(н.у.). Определить массовые доли металлов в смеси

Химические реакции
и расчёты по ним
Весенняя сессия. Г. Нягань. 2013
год. Учитель Ким Н.В.
Решения с ответами
1) На столе стоит чашка с блюдцем. Все атомы,
составляющие чашку, тщательно нагрели до
температуры их испарения, перемешали, разделили на
лёгкие и тяжёлые и переместили в воздух. Что осталось
на столе?
Ответ: блюдце.
2) Газовая смесь состоит из 75 л кислорода и 25 л
углекислого газа. Сколько атомов кислорода
приходится на один атом углерода?
Расчёт:n(О)=2n(О2)=2*75/22,4=6,7 моль;
n(О)=2n(СО2)=25*2/22,4=2,24 моль. ∑n(О)=6,7+2,24=8,94
моль.
n(С)=n(СО2)=25/22,4=1,12 моль.
n(О)/n(С)= 8,94/1,12=8/1
3) Иногда в прессе
появляются3 сообщения о том, что
3
mнорм=V·ρ=1
см ·0,00009объекты
г/ см =0,00009
г
астрономы
наблюдали
с
чудовищно
большой
3
15
3
15
12
mяд=V·ρ=1 смгипотетически
·10 г/см =10состоящие
г = 10 кг.из сверхплотного
плотностью,
ядерного вещества (вещества, состоящего только из ядер,
Атомы обычного водорода
состоят
большей части
соприкасающихся
между собой).
Этипо
сообщения
пока
из пустого
пространства
оболочек, факты.
массы
нельзя
рассматривать
какэлектронных
твердо установленные
которых пренебрежимо
ядрасуществует
занимают и
очень
Предположим,
что такое малы,
вещество
состоит
маленькую
часть размеров
атома.
В ядерном
веществе
из
ядер водорода.
Определите
массу
1 см3 нормального
все пространство
ядрами
атомов,
водорода
и массу заполнено
1 см3 ядерного
вещества
водорода (при
состоящими условиях
из тяжелых
протонов
и нейтронов,
нормальных
плотность
обычного
водорода
поэтому плотность
вещества
так
велика
3, ядерного
18 кг/м3).
составляет
0,09 кг/мядерного
вещества
– 10
Объясните с точки зрения строения атома, почему два
вещества имеют такое различие по массе?
4) При больших потерях крови в кровеносные сосуды
человека вливают не воду, а физиологический раствор –
водный раствор хлорида натрия (поваренной соли), в
котором содержание хлорида натрия составляет 0,85%.
Сколько литров физиологического раствора можно
приготовить из одной столовой ложки соли массой 25 г
(плотность раствора равна 1,01 г/см3)?
Решение: mр =mв/ɷ, Vр= mр/ρ
25 / 0,0085 / 1,01 / 1000 = 2,912 л
5) В ювелирном деле традиционно используют
драгоценные камни, например, рубин, сапфир, аметист.
Эти камни отличаются большой прочностью,
прозрачностью и яркостью окраски. Рубин –
драгоценный камень красного, аметист – фиолетового,
сапфир – синего цвета. Однако не все знают, что цвет
этих камней зависит только от примесей, а основной
химический состав у них одинаков. Определите основное
вещество этих драгоценных камней, если оно содержит
52,94% алюминия и 47,06% кислорода, а относительная
молекулярная масса вещества больше относительной
молекулярной массы водорода в 51 раз.
Решение: n(Э)=Мв-ва*D*ɷ(Э)/М(Э)
n(Al)=51*2*0,5294/27=2 моль; n(О)=51*2*0,4706/16=3
моль. Ответ: Al2O3
6) Масса остатка после прокаливания смеси гидроксида
кальция и карбоната кальция составила 60% от первоначальной массы смеси. Определите массовые доли
соединений в исходной смеси.
Решение: . Пусть n(CaO) после прокаливания гидроксида
=а моль, а после прокаливания карбоната = b моль, тогда
масса оксида(m2)=0, 6 m1 (масса исходной смеси солей).
Т.Е.
56а+56b=0,6 (74а+100b),
2,9а=b, или 74а и 290а (исходная смесь),
ɷ (гидроксида) =74/290=0,255 или 25,5%.
7) Осуществите превращения, назовите вещества А – Д
(все содержат медь):
СuSO4 
NaOH
Решение:
HCl
t
3









