Стехиометрические расчеты.Расчеты по уравнениям реакций

1.33.Рассчитайте объем газа (н.у.), выделяющегося при взаимодействии 5 г алюминия с избытком гидроксида натрия в водном растворе.

1.34.Рассчитайте объем газообразного сероводорода (н.у.),

необходимого для восстановления перманганата калия, содержа-

щегося в а) 100 мл 0,2 М раствора (среда кислотная),

б) 200 мл 0,1 М раствора (среда кислотная),

в) 500 мл 0,04 М раствора (среда кислотная).

1.35. Рассчитайте объем газообразного сероводорода (н.у.),

необходимого для восстановления дихромата калия, содержаще-

гося в а) 200 мл 0,2 М раствора (среда кислотная),

б) 100 мл 0,4 М раствора (среда кислотная),

в) 40 мл 1 М раствора (среда кислотная).

1.36. Рассчитайте объем газообразного сероводорода (н.у.),

необходимого для реакции с бромной водой, содержащей 0,8 г

брома.

1.37. Рассчитайте массу осадка, образовавшегося при взаи-

модействии сероводорода с бромом, содержащимся в а) 15 мл 0,2 М раствора,

б) 30 мл 0,1 М раствора,

в) 60 мл 0,05 М раствора.

1.38. Рассчитайте массу сульфида меди(II), который можно перевести в раствор в виде сульфата меди с помощью

а) 10 мл 20 М азотной кислоты,

13

б) 20 мл 10 М азотной кислоты,

в) 50 мл 4 М азотной кислоты.

1.39. Рассчитайте массу иодида калия, необходимого для ре-

акции с перманганатом калия, содержащимся в а) 50 мл 0,2 М раствора (среда кислотная),

б) 100 мл 0,1 М раствора (среда кислотная),

в) 20 мл 0,5 М раствора (среда кислотная).

1.40. Рассчитайте объем (н.у.) хлора, необходимого для по-

лучения 12,7 г иода из иодида калия.

1.41.Рассчитайте объем хлора (н.у.), необходимого для окисления 12,7 г иода до иодноватой кислоты.

1.42.Рассчитайте объем газа (н.у.), выделяющегося при окислении щавелевой кислоты перманганатом калия, содержа-

щимся в а) 250 мл 0,2 М раствора,

б) 500 мл 0,1 М раствора,

в) 100 мл 0,5 М раствора,

в присутствии разбавленной серной кислоты.

1.43. Рассчитайте объем 0,1 М раствора дихромата калия,

необходимого для окисления 14 г этанола до уксусного альдеги-

да.

1.44. Рассчитайте массу иодида калия, который вступит в реакцию с нитритом калия, содержащимся в

а) 500 мл 0,2 М раствора (среда кислотная),

б) 200 мл 0,5 М раствора (среда кислотная),

в) 100 мл 1 М раствора (среда кислотная).

14

1.45.Рассчитайте концентрацию иодида калия, если при взаимодействии 100 мл его раствора с избытком нитрита калия в кислотной среде выделилось 2,52 г осадка.

1.46.Рассчитайте массу нитрита калия, необходимого для реакции с перманганатом калия, содержащимся в

а) 200 мл 0,1 М раствора,

б) 100 мл 0,2 М раствора,

в) 50 мл 0,4 М раствора, (среда кислотная).

1.47. Рассчитайте массу пероксида водорода, необходимого для проведении реакции с перманганатом калия, содержащимся в

а) 200 мл 0,1 М раствора (среда кислотная),

б) 100 мл 0,2 М раствора (среда кислотная),

в) 50 мл 0,4 М раствора (среда кислотная).

1.48.Рассчитайте массу осадка, который можно получить реакцией пероксида водорода, содержащегося в 200 мл 0,1 М

раствора, с растворенным в воде иодидом калия.

1.49.Рассчитайте массу пероксида водорода, необходимого для реакции с дихроматом калия, содержащимся в 100 мл 0,2 М

раствора (среда кислотная).

1.50.Рассчитайте объем 0,01 М раствора пероксида водоро-

да, который необходим для взаимодействия с 1,12 л (н.у.) серово-

дорода в кислотной среде.

1.51. Рассчитайте массовую долю вещества в растворе, по-

лученном после осторожного добавления 14 г калия к 500 г воды,

а также объем газа (н.у.).

15

1.52. Определите массу осадка, образующегося при взаимо-

действии с 24 л сероводорода (н.у.) с избытком водного раствора перманганата калия.

1.53. На восстановление 11,98 г оксида свинца(IV) в среде азотной кислоты израсходовано 238 мл пероксида водорода. Оп-

ределите молярную концентрацию H2O2 в этом растворе.

1.54.Определите массу диоксида марганца, вступившего в реакцию с концентрированной соляной кислотой, если при этом образовалось 5,5 г хлорида марганца(II).

