Решение задач по уравнениям химических реакций

 

    Химическое уравнение – это сокращенная запись химической реакции с помощью формул и символов.

    Отражая количественную сторону химических процессов, уравнения дают возможность производить самые разнообразные расчеты. Например, вычисление массы конечных и исходных продуктов реакции. При решении задач нужно, прежде всего, правильно записать уравнение реакции, затем установить количественные соотношения между участвующими в реакции веществами и, наконец, составить необходимые пропорции, с помощью которых определяют искомые величины.

    При любых расчетах по уравнениям химических реакций необходимо придерживаться следующей последовательности:

- написать уравнение реакции и проставить коэффициенты;

- записать в уравнении (сверху) условия задачи, а под уравнением – молярные массы, массы, молярные объёмы, объемы в тех же единицах или число молей.

 

Пример. Определить объём в литрах оксида углерода (IV), образующегося в результате разложения 150 г карбоната кальция.

Дано:                                                   Решение:                      

m (CaCO₃) = 150 г            150 г                        Х л

^{________________________}              СаСО₃   =  СаО + СО₂

V (CO₂) - ?          М = 100 г/моль                 V_м = 22,4 л/моль

m = 100 г                          V = 22,4 л.

М (СаСО₃) = 40 + 12 + 16 ^. 3 = 100 г/моль;          m = 100 г.

V_м = 22,4 л/моль при н.у.

Пропорция:

100 г СаСО₃   ^___    22,4 л СО₂   100   22,4

150 г СаСО₃   ^___    Х л СО₂   ^______  = ^_____

                                                         150  Х

Х = 22,4 ^. 150 : 100 = 33,6 л.

Ответ: 33,6 л оксида углерода (IV).

 

    Таким образом, при решении задачи вначале составляем уравнение реакции, затем подчеркиваем вещества, указанные в задаче, ставим над ними условия с указанием единиц измерения, отдельно рассчитываем молярные массы в г/моль, потом находим массу вещества по уравнению 1 (m = u ^. M) и подставляем данные в уравнение реакции под веществами. В нашем случае СаСО₃ дан в единицах массы, поэтому находится его молярная масса, а СО₂ требуется найти в литрах. В связи с этим под веществом ставится его молярный объём. В случае участия нескольких молей вещества объём рассчитывается с учетом числа молей. В конечном итоге составляется пропорция, затем решается уравнение, в котором Х (неизвестное количество) равен произведению крайних членов пропорции, деленному на коэффициент при неизвестном веществе.

 

Расчет массы веществ в химической реакции

 

Пример. Вычислить массу оксида железа (III), которое должно прореагировать с алюминием, чтобы образовалось 280 г железа.

Дано:                                          Решение:

m (Fe) = 280 г          Записываем уравнение реакции, проставляем

^{___________________} коэффициенты:

m (Fe₂O₃) - ?                      Fe₂O₃ + 2Al = Al₂O₃ + 2Fe.            

    Затем записываем в уравнении условия задачи и молярные массы:

Х г                     280 г

Fe₂O₃ + 2Al = Al₂O₃ + 2Fe

1 моль               2 моль

    М = 160 г/моль    М = 56 г/моль

    m = 160 г          m = 2 ^. 56 = 112 г.

М (Fe₂O₃) = 56 ^. 2 + 16 ^. 3 = 160 г/моль;      m = 1 ^. 160 = 160 г.

М (Fe) = 56 г/моль; m = 2 моль ^. 56 г/моль = 112 г.

Составляем пропорцию:

160 г Fe₂O₃ ^___ 112 г Fe         160 112

Х г Fe₂O₃        ^___ 280 г Fe          ^_____  = ^_____;

                                                    X   280

Х = 160 ^. 280 : 112 = 400 г.

Ответ: 400 г оксида железа (III).

 

Пример. Вычислить массу СаО, который образуется при разложении известняка массой 150 г и с массовой долей СаСО₃ 80%.

Дано:                                                   Решение.

m (изв.) = 150 г                          CaCO₃ = CaO + CO₂

w (CaCO₃) = 80% или 0,8          Так как в реакции участвуют чистые

^{_________________________________}  вещества, необходимо найти содержание m (CaO) - ?   СаСО₃ в известняке массой 150 г. Расчет ведем по формуле 4:

  m (x)

w = ^______ ;       m (CaCO₃) = w ^. m = 0,8 ^. 150 = 120 г.

   m

    Составляем уравнение реакции, записываем условие задачи и решаем пропорцию.

    120 г                                 Хг

СаСО₃            =            СаО + СО₂

    М = 100 г/моль        М = 56 г/моль

    m = 100 г              m = 56 г.

