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
Определяем количество образовавшегося оксида углерода:
n(СО
n(СО
) = V(СО2) / Vm;
2
) = 2,24 / 22,4 = 0,1 моль.
2
Согласно уравнению реакции разложения карбоната:
n(МеСО
n(МеСО
) = n(СО2);
3
) = 0,1 моль.
3
Рассчитываем молярную массу карбоната:
M(MeCO
M(MeCO
) = m(MeCO3) / n(MeCO3);
3
) = 10 / 0,1= 100 г/моль.
3
Вычисляем молярную массу неизвестного металла:
М(Ме) = М(МеСО
М(Ме) = 100 – 12 –
) – М(С) – 3М(О);
3
48 = 40 г/моль.
Используя таблицу Д. И. Менделеева, определяем неизвестный металл — кальций.
3.7. Объем смеси водорода и кислорода равен 35 см
3
. После
реакции между компонентами смеси оказалось, что водород прореагировал не полностью. Объем непрореагировавшего водорода
равен 5 см
3
. Определите объем водорода в исходной смеси. Все
объемы измерены при одинаковых условиях.
Решение. Записываем уравнение реакции:
+ О2 = 2H2О.
2H
2
Из уравнения реакции следует, что с одним объемом кислоро-
да реагирует два объема водорода. С учетом этого обозначим:
x — объем кислорода, вступившего в реакцию (V(O
2x — объем водорода, вступившего в реакцию (V
1(H2
2
));
)).
Объем веществ, вступивших в реакцию, равен разнице объемов
исходной смеси и водорода, не вступившего в реакцию:
3
V = 35 – 5 = 30 см
.
В то же время объем вступивших веществ в реакцию равен
сумме объемов прореагировавших водорода и кислорода, что составляет 30 см
Решаем уравнение: x = 10 см
3
:
3
x + 2 x = 30 см
3
.
41
.
Тогда объем водорода, вступившего в реакцию, будет равен:
V
) = 2x; V1(H2) = 2 . 10 = 20 см3.
1(H2
Объем водорода в исходной смеси равен сумме объемов прореагировавшего и непрореагировавшего водорода:
) = V1(H2) + V2(H2); V(H2) = 20 + 5 = 25 см3.
V(H
2
3
3.8. Объем смеси газов водорода и хлора равен 25 дм
. После
реакции между компонентами смеси оказалось, что хлор прореагировал не полностью. Объем непрореагировавшего хлора равен
3
. Определите объем хлора в исходной смеси. Все объемы из-
3 дм
мерены в одинаковых условиях.
3
Ответ: 14 дм
.
3.9. При взаимодействии смеси цинка и магния массой 8,9 г с
избытком соляной кислоты выделился водород объемом (н. у.)
3
4,48 дм
. Определите массу цинка в смеси.
Решение. Введем обозначения:
x – количество цинка, вступившего в реакцию;
y – количество магния, вступившего в реакцию.
Выражаем массы цинка и магния, вступивших в реакцию:
.
m(Zn) = n(Zn)
m(Mg) = n(Mg)
M(Zn); m(Zn) = 65x; (1)
.
M(Mg); m(Mg) = 24y. (2)
Согласно условию сумма масс цинка и магния равна 8.9 г:
m(Zn) + m(Mg) = 8,9 г. (3)
В уравнение (3) подставляем значения масс цинка (1) и магния
(2):
65x + 24y = 8,9. (4)
Записываем уравнение реакции взаимодействия цинка с соля-
ной кислотой:
Zn + 2HCl = ZnCl
+ H2↑.
2
Согласно уравнению реакции:
) = n(Zn); n1(H2) = x.
n
1(H2
Выражаем объем водорода, выделившегося в результате реакции:
V
) = n1(H2) . Vm; V1(H2) = 22,4x. (5)
1(H2
Записываем уравнение реакции взаимодействия магния с со-
ляной кислотой:
42
Мg + 2HCl = MgCl2 + H2↑.
