После обработки хлором 52 9 г смеси хлорида и бромида натрия
Представляем вашему вниманию задания 34 из реального ЕГЭ 2020 основного периода (16 июля 2020 года) с подробными видео-объяснениями, текстовыми решениями и ответами.
Статья пока находится в стадии разработки, поэтому доступны не все видео-объяснения. В течении недели будут добавляться новые задачи и видео-объяснения, поэтому следите за обновлениями.
Реальный ЕГЭ 2020. Задание 34. Вариант 1.
Железную пластину полностью растворили в 500г раствора азотной кислоты. При этом выделилась смесь оксида азота(II) и оксида азота (IV) общим объемом 20,16л. Соотношение атомов кислорода к атомам азота в этой газовой смеси соответственно равно 5:3. Вычислите массовую долю соли в полученном растворе.
Реальный ЕГЭ 2020. Задание 34. Вариант 2.
Смесь оксида алюминия и сульфида алюминия, в которой массовая доля алюминия составляет 50%, растворили в избытке 700г соляной кислоты. Выделившийся газ полностью поглотили 240 г 20% раствора сульфата меди (II), причём исходные вещества прореагировали без остатка. Вычислите массовую долю соли, образовавшейся при взаимодействии исходной твёрдой смеси с соляной кислотой.
Реальный ЕГЭ 2020. Задание 34. Вариант 3.
Смесь меди и оксида меди (II), в которой массовая доля атомов меди составляет 96%, растворили в концентрированной серной кислоте массой 472 г, взятой в избытке. Полученный газ растворили в минимальном количестве раствора гидроксида натрия массой 200 г с массовой долей щёлочи 10%. Вычислите массовую долю соли в растворе, полученном после реакции исходной смеси с кислотой.
Реальный ЕГЭ 2020. Задание 34. Вариант 4.
К смеси пероксида и оксида бария, где отношение количества атомов бария к количеству атомов кислорода равно 5:9, добавили 490г холодного 20%-го раствора серной кислоты. В результате соединения бария прореагировали полностью, а полученный раствор оказался нейтральным. Найдите массовую долю воды в образовавшемся растворе.
Реальный ЕГЭ 2020. Задание 34. Вариант 5.
Смесь цинка и карбоната цинка, в которой соотношение атомов цинка и кислорола 5:6, обработали 500 г раствора разбавленной серной кислоты. В результате исходная смесь и кислота прореагировали без остатка и выделилось 2,24 л газов (н.у.). К получившемуся раствору прилили 500 г раствора гидроксида натрия с массовой долей 40%. Найдите массовую долю сульфата натрия в получившемся растворе.
Реальный ЕГЭ 2020. Задание 34. Вариант 6.
Смесь твёрдых сульфата железа (II) и сульфата железа (III), в которой соотношение атомов серы и железа 4:3, добавили в подкисленный 5% раствор перманганата калия массой 126,4 г. Все вещества, участвовавшие в окислительно-восстановительной реакции, прореагировали полностью. Расчитайте максимальную массу 20%-го раствора гидроксида натрия, который прореагирует с полученным раствором.
Неотредактированные задачи со слов участников, которые пока без решения (решения будут в течении недели)
- Дан холодный раствор серной кислоты. К нему добавили пероксид бария, при этом вещества прореагировали полностью. В полученном растворе соотношение атомов водорода к кислороду составило 9 к 5. Затем к этому раствору добавили каталитическое количество оксида марганца (IV), в результате масса раствора уменьшилась на 6,4 г. Вычислите массовую долю серной кислоты в исходном растворе.
- Смесь кальция и карбоната кальция, где массовая доля атомов Ca = 50%, смешали с 300г соляной кислоты, при этом она была в избытке. Получился раствор массой 330 г. С одним из выделяемых газов вступил в реакцию раствор гидроксида натрия массой 200г и массовой долей 8 %. Найдите массовую долю получившийся соли в результате этой реакции.
Аналог: Смесь оксида кальция и карбоната кальция с массовой долей кальция 62,5% растворили в 300 г раствора соляной кислоты. Масса раствора стала 361,6 г. Выделившийся газ пропустили через 80 г 10%-ного раствора гидроксида натрия. Вычислите массовую долю соли в конечном растворе.
- Смесь карбида алюминия и карбида кальция с массовой долей атомов углерода 30% полностью растворили в 547,5 г соляной кислоты, которая полностью прореагировала. К полученному раствору подливали до окончания реакции 1260 г 8% гидрокарбоната натрия. Найти массовую долю соляной кислоты в растворе, в котором растворяли смесь карбидов. (Отв 10%
- железная окалина и оксид железа 3, где отношение атомов железа к кислороду равно 7/10
добавили в избыток раствора концентрированной азотной кислоты массой 500 гр. Для полного поглощения выделившегося газа понадобилось 20 граммов 20% раствора гидроксида натрия.