М (СаСО₃) = 40 + 12 + 16 ^. 3 = 100 г/моль;        m = 100 г.

М (СаO) = 40 + 16 = 56 г/моль;         m = 56 г.

                       Пропорция:

120 г СаСО₃   ^___      Х г СаО          120  Х

100 г СаСО₃   ^___            56 г СаО         ^_____  = ^____

                                                                   100 56

Х = 120 ^. 56 : 100 = 67,2 г. Ответ: 67,2 г СаО.

 

Пример. При действии серной кислоты на 620 г природного фосфата кальция получили 390 г фосфорной кислоты. Вычислить массовую долю фосфата кальция в природном фосфорите.

Дано:                                                   Решение.

m (образца) = 620 г         По уравнению реакции находим массу

m (H₃PO₄) = 390 г   фосфата кальция, который находится в природном

^{__________________________} веществе.

 w{Ca₃(PO₄)₂} - ?

              Х г                             390 г

    Ca₃(PO₄)₂ + 3Н₂SO₄ = 2H₃PO₄  + 3CaSO₄

M = 310 г/моль        М = 98 г/моль

m = 310 г             m = 196 г.

M (Ca₃(PO₄)₂) = 40 ^. 3 + 31 ^. 2 + 16 ^. 8 = 310 г/моль.

m (Ca₃(PO₄)₂) = 310 г.

М (Н₃РО₄) = 3 + 31 + 64 = 98 г/моль.

m (H₃PO₄) = 98 ^. 2 = 196 г.

Пропорция:                   Х    390    

Х г Са₃(РО₄)₂     ^___          390 г Н₂SO₄      ^____   = ^_____

10 г Са₃(РО₄)₂ ^___          196 г Н₂SO₄      310  196

Х = 310 ^. 390 : 196 = 616,8 г Са₃(РО₄)₂.

    Рассчитываем массовую долю Са₃(РО₄)₂ в природном соединении по формуле 4:

  m(x)                 616,8

w = ^______ ;        w = ^________ = 0,995 или 99,5%.

    m                    620

Ответ: 99,5% Са₃(РО₄)₂.

 

Пример. Вычислить массу КОН, которая образуется в результате добавления гашёной извести к 100 г К₂СО₃. Выход продукта реакции составляет 95%.

Дано:                                                   Решение.

m (K₂CO₃) = 100 г                    Находим массу КОН, которая образуется

w (KOH) = 95% или 0,95 в результате реакции без учета потерь

^{_________________________________}  (т.е. теоретическое значение).

m (KOH) - ?

 

100 г                                               Х г

              К₂СО₃ + Са(ОН)₂  = СаСО₃  + 2КОН

              М = 138 г/моль                    М = 56 г/моль

              m = 138 г                                m = 56 ^. 2 = 112 г

М (КОН) = 39 + 1 + 16 = 56 г/моль.

m (KOH) = 56 ^. 2 = 112 г.

М (К₂СО₃) = 56 ^. 2 + 12 + 16 ^. 3 = 138 г/моль.

m (К₂СО₃) = 138 г.

Пропорция:

    100 г К₂СО₃         ^_____        Х г КОН      100  Х

    138 г К₂СО₃         ^_____        112 г КОН  ^______  = ^____

                                                                                         138 112

Х = 100 ^. 112 : 138 = 81,1 г.

    Рассчитываем практический выход по формуле 4:

     m (x)    m – теоретический выход;

w = ^______ ;   m (KOH) = 0,95 ^. 81,1 = 77 г.

       m                 

Ответ: 77 г КОН.

 

Расчет объёма газообразных веществ в химической реакции.

Условия нормальные (н.у.)

 

Пример. Какой объём оксида азота (IV) получится при окислении оксида азота (II), взятого а) 3 моль, б) 120 г, в) 4,48 л. Условия нормальные.

Дано:                                                   Решение.

a) u(NO) = 3 моль         При решении каждого варианта нужно написать

б) m (NO) = 120 г   уравнение реакции и в каждом случае рассчитать

в) V (NO) = 4,48 л   объём NO₂.

^{___________________________}

V (NO₂) - ?

 

а) 3 моль                               Х моль

    2NO + O₂       =            2NO₂

    2 моль                               2 моль

                                                   V_M = 22,4 л/моль

                                                   V = 2 ^. 22,4 = 44,8 л.

Пропорция:

    3 моль NO      ^___    Х л NO₂             3    Х

    2 моль NO      ^___    44,8 л NO₂          ^___ = ^_____

                                                                                    2  44,8

Х = 3 ^. 44,8 : 2 = 67,2 л NO₂.

б) 120 г                                 Х моль

    2NO + O₂       =            2NO₂

    М = 30 г/моль                   2 моль

    m = 30 ^. 2 = 60 г               44,8 л.