Согласно уравнению реакции:
n2(H2) = n(Mg); n2(H2) = y.
Выражаем объем водорода, выделившегося в результате вто-
рой реакции:
V
) = n2(H2) . Vm; V2(H2) = 22,4 y. (6)
2(H2
Общий объем выделившегося водорода будет равен:
V
) + V2(H2) = 4.48 дм
1(H2
3
(7)
.
В уравнение (7) подставляем соответствующие значения объё-
мов водорода (5) и (6):
22,4x + 22,4y = 4,48. (8)
Составляем систему из уравнений (4) и (8) и, решив ее,
⎧
xy
65 24 8,9
⎨
+=
xy
22,4 22,4 4,48
⎩
+=
.
получим x = 0,1 моль; y = 0,1 моль.
Определяем массу цинка:
m(Zn) = 65 x; m(Zn) = 0,1
.
65 = 6,5 г.
3.10. Hа нейтрализацию смеси гидроксида натрия и гидрокси-
да калия массой 9,6 г затратили серную кислоту массой 9,8 г. Определите массу NaOH в смеси.
Ответ: 4 г.
3.11. Какая масса сульфида железа (II) может быть получена
при взаимодействии железа массой 30 г и серы массой 16 г?
Решение. Записываем уравнения реакции:
Fe + S = FeS.
Для проведения расчетов по химическому уравнению необходимо определить вещество, взятое в избытке. Для этого определяем количества железа и серы:
n(Fe) = m(Fe) / M(Fe); n(Fe) = 30 / 56 = 0,54 моль;
n(S) = m(S) / M(S); n(S) = 16 / 32 = 0,5 моль.
В соответствии с уравнением реакции количество прореагировавшей серы равно количеству прореагировавшего железа, т. е.
n(S) = n(Fe).
43
Значит, с 0,5 моль серы прореагирует 0,5 моль железа. Следовательно, железо находится в избытке и прореагирует не полностью.
Расчеты необходимо проводить используя количественные характеристики вещества, полностью вступившего в реакцию, т. е. серы.
Согласно уравнению реакции:
n(FeS) = n(S); n(FeS) = 0,5 моль.
Определяем массу сульфида железа:
m(FeS) = n(FeS)
.
M(FeS); m(FeS) = 0,5 . 88 = 44 г.
3.12. Какая масса воды образуется при взрыве смеси, содержа-
щей кислород массой 64 г и водород массой 9 г?
Ответ: 72 г.
3.13. Какой объем (н. у.) водорода выделится при взаимодейс-
твии цинка массой 6,5 г с раствором серной кислоты массой 100 г
и с массовой долей H
3
Ответ: 2,24 дм
.
2SO4
20 %.
3.14. Какая масса осадка образуется при сливании раствора
нитрата серебра массой 80 г с массовой долей AgNO
21,25 % и рас-
3
твора хлорида натрия массой 70 г c массовой долей NaCl 10 %?
Ответ: 14,35 г.
3.15. Какая масса осадка образуется при сливании раствора
хлорида бария массой 40 г c массовой долей BaCl
ра сульфата калия массой 50 г c массовой долей K
5,2 % и раство-
2
6 %?
2SO4
Ответ: 2,33 г.
3.16. Оксид углерода (IV), полученный при полном сжигании уг-
лерода массой 0,3 г, пропустили через раствор гидроксида бария массой 200 г c массовой долей Ba(OH)
3,42 %. Определите массу осадка.
2
Решение. Записываем уравнение реакции горения углерода:
С + О
= СО2↑.
2
Рассчитываем количество углерода:
n(C) = m(C) / M(C); n(C) = 0,3 / 12 = 0,025 моль.
Согласно уравнению реакции:
n(CO
) = n(C); n(CO2) = 0,025 моль;
2
Определяем массу гидроксида бария в растворе:
m(Ba(ОH)
m(Ba(ОH)
) = ω(Ba(ОH)2) . m(р-ра) / 100 %;
2
) = 3,42 . 200 / 100 = 6,84 г.