Вычислить массовую долю соли, полученной после растворения оксидов в кислоте. (Отв 30,77%) - Смесь оксида и пероксида натрия, в которой соотношение атомов натрия к атомам кислорода равна 3:2, прореагировала с избытком углекислого газа. Образовавшееся вещество разбавили водой и получили раствор массой 600г. К этому раствору добавили 229,6 г раствора хлорида железа 3. При этом получился раствор, массой 795 г, а массовая доля карбоната натрия в этом растворе составила 4%. Найдите массу оксида натрия в исходном растворе.
- Взяли смесь меди и оксида меди (II) . Массовая доля меди в смеси 96%. Полученную смесь растворили в концентрированной серной кислоте массой 496 г, взятой в избытке. Полученный газ растворили в необходимом (минимальном) количестве раствора гидроксида натрия массой 200 г и массовой долей 10%. Найдите массовую долю соли в растворе после растворения. (Отв 20%)
- В смеси оксида магния и фосфида магния массовая доля атомов магния равна 54,4%. Они полностью прореагировала с соляной кислотой массой 365 г 34-% раствора. К полученному раствору добавили раствор фторида калия массой 232 грамма 30-% раствора. Найти массовую долю хлорида калия в конечном растворе.
- Смесь из оксида лития и нитрида лития с массовой долей атомов лития 56%, смешали с 265 г раствора соляной кислоты с массовой долей 20%. (все вещества полностью прореагировали). После к образовавшемуся раствору добавили 410г 20%- ного фосфата натрия. Найдите массовую долю образовавшегося хлорида натрия.
- В Растворе FeCl2 и FeCl3 массой 200 г на 3 атома железа приходится 8 атомов хлора. Через этот раствор пропустили хлор до прекращения реакции. Затем добавили раствор гидроксида натрия. В результате в полученном растворе массой … г массовая доля хлорида натрия составляет … % ( помню, что количество вещества Nacl — 1,8 моль). Рассчитайте массовую долю Naoh в использованном растворе.
А также вы можете получить доступ ко всем видео-урокам, заданиям реального ЕГЭ с подробными видео-объяснениями, задачам и всем материалам сайта кликнув:
Для удобства пользователей и возможности быстрого нахождения решения типовых (и не очень) расчётных задач на смеси.
Решение усложненных задач по химии. (смеси газов)
ftp://88.204.203.162/babich_siromaha_reshenie_zadach_po_himii.pdf
Задачa 1
При взаимодействии 20г смеси алюминия и меди с хлороводородной кислотой выделилось 2.24л газа. Найти массу каждого металла в смеси и определить какой газ выделился.
Pешениe:
С кислотой реагирует только алюминий:
2Al + 6HСl → 2AlСl3 + 3H2 (г.) ---> газ, выделившийся при реакции - водород.
n(Al) : n(H2) = 2:3
n(H2) = V / Vm = 2,24/22,4 = 0,1 моль ---> n(Al) = 0.1 * 2 / 3 = 0,067 моль
m(Al) = n(Al) * М(Al) = 0,067 * 27 = 1,8 г
m(Cu)=20-1,8=18,2 г
Задачa 2
При взаимодействии 4г смеси железа с магнием с H2SO4 Выделилось 2.24л водорода(н.у) . Определить массовую долю каждого металла в смеси.
Pешениe:
Oба металла реагируют с кислотой.
Пусть в смеси было х моль Mg (М = 24 г/моль) и у моль Fe (М = 56 г/моль).
Тогда
24х + 56у = 4 г
Mg + H2SO4 → MgSO4 + H2
При реакции х моль магния выделяется х моль водорода.
Fe + H2SO4 → Fe SO4 + H2
При растворении у моль железа выделяется у моль водорода.
Всего водорода выделилось 2,24/22,4 = 0,1 моль.
Значит
х+у= 0,1 моль
Система:
24х + 56у = 4
х+у= 0,1
Решение:
х=0,05 моль
у=0,05 моль
m(Mg) = 24x = 24 * 0,05 = 1,2 г
m(Fe) = 56y = 56 * 0,05 = 2,8 г
ω(Mg) = m(Mg) / m(смеси) * 100% = 1,2 / 4 * 100 = 30%
ω(Fe) = m(Fe) / m(сплава) * 100% = 2,8 / 4 * 100 = 70%
Задачa 3
При нагревании 10 г смеси нитрата натрия и хлорида натрия выделилось 1,12 л газа (н.у) . Массовая доля хлорида натрия в смеси равна (%) :
а) 15 ; б) 35 ; в) 57,5 ; г) 85.
Pешениe:
Из двух солей при нагревании разлагается только нитрат натрия:
2NaNO3 = 2NaNO2 + O2↑
n(O2)=V/Vm
n(NaNO3) = 2n(O2)
m(NaNO3) = n(NaNO3) x M(NaNO3)
m(NaCl) = m(смеси) - m(NaNO3)
ω%(NaCl) = m(NaCl) x 100 / m(смеси)
Задачa 4
Смесь газов хлора и хлороводорода объемом 22,4 л (н.у.) пропустили через нагретые железные опилки. При этом весь хлор и хлороводород вступили в реакцию с железом и масса опилок увеличилась на 42,6 г. Вычислите процентное содержание хлора и хлороводорода в смеси.
