Слета Л.А.,Черный А.В., Холин Ю.В. 1001 задача по химии с ответами, указаниями, решениями

41. Вычисленпя по термохимическим

уравнениям

521: Вычислите теnлоту, выделяющуюс-я nри 'сгорании 1 кг-угля,

если термохимическое уравнение реакции.имеет вид:

с+ 02 = со2 + 401 кДж.

522. Термохимическое уравнение реакции имеет вид:

СаО + 3С = СаС2 + СО - 460 кДж .

Вычислите теплоту, которую НУ';КНО затратить для того, чтобы

сnЛавитьснегашеной известью 1 кг угля.

523. Вычищште теnловой эффект реакции:

8Al + 3Fe30 4 = 4Al20 3 + 9Fe,

если известно, что методом алюмотермии получили 1,68 г чистого

желе:эа и·nри этом выделИлось 11,08 кДж теnлоты.

524. Составьте термохимическое уравнение реакции горения фос­ фора, если известно, что на горение израсходовали 3,1 г фосфора и 2,8 л кислорода nри нормальных условиях и при этом выделилось

525. При сжигании образца цинка массой 1,5 г выделилось

5,9 кДж теnлоты. Оnределите, содержал ли образец цинка негорю~

чИе nримеси, если извест:во, что при сжигании !.моль цинка выде­ л~етсЯ 348 кДж теnлоты.

526. Вычi,Jслите массу угля, который нужно сжечь дЛя того, что­

бы полученной теплоты хватило для полного разложения 12,6 кг воды, если известны термохимические уравнения реакций:

527; Извест:вы термохимические уравнения следующих реакций:

Составьте термох:имичесr<ие уравнения реакций:

·во

Р205 + Н20 = 2НРО3 •

529. Исходя из термохимических уравнений реакций:

530. Не используя дополнительную литературу, укажите, какие

из следующих реакций являют.ся экзотермичесКИlV!И, а какие -

эндотермическими.

а) 3Fe+ 20 2 = Fe30 4 ;

б) 2С6Н6 + 1502 = 12СО2 + 6Н20; 'в), 2Н20 =2Н2 + 0 2 ;

г) СаО + Н20 = Са(ОН)2 ;

д) (сuоН)2~?з = cuo + Н20 + СО2;

е) 2KMn04 = K 2 Mn04 + 0 2 + Mn02 ;

ж) ~NI3 = N2 + 312 •

5;Н. Съедая плитку шоколада массой 100 г, человек получает 529 ккал ( 1 KKI}JI = 4,184 кДж). Рассчитайте массу алюминия, ко­

торый, встуnая в реакЦию

2Аl,тв + Fе203,тв = А1203,тв + 2Fe,<J;В + 854 кДж,

производит такой же теnловой эффект.

532. Для разрыва связей в 1. моль молекул Н2 и в 1 моль моле­

кул Cl 2 нужно затратить 679 кДж. Энергия, выделяющаяся при

81

образовании 2 моль HCI равна 863 кД~. Используя эти. данные, вычислите стандартную энтальпию следующих реакций:

Н2 + Cl 2 = 2HCI, bl/1 ;= ?

2HCI = Н2 ~ Cl 2 , f!H2 = ?

533. Вычислите СР,еднюю энергию связи в молекуле метана, ис-

пользуя стандартные· энтальпии следующих процессов:

С,алмаз + 2Н2,газ = СН4,газ, f!H1 = -75 кДж,

С, графит = С, алмаз ; bli2 = -520 кДж,

2Н,газ = Н2,газ, bl/3 = -432 кДж.

42. Вычисления по. ·уравнениям

химических реакций, если один

из реагентов содержит примеси

534. Вычислите объем углекислого газа (при н. у.), который вы• делится при взаимодействии 1 кг известняка, содержащего 10% примесей, с избытком соляной кислоты.

535. Вычислите массу древесного уrля, н~бходимого для полно­

го восстановления железа из оксида железа (III) массой 1 т. Известно,

что древесный уголь содержит' 96% углерода. '

536. ТехниЧеский алюминий содержит .98 % чистого алюминия.

Рассчитайте, какая масса технического алюминия потребуется Для

полного восстановления марганца из 1 т пиролюзита, содержащего

87% оксида марганца (IV).

537. Навеску магнезита массой 10,01 г обработали избытком ,со-.