Пропорция:

    120 г NO ^___ X л NO₂                    120  Х

     60 г NO ^___ 44,8 л NO₂                ^_____ = ^_____

                                                                        60 44,8

Х = 120 ^. 44,8 : 60 = 89,6 л NO₂.

в) 4,48л                      Х л

    2NO + O₂ =     2NO₂

    2 моль                2 моль

    44,8 л                  44,8 л

Пропорция:

    4,48 л NO         ^___           X л NO₂         4,48 Х

    44,8 л NO    ^___          44,8 л NO₂     ^_____  = ^_____

                                                                             44,8 44,8

Х = 4,48 ^. 44,8 : 44,8 = 4,48 л NO₂.

        

В данном варианте можно было найти число молей O и O₂, а затем объём. Кроме этого, учесть, что реагирует одинаковое число молей, поэтому в пропорции можно взять по одному молю реагирующих веществ:

                                    1 ^. 4,48

                          Х = ^{______________} = 4,48 л.

                                         1

Ответы: а) 67,2 л; б) 89,6 л; в) 4,48 л.

 

Вычисление количественных отношений веществ,

участвующих в системе химических реакций

 

    При решении задач, в которых искомое вещество получают в результате нескольких реакций, используют так называемые стехиометрические схемы.

    Например, оксид железа (III) получают из хлорида железа (III) в две стадии:

FeCl₃ + 3NaOH = 3NaCl + Fe(OH)₃¯,

2Fe(OH)₃ ^t°= Fe₂O₃  + 3H₂O.

    Из приведенных реакций видно, что для получения 1 моль Fe₂O₃ нужно взять 2 моль FeCl₃. Это выражается схемой:

2FeCl₃     ® Fe₂O₃.

    Подобные схемы называются стехиометрическими. Расчет по ним производится так же, как и по уравнениям химических реакций.

 

Пример. В результате ряда реакций из ZnSO₄ получено 1,2 кг Zn₂P₂O₇. Вычислить массу взятого сульфата цинка.

Дано:                                                   Решение.

m (Zn₂P₂O₇) = 122 кг        Записываем стехиометрическую схему:

^{___________________________} Х кг                                       1,2 кг

m (ZnSO₄) - ?           2 ZnSO₄             ®              Zn₂P₂O₇

                                 M = 161 г/моль                 М = 305 г/моль

                                 m = 322 кг                    m = 305 кг.

М (ZnSO₄) = 65 + 32 + 16 ^. 4 = 161 г/моль или 161 кг/моль.

m (ZnSO₄) = 2 ^. 161 кг (данные берем в кг, т.к. по условию задачи вещество взято в кг).

М (Zn₂P₂O₇) = 65 ^. 2 + 31 ^. 2 + 16 ^. 7 = 304 кг/моль.

m (Zn₂P₂O₇) = 304 кг.

Пропорция:

    Х кг ^{______________} 1,2 кг       Х    1,2

    322 кг ^{______________} 304 кг        ^_____  = ^_______

                                                          322  304

Х = 322 ^. 1,2 : 304 = 1,27 кг.

Ответ: 1,27 кг ZnSO₄.

 

Расчет продуктов реакции по избытку или недостатку исходных веществ

 

    Если в условиях задачи даны два исходных вещества, то для нахождения количественного состава продуктов реакции необходимо определить, какое из исходных веществ взято в недостатке, так как это вещество полностью прореагировало в реакции и по нему можно рассчитать массы продуктов реакции, их объёмы и т.д.

    При расчетах сравнивают число молей исходных веществ и полученные результаты. После этого производят расчеты по уравнению реакции.

 

Пример. Определить объём хлороводорода, который образуется при взаимодействии 19,5 г хлорида натрия и 19,5 г серной кислоты.

Дано:                                                   Решение.

m (NaCl) = 19,5 г              На основе уравнения реакции подбираем

m (H₂SO₄) = 19,5 г  коэффициенты и записываем условия задачи.

^{__________________________}      19,5 г          19,5 г       X л

V (HCl) - ?             2NaCl    + H₂SO₄         =  2HCl + Na₂SO₄

                       M = 58,5 г/моль    М = 98 г/моль 22,4 л

                       m = 117 г               m = 98 г 22,4 ^. 2 = 44,8 л.

M (NaCl) = 23 + 35,5 = 58,5 г/моль.

m (NaCl) = 58,5 г/моль ^. 2 моль = 117 г.

M (H₂SO₄) = 1 ^. 2 + 32 + 16 ^. 4 = 98 г/моль.

m (H₂SO₄) = 98 г.

Затем находим число молей по формуле 1:

  m                   19,5 г                                             

u = ^___;   u (NaCl) = ^{_____________} = 0,16 моль;  

  М                     117 г/моль

             19,5 г

u (H₂SO₄) = ^____________ = 0,19 моль.

 98 г/моль

Следовательно, 0,16 < 0,19.

Хлорид натрия взят в недостатке и расчет объёма HCl проводим по NaCl.

    117 г NaCl     ^___ 44,8 л HCl 117 44,8

    19,5 г NaCl              ^___ X л HCl  ^_____ = ^______

                                                         19,5   X

X = 19,5 ^. 44,8 : 117 = 7,47 л.

Ответ: 7,47л хлороводорода.

 

Расчеты по термохимическим уравнениям

Пример. При соединении железа с серой выделилось 7,15 кДж тепла. Составить термохимическое уравнение. Железа взято 4,2 г.

В нашей задаче записываем уравнение реакции без теплового эффекта:

Fe_(кр.) + S_(кр.) = FeS_(кр.).

Находим число молей железа:

                                                            4,2

М (Fe) = 56 г/моль;          u (Fe) = ^_______  = 0,075 моль.   

                                                            56

Составляем пропорцию:

1 моль железа ^____________  Х кДж

0,075 моль      ^____________ 7,15 кДж

Х = 7,15 : 0,075 = 95,3 (кДж).

Затем составляем термохимическое уравнение:

Fe_(кр.) + S_(кр.) = FeS_(кр.) + 95,3 кДж;      DН = - 95,3 кДж/моль.

 

Пример. Разложение известняка протекает по термохимическому уравнению:

СаСО_3(кр.) = СаО_(кр.) + СО_2(г.) – 157 кДж;      DН = 157 кДж/моль.

Вычислить, сколько тепла затратится на разложение 1 кг известняка.

    Находим число молей известняка:

               1000 г

u (CаСО₃) = ^_______ = 10 моль;    М (СаСО₃) = 40 + 12 + 48 = 100 г/моль.

            100 г/моль

    Составляем пропорцию:

1 моль СаСО₃  ^___         157 кДж

10 моль СаСО₃ ^___         Х кДж

Х = 10 ^. 157 : 1 = 1570 кДж.

Ответ: на разложение 1 кг известняка затрачено 1570 кДж тепла.

                                     

1.7. Задачи для самостоятельного решения по теме:

“Расчеты по уравнениям”

 

1. Вычислить массу оксида фосфора (V), которая соединилась с водой, если при этом образовалось а) 0,5 моль ортофосфорной кислоты, б) 9,8 г метафосфорной кислоты.

Ответ: а) 35,5 г; б) 8,69 г.

2. В результате ряда реакций из ZnSO₄ получено 0,876 г Na₂ZnO₂. Вычислить массу сульфата цинка.

Ответ: 0,986 г.

3. Вычислить массу в кг дигидрофосфата кальция, который можно получить из 1 т фосфата кальция при действии на него Н₃РО₄. Какой массе фосфора это соответствует?                  

Ответ: 2264 кг; 599,9 кг.

4. У крупного рогатого скота при потреблении корма с малым содержанием фосфора резко снижается плодовитость и задерживается рост. Найти массу фосфорной кислоты, которая потребуется для получения дигидрофосфата натрия (уравнение реакции: NaOH + H₃PO₄ = NaH₂PO₄ + H₂O), необходимого для удовлетворения суточной потребности коровы в фосфоре, равной 50 г.                               

Ответ: 158 г.

5. Найти количество молей двойного суперфосфата, которое получится из 103 г фосфата кальция.                                                   Ответ: 0,996 моль.

6. Рассчитать количество молей бертолетовой соли KCIO₃, разложившейся при получении 10 л кислорода.

Ответ: 0,3 моль.

7. Рассчитать, сколько литров водорода получится при взаимодействии 130 г цинка с соляной кислотой.

Ответ: 44,8 л.

8. Какой объем CO₂ образуется при разложении 81 г гидрокарбоната кальция и при действии на него соляной кислоты (н.у.)?

Ответ: 22,4 л.

9. Сколько литров аммиака реагирует с 50 кг серной кислоты при н.у.?

Ответ: 22,8 ^. 10³ л (22,8 м³).

10.Хлорная известь разлагается по уравнению:

CaOCI₂ = CaCI₂ + O.

Вычислить массу хлорной извести, которая потребуется для водоочистки станции при хлорировании воды, если расход атомарного кислорода 0,001 кг на 1 литр.

Ответ: 7,9 г/л.

11.Натрий является необходимой составной частью пищи человека и животных. Какая масса поваренной соли потребуется ежегодно человеку, если электролизом расплава этой соли можно получить 1,9 м³ хлора (н.у.)?

Ответ: 9,9 кг.

12.Фосфид алюминия используется для борьбы с вредителями зерновых запасов. Его действие основано на выделении PH₃ под действием влажности. Напишите уравнение реакции и рассчитайте, сколько литров PH₃ выделится из 1 кг фосфида алюминия.

                 Ответ: 386,2 л.

13.Сколько литров аммиака, измеренного при н.у., выделится при взаимодействии 200 г гидроксида кальция с солью аммония (H₄Cl)?

                 Ответ: 121 л.

14.Написать уравнение реакции образования нитрата аммония из аммиака и азотной кислоты. Рассчитать объем аммиака и массу азотной кислоты, необходимые для получения а) 40 г соли; б) 3 моль соли.

                 Ответ: а) 11,2 л, 31,5 г; б) 67,2 л, 189 г.

15.Сколько литров аммиака образуется при действии на хлорид аммония а) 28 г гидроксида кальция; б) 0,5 моль гидроксида кальция?

                 Ответ: а) 16,95 л; б) 22,4 л.

16.Гидрокарбонат аммония применяется при хлебопечении для пористости теста. На какой химической реакции основано его применение? Рассчитайте объем CO₂, который образуется при использовании 10 г H₄HCO₃.

                 Ответ: 2,83 л.

17.Какой объем водяного пара получится при взрыве смеси 100 мл водорода и необходимого количества кислорода?

                   Ответ: 100 мл.

18.Сколько литров оксида азота (IV) получится при окислении оксида азота (II), взятого: а) 3 моль, б) 120 г, в) 4,48 л

                   Ответ: а) 67,2 л; б) 89,6 л; в) 4,48 л.

19.Сколько м³ углекислого газа и аммиака (н.у.) потребуется для получения 500 кг мочевины по реакции:

CO₂ + 2H₃   = CO(H₂)₂  + H₂O?

                   Ответ: 186 м³, 373 м³.

20.В результате жизнедеятельности различных бактерий аммиак, вносимый в почву, окисляется до азотной кислоты. Напишите уравнения реакций и рассчитайте, какой объем аммиака расходуется на образование 1 кг азотной кислоты.

                   Ответ: 355,6 л.

21.Сколько литров аммиака можно получить при взаимодействии 75 г технической гашеной извести, содержащей 98,2% гидроксида кальция, с необходимой массой хлорида аммония?

                  Ответ: 44,58 л.

22.Сколько молей оксида углерода (IV) получится при разложении 50 г карбоната кальция, содержащего 10% примесей?

                  Ответ: 0,45 моль.

23.Какой объем водорода получится при действии воды на сплав, содержащий 4,6 г натрия и 3,9 г калия?

                  Ответ: 3,36 л.

24.При действии необходимого количества серной кислоты на 620 г природного фосфата кальция получено 390 г фосфорной кислоты. Вычислить массовую долю фосфата кальция в природном образце.

                  Ответ: 99,5%.

25.Сколько литров оксида серы (IV) получится при сжигании образца массой 1 кг серы, содержащей 10% примесей?

                  Ответ: 630 л.

26. 4 г гидроксида натрия при взаимодействии с соляной кислотой дали 5,04 г хлорида натрия. Рассчитать массовую долю выхода aCl.

                  Ответ: 86,1%.

27.Вычислить массу цинка, содержащего 10 % примесей, которая нужна для получения 100 л водорода при н.у. Цинк растворяли в соляной кислоте.

                  Ответ: 319 г.

28.Вычислить массу гидроксида калия, которую можно получить путем добавления гашеной извести к 100 кг поташа, если принять, что 5% КОН теряется при очистке продукта.

                  Ответ: 77,1 кг.

29.Вычислить массу азотной кислоты, образующейся при взаимодействии 50,5 кг калийной селитры с 98 г серной кислоты.

                  Ответ: 31,5 кг.

30.Получить нитрат натрия из карбоната натрия действием азотной кислоты. Определить массу карбоната натрия, необходимую для получения 17 кг нитрата натрия при 90% выходе.

                  Ответ: 11,8 кг.

31.Через раствор, содержащий 160 г гидроксида натрия, пропустили оксид углерода (IV), полученный при действии избытка соляной кислоты на 200 г карбоната кальция. Какая соль натрия образуется? Вычислить ее массу.

                  Ответ: 212 г a₂CO₃.

32.К раствору, содержащему 0,585 г хлорида натрия, прибавили раствор, содержащий 3,58 г нитрата серебра (I). Осадок отфильтровали. Что содержится в фильтрате? Ответ подтвердить расчетом.

