Задания С4 (39)

1. К раствору гидроксида натрия массой 1200 г прибавили 490 г 40%-ного раствора серной кислоты. Для нейтрализации получившегося раствора потребовалось 143 г кристаллической соды Na2CO3 x 10H2O. Рассчитайте массу и массовую долю гидроксида натрия в исходном растворе.

Логика решения задачи: эту задачу нужно решать "с конца". Запишем обе реакции. Внимательно прочитаем в условии, что раствор соды на реакцию истратился полностью, поэтому можем считать  только по нему (здесь обязательно учтем, что соды раствор, а не чистое вещество), поэтому считаем количество вещества соды с учетом 10ти молекул воды. Мы знаем, что сода полностью нейтрализовала раствор в первой реакции, но сода имеет щелочную среду, значит она реагирует с кислотой, значит через соду найдем количество кислоты, значит она была в избытке в первой реакции. Находим количество кислоты. Узнаем, сколько кислоты израсходовалось в первой реакции и находим массу, а потом и массовую долю щелочи.

Решение:

2NaOH + H2SO4 = Na2SO4 + 2H2O

H2SO4 + Na2СO3 = Na2SO4 + H2O + CO2↑

m(H2SO4вва) = 490 х 0,4 = 196 г

n(H2SO4) = 196/98 = 2 моль

m(соды) = 143 г

n(соды) = 143/286 = 0,5 моль

⇒значит истратилось 0,5 моль соды, а кислоты на вторую реакцию истратилось столько же, значит в первой реакции кислоты осталось 2 - 0,5 = 1,5 моль

⇒ n(NaOH) = 3 моль

m(NaOH) = 3 х 40 = 120 г 

ω(NaOH) = 120/1200 = 10%

Ответ: В исходном растворе масса гидроксида натрия была 120 г, а массовая доля - 10%.

 

2. На нейтрализацию 7,6 г смеси муравьиной и уксусной кислот израсходовано 35 мл 20%-ного раствора гидроксида калия (плотность 1,20 г/мл). Рассчитайте массу уксусной кислоты и ее массовую долю в исходной смеси кислот.

Логика решения задачи: обычно задачи со смесями решаются при помощи системы уравнений. Здесь важно понять какие данные лучше обозначить переменными. Как правило, универсальными переменными являются количества вещества. Здесь мы так и сделаем. Найдем количества вещества гидроксида калия (равно 0,15 моль), запишем первое уравнение системы: х + у = 0,15. х - количество вещества КОН в первой реакции, у - количество вещества КОН во второй реакции. Количество вещества - универсально, потому что n(КОН)=n(НСООН)=х в первой реакции, а n(КОН)=n(СН3СООН)=у. Поэтому, решаем систему уравнений, находим количества веществ, затем массу уксусной кислоты, а там и ее массовую долю в смеси.

Решение:

НСООН + КОН = НСООК + Н2О

СН3СООН + КОН = СН3СООК + Н2О

m(смеси) = 7,6 г

n(КОН) = 8,4/56 = 0,15 моль

Mr(HCOOH) = 2+32+12 = 46 г/моль

Mr(СН3СOOH) = 24+32+4 = 60 г/моль

Система уравнений:

х + у = 0,15

46х + 60у = 7,6

⇒ х = 0,1; у = 0,05

⇒ n(НСООН) = 0,1 моль; n(СН3СООН) = 0,05 моль

m(CH3COOH) = 0,05 х 60 = 3 г

ω(СН3СООН) = 3/7,6 х 100% = 40% (39,47%)

Ответ: масса уксусной кислоты в исходном растворе равна 3 г, а массовая доля - 40%.

 

3. Карбонат магния массой 8,4 г растворили в 250 мл раствора серной кислоты (плотность 1,08 г/мл) с массовой долей 15%. Вычислите массовую долю сульфата магния в конечном растворе.

Логика решения задачи: трудность этой задачи в двух вещах: 1. Надо не забыть вычесть улетающий углекислый газ из массы конечного раствора и 2. Надо умудриться вычесть массу конечного раствора. Но начинаем как обычно, определяем кто из реагентов в избытке и в недостатке. Далее находим количество вещества соли (0,1 моль) (и там же массу соли). Теперь начинаем считать массу конечного раствора, она складывается из: воды, которая была в исходном растворе, добавленного карбоната магния (8,4 г) и еще нужно вычесть массу выделившегося углекислого газа газа (4,4 г). Получаем массу конечного раствора и находим массовую долю соли.

Решение:

MgCO3 + H2SO4 = MgSO4 + H2O + CO2↑

m(MgSO4) = 8,4 г

n(H2SO4) = 40,5/98 = 0,41 моль

n(MgCO3) = 8,4/84 = 0,1  моль

Mr(MgSO4) = 24+32+64 = 120 г/моль

m(MgSO4) = 120 x 0,1 = 12 г

m(раствора) = 250 х 1,08 + 8,4 г MgСO3 - 4,4 моль СО2 = 274 г 

ω(MgSO4) = 12/274 х 100% = 4,4%

Ответ: массовая доля сульфата магния в конечном растворе равна 4,4%.

 

4. Карбид кальция массой 6,4 г растворили в 87 мл бромоводородной кислоты (плотность 1,12 г/мл) с массовой долей 20%. Какова массовая доля бромоводорода в образовавшемся растворе?

Логика решения задачи: задача очень похожа на предыдущую. Находим количества веществ, определяем, что в избытке кислота. Находим сколько ее осталось в растворе. Определяем, сколько углекислого газа улетело. Находим массу конечного раствора (он состоит из воды, входящей в состав исходного раствора кислоты, массы вступившего в реакцию карбида кальция, и вычитаем массу улетевшего ацетилена, так как это газ. Далее можем найти массовую долю оставшейся кислоты.

 Решение:

СаС2 + 2HBr = CaBr2 + C2H2↑

n(HBr) = 19,5/81 = 0,24 моль

n(CaC2) = 6,4/64 = 0,2 моль

Δn(HBr) = 0,24 - 0,2 = 0,04 моль (осталось в конечном растворе)

m(C2H2) = 0,1 x 26 = 2,6 г

m(рра) = 87х1,12 + 6,4 - 2,6 = 101,24 г 

m(HBr в конечном растворе) = 0,04 х 81 = 3,24 г 

ω(HBr) = 3,24/101,24 х 100% = 3,2%

Ответ: массовая доля бромоводорода в образовавшемся растворе равна 3,2%.

 

5. Сероводород, выделившийся при взаимодействии избытка концентрированной серной кислоты с 1,44 г магния, пропустили через 160 г 1,5%-ного раствора брома. Определите массу выпавшего при этом осадка и массовую долю кислоты в образовавшемся растворе.

Логика решения задачи: сложность задачи заключается в наличии двух реакций и еще нужно в конце решения, при нахождении массы конечного раствора не забыть вычесть массу осадка, а еще методом электронного баланса уравнять первую реакцию. Итак, данных немного, поэтому находим количество вещества магния, через него количество выделившегося в первой реакции сероводорода, такое же количество вступило во вторую реакцию. В ней мы не можем найти избыток и недостаток, так как количества вступающих в реакцию веществ равны (поэтому нам все равно по чему считать). Находим массу выпавшего осадка (0,48 г). Находим массу бромоводорода и ее массовую долю в конечном растворе.

 Решение:

5H2SO4 + 4Mg = 4MgSO4 + H2S↑ + 4H2O

H2S + Br2 = S↓ + 2HBr

m(Br2 чистого вещества) = 160 x 0,015 = 2,4 г

n(Br2) = 2,4/160 = 0,015 моль

n(Mg) = 1,44/24 = 0,06 моль

m(S) = 0,015 x 32 = 0,48 г

n(HBr в конечном растворе) = 0,015 x 2 = 0,03 моль

m(HBr) = 0,03 x 81 = 2,43 г 

m(конечного раствора) = 160 + 0,015 х 34 = 160,03 г 

ω(HBr) = 2,43/160,03 x 100% = 1,5%

Ответ: массу выпавшего осадка (сера) равна 0,48 г, а массовая доля кислоты в образовавшемся растворе равна 1,5%.