Решение:
Возможные реакции:
(1) Fe + 2HCl = FeCl2 + H2
(2) 2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3
(3) 2FeCl2 + Cl2 =2FeCl3 (только если хлор был в большом избытке)
По закону Авогадро, при н.у. 1 моль любого газа занимает объем 22,4 л.
отсюда - количества хлора и хлороводорода вместе составляют 1 моль.
Пусть количество хлора в смеси: n(Cl2) = х моль,
тогда: n(HCl) = (1- х) моль
а количество выделившегося в реакции (2) водорода: n(H2) = (1- х)/2 моль
Масса m = n·M =>
m(Cl2) = 71x
m(HCl) = 36,5(1-х)
m(H2) = 1-х
Так как масса железных опилок при прокаливании в смеси хлора и хлороводорода увеличилась на 42,6 г за счет присоединения хлора, то с учетом выделившегося водорода по закону сохранения массы можно записать следующее соотношение:
71x + 36,5(1-x) = 42,6 + (1-х)
35,5х = 7,1
Отсюда хлора было х = 0,2 моль => V= 22,4х =4,48 л, m=71x=14,2 г,
а хлороводорода было 1-х = 0,8 моль => V= 22,4(х-1) =17,92 л, m=36,5(1-х)=29,2 г
Поскольку в избытке в смеси хлороводород (а не хлор), то реакция (3) не идет.
Процентное содержание газов в смеси зависит от того, объемное оно или массовое:
ω%об. (Cl2) = 4,48·100/22,4 = 20%, ω%об. (HCl) = 80%
ω%масс. (Cl2) = 14,2·100/(14,2+29,2) = 32,7%, ω%масс. (HCl) = 67,3%
Задачa 5
Как найти молярную массу смеси или, скорее, раствора, если в ней: m(H2)=4г и m(O2)=32г ?
Решение:
Мсмеси = M(Н2)∙ω(Н2) + M(О2)∙ω(О2), где M – молярная масса компонента, а ω – его массовая доля в смеси.
ω = m(компонента) / m(смеси), отсюда:
Мсмеси = 2 ∙ (4/36) + 32 ∙ (32/36) = 28,67 г/моль
Задачa 6
В какой массе раствора Ni(NO3)2 с массовой долей 10% нужно растворить 200г Ni(NO3)2∙6H2O, чтобы получить раствор с массовой долей Ni(NO3)2 16%? Какую среду будет иметь полученный раствор?
Решение:
среда кислая, т.к. соль образована анионом сильной кислоты и катионом слабого основания и гидролизуется по катиону: Ni 2+ + HOH ⇆ NiOH+ + H+
Что касается задачи, ответ - 2800 г.
Задачка на адитивные смеси :)
Проверяем: в 2800 г 10%-ного раствора 2800 ∙ 0,1 = 280 г соли, добавили 200 г соли в раствор, получили 480 г соли и 2800 + 200 = 3000 г раствора, 480/3000 = 0,16 (16%).
Как решать?
Самое простое - по правилу креста.
Здесь не нарисовать, так что постараюсь просто объяснить.
Я хочу составить определенную смесь из 2-х других смесей или чистых веществ, и знаю все, кроме одного неизвестного (в данном случае - массы 10%-ного раствора).
Любой неизвестный параметр смеси по известным остальным легко рассчитать по соотношению:
C1∙m1+C2∙m2 = Cсмеси∙(m1+ m2),
в этой задаче С - конц-я, m - масса.
Преобразуем соотношение в отношение m1/m2:
m1/m2 = (Cсмеси – С2) / (С1 – Cсмеси)
Теперь решить задачу очень просто:
В добавленной твердой соли не было воды, т.е. конц-я добавленной соли 100% (С1), а должна получиться 16% (Ссмеси):
С1 – Cсмеси = 100-16=84
Конц-я исходного раствора 10% (С2), а должна получиться 16% (Ссмеси):
Cсмеси – С2 = 16-10 = 6
m1/m2 =(Cсмеси – С2) / (С1 – Cсмеси)=6/84 = 1/14, т.е. на 1 часть добавленной соли нужны 14 частей 10%-ного раствора - в 14 раз больше: 200 ∙ 14 = 2800 г.
Задачa 7
10 г смеси меди и аллюминия обработали 96% азотной кислотой, при этом выделилось 4,48 л газа. Определить количественный состав смеси.
Решение:
HNO3(конц.) пассивирует Al (т.е. реакции практ. нет), но зато бурно реагирует с медью с выделением бурого газа NO2.
Поэтому весь газ образовался при реакции кислоты с медью, по уравнению:
Cu + 4HNO3(конц.) = Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O
Из коэффициентов в уравнении видно, что из 1 моль Cu получим 2 моль NO2, т.е. отношение 1:2
В реакции образовались:
n(NO2) = V/Vm=4,48 / 5/22,4 = 0,2 моль
тогда n(Cu) = 0,2 / 2 = 0,1 моль Cu
m(Cu) = n ∙ M = 0,1 ∙ 63,5 = 6,35 г
Следовательно, m(Al) = m(смеси) - m(Cu) = 10 - 6,35 = 3,65 г
Задачa 8
Смесь водорода и хлора объемом 270 мл прореагировала без изменения объема. Полученная смесь газов пропущена через раствор йодида калия, из которого было выделено 0,254 г йода. Определите объемный состав газовой смеси в процентах.
