Решение задач по химии. 9 класс

Подборка материала решения задач по химии

Задача 1. Определить массу железа, необходимую для получения сульфида железа массой 17,6 г.

Задачу можно решить двумя способами: либо с использованием значения массы продукта реакции, либо с использованием значения количества вещества, которое легко рассчитать, исходя из массы этого вещества.

I способ. Запишем уравнение химической реакции:

Уравнение реакции показывает, что при взаимодействии 1 моль железа, масса которого 56 г и 1 моль серы, масса которой 32 г, получается 1 моль сульфида железа, масса которого 88 г. То есть для получения сульфида железа массой 88 г требуется железо массой 56 г. Отсюда легко определить массу железа, необходимую для получения 17,6 г сульфида железа, составив пропорцию:

Ответ: для получения 17,6 г сульфида железа необходимо 11,2 г железа.

II способ. Определим, какое количество вещества составляет 17,6 г FeS:

V(FeS) = m(FeS) / M(FeS) = 17,6 г / 88 г/моль = 0,2 моль

Из уравнения химической реакции видно, что для получения 1 моль сульфида железа FeS необходимо 1 моль железа Fe.
Следовательно, для получения 0,2 моль FeS потребуется 0,2 моль Fe.
То есть, V(Fe) = 0,2 моль.
Зная количество железа, легко определить его массу: V(Fe) = m(Fe) / M(Fe), отсюда

m(Fe) = V(Fe) * M(Fe) = 0,2 моль * 56 г/моль = 11,2 г; m(Fe) = 11,2 г

Ответ: для получения 17,6 г сульфида железа необходимо 11,2 г железа.

Задача 2. Вычислить массу цинка, необходимую для получения хлорида цинка количеством 0,5 моль при взаимодействии его с избытком соляной кислоты.

Рассмотрим два способа решения этой задачи.

I способ. Запишем уравнение химической реакции:

Из уравнения химической реакции видно, что для получения хлорида цинка количеством 1 моль требуется цинк количеством 1 моль. Следовательно, для того чтобы получить 0,5 моль ZnCl₂ необходимо столько же и цинка, то есть 0,5 моль.
Зная количество цинка, рассчитываем его массу: V(Zn) = m(Zn) / M(Zn), отсюда

m(Zn) = V(Zn) * M(Zn) = 0,5 моль * 65 г/моль = 32,5 г; m(Zn) = 32,5 г

Ответ: для получения 0,5 моль ZnCl₂ необходимо 32,5 г цинка.

II способ. Запишем уравнение химической реакции:

Определим вначале, какую массу составляет ZnCl₂ количеством 0,5 моль.
V(ZnCl₂) = m(ZnCl₂) / M(ZnCl₂), отсюда

m(ZnCl₂) = V(ZnCl₂) * M(ZnCl₂) = 0,5 моль * 136 г/моль = 68 г;
m(ZnCl₂) = 68 г

Из уравнения химической реакции следует, что для получения 136 г ZnCl₂ надо взять 65 г Zn. Из пропорции рассчитаем массу цинка, необходимую для получения 68 г ZnCl₂:

Ответ: для получения 0,5 моль ZnCl₂ необходимо 32,5 г цинка

Задача 3. Вычислить массу раствора серной кислоты с массовой долей вещества 20%, необходимую для получения сульфата бария количеством 0,2 моля при взаимодействии её с избытком раствора хлорида бария.

Решение задачи основано на использовании уравнения реакции. Рассмотрим два способа решения задачи.

I способ. Используем при решении задачи величину v - количество вещества и уравнение химической реакции:

Из уравнения химической реакции вначале определим количество серной кислоты, необходимое для получения сульфата бария количеством 0,2 моль.