 

6. В результате гидролиза карбида кальция выделилось 8,96 л (н.у.) газа. Какой объем 10%-ного раствора хлороводорода плотностью 1,05 г/мл необходим для нейтрализации оставшегося раствора?

Логика решения задачи: примем, что вещества, вступившие в реакцию, прореагировали полностью (ну или если это не так, то мы не сможем узнать сколько не прореагировало, потому что таких данных в условии нет), тогда, после улетучивания ацетилена, в растворе остался гидроксид кальция. Находим его количество вещества, это число используем  и для второй реакции. Подставляем найденные числа в формулу и находим объем.

Решение:

CaC2 + H2O = C2H2↑ + Ca(OH)2

2HCl + Ca(OH)2 = 2H2O + CaCl2

n(C2H2) = 8,6/22,4 = 0,38 моль

m(HCl) = 0,76 x 36,5 = 28 г

0,76 = (V x 0,1 x 1,05)/36,5

⇒ V = 264,2 мл

Ответ:  объем раствора хлороводорода, необходимый для нейтрализации оставшегося раствора равен 264,2 мл.

 

7. Рассчитайте, какой объем 10%-ного раствора хлороводорода плотностью 1,05 г/мл пойдет на полную нейтрализацию гидроксида кальция, образовавшегося при гидролизе карбида кальция, если выделившийся при гидролизе газ занял объем 8,96 л (н.у.).

Решение: см. задачу 6.

8. В 15%-ном растворе серной кислоты массой 300 г растворили карбид алюминия. Выделившийся при этом метан занял объем 2,24 л (н.у.). Рассчитайте массовую долю серной кислоты в полученном растворе.

Логика решения задачи: из условия задачи выберем объем метана и через него найдем количества израсходованных реагентов (H2SO4 - 19,6 г; Al4C3 - 4,752 г) ⇒ в конечном растворе осталось 25,4 г кислоты. Масса раствора: масса исходного раствора + масса вступившего в реакцию карбида алюминия - выделившийся (улетевший углекислый газ). Теперь можем найти массовую долю кислоты.

Решение:

6H2SO4 + Al4C3 = 3CH4↑ + 2Al2(SO4)3

m(H2SO4 чистого вещества) = 300 х 0,15 = 45 г

n(CH4) = 2,24/22,4 = 0,1 моль

n(Al4C3) = 0,033 моль

m(Al4C3) = 0,033 x (27 x 4 + 36) = 4,752 г

m(H2SO4 в конечном растворе) = 45 - (0,2 х 98) = 45 - 19,6 = 25,4 г 

m(CH4) = 0,1 x 16 = 1,6 г

m(раствора) = 300 + 4,752 - 1,6 = 303,152 г 

ω(H2SO4) = 25,4/303,15 x 100% = 8,4%.

Ответ: массовая дол серной кислоты в полученном растворе равна 8,4%.

 

9. При обработке карбида алюминия раствором соляной кислоты, масса которого 320 г и массовая доля HCl 22%, выделилось 6,72 л (н.у.) метана. Рассчитайте массовую долю соляной кислоты в полученном растворе.

Логика: см. задачу 8.

Решение:

Al4C3 + 12HCl = 3CH4↑ + 4AlCl3

m(HCl чистого вещества) = 320 x 0,22 = 70,4 г

n(CH4) = 6,72/22,4 = 0,3 моль

m(Al4C3) = 0,1(27 x 4 + 36) = 14,4 г

m(раствора) = 320 + 14,4 - 4,8 = 329,6 г

m(CH4) = 0,3 x 16 = 4,8 г

m(HCl оставшегося) = 70,4 - 1,2 х 36,5 = 70,4 - 43,8 = 26,6 г

ω(HCl) = 26,6/329,6 х 100% = 8%

Ответ: массовая доля соляной кислоты в полученном растворе равна 8%.

 

10. На полное сжигание смеси углерода и диоксида кремния израсходовали кислород массой 22,4 г. Какой объем 20%-ного раствора гидроксида калия (плотность 1,173г/мл) может прореагировать с исходной смесью, если известно, что массовая доля углерода в ней составляет 70%?

Логика решения задачи: из смеси с кислородом реагирует только углерод, а с гидроксидом калия реагирует оксид кремния. По первой реакции находим количество вещества кислорода, ему соответствует количество вещества углерода и это 70% от исходной смеси, значит количество вещества оксида кремния - 30%. Следовательно, находим объем гидроксида калия.

Решение:

C + O2 = CO2

SiO2 + O2 ≠ (реакция не идет)

n(O2) = 22,4/32 = 0,7 моль

n(O2) = n(C) = 0,7 моль = 70% ⇒ n(SiO2) = 0,3 моль

n(KOH) = (0,2 x 1,173 x V)/56 = 0,6

⇔ V = 143 мл или 0,143 л.

Ответ: 0,143 л гидроксида калия может прореагировать с исходной смесью.

 

11. Смесь 220 г сульфида железа (II) и 77,6 г сульфида цинка обработали избытком соляной кислоты. Выделившийся газ пропустили через раствор сульфата меди (II). Рассчитайте объем (л) 10%-ного раствора сульфата меди (плотность 1,1 г/мл), израсходованного на поглощение образовавшегося газа.

Логика решения задачи: и сульфид железа и сульфид цинка реагируют с соляной кислотой. В каждой реакции получается определенное количество газа - сероводорода - считаем его и складываем. Весь этот газ вступает в реакцию с сульфатом меди с образованием серной кислоты и сульфида меди. Считаем количество вступившего в реакцию сульфата меди и объем.

Решение:

FeS + 2HClизб. = FeCl2 + H2S↑

ZnS + 2HClизб. = ZnCl2 + H2S↑

H2S + CuSO4 = CuS↓ + H2SO4

n(FeSO4) = 220/(56+32) = 220/88 = 2,5 моль

n(ZnS) = 77,6/(65,5+32) = 77,6/97,5 = 0,8 моль

⇒ Σn(H2S) = 2,5 + 0,8 = 3,3 моль

⇒ n = (ω x ρ x V)/Mr 

⇔ V = (3,3 x (63,5+32+64))/(0,1 x 1,1) = 4 386,25 или 4,4 л.

Ответ: объем сульфата меди равен 4,4 л.

 

12. Рассчитайте массовую долю выхода продукта (%), если при электролизе расплава 42,5 г LiCl на аноде выделилось 9,52 л хлора (н.у.). (Запишите целое число)

Логика решения задачи: при электролизе расплава хлорида лития получается литий и хлор-газ. Считаем количество вещества хлорида лития, количество вещества хлора и, затем, теоретический объем хлора. По формуле находим выход продукта.

Решение:

2LiCl =(электролиз)= Cl2 + 2Li

n(LiCl) = 42,5/42,5 = 1 моль

V(Cl2) = 1 x 22,4 = 22,4 л

η(Cl2) = 9,52/22,4 x 100% = 42,5 ≅ 43%

Ответ: массовая доля выхода хлора равна 43%.

 

13. Аммиак объемом 2,24 л (н.у.) растворили в 20 мл 10%-ной серной кислоты (плотность 1,070 г/мл). Вычислите массовую долю сульфата аммония в конечном растворе.

