Одно из реагирующих веществ взято в избытке

Водный раствор, содержащий 19,6 г ортофосфорной кислоты, полностью нейтрализовали раствором, содержащим 44 г гидроксида калия. Рассчитайте массу образовавшейся при нейтрализации воды.

Дано: m(H₃PO₄) = 19,6 г m(KOH) = 44 г

Найти: m(H₂O)= ?

М(Н₂О)=18 г/моль

М (H₃PO₄)=98 г/моль

М(КОН)=56 г/моль

Решение.

1. Составим уравнение полной нейтрализации ортофосфорной кислоты гидроксидом калия

0,2 моль 0,79 моль X

H₃PO₄ + 3KOH = K₃PO₄ + 3H₂O

1 моль 3 моль 3 моль

2. Рассчитаем количества вещества реагирующих веществ

ν(H₃PO₄) = = =

ν(KOH) = = =

3. Определим, какое из исходных веществ взято в избытке. Для этого сравним количество вещества, взятое по условию задачи, и необходимое по уравнению реакции.

<

Гидроксид кали взят в избытке, следовательно, расчет проводим по фосфорной кислоте.

4. Вычислим количество вещества воды (по уравнению реакции)

= ; x= 0,6 моль (Н₂О)

5. Вычисляем массу образовавшейся воды.

m(H₂O) = ν· M = 0,6 моль · 18 г/моль = 10,8г

Ответ: m(H₂O) = 10,8 г

Исходное вещество содержит примеси.

Железная руда содержит Fe₃O₄, неметаллические примеси в этой руде составляют 35%. Определите массу железа, восстановленного угарным газом из руды массой 200 кг.

Дано: m(руды) = 200 кг ω(примесей)= 35%

Найти: m(Fe) =?

М(Fe₃O₄)=232 г/моль

Решение.

1. Составим уравнение восстановления железа угарным газом

0,56 кмоль X

2Fe₃O₄ + 8CO = 6Fe + 8CO₂

2 кмоль 6 кмоль

2. Определим массовую долю и массу оксида железа Fe₃O₄ в руде

ω(Fe₃O₄) = 100% - 35% = 65%

m(Fe₃O₄) = ω · m(руды)=0,65· 200 кг = 130 кг

3. Определим количество вещества оксида железа Fe₃O₄

ν(Fe₃O₄) = = =

4.По уравнению реакции рассчитаем количество вещества железа и его массу.

= ; x =

m(Fe) = ν·M = 1,68 кмоль· 56кг/кмоль = 94,08 кг

Ответ: m(Fe) = 94,08 кг

Расчет массы (объема) продукта реакции с учетом массовой (объемной) доли выхода продукта реакции

Через 600 г раствора азотной кислоты, содержащий 42% HNO₃, пропустили избыток аммиака. Получили нитрат аммония массой 300 г. Определите массовую долю выхода продукта реакции к теоретически возможному.

Дано: m(раствора) = 600г ω(HNO₃) = 42% m_практ.(NH₄NO₃) = 300г

Найти: η=?

М(HNO₃)=63 г/моль

М(NH₄NO₃)=80 г/моль

Решение.

1. В задачах на расчет массовой доли

выхода продукта реакции используются два значения массы продукта:

m_практ. (реально полученная) и

m_{теорет.}(масса, рассчитанная по уравнению реакции).

η= · (100%)

2. Составим уравнение реакции

4 моль X

HNO₃ + NH₃ = NH₄NO₃

1 моль 1 моль

3. Определим массу азотной кислоты в растворе и ее количество вещества.

m(HNO₃) = ω·m_{раствора}= 0,42·600г=252г

ν(HNO₃) = = =4 моль

4. Рассчитаем количество вещества и m_{теорет.} нитрата аммония (по уравнению реакции)

= ; x= 4 моль (NH₄NO₃)

m_{теорет.} (NH₄NO₃)= ν · M= 4 моль *

*80 г/моль= 360 г

Теоретическое значение массы всегда

больше практического значения.

5. Рассчитаем массовую долю выхода продукта реакции

η= · = =

Ответ: η=83%