Из этой пропорции находим неизвестную величину:
x = 0,2 моль * 1 моль / 1 моль = 0,2 моль
То есть v(H₂SO₄) = 0,2 моль
Рассчитаем теперь массу серной кислоты количеством 0,2 моль.
m(H₂SO₄) = v(H₂SO₄) * M(H₂SO₄) = 0,2 моль * 98 г/моль = 19,6 г
m(H₂SO₄) = 19,6 г
Найденная величина представляет собой массу чистой серной кислоты. По условию задачи необходимо вычислить массу её раствора.

Используя выражение массовой доли w = m_в-ва / m_р-ра * 100%, определим массу раствора серной кислоты:
m_р-ра(H₂SO₄) = m(H₂SO₄) * 100% / w(H₂SO₄) = 19,6 г * 100%/ 20% = 98 г

Ответ: m_р-ра(H₂SO₄) = 98 г .

II способ.

Cделаем расчеты по массе продукта реакции. Поэтому вначале определим массу сульфата бария количеством 0,2 моль.
m(BaSO₄) = v(BaSO₄)* M(BaSO₄) = 0,2 моль * 233 г/моль = 46,6 г
Итак, M(BaSO₄) = 46,6 г
Используем уравнение химической реакции:

Из уравнения химической реакции найдем массу серной кислоты, необходимую для получения 46,6 г сульфата бария, составив пропорцию.

Отсюда:
x = 46,6 г * 98 г / 233 г = 19,6 г
Далее, как описано в решении I способом, определим массу раствора серной кислоты.

Используя выражение массовой доли w = m_в-ва / m_р-ра * 100%, определим массу раствора серной кислоты:
m_р-ра(H₂SO₄) = m(H₂SO₄) * 100% / w(H₂SO₄) = 19,6 г * 100%/ 20% = 98 г

Ответ: Для получения 0,2 молей BaSO₄необходимо 98 г раствора H₂SO₄ с массовой долей 20%.

Задача4. Определить объём кислорода, необходимый для сжигания газа, полученного при растворении цинка количеством 1 моль в избытке раствора соляной кислоты.

Из уравнения реакции ясно, что с кислородом реагирует водород H₂.

Определим объём водорода. Поскольку с соляной кислотой реагирует 1 моль цинка (по условию задачи), то в результате реакции образуется 1 моль водорода (из уравнения реакции), что будет составлять 22,4 л. То есть V(H₂) = 22,4 л.

Теперь, зная объём водорода, вычислим объём кислорода, необходимый для его сжигания. Для этого запишем уравнение реакции взаимодействия водорода с кислородом:

Из уравнения реакции видно, что на 2 моль водорода расходуется 1 моль кислорода (то есть в 2 раза меньше, чем водорода). Следовательно, для сжигания 22,4 л водорода требуется в 2 раза меньший объем кислорода - 11,2 л. Итак, V(O₂) = 11,2 л.

Ответ: для сжигания газа потребуется 11,2 л кислорода.

Задача5. Определить объём воздуха, необходимый для полного окисления сероводорода объёмом 448 л.

Дано:

Решение

V(H₂S) = 448 л

V_возд.) - ?
V_M = 22,4 л/моль

Окислительная способность воздуха связана с наличием в нём кислорода. На долю кислорода в воздухе приходится около 21% или 1/5 часть по объёму. Это и следует иметь в виду при решении задач такого типа.

Сероводород реагирует с кислородом неоднозначно. При неполном сгорании сероводород окисляется до серы:

При полном окислении сероводорода образуется диоксид серы:

Поскольку в условии задачи речь идет о полном окислении сероводорода, то при вычислениях будем пользоваться уравнением реакции (2):

V_M = 22,4 л/моль; V = 44,8 л; V = 67,2 л

Далее задачу можно решить двумя способами.

I способ. Рассчитываем объём кислорода, необходимый для полного окисления 448 л сероводорода.

Отсюда Х = 672 л. То есть, V(O₂) = 672 л.

