WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 18 | 19 || 21 | 22 |   ...   | 26 |

629 При прокаливании гипса массой 30,00 г теряется вода массой 6,28 г. Какова формула кристаллогидрата 630 При растворении известняка массой 0,5 г в соляной кислоте был получен диоксид углерода объемом 75 см3 при 296 К и давлении 105 Па. Вычислите массовую долю (%) карбоната кальция в известняке.

631 Карбид кальция получают по схеме: CaO + 3C = CaC2 + CO. Вычислите массу оксида кальция, необходимую для получения карбида кальция массой 6,4 т. Какой объем (н.у.) CO при этом образуется 632 При растворении сплава магния и алюминия массой 3,0 г в разбавленной серной кислоте получили сульфаты магния и алюминия массой 17,4 г. Определите массовые доли алюминия и магния в сплаве.

633 При взаимодействии сплава цинка и магния массой 20,0 г с избытком раствора серной кислоты образовалась смесь сульфатов массой 69,0 г. Определите состав сплава в массовых долях (, %).

7.2 p - элементы периодической системы Д. И. Менделеева П р и м е р 153* Масса воздушного шара 2,5 т, максимальная масса поднимаемого им груза 7,5 т.

Водород для заполнения шара получен при взаимодействии алюминия с раствором NaOH. Какая масса алюминия потребуется для получения водорода, требуемого для заполнения воздушного шара Решение 1) 2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na[Al(OH)4] + 3HПлотность воздуха при 0 °С и давлении 760 мм рт. ст. равна 1,29 г/дм3, а плотность водорода равна 0,09 г/дм3.

Пусть искомая величина V - объем водорода, необходимый для заполнения воздушного шара, м3.

Тогда (1,29 - 0,09)V = 10000 кг, где (1,29 - 0,09) кг/м3 - подъемная сила шара. Отсюда V = 10000/1,2 = 8333 м3. Водород получается по уравнению реакции (1) и его количество составляет 8333/22,4 = кмоль. Количество алюминия по реакции составит 2/3 моль Н2 = 2•372/3 = 248 кмоль или 248•27 = кг.

П р и м е р 154 Навеску NH4NO2 нагрели в запаянной ампуле объемом V см3, из которой предварительно был удален воздух. После охлаждения ампулы до 0 °С давление в ампуле оказалось равным P атм. Определите массу нитрита аммония.

Решение Реакция протекает по схеме:

t NH4NO2 = N2 +2H2O M(NH4NO2) = 64 г/моль.

По уравнению находим массу нитрита аммония, вступившего в реакцию:

mNH4NO2 = 2,0 10-3 PV, г.

П р и м е р 155* Уравновешены два сосуда с растворами NaOH и HCl. В первый сосуд добавили хлорид аммония массой 10,7 г. Какую массу карбоната кальция надо добавить во второй сосуд, чтобы они снова уравновесились Считайте, что газы выделяются из растворов полностью.

Решение 1) NaOH+NH4Cl = H2O+NaCl+NH2) 2HCl+CaCO3 = CaCl2+H2O+COM(NH4Cl) = 53,5 г/моль; M(CaCO3) = 100 г/моль;

M(NH3) = 17 г/моль; M(CO2) = 44 г/моль.

(NH4Cl) = 10,7/53,5 = 0,2 моль. Пусть масса CaCO3 равна х г. По реакции (1) выделится 0,2 моль NH3 или 0,2•17 = 3,4 г. Тогда масса раствора в сосуде с NaOH составит (10,7 – 3,4) = 7,3 г.

По реакции (2) масса СО2, полученная из х г СаСО3 составит 44х/100 г. Следовательно 44х/100 + 7,= х; откуда х = 13,035 г.

П р и м е р 156 В замкнутом сосуде имеется 100 моль смеси азота и водорода в соотношении 1 : 3.

Давление смеси 300 атм. Вычислите состав и давление смеси после того, как 10 % азота вступит в реакцию и газы приведены к первоначальной температуре.