Решение:
Н2 + Cl2 →2HCl
HCl с йодидом калия не реагирует, а Cl2 реагирует, значит, в смеси с водородом был избыток хлора.
2KI + Cl2 → 2KCl + I2
n(I2) = m/M=0,254 / 254 = 0,001 моль, отсюда: в смеси было на 0,001 моль больше хлора, чем водорода.
Если объём измеряли при н.у., то объём хлора был больше объёма водорода на 0,001 ∙ 22,4 ∙ 1000 = 22,4 мл.
V(H2) = (270 - 22,4)/2 = 123,8 мл
w %об. (Н2) = 123,8 / 270 ∙ 100 = 45,85%
w %об. (Cl2 ) = 100 - 45,85 = 54,15%
Задачa 9
Смесь этилена и водорода объёмом 10л, объёмная доля этилена в которой составляет 40%, пропустили при нагревании над катализатором.
Объёмные доли газов после реакции равны. % ?
Решение:
С2Н4 + Н2 → С2Н6
V=10 л
V(С2Н4)=10 ∙ 0,4 = 4 л , V(Н2)=10 - 4 = 6 л
По закону Авогадро, объемы газов в реакции при равных условиях Р, Т соотносятся как их количества.
По уравнению реакции, n(С2Н4) = n(Н2) = n(С2Н6), поэтому 4 л С2Н4 прореагируют с 4 л Н2 и образуются 4 л С2Н6.
В исходной смеси были 6 л Н2, поэтому 2 л Н2 останутся в избытке.
Итого, по окончании реакции в смеси будут 4 л С2Н6 и 2 л Н2, всего 6 л газа.
w%об.(С2Н6) = 4 / 6 = 0,667 (∙ 100 = 66,7%)
w%об.(Н2) = 2 / 6 = 0,333 (∙ 100 = 33,3%)
Задачa 10
Смесь бензола, толуола и этилбензола массой 13,45 г окислили перманганатом калия в кислой среде. При этом образовалось 12,2г бензойной кислоты и 1,12л (н.у.) углекислого газа. Найдите массу углеводородов исходной смеси.
Решение:
Только α-углеродные атомы (непосредственно связанные с бензольным кольцом) окисляются до карбоксильных групп, остальные атомы углерода – до углекислого газа. Поэтому СО2 образуется только при окислении этилбензола. Отсюда можно определить массу этилбензола (э.б.).
С6Н5-СН2-СН3 + 6[O] → С6Н5-СOOH + CO2↑ + 2H2O
При окислении 1 моль этилбензола получим 1 моль СО2, поэтому в смеси было:
n(э.б.) = n(СО2) = V(СО2)/Vm =1,12/22,4 = 0,05 моль
m(э.б.) = n(э.б.) ∙ M(э.б.) =0,05 ∙ 106 = 5,3 г
Бензол не окисляется, а бензойная кислота (б.к.) образуется при окислении толуола и этилбензола.
Всего образовалось:
n(б.к.) = m(б.к.) / М(б.к.) = 12,2 / 122 = 0,1 моль
По ур. реакции, 0,05 моль б.к. образовались при окислении э.б., поэтому еще 0,05 моль б.к. образовались при окислении толуола:
С6Н5-СН3 + 3[O] → С6Н5-СOOH + H2O
Следовательно, в смеси было 0,05 моль толуола.
m(толуола) = n(толуола) ∙ M(толуола) =0,05 ∙ 80 = 4 г
m(бензола) = m(смеси) - m(толуола) - m(э.б.) = 13,45 - 5,3 - 4 = 4,15 г
Задачa 11
Через известковую воду пропущен 1 л смеси оксида углерода (II) и оксида углерода (IV). Выпавший осадок был отфильтрован и высушен, масса его оказалась равной 2,45 г. Установите содержание газов (в процентах по объему) в исходной смеси.
Решение:
Оксид углерода(II) с раствором Са(ОН)2 (известковой водой) не реагирует, поэтому весь осадок образовался в рез. реакции оксида углерода(IV):
Са(ОН)2 + СО2 → СаСО3↓ + Н2О
По уравнению реакции n(СО2) = n(СаСО3) ⇒
V(СО2)=n(СО2)∙Vm, n(СаСО3)=m(СаСО3)/ M(СаСО3) ⇒
V(СО2) = m(СаСО3) ∙ Vm / M(СаСО3) = 2,45 ∙ 22,4/ 100 = 0,55 л
V(СО) = V(смеси) - V(СО2) = 0,45 л
w%об.(СО) = V(СО) / V(смеси) ∙ 100 = 0,45/1*100 = 45%
w%об(СО2) = 55%
Решение:
Задача на закон Авогадро - при равных условиях Т и Р, соотношение объемов газов равно соотношению их количеств.