Учитывая, что на долю кислорода в воздухе приходится 1/5 часть по объёму, получим, что воздуха потребуется в 5 раз больше, чем кислорода:

V_возд. = V(O₂) * 5 = 3360 л

Ответ: для полного окисления 448 л сероводорода (H₂S) необходимо 3360 л воздуха

II способ. Определим объём кислорода, используя величину количества вещества.

Рассчитаем сначала количество сероводорода, v(H₂S), объём которого 448 л (по условию задачи).

V(H₂S) = V(H₂S): V_M = 448 л: 22,4 л/моль = 20 моль; v(H₂S) = 20 моль

Из уравнения реакции полного окисления сероводорода следует, что для сжигания 2 моль H₂S требуется 3 моль О₂, то есть в 1,5 раза больше, чем v(H₂S).

Следовательно, для окисления 20 моль H₂S будет затрачено в 1,5 раза больше О₂, что составляет 30 моль: v(О₂) = 30 моль. Зная количество вещества, легко найти его объём:

V(O₂) = v(O₂) = V_M = 30 моль * 22,4 л/моль = 672 л; V(O₂) = 672 л

Учитывая, что на долю кислорода в воздухе приходится 1/5 часть по объёму, получим, что воздуха потребуется в 5 раз больше, чем кислорода:

V_возд. = V(O₂) * 5 = 3360 л

Ответ: для полного окисления 448 л сероводорода (H₂S) необходимо 3360 л воздуха.

Задача6. Газ, полученный при разложении карбоната аммония массой 480 г окислили кислородом воздуха в присутствии катализатора. Какой объём воздуха при этом был затрачен?

Как видно из уравнения реакции, при разложении карбоната аммония образуется два газообразных вещества (н.у.) - аммиак NH₃ и диоксид углерода CO₂. Из этих газов окисляться кислородом может только аммиак.

Следовательно, из уравнения реакции определим объём образующегося аммиака, и эту величину будем использовать в дальнейших расчетах.

Из данной пропорции находим неизвестную величину:

X = 480 г * 44,8 л : 96 г = 224 л; V(NH₃) = 224 л

Полученный аммиак окисляют кислородом воздуха. Аммиак окисляется с образованием различных продуктов. При окислении без катализатора аммиак превращается в азот и воду:

В присутствии катализатора аммиак окисляется до монооксида азота:

Поскольку в условии задачи говорится о каталитическом окислении аммиака, то расчёты необходимо вести по уравнению реакции (2):

Для окисления 89,6 л NH₃ требуется 112 л О₂ (из уравнения реакции)

Для окисления 224 л NH₃ требуется Х л О₂ (из расчётов)

Из этой пропорции находим неизвестную величину:

X = 224 л * 112 л : 89,6 л = 280 л;

Итак, V(O₂) = 280 л.

Это означает, что для окисления аммиака, полученного при разложении 480 г карбоната аммония, надо затратить 280 л кислорода.

Зная объём кислорода и учитывая, что его в составе воздуха 1/5 часть по объёму, рассчитаем объём воздуха:

V_возд. = V(O₂) * 5 = 1400 л; V_возд. = 1400 л

Таким образом, для каталитического окисления аммиака, полученного при разложении 480 г карбоната аммония, требуется 1400 л воздуха.

Ответ: затрачено 1400 л воздуха.

Задача 7. При взаимодействии магния массой 36 г с избытком хлора получено 128,25 г хлорида магния. Определить выход продукта реакции в процентах от теоретически возможного.

Рассмотрим два способа решения этой задачи: с использованием величины количества вещества и массы вещества.

I способ.