Логика решения задачи: определяем кто из реагентов в избытке, кто в недостатке - аммиак в избытке, поэтому считаем по серной кислоте. Находим массу продукта, массу раствора и, наконец, массовую долю сульфата аммония. (масса конечного раствора равна массе исходного раствора)

Решение:

2NH3 + H2SO4 = (NH4)2SO4

n(H2SO4) = (20 x 0,1 x 1,07)/98 = 2,14/98 = 0,022 моль (в недостатке)

n(NH3) = 2,24/22,4 = 0,1 моль - в избытке

m((NH4)2SO4) = 0,022 x (18 x 2 +96) = 2,9 г

m(раствора) = 0,1 x 17 + 20 x 1,07 = 23,1 г

ω((NH4)2SO4) = 2,9/23,1 x 100% = 12,5%

Ответ: массовая доля сульфата аммония в конечном растворе равна 12,5%.

 

14. Определите массу соли, образовавшейся при взаимодействии 3,36 л аммиака (н.у.) с 10 мл 2-%-ной серной кислоты (плотность 1,070 г/мл).

Логика решения задачи: см. задачу №13.

Решение:

2NH3 + H2SO4 = (NH4)2SO4

n(NH3) = 3,36/22,4 = 0,15 моль - в избытке

n((H2SO4) = (10 x 0,02 x 1,07)/98 = 0,0022 моль - в недостатке

m((NH4)2SO4 = 0,0022 x (18x2 + 96) = 0,3 г

Ответ: масса образовавшейся соли равна 0,3 г.

 

15. Образец доломита массой 10,4 г поместили в сосуд с 200 мл 20%-ной серной кислоты (плотностью 1,14 г/мл). Выделилось 4,48 л газа (н.у.). Рассчитайте массовую долю CaMg(CO3)2 в образце.

Логика решения задачи: в нескольких источниках в этой задаче (в условии) допущена ошибка. На самом деле, исходная масса образца должна быть 20,4 г, а не 10,4. С представленными данными задача никак не получается, вернее, получается, что масса чистой соли больше, чем масса образца. Оставим задачу как есть (потому что школьники ищут решение именно с такой формулировкой), но в условии будем считать 20,4.

Учитывая все обстоятельства, решаем задачу так: находим количество вещества серной кислоты и углекислого газа. Серная кислота в избытке, поэтому считаем по СО2. Соли вступает в реакцию в два раза меньше, чем получается газа (смотрим по коэффициентам). Находим массу соли и ее массовую долю.

Решение:

CaMg(CO3)2 + 2H2SO4 = CaSO4 + MgSO4 + 2CO2 + 2H2O

m = 20,4 г

n(H2SO4) = (200 x 0,2 x 1,14)/98 = 0,465 моль - в избытке

n(CO2) = 4,48/22,4 = 0,2 моль 

⇒ n(CaMg(CO3)2) = 0,2/2 = 0,1 моль

m(CaMg(CO3)2) = 0,1 x (24 + 40 + 2x60) = 18,4 г

ω(CaMg(CO3)2) = 18,4/20,4 x 100% = 90%

Ответ: массовая доля соли в образце равна 90%.

 

16. Рассчитайте объем газообразного продукта взаимодействия щавелевой кислоты с перманганатом калия в сернокислой среде, если прореагировало 0,02 моль восстановителя.

Логика решения задачи: самое сложное в этой задаче - уравнять реакцию. Это можно сделать так, как вы привыкли. Я буду уравнивать методом полуреакций. Восстановителем является щавелевая кислота, газообразный продукт - углекислый газ. Его выделилось в два раза больше, чем вступило в реакцию кислоты. Находим количество вещества и,затем, объем.

Решение:

HOOC-COOH + KMnO4 + H2SO4 → 2CO2 +K2SO4 + MnSO4 + H2O

C2H2O4    -2e → 2CO2 + 2H+             || 5

MnO4‾ + 8H+   +5e → Mn2+ + 4H2O  || 2

-------------------------------------------

5C2H2O4 + 2MnO4‾ + 16H+ → 10CO2 + 10H+ + 2Mn2+ + 8H2O

Сокращаем ионы водорода.

Итоговое уравнение:

5C2H2O4 + 2KMnO4 + 3H2SO4 → 10CO2 + 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O

V(CO2) = 0,04 x 22,4 = 0,896 л.

Ответ: V(CO2) = 0,896 л.

 

17. Сульфид железа (II) массой 140,8 г обработали хлороводородной кислотой. Выделившийся газ сожгли на воздухе. Полученный при этом оксид серы(IV) полностью нейтрализовали при помощи 400 мл 25%-ного раствора гидроксида натрия. Рассчитайте плотность раствора гидроксида натрия.

Логика решения задачи: главное в этой задаче - правильно составить уравнения реакций - их три. Затем находим количество вещества сульфида железа и смотрим какое количество гидроксида натрия ему соответствует. Сульфида железа вступило в реакцию 1,6 моль, сероводорода образовалось 1,6 моль, следовательно, столько же вступило во вторую реакцию и в ней же образовалось оксида серы (VI), а в третьей реакции гидроксида натрия вступило в 2 раза больше (смотрим по коэффициентам). Плотность находим по формуле.

Решение:

FeS + 2HCl → H2S↑ FeCl2

2H2S + 2O2 → 2SO2 + 2H2O

SO2 + 2NaOH → Na2SO3 + H2O

n(FeS) = 140,8/88 = 1,6 моль

n(NaOH) = (ω x V x ρ)/ Mr

⇔ 128 = 100 ρ

⇒ ρ = 1,28 г/мл.

Ответ: ρ = 1,28 г/мл.

 

18. Для растворения 2 г оксида металла (II) потребовалось 25 г 14,6%-ной хлороводородной кислоты. Установите формулу оксида.

Логика решения задачи: записываем уравнение реакции в общем виде. Атомную массу металла будем находить через количество вещества оксида. Для этого находим массу оксида, а, затем, и количество вещества. Количество вещества оксида металла в два раза меньше, чем соляной кислоты. Следовательно, находим атомную массу металла.

Решение:

MeO + 2HCl → MeCl2 + H2O

m(HCl) = 25 x 0,146 = 3,65 г

n(HCl) = 3,65/36,5 = 0,1 моль

⇒ n(MeO) = n(HCl)/2 = 0,05 моль

n = m/Mr ⇒ 0,05 = 2/(x+16)  ⇔  0,05x + 0,8 = 2

⇒ x = 24 ⇒ M = Mg

Ответ: формула оксида - MgО (неизвестный металл - магний).

 

19. Через 100 г 5,6%-ного раствора гидроксида калия пропустили 22,4 л оксида серы (IV). Определите массовую долю образовавшейся соли в растворе.

Логика решения задачи: задача на избыток-недостаток. Определяем, что оксид серы (IV) в избытке, поэтому считаем по гидроксиду калия (он в недостатке). Находим массу образовавшейся соли (сульфита калия), массу раствора и массовую долю соли.

Решение:

2KOH + SO2 → K2SO3 + H2O

m(KOH) = 100 x 0,056 = 5,6 г

n(KOH) = 5,6/56 = 0,1 моль - в недостатке

n(SO2) = 22,4/22,4 = 1 моль - в избытке

⇒ n(K2SO3) = 0,05 моль

m(K2SO3) = 0,05 x (39 x 2 + 32 + 48) = 7,9 г

m раствора = 100 + 1 ч )32 + 32) = 164 г

⇒ ω(K2SO3) = 7,9/164 x 100% = 4,8%

Ответ: массовая доля образовавшейся в растворе соли (сульфита калия) равна 4,8%.

 

20. Через 100 г 5,6%-ного раствора гидроксида калия пропустили 22,4 л оксида углерода (IV). Определите массовую долю образовавшейся соли в растворе.

Логика решения задачи: см. задачу 19.