Реакция горения метана:
СН4 (г) +2О2 (г) → СО2 (г) + 2Н2О (г)
Допустим для удобства, что для реакции взяли 1 л метана и 1 л кислорода.
Газы реагируют в соотношении 1:2, поэтому в 1 л кислорода могут сгореть только 0,5 л метана, а другие 0,5 л метана останутся в сосуде по окончании реакции.
Соотношение метана, СО2 и Н2О 1:1:2, поэтому в результате горения 0,5 л метана получим 0,5 л СО2 и 0,5 ∙ 2 = 1 л водяных паров.
При охлаждении до комнатной температуры водяные пары практически полностью сконденсируются и превратятся в жидкую воду, поэтому объем воды в газовой смеси не учитываем.
Итого, по окончании реакции и после охлаждения в сосуде находяться 0,5 л несгоревшего метана и 0,5 л СО2 - равные объемы двух газов, поэтому объемная доля каждого из них 50%об.
Задачa 13
Смесь алюминия и меди, массой 5 грамм, обработали раствором NaOH, при этом образовался газ объёмом 2,24 л. Вычислить массовую долю алюминия.
Решение:
Сu + NaOH ≠
2Al + 2(NaOH•H2O) = 2NaAlO2 + 3H2↑
По реакции n(Al) = 2/3 n(H2) = 2/3 V(H2)/Vm = 2/3 ∙ 2,24 / 22,4 = 0,067 моль
m(Al) = n(Al) ∙ M(Al) = 0,067 ∙ 27 = 1,8 г
ω(Al) = m(Al) / m(смеси) = 1,8 / 5 = 0,36 (36%)
Задачa 14
Вычислить плотность по аммиаку смеси, состоящей из 75% водорода и 25% азота.
Решение:
Непонятно, проценты по массе или по объёму. Допустим, по объему.
Из определения относительной плотности газов:
DNH3 = М(смеси)/М(NH3)
Вычисляем количество и массу смеси газов:
В 100 л смеси 75 л водорода и 25 л азота. Для удобства примем условия за о.у. (Vm=25 л/моль), тогда:
n=V/Vm, n(Н2)=75/25=3 моль; n(N2)=25/25=1моль;
n(смеси) = 3 + 1 = 4 моль.
m=n∙M, М(Н2)=2 г/моль, М(N2)=28 г/моль
m(Н2)=3∙2=6 г, m(N2)=1∙28=28 г,
m(смеси)=6+28=34 г
Молярная масса смеси:
М(смеси) = m(смеси) / n(смеси)
М(смеси) = 34 г / 4 моль= 8,5 г/моль
Относительная плотность смеси газов по аммиаку:
DNH3 = М(смеси)/М(NH3) = 8,5 / 17 = 0,5
Задачa 15
Смесь метанола с этанолом массой 14,2 г сожгли, образовавшийся газ пропустили через раствор гидроксида кальция, получив осадок массой 50 г. Рассчитайте массовую долю метанола и этанола в смеси.
Решение:
а) СН3ОН + 1,5 О2 = СО2↑ + 2Н2О
б) С2Н5ОН + 3 О2 = 2СО2↑ + 3Н2О
в) СО2 + Са(ОН)2 = СаСО3↓ + Н2О
Пусть в исходной смеси было х моль СН3ОН (М = 32 г/моль) массой 32х, и у моль С2Н5ОН (М = 46 г/моль) массой 46у, тогда:
32х + 46у = 14,2 (уравнение 1)
Из х моль СН3ОН в реакции а) получены х моль СО2, а из у моль С2Н5ОН в реакции б) - 2у моль СО2, тогда по реакции в) из (х+2у) моль СО2 получены (х+2у) моль СаСО3 массой 50 г
n(СаСО3) = m/M = 50/100 = 0,5 моль, т.о.
х+2у = 0,5 (уравнение 2)
Остается решить систему уравнений, найти массу метанола и этанола и посчитать массовые доли.
Задачa 16
Смесь меди и оксида меди 2 может прореагировать с 243 г 10 раствора бромоводородной кислоты, или с 28,8г 85 %-ного раствора серной кислоты. Определите массовую долю меди в смеси.
Решение:
с раствором бромоводородной кислоты реагирует только оксид меди:
CuO + 2HВг → CuВг2 + H2O (р.1)
m(HВг) = 243 ∙ 0,1 = 24,3 г
n(HВг) = m/М = 24,3 / 81 0,3 моль
по ур. реакции, n(CuO) = ½ n(HВг) = 0,15 моль, отсюда:
m(CuO) = n(CuO) ∙ M(CuO)= 0,15 ∙ 79,5 = 11,925 г
С конц. раствором серной кислоты реагируют и медь, и оксид меди:
CuO + H2SO4 → CuSO4 + H2O (р.2)
Cu + 2H2SO4 → CuSO4 + SO2↑ + 2H2O (р.3)
m(H2SO4 ) = 28,8 ∙ 0,85 = 24,5 г
n(H2SO4) = m/М = 24,5 / 98 = 0,25 моль
из них 0,15 моль прореагировали с CuO (р.2), а оставшиеся 0,1 моль прореагировали с Cu (р.3).
