Задачи по химии К1

ЗАДАЧИ ПО ХИМИИ.

1. Составить электронную формулу и графическую схему заполнения электронами валентных валентных орбиталей атома азота (углерода, кислорода, фосфора, хлора, натрия).

Азот N 1s² 2s² 2p³

Углерод C 1s² 2s² 2p²

Кислород O 1s² 2s² 2p⁴

Фосфор P 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p³

Хлор Cl 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁵

Натрий Na 1s² 2s² 2p⁶ 3s¹

2.Указать тип химической связи в молекулах: H2, Cl2, HCl. Привести схему перекрывания электронных облаков.

H₂ – Ковалентная неполярная связь

Cl₂ – Ковалентная неполярная связь.

HCl – Ковалентная полярная связь.

3. Эквивалентная масса хлора равна 35,5 г/моль, молярная масса меди равна 63,5 г/моль. Эквивалентная масса хлорида меди равна 99,5 г/моль. Какова формула хлорида меди?

Мэ(Cu)= 99.5-35.5 = 64 г/моль.

Валентность меди = 63,5/64 =1; => формула CuCl.

Ответ: CuCl.

4. При сгорании 5г металла образуется 9,44г оксида металла. Определить эквивалентную массу металла.

M(O₂)= 9.44 - 5 = 4.44г.

Мэ(O₂)= 32 * 1/4 = 8 г/моль.

5/Мэ(Me) = 4.44/8

Мэ(Me) = 5*8/4,44 = 9 г/моль.

Ответ: Мэ(Me) = 9 г/моль.

5. Вычислить атомную массу двухвалентного металла и определить, какой это металл, если 8,34 г металла окисляется 0,68 л кислорода (условия нормальные).

2Me + O₂ = 2MeO₂

n(O₂) = V(O₂)/Vm = 0.68/22.4 = 0.03 моль.

n(Me) = 2*n(O₂) = 0.03*2 = 0.06 моль.

A(Me)=m(Me)/n(Me) = 8.34/0.06 = 137 г/моль. => Ba.

Ответ: 137 г/моль Ba.

6. На нейтрализацию 2,45 г кислоты идет 2 г гидроксида натрия. Определить эквивалентную массу кислоты.

m_кисл./m_осн = Мэ_кисл/Мэ_осн.

Мэ(NaOH) = 40.

Мэ_кисл = 2.45*40/2 = 49 г/моль.

Ответ: 49 г/моль.

7. Сколько молекул диоксида углерода находится в 1 л воздуха, если объемное содержание СО2 составляет 0,03% (норм. условия).

V_возд = 1000мл.

M(возд) = 29г/моль.

1000мл - 100%

Х - 0,03%

Х= 3,33 мл.

n(CO₂)= 3.33/22.4 = 0.14 моль.

N(CO₂)= 0.14*6*10²³ = 0.84*10²³

Ответ: N(CO₂)= 0.84*108. Какой объем водорода (при 17 ²³

⁰С и давлении 102,4 кПа) выделится при растворении 1,5 г цинка в соляной кислоте?

Дано:

m(Zn)=1,5г

M(Zn)=65 г/моль

M(H₂)=2 г/моль

Т=17°С+273=290° К

R=8,31 Дж/(моль*К)

P=102,4 кПа=102400 Па

Найти: V(Н₂)

1) Запишем уравнение реакции и составим пропорцию, чтобы определить массу водрода:

Zn+HCl = ZnCl₂+H₂

1,5 г --------------------х г

65 г/моль ---------------2 г/моль

х=1,5*2/65=0,046 г.

2) Из уравнения Менделеева-Клайперона выразим объем V(H₂):

V(H₂)=mRT/(M*P)=0,046*8.31*290/(2*102400)=0,00054 л.

Ответ: V(H₂)=0,00054 л.

9. После взрыва 0,02 л смеси водорода с кислородом осталось 0,0032 л кислорода. Выразить в % по объему первоначальный состав смеси.

Прореагировало: 0,02 - 0,0032 = 0,0168л.

H₂O₂ 2:1

V(H₂)исх.= (0,0168/3 )*2= 0,0056*2 = 0,0112 л.

V(O₂ )исх. = 0,0168/3 + 0,0032 = 0,0088 л.

H₂ = 0,0112/0,02 = 56%

О₂ = 0,0088/0,02 = 44%

Ответ: H₂ = 56%

О₂ = 44%

10. Вычислить массу азота, содержащуюся в 1 кг калийной селитры - KNO₃; аммиачной селитры - NH₄NO₃; аммофоса - (NH₄)HPO₄.

КNO3

M(KNO3)=101 г/моль

n(KNO3)= 1000/101=9.9 моль

n(KNO3)= n(N)

m(N)= n x M=9.9 x 14=138.6 г

NH4NO3

M(NH4NO3)=80 г/Моль

n(NH4NO3)= m/M=1000/80= 12,5 моль

2n(NH4NO3)= n(N)

n(N)= 25 моль

m(N)= n x M= 25X14=350 г

(NH4)2HPO4

M(NH4)2HPO4)= 114 г/моль

n(NH4)2HPO4= 1000/114= 8,77 моль

n(NH4)2HPO4)= n(N)

m(N) = 8,77 x14= 122,78 г

11. При сжигании 3 г антрацита получилось 5,3 л СО₂, измеренного при нормальных условиях. Сколько процентов углерода (по массе) содержит антрацит?

C+O2=CO2

х гр----5.3л СО2

12г-----22.4л

х=2.83г

n(C) = m(C)*100/3 = 94.3 %

Ответ: 94.3%

12. Через раствор, содержащий 7,4 г гидроксида кальция, пропустили 3,36 л диоксида углерода, взятого при нормальных условиях. Найти массу вещества, образовавшегося в результате реакции.

Ca(OH)₂ + CO₂ = CaCO₃ + H₂O

V=m/M;

V(Ca(OH)₂ )= 7.4/74 = 0.1 моль.

V(CO₂) = 3.36/22.4 = 0.15 моль ( в избытке)

m(CaCO₃) = V*M = 0.1*100 = 10г.

Ответ: 10г.

13. К раствору, содержащему 6,8 г AlCl₃, прилили раствор, содержащий 5 г КОН. Найти массу образовавшегося осадка

Находим количества веществ: n = m/M:

n(АlСl₃) = 6.8/133 = 0.05 моль.

n(KOH) = 5/56 = 0.09 моль

соотношение: 0,05:0,09 = 1:1,8, по уравнению реакции:

AlCl₃ + 3 KOH = Al(OH)₃↓ + 3 KCl

соотношение должно быть 1:3. Отсюда недостаток КОН ограничивает реакцию, поэтому считаем выход продукта реакции по количеству КОН:

3 моль КОН ------------ 1 моль Al(OH)₃

0,09 моль КОН --------- х моль Al(OH)₃

х = 0,09*1/3 = 0,03 моль Al(OH)₃

M(Al(OH)₃) = 78 г/моль.

m(Al(OH)₃) = n*M = 0,03*78 = 2,34 г.

Ответ: m(Al(OH)₃) = 2,34 г.

14.Какой объем водорода (н.у.) надо затратить для восстановления 125 г(МОЛИБДЕН а не магний) МоО₃ до металла

MoO₃ + H₂ = MoO₂ + H₂O

143 ----22.4л

125 ---- X л.

X = 19.5л. (В нете не нашел, так что делал приблизительно сам. Если можете, то проверьте.)

Ответ: 19.5л

15. Сколько граммов Na₂SO₃ потребуется для приготовления 5 л 8%-ного раствора (по массе). Плотность раствора = 1,075 г/мл?

Дано:

V_р-ра(Na₂SO₃)=5 л=5000 мл

n(Na₂SO₃)=8% или 0,08

ρ_р-ра(Na₂SO₃)=1,075 г/мл

m(Na₂SO₃)=?

Решение:

Определяем массу раствора по формуле:

;

.

Находим массу Na₂SO₃, содержащегося в растворе:

;

.

Ответ: 430 г.

16. Определить массовую долю вещества в растворе, полученном смешением 300 г 25%-ного и 400 г 40%-ного (по массе) растворов этого вещества.

Дано:

n₁=25% или 0,25

m_р-ра1=300 г

n₂=40% или 0,4

m_р-ра2=400 г

n₃=?

Решение:

Определим массу полученного раствора:

;

.

Найдем массы растворенного вещества в исходных растворах:

.

.

Тогда масса растворенного вещества в полученном растворе:

;

.

Вычислим массовую долю растворенного вещества в полученном растворе:

n₃ = 235/700 = 33.6%

.