2
44
Вычисляем количества гидроксида бария:
n(Ba(OH)
n(Ba(OH)
) = m(Ba(OH)2) / M(Ba(OH)2);
2
) = 6,84 / 171 = 0,04 моль.
2
Гидроксид бария с оксидом углерода (IV) будет реагировать по
уравнению:
Ba(ОH)
+ СО2 = BaСO3↓ + H2О.
2
В соответствии с уравнением химической реакции с 0,025 моль
оксида углерода прореагирует 0,025 моль гидроксида бария. Следовательно, Ba(OH)
находится в избытке. Расчеты проводим по
2
оксиду углерода. Согласно последнему уравнению реакции:
n(ВаCO
) = n(CО2); n(ВаCO3) = 0,025 моль.
3
Определяем массу осадка:
m(ВаCO
m(ВаCO
) = n(ВаCO3) . M(ВаCO3);
3
) = 0,025 . 197 = 4,925 г.
3
3.17. Хлороводород, полученный в результате взаимодействия
водорода объемом (н. у.) 2,24 дм
3
с избытком хлора, пропустили
через раствор нитрата серебра массой 50 г с массовой долей соли
3,4 %. Определите массу осадка.
Ответ: 1,435 г.
3.18. Между компонентами смеси, состоящей из оксида уг-
лерода (II) объемом (н. у.) 10 дм
3
15 дм
, пpовели pеакцию. Определите массу образовавшегося
3
и кислорода объемом (н. у.)
оксида углерода (IV).
Ответ: 19,6 г.
3.19. Между компонентами смеси, состоящей из аммиака объ-
емом (н. у.) 10 дм
3
и кислорода объемом (н. у.) 20 дм3, провели реакцию (в отсутствие катализатора). Определите массу продуктов
реакции.
Ответ: 18,3 г.
3.20. Между компонентами смеси, состоящей из водорода объ-
емом (н. у.) 15 дм
3
и фтора объемом (н. у.) 10 дм3, провели реак-
цию. Определите объем (н. у.) газовой смеси после реакции.
Ответ: 25 дм
3
.
3.21. При действии избытка концентрированной серной кис-
лоты на кристаллический хлорид натрия массой 11,7 г выделил-
45
ся хлороводород объемом (н. у.) 4 дм3. Определите выход продукта реакции.
Решение. Рассчитываем количество хлорида натрия, вступив-
шего в реакцию:
n(NaCl) = m(NaCl) / M(NaCl);
n(NaCl) = 11,7 / 58,5 = 0,2 моль.
Записываем уравнение реакции:
NaCl + H
= NaНSO4 + HCl↑.
2SO4
Согласно уравнению реакции:
n(HCl) = n(NaCl); n(НCl) = 0,2 моль.
Определяем объем (н. у.) хлороводорода при количественном
(100 %) выходе:
V(HCl)
V(HCl)
теоp.
. = n(HCl) . Vm;
теоp
= 0,2 . 22,4 = 4.48 дм3.
В соответствии с уравнением (3.2) определяем выход продукта
реакции, если объем практический равен 4 дм
HCl
V
()
HCl 100 %;
η= ⋅
()
η=⋅=
()
V
HCl 100 89%.
практ.
HCl
()
теор.
4
4,48
3
:
3.22. К раствору, содержащему хлорид меди (II) массой 27 г, при-
бавили избыток гидроксида калия. При этом выпал осадок гидроксида меди (II) массой 19 г. Определите выход продукта реакции.
Ответ: 97 %.
3.23. Определите объем (н. у.) сероводорода, который образу-
ется при взаимодействии сульфида железа (II) массой 44 г с избытком серной кислоты, если известно, что выход пpодукта реакции равен 95 %.