по ур. реакции, n(Cu) = ½ n(H2SO4 ) = 0,05 моль
m(Cu) = n(Cu) ∙ M(Cu) = 0,05 ∙ 63,5 = 3,175 г
ω (Cu) = m(Cu) / m(смеси) = 3,175 / (3,175+11,925) = 0,21
ω% (Cu) = 0,21 ∙ 100 = 21%
Задачa 17
2,8 л смеси алкана, алкина и алкена, содержащие одинаковое количество атомов углерода, могут прореагировать с 17,4 г оксида серебра в аммиачном растворе или присоединить 28 г брома. Определите качественный и количественный (в % по объему) состав исходной смеси углеводородов.
Решение:
1) С аммиач. р-ром оксида серебра реагирует только алкин с тройной связью на конце цепи.
Для ацетилена: НС≡СH + 2[Ag(NH3)2]OH → AgС≡СAg↓ + 4NH3 + 2Н2О
т.е. соотношение 1:2
Для остальных алкинов: НС≡С-R + [Ag(NH3)2]OH → AgС≡С-R↓ + 2NH3 + Н2О
т.е. соотношение 1:1
Для расчётов обычно пользуются формулой оксида серебра Ag2O с молярной массой 232 г/моль, тогда:
n(Ag2O ) = m/M= 17,4 / 232 = 0,075 моль
По соотношениям в реакциях смесь содержала или 0,0375 моль С2Н2 или 0,075 моль любого другого алкина с тройной связью на конце цепи.
V = Vm ∙ n ,
Объём ацетилена: V (С2Н2) = 0,0375 ∙ 22,4 = 0,84 л,
или для другого алкина: V (алкина) = 0,075 ∙ 22,4 = 1,68 л
И то, и другое возможно, т.к. полученный объем меньше объема исходной смеси.
2) Бром присоединяется по кратной (непредельной) связи:
для алкинов: НС≡С-R + 2Вг2 → Вг2НС-СВг2-R
т.е. соотношение 1:2
для алкенов: Н2С=СН-R + Вг2 → ВгН2С-СНВг-R
т.е. соотношение 1:1
Всего присоединяются n(Вг2) = m/M= 28 / 160 = 0,175 моль
Если в смеси был ацетилен С2Н2, то 0,0375 моль С2Н2 присоединят 0,075 моль брома, тогда оставшиеся 0,1 моль брома присоединяются к 0,1 моль алкена.
Получим: V (алкена) = 0,1 ∙ 22,4 = 2,24 л
а это невозможно, т.к. получается V (алкена) + V (алкина) = 2,24 + 0,84, что больше объема исходной смеси.
Значит, в смеси был другой алкин (не ацетилен).
Тогда 0,075 моль алкина присоединят 0,15 моль брома.
Остальные 0,025 моль брома присоединяются к 0,025 моль алкена.
Поэтому объём алкена в смеси: V (алкена) = 0,025 ∙ 22,4 = 0,56 л
Отсюда: V (алкана) = 2,8 - 1,68 - 0,56 = 0,56 л
Качественный состав частично известен из условия - алкан, алкен и алкин с тройной связью на конце цепи (но не ацетилен).
Из данных задачи невозможно определить, какие именно у.в. были в смеси, но можно заключить, что количество атомов углерода было одинаково и больше 2-х в каждом из у.в.
Количественный состав исходной смеси:
ω%об.(алкана) = ω%об.(алкена) = 0,56 ∙ 100 / 2,8 = 20%
ω%об.(алкина) = 1,68 ∙ 100 / 2,8 = 60%
 | Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах: 1 2 3 4 5 |
1. В смеси NaCl и NaI хлор будет взаимодействовать лишь с NaI.
2NaI + Cl2 = 2NaCl′ + I2
Обозначив n(NaI) = х, n(NaCl) = у, составим первое уравнение системы m(NaI) + m(NaCl) = 2 или
х∙М(NaI) + у·М(NaCl) = 2; подставив значения М, получим
2. После прокаливания осадка йод улетучивается, и остаются, хлорид натрия из начальной смеси и хлорид натрия, образовавшийся при хлорировании NaI. По уравнению реакции n(NaI) = n(NaCl′) = х. Выразив массу прокалённого осадка как сумму масс составляющих его хлоридов, получаем второе уравнение системы:
58,5х + 58,5у = 1,78
3. Решаем систему уравнений:
58,5х + 58,5у = 1,78
4. Находим массовые доли NaCl и NaI в исходном растворе:
m(NaI) = 150∙2,4∙10-3 = 0,36 г;
m(NaCl) = 58,5∙2,8∙10-2 = 1,64 г.
ω(NaI) = 0,36/102∙100% = 0,35%;
ω(NaCl) = 1,64/102∙100% = 1,61%.
Ответ: ω(NaI) = 0,35%;
28. При обработке избытком хлорной воды смеси бромида железа (II) и бромида меди (I) масса сухого остатка, полученного после выпаривания раствора и прокаливания, уменьшилась в 1,2 раза по сравнению с массой исходной смеси солей. Вычислите массовые доли веществ в конечной смеси.