Решение:

2KOH + CO2 → K2CO3 + H2O

m(KOH) = 100 x 0,056 = 5,6 г

n(KOH) = 5,6/56 = 0,1 моль - в недостатке

n(CO2) = 22,4/22/4 = 1 моль - в избытке

n(K2CO3) = 0,05 моль

m(K2CO3) = 0,05 x (39 x 2 + 14 +48) = 7 г

m (раствора) = 100 + 1 х (12 + 32) = 100 + 44 = 144 г

ω(K2CO3) = 7/144 x 100% = 4,8%

Ответ: массовая доля образовавшейся соли в растворе (карбоната калия) равна 4,8%.

 

21. Смесь железных и медных опилок массой 24 г обработали 189 мл 12%-ной серной кислоты плотностью 1,080 г/мл. Объем выделившегося газа составил 5,6 л (н.у.). Определите массовую долю железных опилок в смеси.

22. Определите выход (%) продукта реакции 12,14 г фенола с избытком бромной воды, если выделившегося количества бромоводорода оказалось достаточно для нейтрализации 80 мл 12,5%-ного водного раствора гидроксида натрия (плотность 1,24 г/мл).

23. Смесь бромида калия, хлорида натрия и хлорида бария массой 7,71 г растворили в воде. К полученному раствору добавили избыток раствора нитрата серебра. Масса выпавшего осадка составила 12,37 г. После отделения осадка к фильтрату прилили избыток раствора серной кислоты. Масса полученного осадка равна 4,66 г. Вычислите массовую долю (%) бромида калия в исходной смеси.

 

24. После обработки 118,5 г смеси алюминия и прокаленного (химически пассивного) оксида алюминия избытком концентрированного раствора гидроксида натрия собрано 8,4 л (н.у.) газа. Определите массовую долю (%) оксида алюминия в исходной смеси.

Логика решения задачи: с концентрированным гидроксидом натрия реагирует только алюминий. Через количество вещества водорода находим количество вещества алюминия и его массу. Затем, массовую долю оксида алюминия.

Решение:

Al2O3

2Al + 2NaOH + 6H2O → 2Na[Al(OH)4] + 3H2↑

n(H2) = 8,4/22,4 = 0,375 моль

n(Al) = 0,375/3 x 2 = 0,25 моль

m(Al) = 0,25 x 27 = 6,75 г

m(Al) = 0,25 x 27 = 6,75 г

m(Al2O3) = 118,5 - 6,75 = 111,75 г

ω(Al2O3) = 111,75/118,5 x 100% = 94,3%

Ответ: массовая доля алюминия в исходной смеси равна 94,3%.

 

25. При каталитическом гидрировании бутадиена-1,3 получена смесь, состоящая из бутана и изомерных бутенов в объемном отношении 1:1. Какое количество (моль) бутана содержится в полученной смеси, если известно, что смесь обесцветила 320 г брома, растворенного в хлороформе?

Логика решения задачи: находим количество вещества брома, которое равняется количеству вещества бутена и бутана.

Решение:

2C4H6 + 3H2 → C4H10 + C4H8

C4H8 + Br2 → C4H8Br2

n(Br2) = 320/160 = 2 моль

n(C4H8) = n(Br2) = n(C4H10) = 2 моль

Ответ: в полученной смеси содержится 2 моль бутана.

 

26. Диоксид серы объемом 4,48 мл поглотили 200 г 28%-ного раствора гидроксида калия. Определите массовую долю образовавшейся соли в растворе.

Логика решения задачи: проблема в этой задаче в том, что исходный объем дан в мл и их нельзя (без перевода) делить на молярный объем (л/моль). А похожая задача 19.

Решение:

SO2 + 2KOH → K2SO3 +H2O

n(SO2) = 4,48/22400 = 0,0002 моль - в недостатке

m(KOH) = 200 x 0,28 = 56 г

n(KOH) = 56/56 = 1 моль - в избытке

n(K2SO3) = 0,0002 моль

m(K2SO3) = 0,0002 x (39 x 2 + 32 + 48) = 0,0316 г

m(раствора) = 200 + (0,0002 х 64) = 200,0128 г

ω(K2SO3) = 0,0316/200,0128 x 100% = 0,016%

Ответ: массовая доля соли (сульфита калия) в образовавшемся растворе равна 0,016%. 

 

27. Газ, полученный при сгорании 6,4 г серы, был поглощен 200 г концентрированного раствора гидроксида калия. Определите массовую долю образовавшейся соли в растворе.

Логика решения задачи: см задачу 19.

Решение:

S + O2 → SO2

SO2 + 2KOHконц → K2SO3 + H2O

n(S) = 6,4/32 = 0,2 моль - в недостатке

n(KOH) = 200/(39+17) = 3,57 моль - в избытке

m(K2SO3) = 0,2 x (39 x 2 + 32 + 48) = 31,6 г

m раствора = 200 + 0,2 х 64 = 212,8 г

ω (K2SO3) = 31,6/212,8 x 100% = 14,85%

Ответ: массовая доля соли (сульфита калия), образовавшейся в растворе, равна 14,85%.

 

28. Определите массу соли, а также количества (моль) катионов аммония и сульфат-ионов, образовавшихся в водном растворе при взаимодействии избытка аммиака с 20 мл 10%-ной серной кислоты (плотность 1,070 г/мл).

Логика решения задачи: см. задачу 13.

Решение:

2NH3изб + H2SO4 → (NH4)2SO4

n(H2SO4) = (20 x 0,1 x 1,070)/98 = 0,022 моль

n((NH4)2SO3) = n(H2SO4) = 0,022 моль

m((NH4)2SO4) = 0,022 x (18 x 2 + 32 +64) = 2,9 г

(NH4)2SO4 → 2NH4+ + SO4²‾

n(NH4+) = V((NH4)2SO4) x 2 = 0,044 моль

n(SO4²‾) = n((NH4)2SO4)

Ответ: масса соли (сульфата аммония) равна 2,9 г, количество катионов аммония равно 0,044, количество сульфат-ионов равно 0,022 моль.

 

29. Смесь гидроксида калия и гидрокарбоната калия обработали избытком хлороводородной кислоты. При этом образовалось 29,8 г хлорида калия и выделилось 2,24 л газа (н.у.). Рассчитайте массовую долю (%) гидрокарбоната калия в смеси.

Логика решения задачи: решаем задачу с конца. Находим количество вещества углекислого газа, что равняется количеству вещества хлорида калия и гидрокарбоната калия. Зная общую массу хлорида калия и вычитаем хлорид калия, образовавшийся во второй реакции и находим массу хлорида калия в первой реакции. Зная все количества веществ, находим массовую долю гидрокарбоната калия в исходной смеси. 

Решение:

KOH + HClизб → KCl + H2O

KHCO3 + HClизб → KCl + H2O + CO2↑

n(CO2) = 2,24/22,4 = 0,1 моль

m(KCl во второй реакции) = 0,1 х (39 + 35,5) = 7,45 г 

m(KCl в первой реакции) = 29,8 - 7,45 = 22,35 г

n(KCl1) = 22,35/74,5 = 0,3 моль

m(смеси KOH + KHCO3) = 0,1 x (39 + 1 + 12 + 48) + 0,3 x (39 + 1 + 16) = 0,1 x 100 + 0,3 x 56 = 10 + 16,8 = 26,8 г 

m(KHCO3) = 0,1 x 100 = 10 г 

ω(KHCO3) = 10/26,8 x 100% = 37,3%

Ответ: массовая доля гидрокарбоната в смеси равна 37,3%.

 

30. Рассчитайте массу (кг) продукта, образовавшегося при взаимодействии 776 кг бензола с 200 м³ этена (н.у.) в присутствии безводного хлорида алюминия, если в реакцию вступило 89,6% этена.