ляной кислоты. Выделившийся при этом газ пропустили через из­

вестковую воду. Масса известковой воды после поглощения ею газа

увеличилась на ·4,4 г. Опредезtите; массовую долю (в%) карбоната

магния в магнезите.

538. Рассчитайте массовую долю (в %) углерода в угле, если при

сжигании 1 кг угля выделилось 1,12 м3 углекИсЛого газа (при н. у.)

Предположите, что примеси в угле негорючи.

539. В природном газе объемная доля метана СН4 составляет

95 %, остальное - негорючие примеси. ВЫчислите объем воздуха,

который потребуется длsi сжигания 150 м3 природного газа.

82

540. Вычислите объемную дощо (в %) хлора в .смеси с азотом,

если, пропуская 2 л смеси чер~з избыток раствора йодида калия, получили 0,254 г йода. Объемы приведены·К нормальным усЛовиям.

541. Железные стружки: массой 0,17 г обработали избытком со­ ляной кислоты. Рассчитайте массовую долю (в %) примесей в струж­

ках, если в реакцИи выделилось 56 мл водорода при 25 "С и

1,05 · 105 Па. Предположите, что прИмеси не растворяются в соля­

ной кислоте.

542. В избытке серной кислоты· растворuли образец техническо­ го цинка массой 5,14· г, в котором массовая долянерастворимых nримесей равна 2 % . Достаточно ли щтученного nри этом водоро­

да ДЛЯ ТОГО, чтобы ПОЛНОСТЪЮ ВОССТаНОВИТЪ МеДЪ ИЗ ОК.СИДа меди

(II) массой 6,4 г?

·543. Въlчислите, какуiО массу технического цинка, содержащего

96% чистоГо металла, и какую массу 27,5%-го раствора хлорово­

дорода в воде нужно взять для nолучения 1 т 45%-го раствора

хлорида цинка.

(.

544. Одной из стадий в технологuческом nроцессе nолуЧеkия сер-·

ной кисло,ты является nолучение 802 обжИгом nирита. Каt<ой объем

сернистого?аза, измеренный nри 100 'С и давлении 95 кПа, может

быть nолучен из 1 т пирита, содерЖащего 15 % прИ~нiсей?

545.Какое количество железной руды, содержащей 62 % мине­

рала магнетита, Fe,3 0 4 , nотребуетсЯ для .выnлавки 10 т железа?

546.Оnределите массу твердого остатка, образовавшегося nри термическом разложении 16 кг известняка, содержащего 6% тер­

мически устойчивых примесей.

43.'Вычисления по уравнениям реакций,

\

протекающих. в водных ра~творах

·. 547. Вычислите, какую массу метаЛлического натрия нужно ра­

.dтворитъ в воде для тоГо, чтобы получить 10%-й раствор гидро-

ксида натрия ;массой 150 г. ·

·"'S48. Вычислите массу осадка, который nо.цучилц, пропустuв 1 л

се):10водорода (nри н. у.) через 1 л раствора сулъфата_меди (II) с'

молярной концентрацией 0,25. моль/л.

83

549. Смешми два раствора- ·20 мл раствора серной кислоты с

МОЛЯрНОЙ КОНЦеНтрациеЙ 0,2 МОЛЬ/Л И 20 МЛ раствора гидроксида

натрия с молярной концентрацией 0,2 моль/л. Рассчитайте массу

образовавшейся соли.

550.Рассчитайте объем раствора фосфорной квалоты с моляр­

. ной концентрацией 0,015 моЛь/л, который требуется для взаимо­

действия с 250 г 4% -го раствора гидроксида натрия, если образу~

ется дигидроортофосфат натри~.

551.Ра'с.tчитайте объем '35%-го раствора аммиака в воде (плот­

ность раствора 0,88 г/л), который требуется для nоЛного взаимо­

.действия с 800 мл соляной кислоты с молярной концентрацией хло~

552. Вычислите объем раствора серной кислоты с молярной кон.­

центрацией 0,2 моль 1 л, который полностью нейтрализуется при­

бавлением 800 мл раствора гидроксИДа натрия с молярной концен­

трацией 0,25 моль/л.

553. к раствору, содержащему 4,59 г хлорида векоторого эле­

мента группы 1IA Периодической системы элементов, nрибавили

избыток раствора нитра'.Га серебра. Масса nолученного осадка со•

ставила 11,86 г. Назовите элемент. ·

554. Кусок медной проволоки массой 20,48 г некоторое время выдерживали в растворе нитрата ртути (II), nосле чего масса про.