1.55.Определите массу сульфата железа(II),

содержавшегося в растворе, если при окислении дихроматом

калия в кислотной среде получено 100 мл 0,5 М раствора

сульфата железа(III).

1.56.При нагревании 21 г кристаллического бромида калия

сконцентрированной серной кислотой образуются диоксид серы и бром. Рассчитайте объем диоксида серы (н.у.) и массу брома,

полученные в результате полного протекания реакции.

1.57. В результате взаимодействия 600 мл раствора хлорно-

ватой кислоты с избытком концентрированного раствора соляной кислоты образовалось 4,48 л (н.у.) хлора. Определите молярную концентрацию хлорноватой кислоты в исходном растворе.

1.58. На реакцию с нитритом калия, содержащимся в 40 мл раствора, в кислотной среде израсходовано

а) 32 мл 0,5 М раствора перманганата калия,

б) 64 мл 0,25 М раствора перманганата калия,

в) 40 мл 0,4 М раствора перманганата калия.

16

Вычислите молярную концентрацию нитрита калия.

1.59.При нагревании 16,6 г кристаллического иодида калия

сконцентрированной серной кислотой образуются сероводород и иод. Рассчитайте объем сероводорода (н.у.) и массу иода, полу-

ченных в результате полного протекания реакции.

1.60. Рассчитайте объем 0,2 М раствора иодида калия, если при взаимодействии его с избытком нитрита калия в кислотной среде выделилось 2,52 г осадка.

2. Усложненные расчеты по уравнениям реак-

ций

Если известны массы (или количества) двух и более всту-

пающих в реакцию веществ, необходимо определить, какое из веществ находится в избытке, а какое – в недостатке. Для этого необходимо сравнить отношения количеств веществ к соответст-

вующим стехиометрическим коэффициентам.

Так, если n(A)/a > n(B)/b, то вещество А находится в избыт-

ке. Далее расчет всегда проводят по веществу, находящемуся в недостатке.

Если вещество содержит примеси, то для расчета надо ис-

пользовать количество чистого вещества. Его массовая доля в смеси равна w(B) = 1 – w(примесей), или, если содержание при-

месей указано в процентах, w(B) (%) = 100 – w(примесей) (%).

17

Отношение количества полученного на практике продукта реакции к теоретически возможному (рассчитанному по уравне-

нию реакции) называется практическим выходом продукта ( ):

= n(практ) / n(теор)

Вполне очевидно, что отношение количеств вещества при расчете практического выхода можно заменить отношением их масс, а для газов также отношением их объемов.

Пример 1

Аммиак объемом 2,24 л (н.у.) растворили 20 мл 10%-ной серной кислоты (плотность 1,070 г/мл). Вычислите массовую долю сульфата аммония в конечном растворе.

Решение

V(NH3) = 224 л 2NH3 + H2SO4 = (NH4)2SO4

V(р. H2SO4) = 20 мл n(H2SO4)/ 1 = n{(NH4)2SO4} / 1 = n(NH3) / 2 w(H2SO4) = 10%

w{(NH4)2SO4) = ?

n(H2SO4) = m(H2SO4) / M(H2SO4) =

=w(p, H2SO4). V(p, H2SO4). (p, H2SO4) / M(H2SO4) =

=0,1 . 20 . 1,070 / 98 = 0,022 моль

n(NH3 = V(NH3) / VM = 2,24 / 22,4 = 0,1 моль Аммиак в избытке, расчёт по серной кислоте

m{(NH4)2SO4} = M{(NH4)2SO4} . n{(NH4)2SO4} = 132 . 0,022 = 2,9 г m(p) = V(p, H2SO4). (p, H2SO4) + m(NH3) =

= 20 . 1,070 + 0,022 . 2 . 17 = 22,15

w{(NH4)2SO4} = m{(NH4)2SO4}/ m(p) = 2,9 / 22,15 = 0,13

18

Пример 2

Через 100 г 5,6%-ного раствора гидроксида калия пропусти-

ли 224 л оксида серы(IV). Определите массовую долю образо-

вавшейся соли в растворе.

Решение

SO2(избыток) + KOH(разб) = KHSO3 n(SO2) = n(KOH) = n(KHSO3)

m(SO2) / M(SO2) = m(KOH) / M(KOH) = m(KHSO3) / M(KHSO3) m(KHSO3) = M(KHSO3) . m(KOH) / M(KOH) = 120 . 5,6 / 56 = 12 г m(SO2) = M(SO2) . m(KOH) / M(KOH) = 64 . 5,6 / 56 = 6,4 г w(KHSO3) = m(KHSO3) / m(р, KHSO3) = m(KHSO3) / [m(р, KOH) + m(SO2)] = 12 / (100 + 6,4) = 0,113

Пример 3

Составьте уравнение реакции между карбонатом натрия и сульфатом магния, протекающей в водном растворе. Рассчитайте выход (%) магнийсодержащего продукта, если его масса состави-

ла 41 г, а массы реагентов – по 60 г.