31. К 400 г 12%-ного раствора серной кислоты добавили 4 г магния. Вычислите массовую долю сульфата магния в конечном растворе.

 

32. К 40 г 12%-ного раствора серной кислоты добавили 4 г оксида серы (VI). Вычислите массовую долю вещества (%) в новом растворе.

Логика решения задачи: сначала находим сколько кислоты образовалось и оксида серы (VI), затем складываем эту массу с массой кислоты в исходном растворе и делим на общую массу раствора. Еще в этой задаче неплохо проверить хватит ли воды, чтобы перевести оксид серы (VI) в серную кислоту, но, как мы видим, ее больше, чем достаточно.

Решение:

SO3 + H2O = H2SO4

n(SO3) = 4/80 = 0,05 моль

⇒ n(H2SO4)образовалось = 0,05 x 98 = 4,9 г

m(H2SO4) в исх. растворе = 40 x 0,12 = 4,8 г

m(H2O) в исх. растворе = 40 - 4,8 = 35,2 г

m(H2O для SO3) = 0,12 х 18 = 2,16 г

m(H2SO4 общая) = 4,9 + 4,8 = 9,7 г

m(раствора конечного) = 40 + 4 = 44 г

ω (H2SO4 в конечном растворе) = 9,7/44 х 100% = 22%

Ответ: массовая доля серной кислоты в конечном растворе равна 22%.

 

33. Рассчитайте массовую долю (%) гидроксида калия в растворе плотностью 1035 г/л, если на нейтрализацию 20 мл раствора использовано 2,45 мл 20%-ной хлороводородной кислоты плотностью 1100 г/л.

Логика решения задачи: находим количество вещества кислоты, что равняется количеству вещества гидроксида калия. По формуле находим массовую долю гидроксида калия в растворе.

Решение:

KOH + HCl →  KCl + H2O

n(HCl) = (2,45 x 0,2 x 1,1)/36,5 = 0,0148 моль

⇒ n(KOH) = 0,0148 моль

n(KOH) = (ω x ρ x V)/Mr 

⇒ 0,0148 = (ω x 20 x 1,035)/(39 + 17)

⇒ ω = 0,04 или 4%

Ответ: массовая доля гидроксида калия в растворе равна 4%.

 

34. Образец технического сульфида железа массой 9,8 г (содержание примесей 10%) обработали хлороводородной кислотой. Выделился газ с неприятным запахом, который пропустили через концентрированную серную кислоту. Образовавшийся новый газ с резким запахом был полностью поглощен концентрированных раствором гидроксида бария. При этом выпал белый осадок. Определите состав и массу (г) осадка.

Логика решения задачи: в этой задаче нужно правильно написать все три уравнения реакций и расставить коэффициенты. Определяем массу чистого сульфида железа и находим его количество вещества, что нужно умножить на 4 и получим количество вещества сульфита бария. А, затем, найдем его массу.

Решение:

FeS + 2HCl → FeCl2 + H2S↑

H2S + 3H2SO4конц → 4SO2↑ + 4H2O

SO2 + Ba(OH)2конц → BaSO3↓ + H2O

m(FeS)чистого = 9,8 x 0,9 = 8,82 г

n(FeS) = 8,82/88 = 0,1 моль

n(FeS) = n(H2S) = 0,1 моль

n(SO2) = n(H2S) x 4 = 0,4 моль = n(BaSO3)

⇒ m(BaSO3) = 0,4 x (137 + 32 + 48) = 86,8 г

Ответ: осадок - сульфит бария, его масса составляет 86,8 г.

 

35. При сливании 100 мл 10%-ного раствора хлорида кальция (плотность 1,11 г/мл) и 106 г 20%-ного раствора карбоната натрия выпал осадок. Рассчитайте массу осадка.

Логика решения задачи: находим количества веществ хлорида кальция и карбоната натрия. Определяем избыток и недостаток. Находим количество вещества и массу осадка.

Решение:

CaCl2 + Na2CO3 → CaCO3↓ + 2NaCl

n(CaCL2) = (100 x 0,1 x 1,11)/(40 + 71) = 0,1 моль - в недостатке

m(Na2CO3 вещества) = 106 x 0,2 = 21,2 г

n(Na2CO3) = 21,2/(46 + 12 + 48) = 21,2/106 = 0,2 моль - в избытке

⇒ n(CaCO3) = 0,1 моль

m(CaCO3) = 0,1 x (40 + 12 + 48) = 10 г

Ответ: масса осадка (карбоната кальция) равна 10 г.

 

36. Какой объем воды (л) необходимо прибавить к 0,5 л 25%-ного раствора гидроксида калия (плотность 1,25 г/мл), чтобы получить 5%-ный раствор?

Логика решения задачи: считаем массу вещества гидроксида калия и массу воды, которая в растворе уже есть. Затем, вычисляем массу раствора, который содержит 5% гидроксида калия и вычитаем из этой массы то, что у нас уже есть в растворе (масса воды равняется ее объему).

Решение:

m = ρ x ω x V = 1,25 x 0,25 x 500 = 156,25 г KOH

m(H2O в этом растворе) = 500 х 1,25 = 625 г - 156,25 = 468,75 г

156,25 - 5%

х - 100%

х = (156,25 х 100)/5 = 3125 г - всего раствора

m(воды добавленной) = 3125 - 625 = 2500 г или 2500 л.

Ответ: 2500 л воды нужно добавить.

 

37. Определите массу (г, н.у.) воды, которую надо добавить к 50 мл серной кислоты плотностью 1,8 г/мл с массовой долей 90%, чтобы получить 9%-ный раствор.

Логика решения задачи: см. задачу 36.

Решение:

m(H2SO4 вещества) = 50 x 1,8 x 0,9 = 81 г

m(раствора H2SO4) = 50 x 1,8 = 90 г

81 г - 9%

х г - 100%

х = (81 х 100)/9 = 900 г

m (добавляемой воды) = 900-90 = 810 г.

Ответ: нужно добавить 810 г воды.

 

38. Определите массу осадка (г, н.у.), полученного при сливании двух растворов, один из которых содержит 4,5 г хлорида кальция, а другой - 4,1 г ортофосфата натрия. Выход продукта составляет 88%.

Логика решения задачи: это простая задача на избыток-недостаток. Определяем, что хлорид кальция в избытке, поэтому считаем по фосфату натрия. А в конце не забываем учесть выход продукта.

Решение: 

3CaCl2 + 2Na3PO4 → Ca3(PO4)2↓ + 6NaCl

η(Ca3(PO4)2 = 88%

n(CaCl2) = 4,5/111 = 0,04 моль - в избытке

n(Na3PO4) = 4,1/(3x23+31+64) = 4,1/164 = 0,025 моль - в недостатке

n(Ca3(PO4)2) = n(Na3PO4) : 2 = 0,0125 моль

m(Ca3(PO4)2) = 0,0125 x (40x3 + 2 x (31+64)) = 3,875 г

m(практ) = 3,875 х 0,88 = 3,41 г.

Ответ: масса полученного осадка равна 3,41 г.

 

39. Определите объем (л, н.у.) кислорода, выделившегося при термическом разложении 51,2 перманганата калия, содержащего 5,0% примесей.

Логика решения задачи: записываем реакцию разложения перманганата калия и уравниваем ее. Нужно заметить, что мы будем использовать не всю массу соли, а только 95% от нее, так как оставшиеся 5% являются примесями и их здесь считать не нужно. Через количество вещества перманганата калия находим количество вещества кислорода, а, затем, и объем.

Решение:

2KMnO4 → K2MnO4 + MnO2 + O2↑

m(чистого KMnO4) = 51,2 х 0,95 = 48,64 г

n(KMnO4) = 48,64/(39+55+64) = 0,31 моль

n(O2) = 0,155 x 22,4 = 3,472 л

Ответ: объем выделившегося в ходе реакции кислорода равен 3,472 л.

