Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Химия. Подготовка к централизованному тестированию. Задачи и упражнения с примерами решений
.pdf
из которой следует, что
n(FeSO
.
xH2O) = n(FeSO4).
4
Следовательно,
.
n(FeSO
xH2O) = 0,36 моль.
4
Определяем молярную массу кристаллогидрата:
M(FeSO
М(FeSO
.
xH2O) = m(FeSO
4
.
xH2O) = 100 / 0,36 = 278 г/моль.
4
.
xH2O) / n(FeSO
4
.
xH2O);
4
Выразив молярную массу кристаллогидрата:
.
М(FeSO
xH2O) = M(FeSO4) + xM(H2O),
4
рассчитываем x:
.
x = (M(FeSO
xH2O) – M(FeSO4)) / M(H2O);
4
x = (278 – 152) / 18 = 7.
Следовательно, формула кристаллогидрата будет иметь вид:
FeSO
.
7Н2O.
4
2.6. Массовая доля кристаллизационной воды в составе крис-
таллогидрата Na
2SO4
.
xH2O равна 0,5590. Определите формулу
кристаллогидрата.
Ответ: Na
2SO4
.
10H2O.
2.7. Определите массовую долю кислорода в обрaзце мела,
содержащего 90 % карбоната кальция и кислороднесодержащие
примеси.
Ответ: 43,2 %.
2.8. Определите массу технического образца сульфата натрия,
если известно, что в образце содержится натрий массой 9,2 г, а массовая доля натрийнесодержащих примесей в его составе равна 5 %.
Ответ: 29,9 г.
2.9. Определите массовую долю кислорода в смеси, содержа-
щей этанол С
ОH массой 23 г и метанол СH3ОH массой 16 г.
2H5
Ответ: 41 %.
2.10. Определите массовую долю атомарного хлора в смеси, со-
стоящей из хлора, водорода и хлороводорода, объемы (н. у.) которых соответственно равны 1,12 дм
3
, 11,2 дм3 и 2,24 дм3.
Решение. Определяем количества газов в смеси:
) = V(Cl2) / Vm;
n(Cl
2
21
n(Cl2) = 1,12 / 22,4 = 0,05 моль;
) = V(H2) / Vm;
n(H
2
) = 11,2 / 22,4 = 0,5 моль;
n(H
2
n(HCl) = V(HCl) / V
;
m
n(HCl) = 2,24 / 22,4 = 0,1 моль.
Рассчитываем массы газов в смеси:
m(Cl
) = n(Cl2) . M(Cl2);
2
) = 0,05 . 71 = 3,55 г;
m(Cl
2
) = n(H2) . M(H2);
m(H
2
) = 0,5 . 2 = 1 г;
m(H
2
.
m(HCl) = n(HCl)
m(HCl) = 0,1
M(HCl);
.
36,5 = 3,65 г.
Масса смеси равна сумме масс газов:
m(смеси) = m(Cl
) + m(H2) + m(HCl);
2
m(смеси) = 3,55 + 1 + 3,65 = 8,2 г.
Определяем количество атомарного хлора в составе газообразного хлора, учитывая, что 1 моль молекулярного хлора содержит
2 моль атомов хлора.
Следовательно,
(Сl) = 2(Cl2); n1(Сl) = 2 . 0,05 = 0,1 моль.
n
1
Далее определяем количество атомарного хлора в составе хлороводорода, принимая во внимание, что 1 моль HCl содержит 1
моль атомов хлора.
Следовательно,
(Сl) = n(HCl); n2(Сl) = 0,1 моль.
n
2
Находим общее количество атомарного хлора в смеси:
n(Cl) = n
(Cl) + n2(Cl); n(Cl) = 0,1 + 0,1 = 0,2 моль.
1
Вычисляем его массу:
m(Cl) = n(Cl) . M(Cl); m(Cl) = 0,2 . 35,5 =7,1 г.
Рассчитываем массовую долю атомарного хлора в смеси:
ω(Cl) = (m(Cl) / m(cмеси)) · 100 %;
ω(Cl) = (7,1 / 8,2) · 100 = 87 %.
22
2.11. Определите массу газовой смеси объемом (н. у.) 1,12 дм3, со-
стоящей из водорода и гелия. Их массовые доли в смеси равны 0,5.
Решение. Определяем количество газовой смеси:
n(г) = V(г) / V
; n(г) = 1,12 / 22,4 = 0,05 моль.
m
Выражаем массы водорода и гелия, приняв во внимания, что
их массовые доли равны 0,5:
m(H
) = ω(H2) . m(г); m(H2) = 0,5 . m(г);
2
.
m(He) = ω(He)
m(г); m(He) = 0,5 . m(г).