A
Б
В
Г
AgNO
0
,t
NH
3

o
Д
А – Сu(OH)2; Б – CuCl2; В – Cu(NO3)2; Г – CuO; Д – Cu.
8) При взаимодействии 19,2 г неизвестного металла с
разбавленным раствором кислоты образуется соль
металла (II) и выделяется 4,48 л газа, содержащего 46,67%
азота и 53,33% кислорода. Плотность газа по водороду
равна 15. Какой металл был взят?
Решение:
Выделившийся газ – NO, следовательно, была взята
азотная кислота.
3Me + 8HNO3 → 3Me(NO3)2 + 2NO + 4H2O
n(Me) = 1,5n(NO) = 1,5(4,48/22,4) = 0,3 моль; M(Me) =
19,2/0,3 = 64 (г/моль)  это медь.
9) Навеску соединения, не содержащего хлора, сожгли в
хлоре. В качестве продукта реакции получили 21,9 г НСl,
30, 8г CCl4 и 10, 3 г SCl2.. Какова простейшая формула
этого соединения с неприятным запахом, из-за которого
его добавляют в природный газ, поступающий в сеть
потребителей. (Запах – сигнализатор, который позволяет
обнаружить даже слабую утечку газа).
Решение:
n(HCL)= 21,9/36,5=0,6 моль→ n(H) = n (CL)= 0,6 моль
n(СCL4)= 30,8/154=0,2 моль→ n(С) =0,2 моль, n (CL)= 0,8
моль
n(SCL2)= 10,3/103=0,1 моль→ n(S) =0,1 моль, n (CL)= 0,2
моль
Отношение составляет n(H): n(С) : n(S)= 0,6 : 0,2 : 0,1 = 6:2:1
→ C2H6S (С2Н5SH)
10) Газ, полученный разложением 425 г нитрата натрия,
смешали в замкнутом сосуде с другим газом,
образовавшимся при действии избытка гидроксида
калия на 45 г алюминия. Смесь газов взорвали.
Определите массу полученного продукта.
Решение:
2 NaNO3 = 2 NaNO2 +O2
3KOH +Al = K3AlO3 +1,5 H2
n(H2) =1,5 n (AL)= 1,5*45/27=2,5 моль
n(O2) =1/2 n (NaNO3)= 0,5*425/85=2,5 моль
O2 + 2 H2 = 2H2O, сл-но, кислород в избытке, массу воды
считаем по водороду, m(H2O)=2,5*18= 45 г.
11) Даны четыре вещества в пробирках без надписей:
ацетальдегид, гексан, водные растворы глюкозы и сорбита.
Как с помощью одного реагента распознать эти вещества?
Напишите соответствующие уравнения.
№ Этапы
ацетальдегид сорбит
глюкоза
гексан
определения
1
2
Реакция
Ярко-
Ярко-синий -
Cu(OH)2
синий
раствор
без нагревания
раствор
Нагревание
с-
Красно-
Ярко-
Красно-
коричневый
синий
коричневый
осадок
раствор
осадок
-
Типы реакций
1. Р. соединения А+В=АВ;
2. Р. замещения А+ВС=АС+В
3. Р. разложения ВС=В+С
4. Р. обмена
1. Определить степень окисления серы в
следующих соединениях:
SO2, H2S, Na2SO3, CS2, H2SO4, As2S3, H2S2 ,
Na2S2O3
2. Определить степень окисления хрома в
следующих соединениях:
K2CrO4, Cr2(SO4)3, Cr2O3, Fe(CrO2)2,
K2Cr2O7, Na3[Cr(OH)6],
Na[Cr(OH)4(NH3)2]
1.
2.
3. CH3OH, 4. в ионе: (AsO4)3-,
5. (NH4)2SO4.
Реакции диспропорционирования
межмолекулярного окисления-восстановления
протекают с
( наиболее многочисленные
одновременным
повышением
) протекают
и понижением
с изменением
степени
степени окисления
окисления
атомов одного
атомовиэлементов
того же элемента.
в молекулах
разных веществ.
Окислителем
и восстановителем
Окислитель и восстановитель
является один- и тот же
разные молекулы,
элемент
в промежуточной
например
степени
:
окисления,
например :
С12 +2KI
2КОН
+ =С1
КСlO
+ КС1++I2H
. 2O.
2 = 2КС1
ОВР и их типология
Реакции внутримолекулярного окислениявосстановления протекают с изменением степени
окисления атомов разных элементов в одной молекуле.
Окислитель и восстановитель в виде атомов разных
элементов входят в состав одной молекулы, например :
2КСlO3 = 2КС1 + 3O2.
1) К2Сг2 O 7 + HI + H 2SO4 = I2 + Cr2(SO4 )
3 + K 2 S O 4 + Н2O.
2) PH3 + KMnO4 + H2SO4 → H3PO4 +
MnSO4 + K2SO4 + H2O
3) SnCl2 + K2Cr2O7 + H2SO4 = Sn(SO4)2 +
CrCl3 + K2SO4 + H2O
4) HNO3 + Ca → NH4NO3 + Ca(NO3)2 +
H2 O
Метод полуреакций
Mn(NO3 )2 + Р ЬO2 + HNO3 -> НМnО4 +
Pb(NO3 )2 + Н2O
Примеры задач на смеси
Пример 1. При действии на смесь меди и
железа массой 20 г избытком соляной
кислоты выделилось 5,6 л газа (н.у.).
Определить массовые доли металлов в смеси.
.
Ответ: 70% железа, 30% меди
Пример 2. При действии на смесь алюминия
и железа массой 11 г избытком соляной
кислоты выделилось 8,96 л газа (н.у.).
Определить массовые доли металлов в смеси.
Ответ: 50,91% железа,
49,09% алюминия.
Пример 3. 16 г смеси цинка, алюминия и
меди обработали избытком раствора
соляной кислоты. При этом выделилось 5,6 л
газа (н.у.) и не растворилось 5 г вещества.
Определить массовые доли металлов в смеси.
Пример 4. На смесь железа, алюминия и меди
подействовали избытком холодной
концентрированной серной кислоты. При
этом часть смеси растворилась, и выделилось
5,6 л газа (н.у.). Оставшуюся смесь
обработали избытком раствора едкого натра.
Выделилось 3,36 л газа и осталось 3 г не
растворившегося остатка. Определить массу
и состав исходной смеси металлов.
Пример 4. На смесь железа, алюминия и меди
подействовали избытком холодной
концентрированной серной кислоты. При
этом часть смеси растворилась, и
выделилось 5,6 л газа (н.у.). Оставшуюся
смесь обработали избытком раствора едкого
натра. Выделилось 3,36 л газа и осталось 3 г
не растворившегося остатка. Определить
массу и состав исходной смеси металлов.
Пример 6. При обработке 17,4 г смеси меди,
железа и алюминия избытком
концентрированной азотной кислоты
выделилось 4,48 л газа (н.у.), а при действии
на эту смесь такой же массы избытка
хлороводородной кислоты — 8,96 л газа (н.у.).
Определите состав исходной смеси. (РХТУ)