 

40. Определите массу (кг, н.у.) хлороводорода, образовавшегося при взаимодействии 32 кг водорода и 355 кг хлора. (Запишите число с точностью до целых.)

Логика решения задачи: еще одна простая задача на избыток-недостаток.

P.S.: мы не стали переводить кг в граммы, так как в условии даны кг и ответ требуется тоже в них. Да, мы знаем единицы измерения молекулярной массы (г/моль), но не считаем нужным делать лишние вычисления, которые не влияют на результат задачи.

Решение: 

H2 + Cl2 → 2HCl

n(H2) = 32/2 = 16 моль - в избытке

n(Cl2) = 355/35,5 = 10 моль - в недостатке

⇒ n(HCl) = 10 моль

⇒ m(HCl) = 10 x 36,5 = 365 кг

Ответ: масса образовавшегося хлороводорода равна 365 кг. 

 

41. На 25 г смеси цинка и оксида цинка подействовали 40%-ным раствором гидроксида калия плотностью 1,39 г/мл, объем выделившегося газа равен 4,48 л (н.у.). Определите объем (мл, н.у.) израсходованного раствора.

Логика решения задачи: выделившийся газ - водород. Вычисляем его количество вещества, оно равняется количеству вещества цинка и двухкратному количеству гидроксида калия. Через массу смеси находим массу и количество оксида цинка. Из всех этих количеств находим общую массу гидроксида калия и по формуле общий объем израсходованного вещества.

Решение:

Zn + 2KOH + 2H2O → K2[Zn(OH)4] + H2

ZnO + 2KOH + H2O → K2[Zn(OH)4]

m(смеси) = 25 г

n(H2) = 4,48/22,4 = 0,2 моль

m(Zn) = 0,2 x 65 = 13 г

m(ZnO) = 25 - 13 = 12 г

n(ZnO) = 12/(65 + 16) = 0,15 моль

m(KOH общ) = (0,4 + 0,3) х 56 = 39,2 г

m = ω x V x ρ

⇒ 39,2 = 0,4 x 1,39 x V

V = 70,5 мл

Ответ: объем израсходованного раствора равен 70,5 мл.

 

42. Рассчитайте массу (кг, н.у.) продукта, образующегося при взаимодействии 1940 кг бензола с 500 м³ этена (н.у.) в присутствии безводного хлорида алюминия, если в реакцию вступило 89,6% этена.

Логика решения задачи: задача на избыток-недостаток и присутствие примесей. В этой задаче достаточно большие числа, но не нужно их пугаться, а нужно просто аккуратно с ними справиться.

Решение:

C6H6 + C2H4  -(AlCl3)→ C6H5C2H5

500 м³ = 500 000 л

⇒ n(C2H4) = (500 000 x 0,896)/22,4 = 20 000 моль - в недостатке

1 940 кг = 1 940 000 г

n(C6H6) = 1 940 000/(6 x 12 + 6) = 1 940 000/78 = 24 871,8 - в избытке

⇒ n(этилбензола) = 20 000 х (8 х 12 + 10) = 2120 кг

Ответ: масса продукта (этилбензола) равна 2120 кг.

 

43. Определите массу соли, образующейся при поглощении продукта полного сгорания 14 л сероводорода (н.у.) раствором, содержащим 5 г гидроксида натрия.

Логика решения задачи: записываем два уравнения реакции. Находим количество вещества сероводорода, далее количество вещества оксида серы (IV), во второй реакции он в избытке, поэтому считаем по гидроксиду натрия, и затем находим массу сульфита натрия.

Решение:

2H2S + 3O2 → 2SO2 + 2H2O

SO2 + 2NaOH → Na2SO3 + H2O

n(H2S) = 14/22,4 = 0,625 моль

n(SO2) = n(H2S) = 0,625 моль - в избытке

n(NaOH) = 5/40 = 0,125 моль - в недостатке

⇒ n(Na2SO3 = n(NaOH) : 2 = 0,125 : 2 = 0,0625 моль

m(Na2SO3) = 0,0625 x (46 + 32 + 48) = 7,875 г

Ответ: масса образующейся соли равна 7,875 г.

 

44. При обработке 15 г смеси алюминия, кремния, меди и оксида меди (II) хлороводородной кислоты выделилось 5,04 л (н.у.) газа, а масса оставшегося осадка составила 4,2 г. Определите массовую долю оксида меди (II) в исходной смеси.

Логика решения задачи: из четырех веществ с хлороводородом реагируют только алюминий и оксид меди. По водороду находим массу алюминия. Из общей массы вычитаем  массу осадка (сумму масс кремния и меди) и вычитаем массу алюминия. В итоге остается только оксид меди. Следовательно, находим массовую долю оксида меди.

Решение:

2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2↑

Si + HCl ≠

Cu + HCl ≠

CuO + HCl → CuCl2 + H2O

m(смеси) = 15 г

V(H2) = 5,04 л

m(осадка) = 4,2 г

n(H2) = 5,04/22,4 = 0,225 моль

⇒ n(Al) = 0,225 : 3 x 2 = 0,15 моль

m(Al) = 0,15 x 27 = 4,05 г

m(Al + CuO) = 15 - 4,2 = 10,8 г

⇒ m(CuO) = 10,8 - 4,05 = 6,75 г

ω(CuO) = 6,75/15 x 100% = 45%

Ответ: массовая доля оксида меди в исходной смеси равна 45%.

 

45. Диоксид углерода, полученный при полном сгорании 8,96 л (н.у.) метана полностью поглощен 300 г раствора гидроксида натрия, содержащего 6% растворенного вещества. Определите массовую долю соли в конечном растворе.

Логика решения задачи: несложная задача на избыток-недостаток. Похожие задачи разбирались выше.

Решение:

CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O

CO2 + 2NaOH → Na2CO3 + H2O

n(CH4) = 8,96/22,4 = 0,4 моль

n(CO2) = N(CH4) = 0,4 моль - в избытке

n(NaOH) = (300 x 0,06)/40 = 0,45 моль - в недостатке

n(Na2CO3) = n(NaOH) : 2 = 0,225 моль

m(Na2CO3) = 0,225 x (46 + 12 + 48) = 23,85 г

m(раствора) = 300 + 0,4 х 44 = 317,6 г

ω(Na2CO3) = 23,85/317,6 x 100% = 7,5%

Ответ: массовая доля соли (карбоната натрия) в конечном растворе равна 7,5%.

 

46. Определите массовые доли серной и азотной кислот в растворе, если при добавлении к 200 г этого раствора избытка хлорида бария выделилось 46,6 г осадка, а для нейтрализации полученного раствора потребовалось 50 мл 30%-ного раствора гидроксида натрия плотностью 1,33 г/мл.

Логика решения задачи: мы знаем массу осадка, значит мы можем найти массу серной кислоты и ее массовую долю в растворе. А по гидроксиду натрия находим массу азотной кислоты и ее массовую долю.

Решение:

H2SO4 + BaCl2 → BaSO4↓ + 2HCl

HNO3 + NaOH → NaNO3 + H2O

m(BaSO4) = 46,6 г

n(BaSO4) = 46,6/233 = 0,2 моль

n(NaOH) = (50 x 0,3 x 1,33)/40 = 0,5 моль

⇒ n(H2SO4) = 0,2 моль

n(HNO3) = 0,5 моль

⇒ m(H2SO4) = 0,2 x 98 = 19,6 г

m(HNO3) = 0,5 x 63 = 31,5 г

ω(H2SO4) = 19,6/200 x 100% = 9,8%

ω(HNO3) = 31,5/200 x 100% = 15,75%

Ответ: массовые доли серной и азотной кислоты в растворе соответственно равны 9,8% и 15,75%.