1. Принимая хлорную воду, в данном случае, как насыщенный хлором водный раствор, и учитывая, что она дана в избытке, т. е. будет окислять промежуточные продукты реакции, запишем уравнения реакций:
FeBr2 + 1,5Cl2 = FeCl3 + Br2
2CuBr + 2Cl2 = 2CuCl2 + Br2
2. Примем количества FeBr2 за х моль, CuBr за у моль и на основе отношения
[m(FeBr2) + m(CuBr)]/[m(FeCl3) + m(CuCl2)] = 1,2
составим алгебраическую систему уравнений, приняв массу исходной смеси за 100 г.
1,2(x·M(FeBr3) + у∙M(CuCl2)) = 100.
1,2(162,5х + 135у) = 100.
х = 0,261 моль; у = 0,302 моль.
3. Найдём массу смеси продуктов реакции и массовые доли её компонентов:
m СМ. = 100/1,2 = 83,33 г;
ω(FeCl3) = n(FeCl3)·М(FeCl3)/ m СМ·100% = 0,261·162,5/83,33·100% = 50,8%;
ω(CuCl2) = n(CuCl2)·М(CuCl2)/ m СМ·100% = 0,302·135/83,33·100% = 49,2%.
Ответ: ω(FeCl3) = 50,8%;
29. Через холодный раствор КОН с концентрацией 2,05 моль/л объёмом 150 мл (пл. 1,095 г/мл), пропустили 3,53 л (100кПа,100С) смеси хлора с хлороводородом, имеющую прлотность по воздуху 1,655. Вычислите массовые доли солей в получившемся растворе.
2KOH + Cl2 = KClO + KCl′ + H2O
KOH + HCl = KCl′′ + H2O
1. Вычислим количество и молярную массу смеси газов:
nCM. = pV/RT = 100·3,53/8,314·283 = 0,15 моль;
dвозд.= МСМ./Мвозд.= 1,655;
МСМ= 1,655·29 = 47,995 г/моль.
2. Примем n(Cl2) в смеси за х моль, n(НCl) за (0,15 − х) моль и составим уравнение на основе равенства:
m (Cl2) + m (НCl) = mСМ.
n(Cl2)·М(Cl2) + n(НCl)·М(НCl) = nСМ·МСМ.;
71х +36,5(0,15 – х) = 7,2;
х = 0,05 моль; n(НCl) = 0,1 моль.
3. Найдём количество KOH в растворе и определим, какие из реагентов были в недостатке:
n(KOH) = СМ·Vр-ра = 2,05·0,15 = 0,31 моль;
n(KOH)в 1-ой р-ции = 2n(Cl2) = 0,1 моль;
n(KOH)во 2-ой р-ции = n(НCl) = 0,1 моль; т. о. общее количество KOH 0,2 моль, этот реактив взят в избытке, следовательно:
n(KClO) = n(KCl′) = n(Cl2) = 0,05 моль;
n(KCl′′) = n(НCl) = 0,1 моль;
n(KCl)ОБЩ. = 0,15 моль.
4. Рассчитаем массу раствора после реакции и массовые доли солей в нём:
m р-ра = m(KOH) р-ра + mСМ. = Vр-ра(KOH)∙ρ + mСМ. = 150∙1,095 + 7,2 = 171,45 г.
ω(KClO) = n(KClO)∙М(KClO)/ m р-ра∙100% = 0,05∙90,5/171,45∙100% = 2,64%;
ω(KCl) = n(KCl)∙М(KCl)/ m р-ра∙100% = 0,15∙74,5/171,45∙100% = 6,52%.
Ответ: ω(KClO) = 2,64%;
30. Какой объём смеси хлора с азотом (давление 98 кПа, t0 = 50C, d(Н2) = 25,0) следует пропустить через 1 кг насыщенного раствора Са(ОН)2 для получения максимально возможной массы хлорной извести (растворимость Са(ОН)2 при 50С = 0,18 г в 100 г Н2О).
Решение:
Ca(OH)2 + Cl2 = Ca(ClO)Cl + H2O
1. Найдём содержание Ca(OH)2 в 1 кг его насыщенного раствора при 50С:
m(Ca(OH)2) = ω∙m р-ра = 0,18/100,18∙1000 = 1,79 г.
2. Определим количество хлора необходимого для полного хлорирования:
n(Cl2) = n(Ca(OH)2) = m(Ca(OH)2)/ М(Ca(OH)2) = 1,79/74 = 0,024 моль.
3. Найдём молярную массу газовой смеси и содержание газов в ней:
d(Н2) = МСМ./М(Н2)
МСМ. = d(Н2)∙ М(Н2) = 25∙2 = 50 г/моль.
Примем n(Cl2) в смеси за х моль, тогда n(N2) = 1 – х моль, отсюда:
х∙М(Cl2) + (1 – х)М(N2) = МСМ.;
70х +28 – 28х = 50;
4. Найдём количество газовой смеси с требуемым содержанием хлора:
0.52 моль Cl2 содержится в 1 моле смеси;
0,024 моль Cl2 содержится в nСМ.
nСМ. = 0,024/0,52 = 0,046 моль.