Решение

m(практ. MgCO3) = 41 г Na2CO3 + MgSO4 = Na2SO4 + MgCO3 m(Na2CO3) = 60 г

m(MgSO4) = 60 г η = ?

19

n(Na2CO3) = m(Na2CO3) / M(Na2CO3) = 60 : 106 = 0,57 моль n(MgSO4) = m(MgSO4) / M(MgSO4) = 60 : 120 = 0,50 моль (в

недостаточном количестве)

m(MgCO3) = n(MgCO3) M(MgCO3) = n(MgSO4) M(MgCO3) =

=0,5 . 84 = 42 г

η= m(практ. MgCO3) / m(MgCO3) = 41 : 42 = 0,98 = 98%

Расчет массы (объема,количества вещества) продуктов ре-

акции,если одно из реагирующихвеществ находится в избытке или содержит примеси

2.1. Какой объем газа (н.у.) выделится при взаимодействии

1 г пероксида водорода с дихроматом калия, содержащимся в 20

мл 0,2 М раствора (среда кислотная).

2.2. Рассчитайте объем газа (н.у.), который можно получить действием 2,4 г диоксида свинца на 100 мл 2 М раствора перок-

сида водорода.

2.3. Рассчитайте объем газа (н.у.), выделившегося при взаи-

модействии 3 г пероксида водорода с перманганатом калия, со-

держащимся в 100 мл 0,2 М раствора (среда кислотная). 2.4. Образец магния, загрязненного медью, поместили в

хлороводородную кислоту, взятую в избытке. Образовалось

2,24 л газа (н.у.) и 0,1 г осадка. Определите массовую долю меди в исходном образце.

2.5. Образец порошка магния, загрязненного медью, проки-

пятили в избыточном количестве воды. Образовалось 2,24 л газа

20

(н.у.) и 6 г осадка. Определите массовую долю меди в исходном образце.

2.6. Рассчитайте массу продукта взаимодействия 1,00 г маг-

ния и 1,00 г брома.

2.7. Образец хлорида магния, загрязненного хлоридом бе-

риллия, массой 14 г, обработали избытком гидроксида натрия.

Выделилось 5,8 г осадка. Рассчитайте массовую долю хлорида бериллия в исходной смеси.

2.8. Образец гидроксида магния, содержащего примесь гид-

роксида бериллия, массой 5 г, обработали избытком концентри-

рованного раствора гидроксида натрия. Масса оставшегося осад-

ка составила 4,3 г. Определите массовую долю гидроксида маг-

ния в исходной смеси.

2.9. Рассчитайте массу осадка, выпавшего в результате пол-

ного протекания реакции между перманганатом калия, содержа-

щимся в 100 мл 0,1 М раствора и 67,2 л сероводорода (н.у.). 2.10. Рассчитайте массу осадка, образовавшегося в результа-

те смешивания 10 мл 0,1М раствора перманганата калия, подкис-

ленного разбавленной серной кислотой, и 10 мл 0,1 М раствора иодида калия.

2.11. Рассчитайте массу осадка, выпавшего в результате полного протекания реакции между 2,8 л (н.у.) иодоводорода и 50

мл 1 М иодноватой кислоты.

2.12. Рассчитайте объем (н.у.) газа, полученного в результа-

те смешивания 20 мл 0,1 М раствора иодида калия и 10 мл 0,1 М

раствора нитрита калия (среда кислая).

21

2.13. Рассчитайте объем (н.у.) газа, выделившегося в резуль-

тате полного протекания реакции между 0,5 моль диоксида мар-

ганца и пероксидом водорода, содержащимся в 100 мл 0,1 М рас-

твора в кислотной среде.

2.14. Рассчитайте объем (н.у.) газа, выделившегося в резуль-

тате взаимодействия 4,0 г дихромата калия с 10 мл 10 М соляной кислоты.

2.15. Рассчитайте массу осадка, выпавшего при взаимодей-

ствии 9 мл 0,1 М раствора дихромата калия и 80 мл 0,06 М рас-

твора иодида калия в кислотной среде.

2.16. Рассчитайте массу кислот, образовавшихся в реакции между 0,2 моль диоксида серы и 0,3 моль иода в водном раство-

ре.

2.17. Рассчитайте массу осадка, выпавшего в результате полного протекания реакции между нитратом серебра(I), содер-

жащимся в 30 мл 0,1 М раствора, и фосфорноватистой кислотой,

содержащейся в 20 мл 0,1 М раствора.

2.18. Рассчитайте объем газа (н.у.), выделившегося в резуль-

тате смешивания и кипячения 5 г 24%-ного раствора нитрита ка-

лия и 4 мл 3,5 М раствора хлорида аммония.

2.19. Образец аморфного кремния, загрязненного углеродом,

массой 37 г химически растворили в концентрированном раство-

ре гидроксида натрия. Рассчитайте массовую долю углерода в исходном образце, если в результате реакции выделилось 56 л га-

за (н.у.).

22