Ответ: 33,6%.

17. Какой объем воды надо прибавить к 100 мл 20%-ного (по массе) раствора H2SO4 (плотность = 1,14 г/мл), чтобы получить 5%-ный раствор?

1.Найдем массу первого раствора:

m1(раствора)=V*р(ро)=100*1,14=114 г

2. Найдем массу кислоты в нем:

m(H2SO4)=m1(раствора)*w(H2SO4)=114*0,2=22,8 г

3. Теперь находим массу нового раствора(после добавления воды),зная,что масса кислоты останется прежней и ее там будет уже 5%:

22,8 г - ------5%,

х г------------100%

,откуда х=22,8*100/5= 456 г(это m2(раствора))

4. Разница между массами второго и первого растворов и будет массой добавленной воды:

m(H2O)=m2(рствора) - m1(раствора)= 456 - 114 = 342 г, а так как плотность воды равна 1 г/мл,то масса и обем численно равны,т.е. объем будет 342 мл

Ответ: V(H₂O) = 342мл.

18. К 500 мл 32%-ной (по массе) азотной кислоты, плотностью 1,2 г/мл, прибавили 1 л воды. Чему равна массовая доля HNO₃ в полученном растворе?

Посчитаем массу изначального раствора и массу азотной кислоты:

m(раствора) = 500*1,2 = 600 г.

m(HNO₃) = 600*0,32 = 192 г.

Потом долили 1л = 1000 г воды.

Масса раствора стала:

1000 + 600 = 1600 г.

Тогда массовая доля HNO₃: 192*100%/1600 = 12%

Ответ: 12%.

19. Для приготовления 5%-ного (по массе) раствора MgSО₄ взято 400 г MgSО₄*7H₂O. Найти массу полученного раствора.

массовая доля (MgSO4) в (MgSO4*7H2O)= 120/246= 0,4878(48,78%)

тогда m(MgSO4) в купоросе = 400 * 0,4878 = 195гр.;

m(H₂O)= 400-195=205гр.

Зададим себе вопрос: в какой массе 5% раствора MgSO4 содержится 195гр. соли?

195/0,05 = 3900г.

Но в кристаллогидрате уже имеется 205гр воды ,тогда

масса раствора = 3900 -205 = 3695 г.

Ответ: масса раствора 3695г.

20. Какой объем 15%-ного (по массе) раствора H₂SO₄ плотностью 1,1 г/мл потребуется для полного растворения: а)24,3 г Mg? б) 27 г Al?

а) H2SO4 + Mg = MgSO4 + H2

V(Mg) = 24,3/24=1,01 моль.

По уравнению кислота с магнием реагируют в молярном соотношении 1:1.Значит, кислоты потребуется тоже 1,01 моль.

В граммах это 1,01*98=100 г.

Если раствор 15%-ный, то чтоб там было 100 г. чистой кислоты, его нужно взять 100/15*100=666,7 г.

Если каждый миллилитр такого раствора имеет массу 1,10 г, то объем его будет 666,7/1,10=606,1 мл

б) Составим уравнение химической реакции

3 H2SO4 + 2 Al => Al2(SO4)3 + 3 H2

1) Находим количество вещества алюминия n=m/M

n(Al) = 27/27 = 1 моль.

2) по уравнению находим кол-во вещества серной кислоты ( составляем пропорцию)

n ( H2SO4)/3 моль = 1 моль/ 2 моль

n( H2SO4)= 1,5 моль

3) находим массу серной кислоты m = n*M

m р.в. ( H2SO4) = 1,5 моль * 98 г/моль = 147 г

4) находим массу раствора серной кислоты

m раствора = (m р.в * 100%)/ n р.в

m( H2SO4) = 147 г * 100% / 15% = 980 г

5) находим объем раствора серной кислоты V= m раствора / p

V ( H2SO4) = 980 г / 1,1г/мл = 890,909 мл

21. Сколько граммов SO₃ надо растворить в 400 г H₂O, чтобы получить 15%-ный (по массе) раствор H₂SO₄?

Пусть m(SO3) - X , тогда

0,15 = Х/(400+Х)

0,15*(400+Х)=Х

60+0,15Х = Х

60 = 0.85Х

Х= 60/0.85

Х = 70.6 г.

Ответ: 70.6г.