Выражаем количество водорода и гелия в составе смеси:
) = m(H2) / М(H2); n(H2) = 0,5 m(г) / 2;
n(H
2
n(He) = m(He) / М(He); n(He) = 0,5 m(г) / 4.
Нами определено, что количество газовой смеси равно 0,05
моль, т. е.
n(H2) + n(Hе) = 0,05 моль.
В последнее уравнение подставляем значение количества водорода и значение количества гелия:
0,5 m(г) / 2 + 0,5 m(г) / 4 = 0,05.
Решаем уравнение:
m(г) = 0,133 г.
2.12. Определите массу газовой смеси объемом (н. у.) 2,24 дм
3
состоящей из оксида углерода (II) и оксида углерода (IV). Массовая доля оксида углерода (IV) равна 0,6.
Ответ: 3,58 г.
,
2.13. Определите массовую долю азота в составе газовой смеси,
содержащей азот и водород, если известно, что образец этой смеси
3
объемом (н. у.) 2,24 дм
имеет массу 1 г.
Ответ: 86 %.
2.14. Определите массовую долю гелия в составе газовой сме-
си, содержащей гелий и аргон, если известно, что образец этой
3
смеси объемом (н. у.) 4,48 дм
имеет массу 4,4 г.
Ответ: 9,1 %.
2.15. Какую массу хлороводорода надо взять для приготовле-
3
ния раствора соляной кислоты объемом 80 см
хлороводорода 0,2? Плотность раствора равна 1,1 г/см
с массовой долей
3
.
Ответ: 17,6 г.
23
2.16. Установите формулу соединения, массовые доли хлора и
кислорода в котоpом соответственно pавны 38,8 % и 61,2 %.
Решение. Для расчетов выбираем образец соединения массой
100 г. Рассчитываем массы хлора и кислорода в образце:
m(Сl) = ω(Сl)
m(Сl) = 38,8
m(О) = ω(О)
m(O) = 61,2
Рассчитываем их количества:
n(Сl) = m(Сl) / M(Сl); n(Сl) = 38,8 / 35,5 = 1,09 моль;
n(О) = m(О) / M(О); n(O) = 61,2 / 16 = 3,83 моль.
Находим соотношение количеств хлора и кислорода:
n(Сl) : n(O) = 1,09 : 3,83 или
.
m(соединения) / 100 %;
.
100 / 100 = 38,8 г.;
.
m(соединения) / 100 %;
.
100 / 100 = 61,2 г.
n(Сl) : n(O) = 2 : 7.
Следовательно, формула соединения имеет вид: Cl
2.17. Установите формулу соединения, массовые доли серы и
кислорода в котоpом соответственно pавны 40 и 60 %.
Ответ: SO
2.18. Массовая доля водорода в составе летучего водородного
соединения равна 25 %. Рассчитайте массовую долю кислорода в
составе высшего оксида данного элемента.
Ответ: 72,7 %.
.
3
2O7
.
2.2. Объемная доля
Объемная доля вещества – это отношение объема вещества в
системе к объему всей системы.
Объемная доля вещества может быть выражена в долях от единицы или в процентах:
в\ва
V
в\ва .
φ=
()
в\ва 100%.φ= ⋅
()
()
системы
V
()
VVâ-âà
()
системы
()
24
(2.3)
(2.4)
2.19. Определите объемную долю кислорода в газовой смеси,
состоящей из азота и кислорода, массы которых соответственно
равны 7 г и 16 г.
Решение. Вычисляем количества азота и кислорода:
n(N
) = m(N2) / M(N2); n(N2) = 7 / 28 = 0,25 моль;
2
) = m(О2) / M(О2); n(O2) = 16 / 32= 0,5 моль.
n(О
2
Определяем их объемы при н. у.:
V(N
) = n(N2) . Vm; V(N2) = 0,25 . 22,4 = 5,6 дм3;
2
) = n(О2) . Vm; V(O2) = 0,5 . 22,4 = 11,2 дм3.
V(О
2
Объем смеси равен сумме объемов азота и кислорода:
V(смеси) = V(N
V(смеси) = 5,6 + 11,2 = 16,8 дм
) + V(O2);
2
3
.
Находим объемную долю кислорода по уравнению (2.4):
O
V
()
O100%;
φ= ⋅
()
2
φ=⋅=
()
11,2
O10066,7%.
2
16,8
2
смеси
V
()
2.20. Определите объемную долю водорода в газовой смеси,
состоящей из водорода, азота и аммиака, массы которых соответственно равны 3 г, 14 г и 17 г.
Ответ: 50 %.
2.21. Определите объемную долю этанола в смеси, состоящей
из этанола массой 80 г и воды массой 100 г. Плотность этанола
3
равна 0,8 г/см
, плотность воды – 1 г/см3.
Ответ: 50 %.
