Стехиометрические расчеты.Расчеты по уравнениям реакций

2.20. При растворении 3,2 г сульфида ртути(II) в 40 г рас-

твора 60%-ной азотной кислоты выделился газ. Составьте урав-

нение реакции и рассчитайте объем газа (н.у.).

2.21. Растворили 1,32 г сульфида меди(II) в 22,6 г раствора

65%-ной серной кислоты. Составьте уравнение реакции и рассчи-

тайте объем выделившегося газа (н.у.).

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

тате полного протекания реакции между сульфитом натрия, со-

держащимся в 7 г 24%-ного раствора и соляной кислотой, содер-

жащейся в 10 мл 3,5 М раствора.

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

тате полного протекания реакции между 0,5 моль сульфида меди(II) и 250 мл 2 М азотной кислоты.

2.24. Определите массу серы, образующейся при взаимодей-

ствии 0,1 моль H2S с 32 г 30%-ного раствора HNO3.

2.25.При прокаливании смеси 20 г оксида меди(I) и 20 г

сульфида меди(I) образовалась медь. Вычислите массу меди и объем (н.у.) второго продукта реакции.

2.26.Диоксид углерода объемом 0,896 л (н.у.) пропустили над раскаленным углем массой 0,48 г и затем полученный газ –

над раскаленным оксидом меди(II), массой 2,00 г. Вычислите массу полученного твердого продукта.

2.27. 10 мл 40,0%-ного раствора гидроксида калия (плотно-

стью 1,40 г/мл) добавили к 40,0 г 23,8 %-ного раствора хлорида цинка. Будет ли наблюдаться выпадение осадка? Какова его мас-

са?

23

2.28. Через 100 мл раствора фосфорной кислоты с концен-

трацией 0,300 моль/л пропустили 1008 мл аммиака (н.у.). Вычис-

лите массы солей, образовавшихся в растворе.

2.29. Какой объем газа (н.у.) образуется при взаимодействии

353 г известняка, содержащего 15% примесей, с азотной кисло-

той?

2.30.Определите объем (н.у.) диоксида углерода, который выделится при сплавлении в железном тигле избытка карбоната натрия с 62 г кремнезема, содержащего 3% примесей соединений железа.

2.31.Определите массу силиката натрия, который образует-

ся при сплавлении в железном тигле 100 г песка, содержащего

92% диоксида кремния с избытком соды.

2.32. Технический цинк, содержащий 1,2 масс.% оксидов,

массой 15 г, обработали избытком разбавленной серной кислоты.

Определите объем выделившегося газа и массу израсходованной кислоты.

2.33. Техническая медь, содержащая 1,5 масс.% оксидов,

массой 24 г, обработана избытком концентрированной азотной кислоты. Определите объем выделившегося газа и массу израс-

ходованного 60%-ного раствора кислоты.

2.34. Определите массу осадка, образующегося при взаимо-

действии 22,4 л (н.у.) сероводорода и взятого в избытке 0,1 М

водного раствора перманганата калия. Определите объем израс-

ходованного раствора окислителя.

24

2.35. Определите массу серы, образующейся при взаимодей-

ствии 20 л сероводорода и 24 л диоксида серы. Объемы измерены при н.у.

2.36. При сливании 100 мл 10%-го раствора хлорида кальция

(плотность 1,11 г/мл) и 106 г 20%-го раствора карбоната натрия выпал осадок. Рассчитайте массовую долю хлорида натрия в по-

лученном растворе.

2.37. Какую массу 98%-ной серной кислоты можно полу-

чить из 10 т руды, содержащей 30% сульфида цинка?

2.38.Какой объем (н.у.) аммиака выделится при нагревании смеси 5,35 г хлорида аммония и 5,00 г гидроксида кальция?

2.39.Рассчитайте массу хлорида аммония, который образу-

ется в растворе при взаимодействии 170 г 10% раствора аммиака с 200 мл 20%-ной хлороводородной кислоты (плотностью

1100 г/л).

2.40. Проведена реакция хлорида стронция с сульфатом на-

трия в водном растворе. Рассчитайте массу осадка, если массы реагентов равны между собой и составляют 42,6 г.