волоки возросла до 26,84 г. Вычислите массу меди, вступившей в

реакцию. 1

555. Железную nластявку массой 1Q,04 г векоторое время ВЫ·

держивали в растворе массой 250 г с массовой долей сульфата

меди (Il) 15%, после чего масса пластявки составила 10,81 г. Вы­

числите массовую долю суЛьфата меди в растворе после реакции.'

556. К раствору ~ассой.100 г ·с массовой долей хлораводорода

20% nрибавили 100 r раствора карбоната натрия:. После этого дл$1 nолвой ·uей~ралИзации раствора потребовалось 50 мл с массовой

долей гидроксида иатрия 2,5% (nлотность раствора 1,03 г/мл).

'.!')

557. В раствор, содержащий 3,2 г ионов металла, nогрузили же·

лезную nластинку массой 50 г. После nолного выделения металJiа на пластинке ее масса увеличиласЬ на 0,8 % . Рассчитайте атомвук

массу металла.

84

558. На весах ураввовешены два химических стакана, в каждом

из которых находится 100 г раствора с массовой до;.r~й хлороводо­

рода 7,3 %. В первый стакан добавили карбонат кальция массой 10,0 г. Какую массу гидрокарбона.та кальция следует добавить во

второй стакан, чтобы после· окончания реакций равиовееие· не на~

рушилось?

559. Неизвестиый металл массой 1,3 г обработали избытком очень

разбавленного раствора азотной кислоты. к полученному раствору

добавили избыток раствора щелочи и прокипятили. При этом вы­

делилось 112 мл газа.(при н. у.) с хараКтер!lым резким заnахом.

Какой металл растворили' в азотной кислоте?

44. Вычисления по уравнениям nоследовательных реакцИй

560. Коловна синтеза амМиака дает 1500 т продукта в сутки.

лучают из этого количества аммиак&.

561. Вычислите массу бертолетовой соли, которую нужно разло­

жить для выделения кисЙорода, веобходимого для получения 10,8 г

оксида алюминия из чистого металла.

562. Со~гли 12 л (при н. у.) пропава С3Н8, содержащего 0,02

объемных долей негорючих прим~сей. Полученный углекислый газ пропустили через известковую воду. Вычислите массу полученного

осадка.

' '

563. ВыЧислите, какая масса белого фосфора сгорела в избытке

кислорода, еели известно, что образовавшийся продукт растворили

в избытке воды, а Затем в раствор для nолной нейтрализации кис­

лоты добавили 40 мл·раствора с молярной коицентрацией гидро­

ксида калия, ра\JНОЙ 0,25 моль;л.

564. Навеску алюминия нагрели с оксидом неизвестного метал­

ла Х203 , nри этом J,Iолучилн 28 г металлаХ. Та же иавеска алю­

миния полиостью растворилась в соляной кислоте, йЬiтеснцв 16,8 л

водорода nри н. у. Назовите металл Х.

665. Диоксид .серы (сернистый газ), nолучившийся nри сжига­

нии 12,2 л сероводороДа nри 25 ·с и 1,013 · 105 Па, nропустили че­

рез 500 мл 25% -го раствора гидроксида натрия (плотность раство-

85

ра 1,28 гjмоль). Какую солькислую J~Jtи средн:юю.....:. получили при этом? Вычислите r.t:accy этой соли.

566. Определите массу хлорида фосфора (V), раствореиного в воде,

если на нейтрализацию полученных nри этом кислот израсходова­ ли 200 мл 10%-го раствора гидроксида натрия (nлотность раство­

ра 1,109 гjмл).

567. Определите массу nирита, содержащего 10% примесей, не­

обходимого для получения 1 т олеума с массовой долей серного

ан:гидрида* (триоксид серы 803 ) 10 %.

568. При действии серной кислоты на твердый гидросу.Jiьфит }Jа­ трия получили газ, который обесцветиЛ 1 л раствора nерманганата калия. Если к полученному раствору добавить избыток хлорида

бария, nыладет 46,6 г осадка. Определите массу израсходованного

гидросульфита натрия и молярн:ую концентрацию раствора пер~

.манганата калия.. .

569. ОксИд хрома (VI) массой 1,42 г раствориЛи в воде, через

nолученный раствор цропустили избыток диоксида серы, а затем,

добаВЛЯЛИ paC'fBOp аммиака ДО nрекраЩеНИЯ образования осадка•./ Затем осадок отделили от рас~вора и прокалили. Вычщ:лите массу

остатка nосле nрокаливания.