Ответ: 10,64 дм
3
.
3.24. Какую массу серной кислоты можно получить из окси-
да серы (VI) массой 160 г, если выход продукта реакции равен
90 %?
Ответ: 176,4 г.
46
3.25. Какую массу оксида азота (II) можно получить при окис-
лении аммиака объемом (н. у.) 67,2 дм
3
, если потери производства
составляют 10 %?
Ответ: 81 г.
3.26. Какую массу железа можно получить при восстановле-
нии Fe
массой 464 г оксидом углерода (II), если потери со-
3O4
ставляют 15 %?
Ответ: 286 г.
3.27. Хлороводород, полученный при действии избытка кон-
центрированной серной кислоты на кристаллический хлорид натрия массой 11,7 г, пропустили через избыток раствора нитрата
серебра. Определите массу осадка, если выход продукта на каждой стадии равен 80 %.
Решение. Определяем количество хлорида натрия, вступивше-
го в реакцию:
n(NaCl) = m(NaCl) / M(NaCl);
n(NaCl) = 11,7 / 58,5 = 0,2 моль.
Записываем уравнение реакции:
NaCl
+ H2SO
кр
= NaНSO4 + HCl↑.
4 конц
Рассчитываем количество хлороводорода при количественном
(100 %) выходе. Согласно уравнению реакции:
n(HCl) = n(NaCl); n(HCl) = 0,2 моль.
Определяем практически полученное количество хлороводо-
рода в соответствии с уравнением (3.2):
n(HCl)
n(HCl)
= η . n(HCl)
практ
= 80 . 0,2 / 100= 0,16 моль.
практ
/ 100 %;
теор
Хлороводород с нитратом серебра реагирует по уравнению:
HCl + AgNO
= AgCl ↓ + HNO3.
3
Согласно уравнению реакции:
n(AgCl) = n(HCl)
практ
;
n(AgCl) = 0,16 моль.
Вычисляем массу хлорида серебра при количественном (100 %)
выходе:
m(AgСl)
= n(AgСl) . M(AgСl);
теор
47
m(AgСl)
= 0,16 . 143,5 = 23 г.
теор
Определяем массу осадка:
m(AgCl)
m(AgCl)
= m(AgСl)
практ
= 23 . 80 / 100 = 18,4 г.
практ
. η / 100 %;
теор
3.28. Hад нагретой серой массой 12,8 г пропустили водород. Об-
разовавшийся сероводород пропустили через раствор гидроксида
натрия (взят в избытке). Определите массу образовавшегося сульфида натрия, если выход продукта реакции на первой стадии равен
80 %, на второй – 95 %.
Ответ: 23,7 г.
3.29. Cульфат кальция массой 27,2 г прокалили (1400 °С), вы-
делившийся SO
(выход равен 80 %) растворили в воде массой
2
200 г. Определите массовую долю сернистой кислоты в полученном растворе .
Решение. Вычисляем количество сульфата кальция:
n(CaSO
n(CaSO
) = m(CaSO4) / M(CaSO4);
4
) = 27,2 / 136 = 0,2 моль.
4
Записываем уравнение реакции:
2CaSO
= 2CaO + 2SO2 ↑ + O2↑.
4
Согласно уравнению реакции:
n(SO
n(SO
= n(CaSO4);
2)теор
= 0,2 моль.
2)теор
Определяем практически полученное количество оксида серы
(IV):
n(SO
n(SO
= n(SO2)
2)практ
= 0,2 . 80 / 100 = 0,16 моль.
2)практ
. η / 100 %;
теор
При растворении оксида серы (IV) в воде образуется сернис-
тая кислота:
+ H2O = H2SO3.
SO
2
Согласно уравнению реакции:
n(Н
2SO3
) = n(SO2)
; n(Н2SO3) = 0,16 моль.
практ
Тогда масса кислоты будет равна:
m(H
) = n(H2SO3) . M(H2SO3);
2SO3
48
m(H2SO3) = 0,16 . 82 = 13,12 г.
