Решение типовых задач
Задача 1. Определите молярные массы эквивалентов элементов в соединениях N+2O–2, H2+1S–2, H+1I–1 .
Решение
Задача 2. Рассчитайте молярные массы эквивалентов соединений H2SO4, Fe(OH)3 и Al2(SO4)3.
Решение
Задача 3. Рассчитайте молярные массы эквивалента Mg(OH)2 в следующих реакциях:
Mg(OH)2 + 2HCl → MgCl2 + 2H2O (a),
Mg(OH)2 + HCl → Mg(OH)Cl + H2O (б).
Решение MЭ(HCl) = M(HCl) = 36,5 г/моль, так как HCl - одноосновная кислота. Все вещества взаимодействуют друг с другом в количествах, пропорциональных их эквивалентам. Отсюда следует, что в реакции (а) на 2 эквивалента HCl приходится 2 эквивалента Mg(OH)2, поэтому
В реакции (б) на 1 эквивалент HCl приходится 1 эквивалент Mg(OH)2, отсюда следует, что МЭ (Mg(OH)2) = М (Mg(OH)2) = 58 г/моль.
Задача 4. Взаимодействие алюминия с раствором соляной кислоты протекает по следующей реакции:
2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2↑.
В реакции участвуют 2,7 кг алюминия. Рассчитайте объем водорода, выделившегося в ходе реакции, протекающей при нормальных условиях, а также при температуре 28 оС и давлении 102 кПа; абсолютную плотность водорода и плотность водорода по воздуху; массу образовавшегося хлорида алюминия и массовую долю алюминия в нем.
Решение. Реакция протекает по уравнению
2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2 ↑.
Определим молярные массы, количество моль и соответствующие им массы участвующих в реакции веществ.
2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2 ↑.
М, г/моль |
27 |
36,5 133,5 |
2 |
ν, моль |
2 |
6 2 |
3 |
m = M·ν, г |
54 |
219 267 |
6 |
Чтобы найти объем водорода, выделившегося в реакции при нормальных условиях, составим пропорцию:
54 г Al выделяют из кислоты (22,4·3) л водорода (по уравнению реакции);
2700 г Al выделяют из кислоты Vх л водорода (по условию задачи);
Для условий, отличных от нормальных, объем газа рассчитаем по формуле (1.8):
Абсолютную плотность водорода рассчитаем по формуле (1.10):
Относительную плотность водорода по воздуху рассчитаем по формуле (1.13):
Массу образовавшегося в реакции хлорида железа рассчитаем по уравнению реакции, составив пропорцию:
2700
г Al
образуют
54 г Al образуют 267 г AlCl3;
Массовую долю железа в AlCl3 рассчитаем, исходя соответственно из атомных и молярных масс атомов и молекул:
133,5 г AlCl3 составляют 100 %;
27 г Al составляют х %;
Задача 5. Вычислите молярную и молярную массу эквивалента трехвалентного металла, если 5,4 г его вытесняют из кислоты 7,06 л водорода, измеренных при 25 oС и давлении 105 кПа.
Решение. Запишем уравнение реакции взаимодействия Ме (III) с кислотой:
2Me + 6HCl → 2MeCl3 + 3H2.
Из уравнения реакции следует, что 2 моля металла вытесняют из кислоты 3 моля водорода, т.е. 3 · 22,4 = 67,2 л, измеренных при нормальных условиях. Приведем этот объем к заданным условиям, воспользовавшись формулой (1.7):
По условию задачи водорода выделилось в 10 раз меньше, что соответствует не 3, а 0,3 моля, значит, и металла было не 2, а 0,2 моля. По пропорции находим MMe:
0,2 моля – 5,4 г
1
моль
– ММе;
Эквивалентную массу металла определяем по формуле (1.18):
Этот металл – алюминий (Al).
Задача 6. Вычислить молярный объем эквивалента CO2 в реакции
СаСО3 + H2O + CO2 = Са(НСО3)2.
Решение. В соответствии с уравнением реакции 1 моль CO2 (22,4 л) взаимодействует с 1 молем СаСО3. Молярная масса эквивалента СаСО3 равна половине его молярной массы, следовательно, молярный объем эквивалента CO2 равен половине молярного объема газа:
л/моль.