                 Ответ: 0,85 г aO₃; 1,7 г AgO₃.

33.Для образования хлорида аммония было взято 11,2 л аммиака и 73 г хлороводорода (н.у.). Вычислить массу продукта реакции. Какое из исходных веществ осталось, вычислить массу избытка.

                  Ответ: 26,75 г; 54,75 г.

34.Вычислить массу бертолетовой соли, которую нужно разложить, чтобы получить 100 л кислорода, приведенного к н.у.

                  Ответ: 364,6 г.

35.В реакции 2aCl + H₂SO₄ = a₂SO₄ + 2HCl образуется 56 л хлороводорода при н.у. Вычислить массу поваренной соли, необходимую для этого, учитывая, что соль содержит 5% примесей.

                  Ответ: 153,36 г.

36.Рассчитать количество молей водорода (н.у.), выделившегося при взаимодействии 65 г цинка с 9,8 г серной кислоты.

                  Ответ: 0,1 моль.

37.При сжигании 3 г антрацита получилось 5,3 л CO₂, измеренного при н.у. Вычислить массовую долю углерода в антраците.

                  Ответ: 94,6%.

38.Смесь 20 л СО и 20 г О₂ прореагировала при сжигании. Какой из исходных продуктов остался неиспользованным?

                  Ответ: 5,7 г О₂.

39.При обработке 50 г образца карбида кальция водой получено 15 л ацетилена. Вычислить массовую долю СаС₂ в образце.

                  Ответ: 85,7%.

40.Какой объем воздуха (содержание кислорода в воздухе считать равным 21% по объему) необходим для полного сжигания 20 м³ газовой смеси состава: 50% СН₄, 50% Н₂?

                  Ответ: 119 м³.

41.Рассчитать количество молей аммиака, полученного от взаимодействия 20 г азота и 50 г водорода.

                  Ответ: 1,4 моль.

42.В результате прокаливания мела, содержащего 96% карбоната кальция, получили 28 т негашеной извести. Вычислить массу мела, загруженного в печь.

                  Ответ: 52 т.

43.При обработке соляной кислоты смесью магния и оксида магния выделилось 10 л водорода при н.у. Вычислить массовую долю магния в образце, массой 18 г.

                  Ответ: 59,4%.

44.Из 117 г поваренной соли путем электролиза получено 40 г натрия. Определить практический выход натрия по этому методу.

                  Ответ: 87%.

45.Через раствор сульфата меди (II) пропустили 2,8 л сероводорода (н.у.). При этом образовалось 11,4 г осадка. Рассчитать массовую долю его выхода.

                  Ответ: 95%.

46.Определить объем хлора (н.у.), который потребуется для хлорирования смеси меди и железа массой 60 г. Массовая доля меди в смеси составляет 53,3%. В реакции образуется хлорид меди (II) и хлорид железа (III).

                     Ответ: 28 л.

47.При окислении оксида серы (IV) массой 12,8 г кислородом получен оксид серы (VI), массовая доля выхода продукта реакции составляет 40 %. Вычислить массу оксида серы (VI).

                  Ответ: 6,4 г.

48.Через раствор, содержащий бромид натрия массой 6,18 г, пропустили избыток газообразного хлора. Из полученной смеси выделили бром массой 3,12 г. Вычислить массовую долю выхода брома.

                  Ответ: 65%.

49.Через суспензию, содержащую 19,36 г гидроксида кальция, пропустили 8 л газовой смеси, содержащей азот, оксид углерода (II) и 39,2% по объему оксида углерода (IV). Вычислите массу и количество вещества образовавшегося осадка после полного поглощения оксида углерода (IV).

                  Ответ: 14 г; 0,14 моль.

50.На медь массой 12,8 г подействовали избытком концентрированной серной кислоты при нагревании. Вычислите массу, объем (н.у.) и количество вещества выделившегося газа.

                  Ответ: 12,8 г; 4,48 л; 0,2 моль.

51.По уравнению реакции

2Al + 3S = Al₂S₃

найдите массу и количество вещества сульфида алюминия, если в реакцию вступает 4,5 г алюминия.

                  Ответ: 12,5 г; 0,08 моль.

52.В реакции с азотной кислотой прореагировало 0,1 моль оксида меди (II). Найдите массу и количество нитрата меди (II), получившегося в реакции.

                  Ответ: 18,8 г; 0,1 моль.

53.При взаимодействии водорода с оксидом меди (II) образовалось 0,1 моль меди. Вычислить а) массу меди; б) массу и количество оксида меди (II).

                  Ответ: а) 6,4 г; б) 8 г, 0,1 моль.

54.При взаимодействии хлора с водородом образовалось 0,25 моль хлороводорода. Вычислить объем хлора, вступившего в реакцию.

