Электролиз

Электролиз —это окислительно-восстановительный про­ цесс, протекающий в результате прохождения постоянного электрического тока через расплав или раствор электролита. Для успешного решения задач на эту тему в первую очередь необходимо знать особенности электролиза водных раство­ ров электролитов.

ПРИМЕР 32-1. При полном электролизе водного раство­ ра хлорида натрия на катоде получен газ объемом 5,6 дм3 (н.у.). Найдите химические количества других веществ, образовав­ шихся при электролизе.

Решение В электрохимическом ряду катион натрия расположен до

алюминия, поэтому на катоде восстанавливаются молекулы воды (но не ионы натрия!).

Катод (-): 2Н20 + 2е = П2 + 20Н “.

Хлорид-ион относится к числу бескислородных анионов, поэтому на аноде будут окисляться именно хлорид-ионы (а не молекулы воды!).

Анод (+): 2С1- - 2 е = С12.

Сложив два полученных уравнения, получаем ионное уравнение электролиза:

2Н20 + 2С1- = Н2 + С12 + 20Н-.

Связывая анионы С1_ и ОНкатионами Na+, получаем молекулярное уравнение электролиза, с помощью которого и будем производить расчеты: