Расчеты массовой доли (массы) химического соединения в смеси - Расчеты по химическим формулам и уравнениям реакций - МЕТОДЫ ПОЗНАНИЯ В ХИМИИ. ХИМИЯ И ЖИЗНЬ

Задания с полным ответом с решениями

1. Определите массу цинковой обманки, содержащей 75% ZnS, если при обжиге образовалось 7,62 л (н.у.) сернистого газа.

2. Определите объем оксида углерода(IV), образующегося при разложении 1 кг известняка, содержащего 12% некарбонатных примесей.

3. При добавлении избытка металлического натрия к смеси этанола с фенолом выделилось 896 мл водорода (н.у.). При действии избытка раствора брома на такое же количество смеси этанола с фенолом образовался осадок массой 9,93 г. Определите массовую долю этанола в смеси.

4. Смесь опилок железа и меди прореагировала при нагревании с избытком хлора. Определите массовую долю опилок меди в исходной смеси, если массовая доля хлорида меди в полученной смеси солей равна 0,40.

5. При растворении смеси измельченных железа и меди в разбавленной азотной кислоте выделилось 1,732 л (н.у.) газа. Определите массовую долю меди в исходной смеси, если масса растворенной смеси металлов была равна 6,08 г.

6. Определите объем ацетилена (н.у.), образующийся при действии избытка воды на 6 кг технического карбида кальция, содержащего 20% примесей.

7. Определите объем сернистого газа (н.у.), образующегося вместе с оксидом железа(III) при обжиге 60 г пирита, содержащего 80% FeS₂.

8. При пропускании смеси этилена и ацетилена в раствор брома образовалось 12,56 г смеси дибромэтана и тетрабромэтана, а при пропускании такого же количества этой смеси в аммиачный раствор оксида серебра образовалось 4,80 г осадка. Определите массовую долю этилена в его смеси с ацетиленом.

9. Смесь алюминиевых и железных стружек массой 3,3 г обработали 98,7 мл раствора серной кислоты с массовой долей 0,161 и плотностью 1,11 г/мл. Избыток кислоты полностью нейтрализовали 39,0 мл раствора гидроксида натрия с массовой долей 0,11 и плотностью 1,12 г/мл. Определите массовую долю алюминия в исходной смеси.

10. Определите массовую долю оксида магния в его смеси с оксидом кальция, если для взаимодействия с 5,2 г этой смеси надо 90,9 мл раствора соляной кислоты с массовой долей 0,0849 и плотностью 1,04 г/мл.

Ответы на задания раздела 4.3.9

1. 44 г 2. 197 л 3. 0,45 4. 0,478 5. 0,691 6. 1680 л 7. 17,9 л 8. 0,62 9. 0,491 10. 0,462

Решения заданий раздела 4.3.9

Решение 1. Находим количество вещества сернистого газа:

v(SO₂) = V/V_M = 7,62/22,4 = 0,340 моль

Запишем уравнение реакции: 2ZnS + 3O₂ = 2ZnO + 2SO₂

Из уравнения реакции находим: v(ZnS) = v(SO₂) = 0,34 моль.

Отсюда m(ZnS) = v ∙ M = 0,34 ∙ 97 = 33,0 г.

Ответ: 44 г.

Решение 2. Основным компонентом известняка является карбонат кальция СаСО₃. Определим массовую долю в известняке, массу и количество вещества карбоната кальция:

Запишем уравнение реакции:

Из уравнения реакции находим v(CO₂) = v(CaCO₃) = 8,8 моль:

Объем газа равен: V(СO₂) = v ∙ V_M = 8,8 ∙ 22,4 = 197 л.

Ответ: 197 л.

Решение 3. Металлический натрий реагирует и с этанолом и с фенолом.

Находим

Избыток раствора брома реагирует только с фенолом, образуя осадок 2,4,6-трибромфенола.

Находим

Из уравнения реакции (3) находим

Отсюда

Из уравнения реакции (2) находим

Имея находим

Из уравнения реакции (1) находим

Отсюда

Находим массу исходной смеси и массовую долю этанола в этой смеси.

Ответ: 0,45.

Решение 4. Пусть v(Fe) = х моль, a v(Cu) = у моль.

Тогда m(Fe) = v ∙ M = 56х г, a m(Cu) = v ∙ M = 64у г.

Из уравнений видно, что v(FeCl₃) = v(Fe) = х моль и v(CuCl₂) = v(Cu) = у моль.

Тогда m(FeCl₃) = v ∙ M = 162,5х г, a m(CuCl₂) = v ∙ M = 135у г.

Отсюда

По условию

Отсюда

Ответ: 0,478.

Решение 5. Находим

Пусть v(Fe) = х моль, a v(Cu) = у моль.

Тогда m(Fe) = v ∙ M = 56х г, a m(Cu) = v ∙ M = 64у г.

По условию m_смеси = m(Fe) + m(Cu) = 56х + 64у = 6,08 г.

Из уравнения (1) видно, что v₁(NO) = v(Fe) = x моль.

Из уравнения (2) видно, что v₂(NO) = v(Cu) ∙ 2/3 = 0,6667у моль.

По условию

Решаем систему уравнений:

Умножаем второе уравнение на 56 и вычитаем произведение из первого уравнения.

Ответ: 0,691.

Решение 6. Находим массовую долю, массу и количество вещества карбида кальция:

Запишем уравнение реакции:

СаС₂ + 2Н₂O = Са(ОН)₂ + С₂Н₂

Из уравнения реакции находим v(C₂H₂) = v(CaC₂) = 75 моль.

Отсюда V(С₂Н₂) = v ∙ V_M = 75 ∙ 22,4 = 1680 л.

Ответ: 1680 л.

Решение 7. Находим массу и количество вещества FeS₂ в пирите.

Запишем уравнение реакции:

4FeS₂ + 11O₂ = 2Fe₂O₃+ 8SO₂

Из уравнения реакции находим

Отсюда V(SO₂) = v ∙ V_M = 0,8 ∙ 22,4 = 17,9 л.

Ответ: 17,9 л.

Решение 8. С раствором брома реагируют и этилен и ацетилен.

При этом

С аммиачным раствором оксида серебра реагирует только ацетилен.

Имея находим из уравнения реакции (3):

Из уравнения реакции (2) находим:

Отсюда

Из находим

Находим

Из уравнения реакции (1) находим:

Отсюда m(С₂Н₄) = М = 0,03 ∙ 28 = 0,84 г.

Находим массу исходной смеси и массовую долю этилена в этой смеси.

Ответ: 0,62.

Решение 9. Находим

Из уравнения (1) видно, что

Значит, с металлами по уравнениям (2) и (3) прореагировало

Пусть v(Al) = х моль, a v(Fe) = у моль, тогда

Составим уравнение m(Al) + m(Fe) = 27х + 56у = 3,3 г.

Из уравнения (2) видно, что

Из уравнения (3) видно, что v₃(H₂SO₄) = v(Fe) = у моль.

По условию

Решаем систему уравнений:

Умножаем второе уравнение на 56 и вычитаем первое уравнение из произведения.

Ответ: 0,491.

Решение 10. Находим

Пусть v(MgO) = х моль, a v(CaO) = у моль.

Тогда

По условию

Из уравнения (1) видно, что

Из уравнения (2) видно, что

По условию

Решаем систему уравнений:

Умножаем второе уравнение на 28 и вычитаем первое уравнение из произведения.

Ответ: 0,462.