                  Ответ: 2,8 л.

55.В закрытом сосуде смешали 8 л хлора и 12 л водорода и смесь взорвали. Какой объем хлороводорода образовался? Какой газ и в каком количестве остался?

                  Ответ: 16 л HCl; 4 л Н₂.

56.Определить объем, массу и количество хлора при н.у., выделившегося при взаимодействии оксида марганца (IV) массой 17,4 г с соляной кислотой:

MnO₂ + 4HCl = MnCl₂  + Cl₂ + 2H₂O.

                Ответ: 4,48 л; 14,2 г; 0,2 моль.

57.Через раствор иодида калия пропустили 100 мл газовой смеси, предназначенной для синтеза хлороводорода. В результате выделилось 0,508 г йода. Каков был состав газовой смеси в % по объему?

                Ответ: 44,8% Cl₂.

58.Какое количество алюминия потребуется для реакции с соляной кислотой, взятой в избытке, чтобы получить 58,6 л водорода?

                Ответ: 1,74 моль.

59.Какой объем кислорода потребуется для сжигания 6500 м³ сероводорода?                                                                       

Ответ: 9750 м³.

60.Какова масса серной кислоты, которую можно получить из 16 т руды, содержащей 60% пирита (FeS₂)?

                Ответ: 15,68 т.

61.Сколько тонн ортофосфорной кислоты можно получить из 31 т ортофосфата кальция, если выход кислоты составляет 0,8 массовых долей?                                                                       Ответ: 15,68 т.

62.Какой объем оксида углерода (IV) выделится при обжиге 500 т известняка, содержащего 0,1 массовых долей примеси?

                Ответ: 100,8 л.

63.Сколько потребуется оксида кремния (IV), содержащего 0,2 массовых доли примеси, чтобы получить 6,1 кг силиката натрия?

                Ответ: 3,6 кг.

64.В раствор, содержащий 16 г сульфата меди (II), поместили 4,8 г железных опилок. Какие вещества образовались и какова их масса?

                Ответ: 13,072 кг FeSO₄; 5,5 кг Cu.

65.Железную пластинку массой 5 г выдержали в растворе, содержащем 1,6 г сульфата меди (II). Затем пластинку взвесили. Чему равна ее масса?

                Ответ: 5,08 г.

66.При прокаливании 50 г чистого карбоната кальция его масса уменьшилась на 4,4 г. Сколько процентов карбоната кальция разложилось?

                Ответ: 20%.

67. 8 г металла со степенью окисления +2 прореагировали с водой и выделилось 4,48 л водорода при н.у. Определить относительную атомную массу металла, назвать его.

                Ответ:  A_r = 40,  Ca.

68.Из 20 т известняка, содержащего 0,04 массовых доли примеси, получили 12 т гидроксида кальция. Сколько массовых долей это составляет по отношению к теоретическому?

                Ответ: 0,845.

69.Сколько потребуется алюминия, чтобы при реакции с соляной кислотой получить столько водорода, сколько его выделится при взаимодействии 1 моль натрия с водой?

                Ответ: 9 г алюминия.

70.На сплав алюминия и меди подействовали избытком раствора гидроксида натрия при нагревании. Выделилось 2,24 л газа при н.у. и aAlO₂. Вычислить процентный состав сплава, если его масса равна 10 г.

                Ответ:  18% Al; 82% Cu.

71.Смешали 7,3 г хлороводорода и 4 г аммиака. Сколько граммов хлорида аммония образуется? Сколько и какого газа останется?

                Ответ: 0,6 г аммиака.

72.При разложении 42 г карбоната магния образовалось 19 г оксида магния. Чему равен процентный выход оксида магния?

                Ответ: 95%.

73.В воздухе содержится 0,03% углекислого газа. Сколько граммов карбоната бария выпадет в осадок, если через раствор гидроксида бария пропустить 0,5 м³ воздуха?

                Ответ: 131,9 г.

74.На восстановление 120 г оксида магния израсходовано 41,4 кг угля с образованием СО. Сколько процентов углерода содержал уголь?

                Ответ: 86,9%.

75.Сколько граммов карбоната кальция образуется при пропускании через известковый раствор 10 м³ воздуха, содержащего 0,03% СО₂?

                Ответ: 1339 г.

76.При взаимодействии 0,75 г двухвалентного металла с водой выделилось 420 мл водорода при н.у. Назовите металл.

                Ответ: кальций.

77. При обработке 6 г смеси меди и алюминия обработали соляной кислотой и собрали 3,7 л водорода. Определить процентный состав смеси.

             Ответ: 49,5% алюминия; 50,5% меди.