5. Рассчитаем требуемый объём газовой смеси:
VСМ. = nСМ.∙ RT/P = 0,046∙8,314∙278/98 = 1,08 л.
Ответ: 1,08 л.
Задачи для самостоятельного решения
1. В баллоне содержится 30 кг жидкого хлора. Какой объём займёт это количество хлора при нормальных условиях?
2. Путём нагревания алюминия в токе хлора было получено 26,7 г хлорида алюминия. Сколько граммов хлора прореагировало?
3. Взорвали 1 л смеси, содержащей 60% водорода и 40% хлора (по объёму). Каков объём и состав в процентах (по объёму) получившейся смеси газов?
4. Вода океанов содержит в среднем в 1 л 27,6 г хлорида натрия, 0,8 г хлорида калия, 3,2 г хлорида магния, 2,1 г сульфата магния и 1,3 г сульфата кальция. Сколько хлороводорода можно получить, если остаток, образующийся после выпаривания 1 м3 воды океана, обработать серной кислотой?
5. Производительность печи для синтеза хлороводорода составляет 25 т хлороводорода в сутки. Сколько хлора и водорода необходимо взять для получения такого количества хлороводорода, если учесть, что водорода берут примерно на 3% больше, чем это требуется по уравнению реакции?
6. Хлороводород, образовавшийся при действии серной кислоты на 19 г безводного хлорида магния, пропустили в раствор, содержащий 10 г гидроксида калия. Раствор выпарили досуха. Какое вещество и в каком количестве при этом получилось?
7. При пропускании газа, содержащего хлор, через раствор йодида калия выделилось 1,27 г йода. Объём оставшегося газа был равен 4,888 л (н. у.). Каково было содержание хлора в газе (в процентах по объёму)?
8. К раствору, содержащему 1,6 г бромида калия, прибавили 6,0 г брома-сырца, имеющего примесь хлора. Смесь выпарили и остаток высушили. В остатке 1,3 г. Вычислите содержание в процентах хлора в броме-сырце.
9. 0,200 г галогенида кальция при взаимодействии с раствором нитрата серебра дали 0,376 г галогенида серебра, окрашенного в желтый цвет. Исходя из этих данных, решите, какая именно соль кальция взята для анализа.
10. Хлороводород, полученный сульфатным способом их хлорида натрия массой 11,7 г, пропустили через раствор нитрата серебра. Получили осадок массой 20,09 г. Считая, что выход продукта второй реакции количественный, определите выход хлороводорода.
11. Какую массу оксида марганца (IV) и какой объём раствора с массовой долей HCl 36% и плотностью 1,18 г/мл надо взять для получения хлора, который может вытеснить из раствора иодида калия молекулярный йод массой 30,48 г? Принять, что выход продуктов на каждой из стадий процесса составляет 80% от теоретически возможного.
12. В раствор хлорида калия погрузили электроды и пропустили электрический ток. В результате образовался раствор массой 200 г с массовой долей КОН 2,8%. Какое количество вещества молекулярного хлора выделилось при электролизе?
13. Неизвестный металл массой 6,75 г соединяется с хлором, объём которого при н. у. равен 8,4 л. Этот же металл может реагировать с йодом, причём в хлориде и йодиде он проявляет одну и ту же степень окисления. Какая масса йодида образуется при взаимодействии металла массой 6,75 г с йодом?
14. Хлороводород, полученный из образца технического хлорида натрия массой 12 г, использовали для получения концентрированной соляной кислоты. Вся полученная кислота вступила в реакцию с оксидом марганца (IV). При этом образовался газ объёмом 1,12 л (н. у.). Определите массовую долю NaCl в исходном образце.
15. Остаток, полученный после термического разложения хлората калия КClО3 в присутствии оксида марганца (IV), растворили в воде. К раствору добавили избыток раствора нитрата серебра, получив осадок массой 57,4 г. Какой объём кислорода выделился при разложении КClО3? Объём рассчитайте при нормальных условиях.
16. Хлорат калия КClО3 массой 12,25 г подвергли разложению, причём образовался кислород, объём которого при нормальных условиях составил 336 мл. Определите массовую долю хлорида калия в сухом остатке после окончания реакции.
17. Составьте истинную формулу соединения (AlxClу), содержащего 20,2% Al и 79,8% Cl, если известно, что плотность его пара по воздуху равна 9,31.
18. Составьте истинную формулу вещества (СхНуClz)q, если известно, что массовые доли углерода и водорода в нём равны 0,378 и 0,063 соответственно, а плотность его пара по водороду 63,42.
19. Разложение 15,38 г хлората калия КClО3 привело к образованию хлорида калия и некоторого объёма кислорода (при н. у.), который был полностью использован для сжигания серы. Получено 3,89 л диоксида серы SO2. Определите: а) практический выход кислорода при разложении КClО3; б) количество серы, затраченной на сжигание.
Читайте также: