В) молярную долю кислоты в растворе.

УРОВЕНЬ В

1. Определить количество моль воды в формуле кристаллогидрата Na₂CO₃·nH₂O, если в результате прокаливания его масса изменилась от 1,43 до 0,53 г. Определить объем выделившейся парообразной воды при 200^оС и давлении 98,2 кПа.

Дано:	РЕШЕНИЕ: При прокаливании кристаллогидрата протекает реакция: Na2CO3·nH2O Na2CO3 +nH2O↑(1.1) Находим массу воды (), выделившейся при разложении кристаллогидрата:

= 1,43 - 0,53 = 0,9 г

Расчет n ведем по уравнению реакции (1.1)

- 106 г/моль - n18 г/моль

- 0,53 г - 0,9 г

где

n = =

Формула кристаллогидрата Na₂CO₃·10H₂O

Рассчитываем объем выделившейся газообразной воды при

Т = 273 + 200 = 473 К и Р = 98,2 кПа по уравнению Менделеева-Клапейрона

где Р – Па, V – м³, m – кг, М – кг/моль, R – 8,314 Дж/моль·К,

Т – К.

Откуда

Ответ: формула кристаллогидрата: Na₂CO₃·10Н₂О;

2. Определить состав смеси (% масс.), содержащей карбонат магния (15 г) и оксид магния. Если после прокаливания смеси, полученный продукт вступил в реакцию с ортофосфорной кислотой и образовалось 80 г ортофосфата магния. Составить уравнения реакций.

Дано: MgO и MgCO3 m = 15 г m = 80 г	РЕШЕНИЕ: + мас. мас.
ω -? ω -?

При прокаливании смеси протекает реакция

MgCO₃ MgO + CO₂

Тогда по этому уравнению

М - 84,3 г/моль - 40,3 г /моль

m - (из MgCO₃) 15 г - (из MgCO₃)

где = 24,3 + 16 = 40,3 г/моль

М = 24,3 + 12 + 16·3 = 84,3 г/моль

(из MgCO₃) = = = 7,17 г

После прокаливания смесь состоит только из MgО

При взаимодействии продукта, полученного после прокаливания с ортофосфорной кислотой, протекает реакция

3MgO_(общ.) + 2H₃PO₄ = Mg₃(PO₄)₂ + 3H₂O

3М_MgО ________ М

m_MgO(общ) 80 г

тогда

3∙ 40,3г/моль 262,9 г/моль

m_MgO(общ) 80 г

где М = 40,3 г/моль, М = 262,9 г/моль

откуда m_MgO(общ) = г

тогда

m_MgO(исх) = m_MgO(общ) – m_{MgO (из MgCO )} = 36,79 г – 7,17 г = 29,62 г

Таким образом

m_смеси = m_MgO(исх) + = 29,62 г + 15 г = 44,62 г

Состав исходной смеси

ω = мас.

ω = 100 – 66,38 = 33,62% масс.

3. При взаимодействии 1,8 г технического карбоната кальция (мела) с HCl выделилось 400 см³ CO₂, собранного над водным раствором NaHCO₃ и измеренного при температуре 288 К и давлении 730 мм рт.ст. Давление паров воды при 288 К равно 12,79 мм рт.ст. Определить содержание СаСО₃ в техническом карбонате кальция в процентах.

Дано:

РЕШЕНИЕ: Так как, примеси, содержащиеся в техническом СаСО3 не взаимодействуют с HCl с образованием CO2, то массу чистого карбоната кальция () определяем по уравнению реакции (1.4):

СаСО₃ +2HCl=CaCl₂ + H₂O+CO₂↑ (1.4)

22400 cм³ (н.у.)

Находим

 

 

100 г/моль 22400 см³

где

откуда (1.5)

где - объем выделившегося СО₂, приведенный к нормальным условиям.

Для определения воспользуемся объединенным газовым законом:

где - парциальное давление СО₂, так как СО₂ собран над водным раствором NaHCO₃, то

= + , тогда

мм рт.ст.

Т_o = 273 К,

Р_o = 760 мм рт. ст.,

тогда =

Определяем массу чистого СаСО₃ по формуле (1.5):

= , тогда

Ответ: содержание СаСО₃ в меле 88,89%.

 

2. ЭКВИВАЛЕНТ. ЗАКОН ЭКВИВАЛЕНТОВ

 

УРОВЕНЬ В

1. При растворении 16,25 г двухвалентного металла в кислоте выделилось 6,52 л водорода, собранного над водой и измеренного при температуре 298К и давлении 730 мм рт. ст. Определить молярную массу эквивалента металла и назвать металл. Давление паров воды при температуре 298К равно 23,76 мм рт. ст.

Дано: =16,25 г В = 2 6,52 л Т = 298 К Робщ = 730 мм рт.ст = 23,76 мм рт.ст   Мэк(Ме) -? Ме -?

РЕШЕНИЕ: По закону эквивалентов = Мэк(Ме) = = = 11,2 л/моль

По объединенному уравнению газового состояния

где: Т_о = 273 К, Р_о = 760 мм рт.ст.

Р_общ = + ; = Р_общ -

определяем

= 5,55 л

М_эк(Ме) = =32,79 г/моль

М_эк(Ме) = , г/моль, где В – валентность металла

М_Ме = М_эк(Ме) ∙ В = 32,79 ∙ 2 = 65,58 г/моль, что соответствует молекулярной массе атома цинка.

Ответ: М_эк(Zn) = 32,79 г/моль, металл – Zn

 

2. При окислении металла израсходовано 3,79 л кислорода, измеренного при 293 К и давлении 740 мм рт.ст. Образовалось 39,43 г оксида. Определить молярные массы эквивалентов металла и оксида. Назвать металл.

 

Дано: mокс. = 39,43 г 3,79 л Т = 293 К = 740 мм рт.ст.   Мэк(Окс) -? Мэк(Ме) -? Ме -?

РЕШЕНИЕ: По закону эквивалентов nэк (окс) = nэк(О2) Мэк(Окс) = л/моль

 

По объединенному уравнению газового состояния

где: Т_О = 273 К, Р_О = 760 мм рт.ст.

определяем

= = 3,44 л.

М_эк(Окс) = 64,2 г/моль

М_эк(Окс) = М_эк(Ме) + М_эк(О)

М_эк(Ме) = М_эк(Окс) - М_эк(О)

М_эк(Ме) = 64,2 – 8 = 56,2 г/моль

М_Ме = М_эк(Ме) ∙ В. Если В = 1, то М_Э = 56,2 г/моль. Такого металла в таблице Д.И. Менделеева нет. Если В = 2, то М_Ме = 112,4 г/моль. Следовательно, металл - кадмий

Ответ: М_эк(Окс) = 64,2 г/моль

М_эк(Ме) = 56,2 г/моль

Ме – Cd

3. Написать уравнения реакций взаимодействия гидроксида железа (III) с хлороводородной кислотой с образованием:
а) хлорида дигидроксожелеза (III);
б) хлорида гидроксожелеза (III);
в) хлорида железа (III).

В каждой реакции вычислить молярную массу эквивалента гидроксида железа (III). В одной из реакций определить массу гидроксида железа (III), необходимую для взаимодействия с 3,65 г хлороводородной кислоты.

Дано: = 3,65 г Fe(OH)3     Mэк[Fe(OH)3] -?

РЕШЕНИЕ: Мэк (основ.) = , г/моль - число гидроксогрупп, замещенных в данной реакции на кислотный остаток. По реакциям а), б) и в): Определяем

а) HCl + Fe(OH)₃ = Fe(OH)₂Cl + H₂O

= = 106,8 г/моль

б) 2HCl + Fe(OH)₃ = FeOHCl₂ + 2H₂O

M_эк[Fe(OH)₃] = 53,4 г/моль

в) 3HCl + Fe(OH)₃ = FeCl₃ + 3H₂O

M_эк[Fe(OH)₃] = 35,6 г/моль.

По закону эквивалентов:

, т.е.

Откуда по реакции (в)

г,

где M_эк[Fe(OH)₃] = 35,6 г,моль

Ответ:а)M_эк[Fe(OH)₃] = 106,8 г/моль

б) M_эк[Fe(OH)₃] = 53,4 г/моль

в) M_эк[Fe(OH)₃] = 35,6 г/моль.

г.

 

3. СПОСОБЫ ВЫРАЖЕНИЯ СОСТАВА РАСТВОРА

УРОВЕНЬ B

1. Плотность 6% водного раствора ортофосфорной кислоты равна 1,031 г/см³. Рассчитать:

а) молярную концентрацию;

б) моляльность;

в) молярную долю кислоты в растворе.

Дано:	РЕШЕНИЕ: а) Молярную концентрацию кислоты определяем по формуле:

Согласно условию задачи в 100 г раствора содержится 6 г

Н₃РО₄. Тогда 6 г Н₃РО₄ содержится в объеме раствора

;

= 1·3 +31+16·4 =98 г/моль

Следовательно, ,

где 10^-3 - пересчет см³ в л.

б) моляльность кислоты в растворе определяем по формуле:

Тогда

где 1000 - коэффициент пересчета г в кг.

в) молярную долю кислоты определяют по формуле:

= = = 0,011

2. Определить объем 16%-ного раствора карбоната калия плотностью 1,149 г/см³, необходимого для приготовления 3 л 0,2 М водного раствора данного вещества. Пояснить процесс приготовления раствора.

Дано:	РЕШЕНИЕ: а) Молярную концентрацию карбоната калия определяем по формуле:

Следовательно:

= 2·39 + 12 +16·3 =138 г/моль

Рассчитываем массу 16%-ного раствора К₂СО₃, который содержит 82,8 г К₂СО₃.

Составляем пропорцию:

100 г р-ра - 16 г К₂СО₃

m_р-ра(16%) - 82,8 г К₂СО₃.

m_р-ра(16%) = 517,5 г,

Определим объём 16% - ного раствора:

450,4 см³

Ответ: для приготовления 3 л 0,2 М раствора К₂СО₃ нужно взять 450,4 мл 16%-ного раствора К₂СО₃ и разбавить его водой до 3 л.

 

3. Найти массы воды и кристаллогидрата CuSO₄·5H₂O, необходимые для приготовления 2 литра раствора, содержащего 8% мас. безводной соли. Плотность 8%-го раствора CuSO₄ равна 1,084 г/см³.

Дано: Vр-ра = 2 л ω = 8% ρр-ра= 1,084 г/см3	РЕШЕНИЕ Массу безводной соли (CuSO4), необходимую для приготовления заданного раствора определяем из формулы: ω = , %

откуда

Масса раствора равна

, где 10³ коэффициент перевода л в см³. Тогда масса CuSO₄ в растворе составляет:

,

Массу CuSO₄·5H₂O, содержащую 86,7 г CuSO₄, определяем из пропорции:

250 г/моль -160 г/моль - 173,4 г

где

= 64+32+16·4=160 г/моль

= 64+32+16·4 +5·(1·2+16)=250 г/моль

Тогда

Зная массу раствора и кристаллогидрата, определяем массу воды, необходимую для приготовления заданного раствора:

Ответ:

 

12345Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: