1) При обработке 12,6 г сплава алюминия с неизвестным 2 -х валентным металлом щелочью выделилось 6,72л водорода. При растворении такого же количества сплава в соляной кислоте выделилось в два раза больше водорода. Определите качественный и количественный состав сплава. ответ : (42,86% и 57,14%) 1)Находим массу алюминия в смеси: 2Al+2NaOH + 2H2O = 2NaAlO2+3H2 54 г67,2 л х г 6,72 л х=m(Al)=5.4 г 2) Находим молярную массу неизвестного двухвалентного металла: Масса двухвалентного металла, входящего в сплав равна 12,6-5,4=7,2 г Ме +2HCl = MeCl2+H2 х г 22,4 л 7,2 г 6,72 л х=m(Me)=24 г, следовательно, это магний. Таким образом, качественный состав сплава – сплав состоит из алюминия и магния. 3) Находим количественный состав, вычисляя массовые доли в % Al I Mg: ω(Al)=5.4/12.6∙100=42.86% ω(Mg)=7.2/12.6∙100=57.14%
2) Образец, содержащий сульфид железа ( ІІ ) и пирит, подвергнут обжигу в избытке воздуха. Полученный газ пропущен в раствор с массовой долей едкого натра 25% и плотностью 1,25г/см3, в результате чего образовались 1 моль средней соли и 0,5 моль кислой соли. Определите объем взятого раствора щелочи и массу исходного образца ответ : ( 320 мл, 104г) 4FeS + 7O2 = 2Fe2O3 + 4SO2 (1) 4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2 (2) SO2+NaOH=NaHSO3 (3) SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O (4) Из уравнения 3 видно, что для получения 0,5 моль кислой соли необходимо 0,5 моль сернистого газа и 0,5 моль едкого натра, а из уравнения 4 – для получения 1 моль средней соли необходимо также 1 моль сернистого газа и 2 моль щелочи. Получается в сумме для того, чтобы получить 0,5 моль гидросульфита натрия и 1 моль сульфита натрия необходимо 2,5 моль щелочи. Определяем массу щелочи: m(NaOH)=η(NaOH)∙M(NaOH); M(NaOH)=40 г/моль; m(NaOH)=2.5∙40=100 г Найдем массу раствора щелочи: ω=m(р. в.) /m(p-pa); m(p-pa)=m(р. в.) /ω m(p-pa)=100/0,25=400 г находим объем раствора: V(p-pa)=m(p-pa)/ρ; V(p-pa)=400/1.25=320 мл для получения кислой соли нам понадобилось 0,5 моль сернистого газа (уравнение3), из уравнения 1 видно, что для получения 0,5 моль SO2 необходимо взять 0,5 моль сульфида железа (ІІ), что составляет 60 г и что для получения 1 моль средней соли сульфита натрия необходимо взять 1 моль сернистого газа (уравнение4), из уравнения 2 видно, что для получения 1 моль сернистого газа SO2 необходимо взять 0,25 моль пирита, что соответствует 44 г. таким образом, нам необходимо взять 104 г смеси. 3) 40 г минерала содержащего 77,5% фосфата кальция смешали с песком и углем и нагрели без доступа воздуха электрической печи. Полученное простое вещество растворили в 140 г концентрированной азотной кислоте ( w =90%). Какое количество едкого натра потребовалось для полной нейтрализаций полученного раствора? ответ : (1,6 моль NaOH ) 1)находим массу фосфата кальция, который содержится в минерале: m(Ca3(PO4)2)=40∙0.775=31 г 2)находим массу простого вещества: 2Ca3(PO4)2+6SiO2+10C=6CaSiO3+P4+10CO 620 г124 г 31 г х х=m(Ca3(PO4)2)=6.2 г 3)Вычислим массу азотной кислоты в растворе: m(HNO3)=140∙0.9=126 г 4) Вычислим массу азотной кислоты, которая прореагировала с 6,2 г фосфата кальция: 3P + 5HNO3 + 2H2O = 3H3PO4 + 5NO 93 г315 г 6,2гх г х=m(HNO3)=21 г 5)вычисляем массу азотной кислоты, которая осталась в растворе после реакции: m(HNO3)=126-21=105 г 6)Вычисляем количество щелочи, пошедшей на нейтрализацию азотной кислоты, оставшейся в растворе после реакции массой 105 г: HNO3 + NaOH = NaNO3 + H2O 63 г1 моль 105 гх моль х=ν(NaOH)=1.67 моль
Найти долю выхода HNO₃- ? 1. Запишем уравнение реакции: 2NaNO₃ + H₂SO₄ = 2HNO₃ + Na₂SO₄ 2.Определим молярную массу нитрата натрия и его количество вещества в 68г.: M(NaNO₃)=23+14+16x3=85г./моль n(NaNO₃)=m(NaNO₃)÷M(NaNO₃)=68г.÷85г./моль=0,8моль 3. Анализируем уравнение реакции: по уравнению реакции из 2моль нитрата натрия образуется 2моль азотной кислоты, значить если по условию задачи 0,8моль нитрата натрия то образуется тоже 0,8моль азотной кислоты. n(HNO₃)=0,8моль 4. Определим молярную массу азотной кислоты и ее массу количеством вещества 0,8моль: M(HNO₃)=1+14+48=63г./моль m(HNO₃)=n(HNO₃)хM(HNO₃)=0,8мольх63г./моль=50,4г. 5. Находим долю выхода азотной кислоты от теоретически возможного: ω% вых. (HNO₃)= m₁(HNO₃)×100%÷m(HNO₃)=45,36гх100%÷50,4г.=90% 6.ответ: доля выхода азотной кислоты от теоретически возможного 90%.