 

47. При нагревании 69 г этанола с концентрированной серной кислотой, используемой в качестве катализатора, образовалось несколько соединений, одно из которых полностью реагирует со 120 г 40%-ного раствора брома с тетрахлорметане. Второе соединение - легковоспламеняющаяся жидкость. Определите массу образующихся при нагревании этанола соединений, если считать, что спирт прореагировал полностью.

Логика решения задачи: в задаче из этанола образуется два продукта: этилен и диметиловый эфир. Массу этанола находим через массу брома, вычитаем ее из общей массы этанола, находим количество вещества и массу диметилового эфира. В этой задаче нужно не забыть про соответствие количеств этанола, этилена и диметилового эфира.

Решение:

C2H5OH -(H2SO4)→ C2H4 + H2O

C2H4 + Br2 -(CCl4)→ C2H4Br2

2C2H5OH -(H2SO4)→ C2H5OC2H5 + H2O

m(чистого брома) = 120 х 0,4 = 48 г

n(Br2) = 48/160 = 0,3 моль

⇒ n(C2H4) = 0,3 моль

m(C2H4) = 0,3 x (24 + 4) = 8,4 г

m(C2H5OH в первой реакции) = 0,3 х (25 + 5 + 17) = 13,8 г

m(C2H5OH во второй реакции) = 69 - 13,8 = 55,2 г

n(C2H5OH во второй реакции) = 55,2/46 = 1,2 моль

⇒ n(С4Н10O) = 1,2 : 2 = 0,6 моль

m(C4H10O) = 0,6 x (24 + 24 + 10 + 16) = 44,4 г

Ответ: масса этилена равна 8,4 г, масса диметилового эфира равна 44,4 г.

 

48. Определите объем 20%-ного раствора хлороводородной кислоты плотностью 1,1 г/мл, которая необходима для взаимодействия с 200 кг известняка, содержащего 85% карбоната кальция.

 

 49. Рассчитайте молярную концентрацию нитрита калия в растворе объемом 150 мл, если в реакции его с дихроматом калия с среде серной кислоты израсходовано 180 мл 0,1М раствора окислителя.

Логика решения задачи: записываем уравнение, уравниваем методом электронно-ионного баланса, переводим мл в л, находим количество вещества бихромата калия, а далее количество вещества нитрита калия и его молярную концентрацию.

Вообще, тема "Молярная концентрация" не входит в общеобразовательную программу, но, как мы видим, иногда попадаются и таки задачи в ЕГЭ.

Молярная концентрация - это не сложно. Это просто количество вещества в растворе, то есть соотношение n к V, а единицы измерения - М (моль/л).

Решение:

3KNO2 + K2Cr2O4 + 4H2SO4 → 3KNO3 + K2SO4 + Cr2(SO4)3 + 4H2O

Cr(+6 )    +3e →  Cr(+3)  || 2

N(+3)     -2e → N(+5)      || 3

_______________________

m(раствора) = 150 мл = 0,15 л

n(K2Cr2O4) = 0,018 моль

c = n/v ⇒ 0,1 = n/0,18 ⇒ n = 0,018 моль

n(KNO2) = 0,018 x 3 = 0,054 моль

c(KNO2) = 0,054/0,15 = 0,36M

Ответ: молярная концентрация нитрита калия в данном растворе равна 0,36М.

 

50. Определите объем 0,175М серной кислоты, необходимой для взаимодействия с хлоридом бария, содержащимся в 200 мл 0,35М раствора. Рассчитайте массу образующегося осадка.

Логика решения задачи: находим количество вещества хлорида бария, оно равно количеству серной кислоты, следовательно, находим объем серной кислоты и массу осадка (см. задачу 49).

Решение:

H2SO4 + BaCl2 → BaSO4↓ + 2HCl

V(BaCl2) = 200 мл = 0,2 л

c(BaCl2) = 0,35M

0,35 = n/0,2 ⇒ n = 0,35 x 0,2 = 0,07 моль

n(H2SO4) = n(BaCl2) = 0,07 моль

c(H2SO4) = 0,175M

V = n/c = 0,07/0,175 = 0,4 л

m(BaSO4) = 0,07 x (137 + 96) = 16,31 г

Ответ: объем серной кислоты равен 0,4 л, масса образующегося осадка равна 16,31 г.

 

51. В 250 г 26%-ной азотной кислоты внесли 15,9 г меди. Определите массовые доли веществ, содержащихся в растворе по окончании реакции. Растворимостью газообразного продукта можно пренебречь.

Логика решения задачи: задача на избыток-недостаток. Находим, что азотная кислота совсем чуть-чуть находится в избытке (на 0,03 моль так как соотношение Cu:HNO3 равно 1:4). Находим массу раствора, складываем массу меди и азотной кислоты, вычитая массу оксида азота (IV), а еще находим массовую долю получившейся соли и оставшейся в растворе азотной кислоты.

Решение:

4HNO3 + Cu → Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + H2O

m(HNO3) = 250 x 0,26 = 65 г

n(HNO3) = 65/63 = 1,03 моль - в избытке

n(Cu) = 15/63,5 = 0,25 моль - в недостатке

m(Cu(NO3)2) = 0,25 x (63,5 + 2(14 + 48)) = 46,875 г

m(NO2) = 0,5 x (14 + 32) = 23 г

m(конечного раствора) = 250 + 15,9 - 23 = 242,9 г

⇒ m(Cu(NO3)2 = 46,875/242,9 x 100% = 19,3%

m(HNO3 - осталось в растворе) = 0,03 х 63 = 1,89 г

ω(HNO3) = 1,89/242,9 x 100% = 0,79%

Ответ: в растворе осталась соль - нитрат меди, ее массовая доля равна 19,3%, азотная кислота - ее массовая доля равна 0,79% и вода.

 

52. Рассчитайте массу воды, в которой необходимо растворить 44,8 л (н.у.) аммиака для приготовления 17,5%-го раствора.

Логика решения задачи: рассчитываем количество аммиака, далее массу аммиака. Вычисляем общую массу раствора и не забываем вычесть из нее массу аммиака.

Решение:

n(NH3) = 44,8/22,4 = 2 моль

⇒ m(NH3) = 2 x 17 = 34 г

0,175 = 34/x

⇒ x = 194,3 г - общая масса раствора

m(воды) = 194,3 - 34 = 160,3 г

Ответ: масса воды равна 160,3 г.

 

53. Рассчитайте выход (%) продукта реакции 43,05 г анилина с избытком бромной воды, если для нейтрализации выделившегося бромоводорода потребовалось 62,5 г 40%-ного раствора гидроксида натрия.

54. Рассчитайте массовую долю хлорида кальция в растворе, полученном растворением 21,9 г его гексагидрата в 100 мл воды.

55. На 25 г смеси цинка и оксида цинка подействовали 40%-ным раствором гидроксида калия плотностью 1,39 г/мл. Объем выделившегося газа равен 4,48 л (н.у.). Рассчитайте объем израсходованного раствора гидроксида калия.

56. Диокисд серы растворили в воде. К полученному раствору прилили бромную воду до исчезновения окраски, а затем избыток хлорида бария. Осадок отфильтровали, высушили и взвесили, его масса 4,66 г. Определите объем (н.у.) растворенного диоксида серы. 

57. При взаимодействии углерода с концентрированной азотной кислотой выделилось 11,2 л смеси двух газов (измерено при нормальных условиях). Определите массу 68%-ного раствора азотной кислоты, использованной для реакции.

58. При добавлении к хлороводородной кислоте смеси железа и магния массой 26 г выделилось 16,8 л газа (н.у.). Определите массовые доли каждого металла в смеси (%).