Ответ: 49,4 г

Расчет выхода продукта реакции от теоретически возмож-

ного

2.41. При термическом разложении 15,8 г перманганата ка-

лия выделилось 0,5 л кислорода. Рассчитайте практический вы-

ход продукта реакции.

2.42. Твердый сульфит натрия массой 12,6 г прокалили в тигле при 600°С, содержимое тигля растворили в воде и добавили

25

избыток раствора хлорида бария, подкисленного хлороводород-

ной кислотой. Масса выпавшего осадка составила 4,8 г. Рассчи-

тайте степень разложения сульфита натрия.

2.43. Твердый сульфит натрия массой 12,6 г прокалили в тигле при 600°С, содержимое тигля растворили в воде и добавили избыток раствора сульфата меди. Масса выпавшего осадка соста-

вила 1,2 г. Рассчитайте степень разложения сульфита натрия. 2.44. К 100 мл 0,1М раствора хлорида кальция добавили

100 мл 0,2 М раствора гироксида натрия. Выпало 0,7 г осадка.

Рассчитайте практический выход продукта реакции.

2.45.При сплавлении 10 т ортофосфата кальция с избытком диоксида кремния и углерода (в виде кокса) образовался продукт

–простое вещество элемента VA-группы. Рассчитайте массу продукта, если практический выход равен 31%.

2.46.Рассчитайте выход продукта, если по окончании реак-

ции 46 г диоксида свинца с пероксидом водорода в присутствии азотной кислоты (при кипячении) собрано 3,7 л газа (н.у.).

2.47. Рассчитайте выход твердого продукта прокаливания

99,4 г нитрата свинца(II), если объем (н.у.) выделившегося ки-

слорода равен 3 л.

2.48.При обработке 10 г силицида магния соляной кислотой выделилось 2,5 л силана (н.у.). Рассчитайте практический выход продукта реакции.

2.49.При восстановлении железа углеродом из 16 г оксида железа(III) выделилось 3 л (н. у.) углекислого газа. Найдите вы-

ход углекислого газа в процентах от теоретически возможного.

26

2.50. Какой объем аммиака (н.у.) необходим для синтеза

50 л 63%-ого раствора азотной кислоты (плотность 1380 г/л),

если известно, что степень превращения аммиака в кислоту равна

40%.

2.51. При взаимодействии 150 г свинцового сурика с кон-

центрированной азотной кислоты образуется 0,025 моль твердого оксида свинца(IV). Рассчитайте выход продукта.

2.52.При нагревании смеси 135 г нитрита калия с хлоридом аммония было собрано 32 л (н.у.) газа. Рассчитайте практический выход продукта реакции.

2.53.Для полного обесцвечивания 400 мл 0,04 М водного раствора перманганата калия в кислотной среде потребовался равный объем раствора пероксида водорода. Рассчитайте моляр-

ную концентрацию используемого раствора пероксида водорода,

а также объем (н.у.) газа, собранного после окончания реакции,

если его практический выход равен 70%.

2.54. Из 300 г фосфорита, содержащего 62 масс.% фосфата кальция, получили 27,9 г фосфора. Каковы технологические по-

тери (%) в данном процессе?

2.55. На нитрат натрия массой 17 г подействовали при на-

гревании избытком концентрированной серной кислоты. Вычис-

лите массу полученной азотной кислоты, если выход продукта реакции составляет 90% от теоретически возможного.

2.56. При нагревании нитрита аммония образуются азот и вода. Вычислите объем азота (н.у.), который можно получить при разложении 64 г нитрита аммония, если выход составляет 86%.

27

2.57. Рассчитайте массу фосфорной кислоты, которую мож-

но получить из 80 г фосфата кальция при его взаимодействии с концентрированной азотной кислотой. Выход фосфорной кисло-

ты составляет 96%.

2.58. При взаимодействии 37 г гидроксида кальция с избыт-

ком сульфата аммония получено 15 г аммиака. Вычислите прак-

тический выход аммиака.

2.59.При сжигании в кислороде 62 г красного фосфора было получено 130 г оксида фосфора(V). Рассчитайте практический выход продукта реакции.