РЕШЕНИЕ N2 + 3H2 2NH3.

В исходной смеси было (100 : 4) 25 моль азота и 75 моль водорода. В реакцию вступило 10 %, т.е.

2,5 моль азота и 7,5 моль водорода, что приводит к образованию по уравнению реакции 5 моль аммиака.

Осталось после реакции 22,5 моль азота и 67,5 моль водорода. Всего: 22,5+67,5+5,0 = 95,0 моль.

Давление смеси после реакции составит 95•300/100 = 285 атм.

П р и м е р 157 На чашках весов уравновешены два сосуда с разбавленным раствором HCl. В один сосуд добавили 1,0 г CaCO3. Сколько ВаСО3 следует добавить во второй сосуд, чтобы не нарушилось равновесие весов РЕШЕНИЕ 1) CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2) BaCO3 + 2HCl = BaCl2 + H2O + COM(CaCO3) = 100 г/моль; M(CO2) = 44 г/моль;

M(BaCO3) = 197 г/моль.

(СаСО3) = 1,0/100 = 0,01 моль или 0,01•44 = 0,44 г. Останется после реакции (1) масса раствора равная 1,0 - 0,44 = 0,56 г. m(ВаСО3) = х г; тогда из х г; ВаСО3 образуется 0,44х/1,97 г СО2 : х = 0,44х/1,+ 0,56; откуда х = 0,72 г.

П р и м е р 158* К монооксиду азота объемом 10 см3, находящемуся в пробирке над водой, добавлен такой же объем кислорода. Каков окончательный объем газа и каков его состав, если продуктом реакции является азотная кислота РЕШЕНИЕ 1) 4NO + 2O2 = 4NO2) 4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3) 4NO + 3O2 +2H2O = 4HNOОбъем оксида азота(II) равен 10 см3 или 0,01 дм3, количество оксида азота(II) 0,01/22,4 = 4,464•10-моль. Объем кислорода равен 0,01 дм3 или 0,01/22,4 = 4,464•10-4 моль. NO (3); NO вступит кислород в реакцию (3) 3/4 моль NO = 3,348•10-4 моль.

Останется кислород в количестве 4,464•10-4-3,348•10-4 = 1,116•10-4 моль или 1,116•10-4•22,4 = 0,дм3 или 2,5 см3.

П р и м е р 159 Вычислите давление газовой смеси, полученной в результате полного озонирования воздуха объемом 1,0 дм3 (н.у.) Решение 3О2 2О3.

В воздухе объемом 1 дм3 содержится кислород объемом 0,21 дм3. По уравнению реакции образуется озон объемом 2•0,21/3 = 0,14 дм3. Объем воздуха сократится на 0,21 - 0,14 = 0,07 дм3 и станет равным 1 - 0,07 = 0,93 дм3. Давление конечной смеси будет равно: 0,93•1/1 = 0,93 атм.

П р и м е р 160 При сжигании смеси сульфидов алюминия и железа(II) массой 4,00 г получили диоксид серы массой 3,65 г. Определите состав исходной смеси (, %).

Решение 1) 4FeS+7O2 = 2Fe2O3 + 4SO2) 2Al2S3+9O2 = 2Al2O3 + 6SOM(FeS) = 88 г/моль; M(Al2S3) = 150 г/моль; M(SO2) = 64 г/моль.

Пусть масса FeS в смеси – х г; тогда m(Al2S3) составит (4 - х) г. Масса SO2 по реакции (1) будет а = 64•х/88 г, а масса SO2 по реакции (2) будет b = 3•64•(4 - - х)/150 г.

Следовательно, a + b = 64x/88 + (4 - x)3•64/150 = 3,65, x = 2,66 г FeS. (FeS) = 2,66•100/4 = 66,5 %, (Al2S3) = 33,5 %.

П р и м е р 161* Воду, полученную при сжигании водорода в избытке кислорода, смешали с 5,см3 раствора серной кислоты с массовой долей 80 % ( = 1,73 г/см3). При этом концентрация кислоты уменьшилась на 0,5 %. Объем исходной газовой смеси равен 350 см3 (н.у.). Определите состав исходной газовой смеси в объемных долях (%) и ее плотность по азоту.

Решение 2H2 + O2 = 2H2O M(H2) = 2 г/моль; M(O2) = 32 г/моль; M(H2O) = 18 г/моль.

Масса раствора серной кислоты 5•1,73 = 8,65 г, а масса H2SO4 в растворе составит 5•1,73•0,8 = 6,г. Конечная концентрация раствора серной кислоты по условию задачи будет равна 80,0 - 0,5 = 79,5 %, т.е. масса раствора после смешения составит 6,92•100/79,5 = 8,72 г. Увеличение массы раствора произошло за счет воды массой 8,72 - 8,65 = 0,07 г. Следовательно, по реакции образуется 0,07 г воды или 0,07/18 = 0,0039 моль, что составляет 0,0039•22,4 = 87 см3.

Объем водорода, вступившего в реакцию составит 87 см3. С учетом условия задачи объем кислорода составит 350 - 87 = 263 см3. (Н2) = 87•100/350 = = 24,87 %; (O2) = 100,00 - 24,87 = 75,13 %.

Средняя молярная масса смеси равна (24,872 + 75,1332)/100 = 24,55 г/моль. Плотность смеси по азоту составит D = 24,55/28 = 0,88.

П р и м е р 162* Какую массу олеума с массовой долей 30 % нужно добавить к раствору серной кислоты с массовой долей 40 % массой 131,0 г для получения олеума с массовой долей 5 % Решение M(H2O) = 18 г/моль; M(SO3) = 80 г/моль; M(H2SO4) = 98 г/моль.

Пусть масса олеума ( = 30 %) составляет х г, тогда масса SO3 в нем составит а = 30х/100 = 0,3 х г.

Масса воды в 131,0 г раствора серной кислоты ( = = 40 %) равна 131,0•0,6 = 78,6 г или 78,6/18 = 4,37 моль.

H2O + SO3 = H2SO4.

Для реакции потребуется 4,37 моль SO3 или 4,37•80 = 349,4 г.

Следовательно, для получения олеума ( = 5%) останется (0,3х - 349,4) г SO3, а масса олеума ( = %) составит сумму масс олеума ( = 30 %) - х г и раствора серной кислоты ( = 40 %) - 131,0 г, т.е.

(х + 131,0) г. Из пропорции:

100 г олеума 5 г SO (x + 131,0) г олеума (0,3х - 349,4) г SOx = 1423,8 г олеума ( = 30%).

П р и м ер 163* Какую массу оксида серы(VI) надо растворить в растворе H2SO4 ( = 91,0 %) массой 100 г, чтобы получить олеум ( = 30 %).

Решение M(H2SO4) = 98 г/моль; M(SO3) = 80 г/моль.

Олеум - это раствор SO3 в 100 % H2SO4. Процесс получения олеума разобьем на две стадии.

Сначала найдем, сколько надо добавить SO3, чтобы 91 % серная кислота превратилась в 100 %.

SO3 +Н2О = Н2SO4.

В исходной серной кислоте содержалось 100•0,09 = 9 г Н2О, что составляет 9/18 = 0,5 моль. Для реакции с таким количеством воды необходимо 0,5 моль SO3 или 0,5•80 = 40 г; при этом образуется 0,моль Н2SO4 или 0,5•98 = 49 г. Общая масса 100 % серной кислоты после добавления 40 г SO3 станет равна 91 + 49 = 140 г. Для получения 30 % раствора SO3 в серной кислоте к 140 г Н2SO4 надо добавить x г SO3, тогда масса олеума станет равна (140 + x) г, а массовая доля SO3 составит (SO3) = x/(140 + x) = 0,3, откуда x = 60 г. Общая масса добавленного SO3 равна 40 + 60 = 100 г.

П р и м е р 164* Смешали олеум с массовой долей 35 % массой 80 г с 75 см3 раствора серной кислоты с массовой долей 40 % ( = 1,30 г/см3). Плотность полученного раствора составила 1,73 г/см3.

Определите концентрацию полученного раствора в массовых долях (%) и моль/дм3.

Решение SO3 + H2O = H2SOM(H2SO4) = 98 г/моль; M(SO3) = 80 г/моль.

Масса SO3 в олеуме ( = 35 %) массой 80 г составит 800,35 = 28 г или 28/80 = 0,35 моль.

Следовательно, по реакции образуется 0,35 моль H2SO4 или 0,35•98 = 34,3 г.

Масса H2SO4 в олеуме ( = 35 %) массой 80 г составит (80-x) г или 80 – 28 = 52 г.

Масса H2SO4 в 75 см3 раствора серной кислоты с массовой долей 40 % составит 75•1,30•0,40 = 39 г.

Общая масса H2SO4 будет равна 34,3 + +52,0 + 39,0 = = 125,3 г при общей массе раствора 80 + 75•1,30 = 177,5 г, = 125,3•100/177,5 = = 70,6 %.

Для определения молярной концентрации полученного раствора серной кислоты определим массу дм3 (1000 см3) раствора ( = 1,73 г/см3). Она будет равна 1730 г. Тогда с(H2SO4) = 0,706•1730/98 = 12,46 моль/дм3.

П р и м е р 165* Определите массу пирита (FeS2), необходимую для получения такого количества SO3, чтобы при растворении последнего в растворе серной кислоты с массовой долей 91 % массой 500 г получить олеум с массовой долей 12,5 %.

Решение 1) 4FeS2+11O2 = 2Fe2O3+8SO2) 2SO2+O2 = 2SO3) SO3+H2O = H2SOM(H2O) = 18 г/моль; M(SO3) = 80 г/моль; M(H2SO4) = 98 г/моль;

M(FeS2) = 120 г/моль.

Масса воды в 100 г раствора серной кислоты ( = 91 %) составит 100 - 91 = 9,0 г или 9/18 = 0,5 моль. Из уравнения реакции (3) следует, что 1 моль SO3 1 моль H2O 1 моль H2SO4 или 0,5 моль Н2О прореагирует с 0,5 моль SO3 или 0,5•80 = 40 г и образуется 0,5 моль H2SO4 или 0,5•98 = 49 г. Тогда общая масса H2SO4 составит 91 + 49 = 140 г. Для получения олеума ( = = 12,5 %) на 140 г потребуется:

12,5•140/87,5 = 20 г.

Таким образом, всего SO3 расходуется (40 + 20) = 60 г или 60/80 = 0,75 моль. Из уравнений реакций (2, 3) следует, что на образование 0,75 моль SO3 расходуется FeS2 0,75/2 = 0,375 моль или 0,375•120 = г.

П р и м е р 166 Газ, выделившийся при обработке сульфида цинка избытком раствора соляной кислоты, смешали с избытком газа, полученного термическим разложением бертолетовой соли. После сжигания образовавшейся газовой смеси объем ее уменьшился на 13,44 дм3. Рассчитайте массу израсходованного сульфида цинка.

Решение 1) ZnS + 2HCl = ZnCl2 + H2S 2) 2KClO3 = 2KCl + 3O3) 2H2S + 3O2 = 2H2O + 2SOМ(ZnS) = 97 г/моль.

Из условия задачи и уравнения реакции (3) следует, что 13,44 дм3 - это объем кислорода, вступившего в реакцию (3), что составляет 13,44/22,4 = = 0,6 моль. Из уравнений реакций (1 -3) следует, что 2 моль ZnS 2 моль H2S 3 моль O2 или 2 моль ZnS 3 моль О2, т.е. количество сульфида цинка равно 2•0,6/3 = 0,4 моль или 0,4•97 = 38,8 г.

П р и м е р 167* Какой концентрации в массовых долях (%) получится кислота, если весь хлороводород, полученный из смеси хлорида и нитрата калия массой 200 г, растворить в воде объемом 233,6 см3 Известно, что при прокаливании смеси хлорида и нитрата калия массой 200 г образуется твердый остаток массой 187,2 г.

Решение 1) 2KNO3 = 2KNO2 + O2) 2KCl + H2SO4(конц.) = K2SO4 + 2HCl M(KNO3) = 101 г/моль; M(KNO2) = 85 г/моль;

M(HCl) = 36,5 г/моль; M(KCl) = 74,5 г/моль.

Пусть масса нитрата калия в смеси составляет х г, тогда из уравнения реакции (1) масса нитрита калия составит а г, т.е. а = 85х/101 = 0,84х.

По условию задачи имеем: (200 - х) + 0,84х = 187,2 или х = 80 г KNO3. Тогда масса хлорида калия составит 200 - 80 = 120 г. Из уравнения реакции (2) следует: 1 моль KCl 1 моль HCl, т.е. из 120 г KCl образуется 120•36,5/74,5 = = 58,8 г HCl. После растворения 58,8 г HCl в воде масса раствора составит 58,8 + 233,6 = 292,4 г или = 58,8•100/292,4 = 20 %.

П р и м е р 168* Какое количество фосфора и бертолетовой соли было израсходовано, если при растворении образующегося при их взаимодействии P2O5, в 400 см3 раствора фосфорной кислоты с массовой долей 85 % ( = = 1,70 г/см3), концентрация фосфорной кислоты увеличилась на 9,2 % Решение 1) 6P + 5KClO3 = 3P2O5 + 5KCl 2) P2O5 + 3H2O = 2H3POM(H3PO4) = 98 г/моль; M(P2O5) = 142 г/моль;

M(KClO3) = 122,5 г/моль; М(Р) = 31 г/моль.

Масса H3PO4 в растворе составит 400•1,7•0,85 = 578 г. Если по уравнению реакции (1) образуется х г P2O5, то по уравнению реакции (2) образуется а г H3PO4: а = 2•98х/142 = 1,38 x..

Масса раствора H3PO4 после растворения в нем P2O5 составит (400•1,7 + х) г. По условию задачи после растворения P2O5 (, %) полученного раствора составит 85,0 + 9,2 = 94,2 % или 100 г раствора 94,2 г H3PO(400•1,7 + x) г раствора (578 + 1,38х) г H3PO4, откуда х = 142 г P2O5 или 142/142 = 1 моль. Из уравнения реакции (1) следует, что количество KClOравно 5/3 моль или 122,5•5/3 = 204,1 г, количество фосфора равно 2 моль или 2•31 = 62 г.

П р и м е р 169 При нагревании бертолетовой соли в отсутствии катализатора получается хлорид калия и соль "X" - соль сильной кислоты А, в которой хлор проявляет высшую степень окисления. При действии на соль "Х" концентрированной серной кислотой может быть получена свободная кислота А, при нагревании которой с P2O5 образуется ангидрид кислоты А. Напишите уравнения реакций.

Рассчитайте объем (н.у.) хлора, который образуется при взаимодействии бертолетовой соли массой 12,25 г с избытком раствора соляной кислоты.

Решение 1) 4KClO3 t KCl + 3KClO 2) 2KClO4 + H2SO4 = 2HClO4 + K2SO3) 2HClO4 + P 2O5 = Cl2O7 + 2HPO4) KClO3 + 6HCl = 3Cl2 + KCl + 3H2O M(KClO3) = 122,5 г/моль.

Pages:     | 1 |   ...   | 18 | 19 || 21 | 22 |   ...   | 26 |



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.