78.При обработке смеси оксида кальция и карбоната кальция соляной кислотой выделилось 112 мл СО₂ (н.у.). Масса смеси равна 0,8 г. Определить процентное содержание оксида кальция в смеси.

                Ответ: 37,5%.

79.В сосуде находится смесь водорода и кислорода объемом 25 мл. В результате реакции между компонентами осталось 7 мл кислорода. Определить объемную долю кислорода в смеси.

                Ответ: 52%.

80.При разложении галогенида аммония массой 4,9 г получили аммиак, объем которого при н.у. равен 1,12 л. Какой галогенид был взят?

                Ответ: бромид аммония.

81.Какую массу цинка надо растворить в серной кислоте для получения водорода, которым можно восстановить оксид меди (II) массой 14,4 г? Водород взят в двукратном избытке.

                Ответ: 23,4 г.

82.При сгорании технической серы массой 10 г выделился газ, который пропустили через избыток раствора гидроксида натрия. В реакцию вступил гидроксид массой 24 г. Определить массовую долю серы в техническом образце.

                Ответ: 96%.

83.Оксид углерода (IV), полученный при сжигании угля массой 50 г, пропустили через раствор гидроксида бария. Какая масса осадка образовалась, если массовая доля углерода в угле равна 96%?

                Ответ: 788 г.

84.Песок массой 2 кг сплавили с избытком гидроксида калия, получив в результате реакции силикат калия массой 3,82 кг. Определить выход продукта реакции, если массовая доля оксида кремния (IV) в песке равна 90%.

                Ответ: 82,7%.

 

Задачи по термохимии

 

1. При сжигании 128 г меди выделяется теплота в количестве 324,2 кДж/моль. Составить термохимическое уравнение реакции.

2. При соединении 5,4 г алюминия с кислородом выделяется 167,68 кДж/моль тепла. Составить термохимическое уравнение реакции.

3. При сжигании серы получено 32 г оксида серы (IV), причем выделилось 148,45 кДж тепла. Составить термохимическое уравнение реакции.

4. Рассчитать количество теплоты, которое затрачивается на разложение 1 кг витерита (BaCO₃), содержащего 10% примесей, если реакция протекает согласно термохимическому уравнению:

ВaCO_3(кр.) = ВaO_(кр.) + CO_2(г.)  - 269,7 кДж.

5. Рассчитать количество теплоты, выделившейся при сгорании 0,25 моль фосфора, используя термохимическое уравнение:

2Р_{(красн.)} + 5/2О_2(г) = Р₂О_5(кр.)  + 1512,6кДж.

6. Термохимическое уравнение растворения оксида алюминия в серной кислоте:

Al₂O_3(кр.)  + 3Н₂SO_4(ж.) = Al₂(SO₄)_3(кр.)  + 3Н₂О + 47,7 кДж.

Вычислить количество теплоты, которое выделится при растворении 200 г оксида алюминия, содержащего 15% примесей.

7. Термохимическое уравнение реакции горения ацетилена:

С₂Н_2(г) + 5/2О_2(г) = 2СО_2(г) + Н₂О_(г) + 1256,13 кДж.

Какое количество теплоты выделится при сгорании а) 13 г ацетилена, б) 2 л ацетилена, в) 1 моль ацетилена?

8. Термохимическое уравнение реакции горения графита:

C_(гр.) + О_2(г) = CО_2(г),          DН = - 393,8 кДж/моль.

Вычислить количество сгоревшего графита, если известно, что выделилось 2,24 л углекислого газа (н.у.)

9. Термохимическое уравнение реакции промышленного получения цинка:

2/3ZnO_(кр.) + 1/3ZnS_(кр.)  = Zn_(кр.) + 1/3SO_2(г) – 203,43 кДж.

Вычислить количество теплоты, необходимое для получения 1 кг цинка.

10. Вычислить, какое количество теплоты выделится при сжигании 100 л водорода (н.у.). Термохимическое уравнение горения водорода:

4Н_2(г) + 1/2О_2(г) = 4Н₂О_(г) + 241,8 кДж.

11. Используя термохимическое уравнение

SO_3(г) + H₂O_(ж) = H₂SO_4(ж) + 132,8 кДж,

вычислить количество выделяющейся теплоты при получении 196 кг серной кислоты.

12. Термохимическое уравнение реакции разложения хлорида аммония:

NH₄Cl_(к) = NH_3(г) + HCl_(г),          DН = + 175,81 кДж/моль.

Вычислить количество теплоты, необходимое для получения 33,6 л аммиака.

13. При растворении 112 г оксида кальция в воде выделяется теплота в количестве 131,6 кДж. Составить термохимическое уравнение реакции.