2.60.На оксид свинца(IV) подействовали горячим концен-

трированным раствором, содержащим 252 г соляной кислоты.

Вычислите массу полученной соли и объем (н.у.) выделившегося газа, если выход продуктов составляет 90% от теоретического.

2.61. Найдите объём л (н.у.) оксида диазота, который можно получить при разложении 6,4 г нитрата аммония, если выход со-

ставляет 85%.

2.62. Из 240 кг пирита было получено 294 кг серной кисло-

ты. Рассчитайте выход.

2.63. Рассчитайте выход продукта прокаливания 105,6 г

нитрата калия, если объем (н.у.) выделившегося кислорода равен

3,5 л.

2.64. При сгорании 2 г железа в хлоре образовалось 2,5 г

хлорида железа(III). Выразите выход в процентах по отношению к теоретически возможному.

28

2.65. При пропускании 2,24 л (н.у.) хлора через раствор бромида железа(III) выделилось 10 г брома. Рассчитайте выход брома.

3. Комбинированные задачи

В комбинированных задачах встречаются несколько видов расчетов. Например, при вычислении массы образовавшегося осадка необходимо, помимо уравнения протекающей реакции,

использовать данные по растворимости.

Иногда в условии задачи приводится цепочка последова-

тельных превращений и по известной характеристике исходно-

го вещества требуется определить значение физико-химической величины для конечного продукта. В этом случае целесообразно воспользоваться законом сохранения вещества. Количество ато-

мов одного вида, входящих в состав, как исходного вещества, так и конечного продукта – величина постоянная, независящая от числа и вида промежуточных химических превращений.

Пример 1

Сульфид железа(II) массой 140,8 г обработали хлороводо-

родной кислотой. Выделившийся газ сожгли на воздухе. Полу-

ченный при этом оксид серы(IV) полностью нейтрализовали при помощи 400 мл 25%-го раствора гидроксида натрия. Рассчитайте плотность раствора гидроксида натрия.

29

m(NaOH) / M(NaOH) = 2m(FeS) / M(FeS) w(NaOH) = m(NaOH) / V(p. NaOH) · (p. NaOH)

w(NaOH) · V(p. NaOH) · (p. NaOH) / M(NaOH) =2m(FeS) / M(FeS)

(p. NaOH) = M(NaOH)·2m(FeS)/{M(FeS)· w(NaOH)·V(p. NaOH)}= = 40 · 2 · 140,8 / 88 · 0,25 · 400 = 1,28 г /мл

Пример 2

Образец доломита массой 10,4 г поместили в сосуд с 200 мл

20%-ной серной кислоты (плотностью 1,14 г/мл). Выделилось

4,48 л газа (н.у.). Рассчитайте массовую долю CaMg(CO3)2 в об-

разце.

30

Смесь 220 г сульфида железа(II) и 77,6 г сульфида цинка

обработали избытком соляной кислоты. Выделившийся газ про-

пустили через раствор сульфата меди(II). Рассчитайте объем (л) 10%-го раствора сульфата меди ( = 1,1 г/мл), израсходованного на поглощение образовавшегося газа.

По уравнению реакции (1):

n1(H2S)=n(FeS)=m(FeS) / M(FeS) = 220 / 88 = 2,5 моль По уравнению реакции (2): n2(H2S)=n(ZnS)=m(ZnS)/M(ZnS) = 77,6 / 97 = 0,8 моль n(H2S) = n1(H2S) + n2(H2S) = 2,5 + 0,8 = 3,3 моль

По уравнению реакции (3): n(H2S). = n(CuSO4) = 3,3 моль

По определению массовой доли вещества в растворе: w(CuSO4) = m(CuSO4) / m(p CuSO4) =

= M(CuSO4) · n(CuSO4) / V(p CuSO4) · (р CuSO4)

V(p CuSO4) = M(CuSO4) · n(CuSO4) / w(CuSO4) · (р CuSO4) = = 160 · 3,3 / 0,1 · 1,1 = 4800 мл = 4,8 л

3.1. К 30 мл 0,1 М раствора сульфата хрома(III)-калия при-

лили при перемешивании раствор гидроксида калия до исчезно-

32