570. Рассчитайте, какой объем во:щуха, содержащего 79 % пО;

об'Ьему азота, nерерабатывается в процессе получения 1 т аммиаЧ•1

ной селитры, NH4N0 3 ? . :

571; ОпреДели']:е массу метафосфорной кислоты, nолученной и~

фосфорного ангидрида*, который образовался при сжиганиИ фос~1

572. Сырьем для nромытленного nолучения серной кислоты слу~

жит мИнерал пирит (серный колчедан), FeS 2 • Рассчитайте масс~

nирита, содержащего д% индифферентных·примесей, необходимуЧ

для ~олучения 1,5 т олеума; содержащего 8% серного ангидрида.~

86

45. Выч;исления по уравнениям

параллельных реакций

573. Смесь :кальция и оксида кальция массой 4,8 г обработали

водой. Объем вЫ:делившегося газа составил 1,12 л. Рассчитайте мас­

совые доли компонентов смеси.

574. После нагревания смеси ·нитратов цинка и натрия массой , 20,5 г обрааовавшиеся газы были пропущены через воду, nричем

1,12 л газа (н. у.) не поглотилось. Определите состав смеси нитратов.

575. При·окислениИ смеси, содержащей Железо, медь и алюми­

нвй, израсходовано 5,32 .ir :кислорода (н. у.), при взаимодействии такой же навески этой же смеси с соляной :кислотой, молярная концентраЦия которой р~вна 5 моль/л, потребовалось 120 мл ра­ створа, а при воздействии раствором гидроксида натрия выдели­

лось 1,12 л водорода (н.у.).. Определите состав смесиметаллов.

576.nри действи~ избытка соляной кислоты на 7,12 г смеси карбо­

натов ~ьция и натрия выделилось 1,568 л газа. Вычислите массу осад:ка, :который образовался после добавления к полученному ра­ створу из~ытка сульфата натрия (растворвмостью осадка прене!Jре::ь).

577.Смесь меди и алюминия массой 13,0 г обработали умеренно

концентрированной азотной кислотой при нагревании. При этом

выделилось 25,2 л газа (н. у.). Определите состав смеси металлов.

578. Смесь опилок алюминия и .магния массой 4,3 г растворили

в соляной кислоте, а выделивmийся газ пропустили сначала через

трубку, содержащую ИзбЫТОК ОКСида Меди (Il) И нагретую ДО 400 ·с,

а затем через трубку с Р205 ~ В результате масса второй трубки уве­ личилась на 3,6 г. Рассчитайте массовую долю магния в смеси.

579. Смесь гидрокарбоната и карбоната натрйЯ массой 95 г на~ грели до постоянной массы, которая о:казалась ра~ной 79,5 г.·Бы­

чис.Лите массовые доли комnонентов смеси.

580. Смешалв раствор, содержащий смесь хлоридов :калия и на­

трия массой б,О г, с раствором, содержащим 33,2 г. нитрата серебра.

Осадок отфильтровали, а в раствор опустили медную пластинку мас­

сой 6,0 г, которую выдержали .в растворе в ·течение времени, необхо­

димого для полного nротекания реакции. В результате масса nлас­

тинки возросла до 8,54 г~ Определите состав исходной смеси.·

581. В каком массовом отношении следует взять .две навески

одногс:> и того же металла:, а) цинковой nыли; б) алюминця, чтобы

при внесении одной в раствор щелочи, а другой - в раствор соля­

ной кислоты выделилась равные объемы газов?

87

582. В каком массовом отнqщении сл~дует взять навески маг­

н:ия и алюминия, чтобы nри внесени:и их'в растворы разбавленной

азотной кислоты выдел:ились равные объемы азота?

583. Сплав натрия с калием :нашел применен:ие в атомной про­

мытленности в качестве теплоносителя. Для определения: количе­

ственного состава 1,232 'г сплава Обработали водой. Объем выде­

, лившегося: водорода, измеренный при 20 ·с и давлении 103 кПа

Рассчита,йте состав (в массовЫх долЯх) натрийкаЛиевого сплава.