59. Рассчитайте массовую долю (в %) щелочи в растворе, полученном при добавлении 4,6 г натрия в 200 мл воды.

60. Рассчитайте массу 4%-ного раствора сульфата меди (II), в котором необходимо растворить 200 г медного купороса, чтобы получить 16%-ный раствор сульфата меди (II).

61. Определите массовые доли оксида железа (II)  и оксида железа (III), если при полном восстановлении водородом 31,9 г смеси этих оксидов образовалось 9 г воды. Рассчитайте массу полученного при восстановлении железа.

62. При взаимодействии 24,3 г бромоводорода с 80 мл 95%-ной серной кислоты (плотность равна 1,8 г/мл) выделился оксид серы (IV). Этот газ полностью поглотили раствором гидроксида бария массой 570 г с массовой долей 15%. Вычислите массовую долю гидроксида бария в полученном растворе.

63. В 60 г 18%-ной ортофосфорной кислоты растворили 2,84 г оксида фосфора (V) и полученный раствор прокипятили. Какая соль и в каком количестве образуется, если к полученному раствору добавить 30 г гидроксида натрия?

64. В 120 мл раствора азотной кислоты с массовой долей 7% (плотностью 1,03 г/мл) внесли 12,8 г карбида кальция. Сколько миллилитров 20%-ной соляной кислоты (плотностью 1,10 г/мл) следует добавить к полученной смеси для ее полной нейтрализации?

65. При взаимодействии в сернокислой среде 17,4 г диоксида марганца с 58 г бромида калия при 77%-ном выходе продукта выделился бром. Какой объем (н.у.) пропена может провзаимодействовать с полученным оксидом брома?

66. В раствор, содержащий 51 г нитрата серебра, прилили 18,25 г 20%-ного раствора соляной кислоты. Какая масса 26%-ного раствора хлорида натрия потребуется для полного осаждения серебра из получившегося раствора?

67. Смешали 300 мл раствора серной кислоты с массовой долей 10% (плотностью 1,05 г/мл) и 200 мл раствора гидроксида калия с массовой долей 20% (плотностью 1,10 г/мл). Сколько миллилитров воды следует добавить к полученной смеси , чтобы массовая доля соли в ней составила 7%?

68. В 250 мл воды растворили 13,8 г натрия, затем добавили 50 г 59%-ного раствора ортофосфорной кислоты. Определите массовую долю соли в полученном растворе.

69. При растворении 5,75 г натрия в воде получили раствор с массовой долей вещества 20%. К этому раствору добавили 44,5 г 15%-ного раствора хлорида алюминия. При этом образовался тетрагидроксоалюминат натрия. Определите массовую долю щелочи в полученном растворе.

70. Смесь кремния и алюминия определенной массы обработали избытком разбавленной соляной кислоты. При этом выделилось 0,336 л (н.у.) газа. Если эту же смесь обработать избытком раствора гидроксида натрия, то выделится 0,672 л (н.у.) газа. Рассчитайте массовую долю алюминия в исходной смеси.

71. Пероксид натрия обработали избытком горячей воды. Выделившийся газ собрали, а образовавшийся раствор щелочи полностью нейтрализовали 10%-ным раствором серной кислоты объемом 300 мл и плотностью 1,08 г/мл. Определите массу взятого для реакции пероксида натрия и объем собранного газа.

72. Карбонат кальция массой 10 г растворили при нагревании в 150 мл хлороводородной кислоты (плотностью 1,04 г/мл) с массовой долей 9%. Какова массовая доля хлороводорода в образовавшемся растворе?

73. При взаимодействии 20 г пиролюзита (минерала, содержащего диоксид марганца) с избытком концентрированной соляной кислоты выделился хлор, поглощенный избытком горячего раствора гидроксида натрия. Последующее добавление к получившемуся раствору избытка раствора нитрата серебра привело в образованию 47,84 г осадка хлорида серебра. Какова массовая доля диоксида марганца в пиролюзите?

74. К 100 мл 5%-ного раствора соляной кислоты (плотностью 1,02 г/мл) добавили 6,4 г карбида кальция. Сколько миллилитров 15%-ной азотной кислоты (плотностью 1,08 г/мл) следует добавить к полученной смеси для ее полной нейтрализации?

75. При нагревании габрокарбонат калия превращается в карбонат. Рассчитайте массовую долю гидрокарбоната калия в исходном растворе, нагреванием которого можно получить 8%-ный раствор карбоната калия.

76. При сливании 160 г 10%-ного раствора нитрата бария и 50 г 11%-ного раствора хромата калия выпал осадок. Рассчитайте массовую долю нитрата бария в образовавшемся растворе.

77. Определите массовую долю соли в растворе, полученном в результате последовательного растворения в 150 мл воды 10,34 г оксида калия и 6,5 г цинка.

78. Определите массовую долю тетрагидроксоалюмината натрия в растворе, полученном при последовательном растворении в 220 мл воды 8,05 г натрия и 8,1 г алюминия.

79. К раствору, полученному при добавлении 4 г гидрида калия к 100 мл воды, прилили 100 мл 39%-ного раствора азотной кислоты (плотностью 1,24 г/мл). Определите массовые доли всех веществ (включая и воду) в конечном растворе.

80. В 250 мл воды растворили 13,8 г натрия, затем добавили 50 г 59%-ного раствора ортофосфорной кислоты. Определите массовую долю соли в полученном растворе.

81. При растворении пероксида лития Li2O2 в теплой воде выделяется кислород. Определите массовую долю гидроксида лития в растворе, полученном растворением 2,3 г пероксида лития в 62 г воды. Какой максимальный объем углекислого газа (н.у.) может быть поглощен получившейся щелочью?

82. Какую массу оксида серы (VI) следует добавить к 500 г 20%-ного раствора серной кислоты, чтобы увеличить ее массовую долю до 40%?

83. Смешали 300 мл раствора серной кислоты с массовой долей 10% (плотностью 1,05 г/мл) и 200 мл раствора гидроксида калия с массовой долей 20% (плотностью 1,10 г/мл). Сколько миллилитров воды следует добавить к полученной смеси, чтобы массовая доля соли в ней составила 7%?

84. Магний массой 4,8 г растворили в 200 мл 12%-ного раствора серной кислоты (плотностью 1,05 г/мл). Вычислите массовую долю сульфата магния в конечном растворе.

85. В раствор, содержащий 51 г нитрата серебра, прилили 18,25 г 20%-ного раствора соляной кислоты. Какая масса 26%-ного раствора хлорида натрия потребуется для полного осаждения серебра из получившегося раствора?

86. В 60 г 18%-ной ортофосфорной кислоты растворили 2,84 г оксида фосфора (V) и полученный раствор прокипятили. Какая соль и в каком количестве образуется, если к полученному раствору добавить 30 г гидроксида натрия?

87. Нитрит натрия массой 13,8 г внесли при нагревании в 220 г раствора хлорида аммония с массовой долей 10%. Какой объем (н.у.) азота выделится при этом и какова массовая доля хлорида аммония в получившемся растворе?

88. Какую массу оксида серы (VI) следует добавить к 500 г 20%-ного раствора серной кислоты, чтобы увеличить ее массовую долю до 40%?

89. На нейтрализацию 7,6 г смеси муравьиной и уксусной кислот израсходовано 35 мл 20%-ного раствора гидроксида калия (плотность 1,20 г/мл). Рассчитайте массу уксусной кислоты и ее массовую долю в исходной смеси кислот.

90. В раствор, содержащий 51 г нитрата серебра, прилили 18,25 г 20%-ного раствора соляной кислоты. Какая масса 26%-ного раствора хлорида натрия потребуется для полного осаждения серебра из получившегося раствора?