2.22. Газовая смесь состоит из аргона и гелия. Объемная доля
гелия в ней составляет 40 %. Определите массу гелия в составе
3
5,6 дм
смеси при н. у.
Решение. Определяем объем гелия:
.
V(Не) = V(г)
V(Не) = 5,6
φ(Не) / 100 %;
.
40 /100 = 2,24 дм3.
Рассчитываем количество гелия:
n(He) = V(He) / V
;
m
n(He) = 2,24 / 22,4 = 0,1 моль.
25
Находим массу гелия:
.
m(He) = n(He)
m(He) = 0,1
M(He);
.
4 = 0,4 г.
2.23. Газовая смесь состоит из фтора, хлора и аргона. Объемная
доля фтора в ней составляет 40 %, хлора — 20 %. Определите массу
аргона в составе смеси объемом 11,2 дм
3
при н. у.
Ответ: 8 г.
2.24. Плотность газовой смеси, состоящей из гелия и ксенона,
при н. у. равна 3 г/дм
3
. Определите объемную долю гелия в смеси.
Решение. Для расчетов Выбираем образец смеси количеством
1 моль. Тогда объем (н. у.) образца равен 22,4 дм
3
.
Находим массу образца газа:
m(г) = ρ(г) . V(г);
m(г) = 3
.
22,4 = 67,2 г.
Обозначаем количество гелия в образце смеси x, тогда количество ксенона в смеси будет равно (1 – x).
Выражаем массы гелия и ксенона в образце:
m(Не) = n(Не)
m(Xe) = n(Xe)
.
M(Не); m(Не) = x . 4;
.
M(Xe); m(Xe) = (1 – x) . 131.
Масса образца равна сумме масс гелия и ксенона, что составляет 67,2 г:
m(He) + m(Xe) = 67,2 г.
В последнее уравнение подставляем значения масс гелия и ксенона
.
4x + (1 – x)
131 = 67,2
и получаем x = 0,5 моль.
Определяем объем гелия:
V(He) = n(He)
V(He) = 0,5
.
22,4 = 11,2 дм3.
.
Vm;
:
Рассчитываем объемную долю гелия в смеси:
He
V
He 100 %;
φ= ⋅
()
φ=⋅=
He 100 50 %.
()
()
смеси
V
()
11,2
22,4
26
2.25. Плотность газовой смеси при н. у., состоящей из водорода
3
и азота, равна 0,5 г/дм
. Определите объемную долю водорода.
Ответ: 65 %.
2.26. При н. у. газовая смесь объемом 11,2 дм
3
, состоящая из
кислорода и водорода, имеет массу 10 г. Определите объемную
долю водорода в смеси.
Решение. Определяем количество газовой смеси:
n(г) = V(г) / V
;
m
n(г) = 11,2 / 22,4 = 0,5 моль.
Нами определено, что количество смеси равно 0,5 моль:
n(H
) + n(O2) = 0,5 моль,
2
тогда количество кислорода равно:
n(О
) = 0,5 – n(Н2).
2
Выражаем массы водорода и кислорода:
m(H
) = n(H2) . M(H2); m(H2) = n(H2) . 2;
2
m(O
) = n(O2) . M(O2); m(O2) = (0,5 – n(H2)) . 32.
2
Масса смеси равна сумме масс водорода и кислорода и состав-
ляет 10 г:
m(H
) + m(O2) = 10 г.
2
Перепишем последнее уравнение, подставив значения масс во-
дорода и кислорода:
n(Н
) . 2 + (0,5 – n(H2)) . 32 = 10.
2
Решаем уравнение:
n(Н
) = 0,2 моль.
2
Рассчитываем объем водорода в составе смеси:
V(H
) = n(Н2) . Vm;
2
V(H
) = 0,2 . 22,4 = 4,48 дм3.
2
Находим объемную долю водорода:
H
V
()
H100%;
φ= ⋅
()
2
V
H10040%.
φ=⋅=
()
2
2
смеси
()
4,48
11,2
27
2.27. Газовая смесь объемом (н. у.) 5,6 дм3, состоящая из крип-
тона и гелия, имеет массу 12 г. Определите объемную долю гелия
в смеси.
Ответ: 45 %.
2.28. Определите объемную долю глицерина в смеси, состоящей
из этанола и глицерина, массы которых соответственно равны 50 г
и 60 г. Плотность этанола равна 0,8 г/см
1,26 г/см
3
. Изменением объемов при смешивании пренебречь.
3
, плотность глицерина —
Ответ: 44 %.
2.3. Относительная плотность газов
Относительная плотность газа Х по газу Y равна отношению
молярной массы газа Х к молярной массе газа Y, т. е.
D = M(Х) / M(Y). (2.5)
2.29. Определите относительную плотность сеpоводорода по
водороду.
Решение. Молярная масса сероводорода равна 34 г/моль, водо-
рода — 2 г/моль.