Рассчитываем массу растворенного оксида серы:
m(SO
m(SO
2)практ
2)практ
= n(SO2)
практ
. M(SO2);
= 0,16 . 64 = 10,24 г.
Масса раствора будет равна:
m(р-ра) = m(H
O) + m(SO2)
2
практ
;
m(р-ра) = 200 + 10,24 = 210,24 г.
Определяем массовую долю H
H SO 100%;
ω= ⋅
()
23
H SO 100 6,24 %.
ω=⋅=
()
23
m
m
13,12
210,24
в растворе:
2SO3
HSO
()
23
p\pa
()
3.30. Аммиак, полученный в результате разложения хлорида ам-
мония массой 107 г (выход равен 80 %), растворили в воде массой
100 г. Определите массовую долю аммиака в полученном растворе.
Ответ: 21,4 %.
3.31. Составьте теpмохимическое уpавнение реакции pазложе-
ния каpбоната кальция на оксид кальция и оксид углеpода (IV).
Известно, что пpи pазложении карбоната кальция массой 10 г поглощается 17,8 кДж теплоты.
Решение. Рассчитываем количество карбоната кальция:
n(CaCO
n(CaCO
) = m(CaCO3) / M(CaCO3);
3
) = 10 / 100 = 0,1 моль.
3
Определяем количество поглощаемой теплоты пpи pазложении 1 моль карбоната кальция. Для этого составляем пpопоpцию:
пpи pазложении
0,1 моль СаСО
1 моль СаСО
поглощается 17,8 кДж,
3
3
.
17,8 / 0,1 = 178 кДж.
x = 1
x кДж.
Следовательно, теpмохимическое уpавнение реакции будет
выглядеть так:
CaCO
= CaO + CO2 – 178 кДж.
3
49
3.32. Рассчитайте количество теплоты, выделяемой пpи вза-
имодействии обpазца алюминия массой 120 г, содеpжащего 10 %
инеpтных пpимесей, с избытком хлоpа по уpавнению pеакции:
2Al + 3Cl
= 2AlCl3 + 1394,8 кДж.
2
Решение. Находим массу примеси в обpазце:
m(примеси) = ω
m(пpимеси) = 10
.
m(образца) / 100 %;
.
120 / 100 = 12 г.
Масса алюминия равна разности масс образца и примесей:
m(Al) = 120 – 12 = 108 г.
Определяем количество алюминия:
n(Al) = m(Al) / M(Al); n(Al) = 108 / 27 = 4 моль.
Вычисляем количество выделившейся теплоты. Для этого Составляем пропорцию:
при взаимодействии
2 моль Al выделяется 1394,8 кДж,
4 моль
.
x = 1394,8
4 / 2 = 2789,6 кДж.
x кДж
3.33. Найдите количество теплоты, поглощаемой пpи окисле-
нии азота массой 56 г до оксида азота (II). Известно, что пpи окислении 1 моль азота поглощается 180,7 кДж теплоты.
Ответ: 361,4 кДж.
3.34. Какой объем (н. у.) водоpода нужно сжечь, чтобы полу-
чить 2857,5 кДж теплоты? Известно, что пpи сгоpании 1 моль водорода выделяется 285,75 кДж теплоты.
Ответ: 224 дм
3
.
3.35. Какую массу угля, содеpжащего 95 % углеpода (по мас-
се) и инеpтные пpимеси, нужно сжечь, чтобы получить 3935 кДж
теплоты? Известно, что пpи сгоpании 1 моль углерода выделяется
393,5 кДж теплоты.
Ответ: 126,3 г.
3.36. Цинковую пластинку массой 20 г опустили в раствор со-
ляной кислоты массой 100 г с массовой долей HCl 10 %. Выделившийся водород сожгли. Какую массу воды получили, если ее
выход составил 90 %?
50
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]