584. Смесь диоксида марганца с. диоксидом неизвестного элемен­

'fа'массой 33,7 г обработали избытком соля:ной кислотьt: При этом

~ыд~лилось 6, 72 л хлора (:н. у~). Оnределите :не:известный диоксид,

585. В .воде растворили 3,855 г смеси солей KBr, NaCl, BaCl 2 •

Полученный раствор обработал~J избытком AgN03 • Масса выпав­

Шего осадка равна 6,185 г. Фильтрат после·отделения осадка обра­

ботали избытком раствора H 2SO 4 • При этом получился осадок мас­

сой 2,33 г. Вычислите со~тав (в массовых доля:х) смеси солей, есл:и

. в~орой осадок не содержал соединений се'ребра.

46. Вычислевце количественного состава ·

газовых смесей, если в них протекают

·химические реакции..

586. При с~игании водорода в кие.irороде объем газовой смеси

уменьшился: на 12 мл. Выч:ислите объем водорода в исходной с_ме­

си. Объемы измерены nри 110 ·с и 1,013 ·105 Па.

587. Взорвали 87 мл смеси водорода с кислородом (объем изме­

рен nри 110 ·с и 1,013. 105 Па). После взры~а и приведенив про­

дуктов реакции к первоначальн:ы:м условиям объем газа составил

60 мл. рпределите состав исходной смеси. - ;;

588. 'Определите состав .газовой ,смеси, которая: образовалась n~~;

сгорании 20 м3 монооксида углерода в 20 м кислорода. · ·;

589. Смесь состоит из монооксида углерода И кислорода объемрм

150 мл. Эту смесь сожгл~ в избытке кислорода. Объем газовой с~е:)

си уменьшился: на 45 мл. Рассчитайте объемные доли комnоненr,911;:

исходной смеси. Все объемы nриведены к одинаковым условиюi.· ~~

~~

590. Смесьводорода с хЛором n об~мнqм отношении 3: 2,поме­

стили n закрытый стеклянный сосуд над водой и рядом сожгли

ленту магния. Как изменится давление в сосуде, если известно, что

при этом прореагировало 50% хлора? Растворимостью хлора и во­

дорода в воде можно пренебречь.

591. Сосуд определенного обЪема заполни,ли :воздухом массой

145 г, после чего в нем сожгли 6,2 г фосфора, а затем температуру

привели к первоначальной. Как относится давление в сосуде после

реакции к давлению до реакции? Объемом твердого продукта мож­

но пренебре'Чь.

592.Сожгли 50 мл смеси бутана С4Н10 с кислородом (кислород взят

визбытке). После окончания реакции и приведения газов к начальным·

условиям объем смеси уменьшился на 17,5 мл. Рассчитайте объемные

доли компонентов исходной и полученной смесей после реакции газо­

вых смесей. Объемы Газов измерены при 25 'С и 1,013 · 105 Па.

593.К смеси азота с метаном объемом 100 мл добавили 100 мл

кислорода (кислород взят в избытке) и подожглИ;. После. оконча­

ния реакции и конденсации паров воды объем газов соста:вил

1.20 мл. Объемы газов измерены при одинаковых условиЯх. Опре-

делите, объем азо:rа в исходной смеси. . ·

...

594. При сжиганюt 134,4 л смесИ метана, монооксида углерода

и этаnа· получил~ 179,2 л диоксида углерода. ·Объемы измерены

при н. у. Определите объем этана в газовой смеси.

595. Газовая смесь, сосоrоящан иЗ водорода, ·~етана и монооксида

углерода, имеет плотность 0,85.7 г/л ~ри н. у. Д.Jtя Полного сжига­

ния 1 л смеси требуется 4,52 л воздуха. Определите объемные доли

~омпонентов смеси.

596. Сме~ь монооксида угдерода с кислородом заю~мает объем

1,1 л (н. у;) После сгорания всего монооксида углерода газовую смесь

пропустили через раствор гидроксида натрия, масса kоторого уве­

личилась на 1,375 г. Определите состав исходной смеси газов.

'597. Смесь, состоящую из 2,8 л азота и 5,6 л водорода, прdпусти­

ли над катализатором. Д.ця поглощенин образощiвшегося аммиака

потребов~ось 22,6 мл раствора азОТfiОЙ кислоты плотностью 1,09

и' массовой долей HN03 16%. Вычислите объемные доли компо­

нентов газовой смеси после пропускания ее над катализатором (н. у.).

,(~98. В закрытом с~уде смешали оксид азота (Il) с избытком кисло­

рqД,а. После окончания реакции давление в сосуде уменьшилось в

1•.2$> раза. Определите состав исходной и получе~ной газовых смесей.

89