По уравнению (2.5) рассчитываем относительную плотность
сероводорода по водороду:
D = M(H
S) / M(H2); D = 34 / 2 = 17.
2
2.30. Определите относительную плотность кислорода по воз-
духу.
Ответ: 1,1.
2.31. Относительная плотность газообразного соединения H
по водороду равна 40,5. Определите элемент Х.
Решение. Определяем молярную массу соединения H
пользуя уравнение (2.5):
Х) = D . M(H2);
М(H
2
М(H
Х) = 40,5 . 2 = 81 г/моль.
2
С учетом того, что
Х) = 2М(H) + М(Х),
М(H
2
рассчитываем молярную массу элемента Х:
M(X) = M(H
X) – 2M(H);
2
M(X) = 81 – 2 = 79 г/моль.
28
Х, ис-
2
Х
2
Используя таблицу Д. И. Менделеева, определяем, что элемен-
том c относительной атомной массой, равной 79, является селен.
2.32. Относительная плотность газообразного соединения
Х
по метану СH4 равна 4,75. Определите элемент Х.
2O3
Ответ: азот.
2.33. Определите относительную плотность по воздуху газо-
вой смеси, состоящей из кислорода и этана С
соответственно равны
8 г и 7,5 г.
, массы которых
2H6
Решение. Определяем количество кислорода и этана в смеси:
n(O
) = m(O2) / M(O2); n(O2) = 8 / 32 = 0,25 моль.
2
n(С
) = m(С2H6) / M(С2H6); n(С2H6) = 7,5 / 30 = 0,25 моль.
2H6
Количество газовой смеси равно сумме количеств кислорода
и этана:
n(смеси) = n(О
) + n(С2H6);
2
n(смеси) = 0,25 + 0,25 = 0,5 моль.
Масса газовой смеси равна сумме масс кислорода и этана:
m(смеси) = m(O
) + m (C2H6);
2
m(смеси) = 8 + 7,5 = 15,5 г.
Зная массу и количество газовой смеси, определяем ее моляр-
ную массу:
М(смеси) = m(смеси) / n(смеси);
M(смеси) = 15,5 / 0,5 = 31 г/моль.
Теперь рассчитываем относительную плотность смеси по воздуху:
D = М(смеси) / М(воздуха); D = 31 / 29 = 1,07.
2.34. Определите относительную плотность по водороду газо-
вой смеси, состоящей из метана СH
, этана С2H6 и пропана С3H
4
массы которых соответственно равны 8 г, 30 г и 22 г.
Ответ: 15.
2.35. Относительная плотность газа по водороду равна 8. Опре-
делите, какой объем (н. у.) займет образец этого газа массой 32 г.
Ответ: 44,8 дм
3
.
2.36. Относительная плотность газа по азоту равна 2. Опреде-
лите массу образца этого газа объемом (н. у.) 11,2 дм
3
.
Ответ: 28 г.
29
8,
2.37. Относительная плотность по водороду газовой смеси, со-
стоящей из гелия и кислорода, равна 12,5. Определите объем гелия (н. у.) в образце смеси массой 10 г.
Решение. Определяем молярную массу газовой смеси:
М(г) = D
.
M(H2); М(г) = 12,5 . 2 = 25 г/моль.
Рассчитываем количество смеси:
n(г) = m(г) / M(г); n(г) = 10 / 25 = 0,4 моль.
По условию масса смеси равна 10 г, т. е.
m(He) + m(O
) = 10 г.
2
Выражаем массу кислорода:
m(O
) = 10 – m(He).
2
Выражаем количества гелия и кислорода:
n(He) = m(He) / М(He); n(He) = m(He) / 4;
) = m(O2) / М(O2); n(О2) = (10 – m(He)) / 32.
n(O
2
Количество смеси равно сумме количеств гелия и кислорода и
составляет 0,4 моль:
n(Hе) +n(О
) = 0,4 моль.
2
В последнее уравнение подставляем значения количеств гелия
и кислорода:
m(He) / 4 + (10 –
m(He)) / 32 = 0,4.
Решаем уравнение:
m(He) = 0,4 г.
Находим количество гелия:
n(He) = m(He) / M(He); n(He) = 0,4 / 4 = 0,1 моль.
Определяем объем гелия при н. у.:
V(He) = n(He)
V(He) = 0,1
.
22,4 = 2,24 дм3.
.
Vm;
2.38. Относительная плотность по гелию газовой смеси, состо-
ящей из водорода и азота, равна 2,125. Определите массу азота в
смеси, имеющей объем (н. у.) 5,6 дм
3
.
Ответ: 1,75 г.
2.39. Относительная плотность газовой смеси, состоящей из ге-
лия и углекислого газа, по водороду равна 12. После пропускания
30
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]