ответ : (42,86% и 57,14%)
1)Находим массу алюминия в смеси:
2Al+2NaOH + 2H2O = 2NaAlO2+3H2
54 г67,2 л
х г 6,72 л
х=m(Al)=5.4 г
2) Находим молярную массу неизвестного двухвалентного металла:
Масса двухвалентного металла, входящего в сплав равна 12,6-5,4=7,2 г
Ме +2HCl = MeCl2+H2
х г 22,4 л
7,2 г 6,72 л
х=m(Me)=24 г, следовательно, это магний.
Таким образом, качественный состав сплава – сплав состоит из алюминия и магния.
3) Находим количественный состав, вычисляя массовые доли в % Al I Mg:
ω(Al)=5.4/12.6∙100=42.86%
ω(Mg)=7.2/12.6∙100=57.14%
2) Образец, содержащий сульфид железа ( ІІ ) и пирит, подвергнут обжигу в избытке воздуха. Полученный газ пропущен в раствор с массовой долей едкого натра 25% и плотностью 1,25г/см3, в результате чего образовались 1 моль средней соли и 0,5 моль кислой соли. Определите объем взятого раствора щелочи и массу исходного образца
ответ : ( 320 мл, 104г)
4FeS + 7O2 = 2Fe2O3 + 4SO2 (1)
4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2 (2)
SO2+NaOH=NaHSO3 (3)
SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O (4)
Из уравнения 3 видно, что для получения 0,5 моль кислой соли необходимо 0,5 моль сернистого газа и 0,5 моль едкого натра, а из уравнения 4 – для получения 1 моль средней соли необходимо также 1 моль сернистого газа и 2 моль щелочи.
Получается в сумме для того, чтобы получить 0,5 моль гидросульфита натрия и 1 моль сульфита натрия необходимо 2,5 моль щелочи. Определяем массу щелочи:
m(NaOH)=η(NaOH)∙M(NaOH);
M(NaOH)=40 г/моль;
m(NaOH)=2.5∙40=100 г
Найдем массу раствора щелочи:
ω=m(р. в.) /m(p-pa);
m(p-pa)=m(р. в.) /ω
m(p-pa)=100/0,25=400 г
находим объем раствора: V(p-pa)=m(p-pa)/ρ; V(p-pa)=400/1.25=320 мл
для получения кислой соли нам понадобилось 0,5 моль сернистого газа (уравнение3), из уравнения 1 видно, что для получения 0,5 моль SO2 необходимо взять 0,5 моль сульфида железа (ІІ), что составляет 60 г и что для получения 1 моль средней соли сульфита натрия необходимо взять 1 моль сернистого газа (уравнение4), из уравнения 2 видно, что для получения 1 моль сернистого газа SO2 необходимо взять 0,25 моль пирита, что соответствует 44 г. таким образом, нам необходимо взять 104 г смеси.
3) 40 г минерала содержащего 77,5% фосфата кальция смешали с песком и углем и нагрели без доступа воздуха электрической печи. Полученное простое вещество растворили в 140 г концентрированной азотной кислоте ( w =90%). Какое количество едкого натра потребовалось для полной нейтрализаций полученного раствора? ответ : (1,6 моль NaOH )
1)находим массу фосфата кальция, который содержится в минерале:
m(Ca3(PO4)2)=40∙0.775=31 г
2)находим массу простого вещества:
2Ca3(PO4)2+6SiO2+10C=6CaSiO3+P4+10CO
620 г124 г
31 г х
х=m(Ca3(PO4)2)=6.2 г
3)Вычислим массу азотной кислоты в растворе:
m(HNO3)=140∙0.9=126 г
4) Вычислим массу азотной кислоты, которая прореагировала с 6,2 г фосфата кальция:
3P + 5HNO3 + 2H2O = 3H3PO4 + 5NO
93 г315 г
6,2гх г
х=m(HNO3)=21 г
5)вычисляем массу азотной кислоты, которая осталась в растворе после реакции:
m(HNO3)=126-21=105 г
6)Вычисляем количество щелочи, пошедшей на нейтрализацию азотной кислоты, оставшейся в растворе после реакции массой 105 г:
HNO3 + NaOH = NaNO3 + H2O
63 г1 моль
105 гх моль
х=ν(NaOH)=1.67 моль
m(NaNO₃)=68г.
m₁(HNO₃) =45.36г.
Найти долю выхода HNO₃- ?
1. Запишем уравнение реакции:
2NaNO₃ + H₂SO₄ = 2HNO₃ + Na₂SO₄
2.Определим молярную массу нитрата натрия и его количество вещества в 68г.:
M(NaNO₃)=23+14+16x3=85г./моль
n(NaNO₃)=m(NaNO₃)÷M(NaNO₃)=68г.÷85г./моль=0,8моль
3. Анализируем уравнение реакции: по уравнению реакции из 2моль нитрата натрия образуется 2моль азотной кислоты, значить если по условию задачи 0,8моль нитрата натрия то образуется тоже 0,8моль азотной кислоты. n(HNO₃)=0,8моль
4. Определим молярную массу азотной кислоты и ее массу количеством вещества 0,8моль:
M(HNO₃)=1+14+48=63г./моль
m(HNO₃)=n(HNO₃)хM(HNO₃)=0,8мольх63г./моль=50,4г.
5. Находим долю выхода азотной кислоты от теоретически возможного:
ω% вых. (HNO₃)= m₁(HNO₃)×100%÷m(HNO₃)=45,36гх100%÷50,4г.=90%
6.ответ: доля выхода азотной кислоты от теоретически возможного 90%.