Из данных по условию задачи значений масс магния и хлорида магния рассчитаем значения количества этих веществ:
v(Mg) = m(Mg) / M(Mg) = 36 г / 24 г/моль = 1,5 моль; v(Mg) = 1,5 моль
v(MgCl₂) = m(MgCl₂)/ M(MgCl₂) = 128,25 г / 95 г/моль = 1,35 моль;
v(MgCl₂) = 1,35 моль

Составим уравнение химической реакции:

Воспользуемся уравнением химической реакции. Из этого уравнения следует, что из 1 моль магния можно получить 1 моль хлорида магния, а, значит, из данных 1,5 моль магния можно теоретически получить столько же, то есть 1,5 моль хлорида магния. А практически получено лишь 1,35 моль. Поэтому выход хлорида магния (в %) от теоретически возможного составит:

х = 1,35 моль * 100% / 1,5 моль = 90%, т.е. w_вых.(MgCl₂) = 90%

Ответ: выход хлорида магния составляет 90% от теоретически возможного.

II способ.

Рассмотрим уравнение химической реакции:

В первую очередь по уравнению химической реакции определим, сколько граммов хлорида магния можно получить из данных по условию задачи 36 г магния.

Отсюда х = 36 г * 95 г / 24 г = 142,5 г; m(MgCl₂) = 142,5 г

Это означает, что из данного количества магния можно было бы получить 142,5 г хлорида магния (теоретический выход, составляющий 100%). А получено всего 128,25 г хлорида магния (практический выход).
Рассмотрим теперь, сколько процентов составляет практический выход от теоретически возможного:

х = 128,25 г * 100 % / 142,5 г = 90 %, то естьw_вых.(MgCl₂) = 90%

Ответ: выход хлорида магния составляет 90% от теоретически возможного

Задача 8. Через известковую воду, содержащую 3,7 г гидроксида кальция, пропустили углекислый газ. Выпавший осадок отфильтровали, высушили, взвесили. Его масса оказалась равной 4,75 г. Вычислить выход продукта реакции (в процентах) от теоретически возможного.

I способ.

Определим количества приведенных в условии задачи веществ:

v[Ca(OH)₂] = m[Ca(OH)₂] / M[Ca(OH)₂] = 3,7 г / 74 г/моль = 0,05 моль;
v[Ca(OH)₂] = 0,05 моль
v(CaCO₃) = m(CaCO₃) / M(CaCO₃) = 4,75 г / 100 г/моль = 0,0475 моль;
v(CaCO₃) = 0,0475 моль

Запишем уравнение химической реакции:

Из уравнения химической реакции следует, что из 1 моль Ca(OH)₂ образуется 1 моль CaCO₃, а значит, из 0,05 моль Ca(OH)₂ теоретически должно получиться столько же, то есть 0,05 моль CaCO₃. Практически же получено 0,0475 моль CaCO₃, что составит:
w_вых. (CaCO₃) = 0,0475 моль * 100 % / 0,05 моль = 95 %
w_вых. (CaCO₃) = 95 %

Ответ: выход карбоната кальция составляет 95 % от теоретически возможного.

II способ.

Принимаем во внимание массу исходного вещества (гидроксида кальция) и уравнение химической реакции:

Рассчитаем по уравнению реакции, сколько теоретически образуется карбоната кальция.

Отсюда х = 3,7 г * 100 г / 74 г = 5 г, m(CaCO₃) = 5 г

Это означает, что из данных по условию задачи 3,7 г гидроксида кальция теоретически (из расчётов) можно было бы получить 5 г карбоната кальция, а практически получено лишь 4,75 г продукта реакции. Из этих данных определим выход карбоната кальция (в %) от теоретически возможного:

5 г CaCO₃ составляют 100% - ный выход
4,75 г CaCO₃ составляют х %

x = 4,75 моль * 100 % / 5 г = 95 % ;
w_вых. (CaCO₃) = 95 %

Ответ: выход карбоната кальция составляет 95 % от теоретически

Задача 9. Металлический калий массой 3,9 г поместили в дистиллированную воду объемом 50 мл. В результате реакции получили 53,8 г раствора едкого кали с массовой долей вещества равной 10%. Вычислить выход едкого кали (в процентах) от теоретически возможного.

Уравнение реакции имеет следующий вид:

На основе этого уравнения химической реакции сделаем расчёты.
Вначале определим массу едкого кали, которую теоретически можно было бы получить из данной по условию задачи массы калия.

Отсюда: x = 3,9 г * 112 г / 78 г = 5,6 г
m(KOH) = 5,6 г

Далее рассчитаем практически полученную массу едкого кали. Для этого воспользуемся выражением массовой доли растворённого вещества: w_в-ва = m_в-ва/ m_р-ра* 100%

Из этой формулы выражаем m_в-ва :
m_в-ва = m_р-ра* w_в-ва/100%

Определим массу едкого кали, находящегося в 53,8 г 10% -ного его раствора:
m(KOH) = m_р-ра* w(KOH) / 100% = 53,8 г * 10% /100% = 5,38 г
m(KOH) = 5,38 г

Наконец, рассчитываем выход едкого кали в процентах от теоретически возможного:
w_вых.(КОН) = 5,38 г / 5,6 г * 100% = 96%
w_вых.(КОН) = 96%

Ответ: Выход едкого кали составляет 96% от теоретически возможного

Задача 10. при восстановлении оксида меди ( II ) водородом было получено 12 г меди, что составляет 93,75% от теоретически возможного. Определить массу исходного оксила меди.

Зная массовую долю входа меди и практически полученную её массу, рассчитаем теоретически возможную массу меди:

W_вых(Сu) = m_практ.: m_твор. * 100%

m_твор. = m_практ. * 100% : w_вых(Cu) = 12г * 100% : 93,75

m_твор. = 12,8 г

Это значит, что теоретически можно было бы получить 12,8 г меди из её оксида. По этой величине найдём массу оксида меди ( II ), взятую для реакции.

Из 80 г CuO образуется 64г. Cu (из уравнения реакции)
Из X г CuO образуется 12,8 г Cu (из расчётов)

Oтсюда: X = 80 г * 12,8 г : 64 г = 16 г, то есть m(CuO) = 16 г

Ответ: масса исходного оксида меди равна 16 грамм.

Задача 11. При взаимодействии йода с водородом получено 38,4 г йодоводорода, что составляет 60% от теоретически возможного выхода. Вычислить массу йода, взятую для реакции.

Как и в случае решения предыдущей задачи, вначале по уравнению реакции определим, какую массу йодоводорода можно было бы получить, то есть теоретически возможную массу HI при 100% выходе:

38,4 г HI составляют 60%(из условия задачи)

X г I составляют 100% выход

отсюда : X=38,4 г * 100% : 60% = 64 г ; m(HI) = 64 г.

Зная теоретически возможную массу йодоводорода, рассчитаем массу йода, взятую для реакции:

256 г HI образуется из 254 г I₂(из уравнения реакции)

64 г HI образуется из Y г I₂ (из расчётов)

Отсюда: Y = 64 г * 254 г : 256 г = 63,5г.
Итак m( I₂) = 63,5 г

Ответ: для реакции взято 63,5 граммов йода.

Задача 12. Алюмотермическими методами из оксида хрома (III) получили хром массой 221 г, что составило 85% от теоретически возможного выхода. Сколько граммов оксида хрома (III) было взято для реакции?

Решение задачи аналогично вышеописанным.

Сначала, используя значение w_вых(Cr), рассчитаем массу хрома, соответствующую уровнению реакции.

m_твор. = m_практ. : w_вых * 100% = 221 г : 85% * 100% = 260 г

Затем по уравнению реакции вычислим массу оксида хрома, взятую для реакции.

104г. Cr образуется из 152 г Cr₂O₃ (из уравнения реакции)

260 г Cr образуется из Х г Cr₂O₃(из расчётов)

отсюда: Х = 260 г * 152 г : 104 г = 380 г

Итак масса оксида хрома (III) равна 380 г

Ответ: для реакции было взято 380г оксида хрома (III)

Задача 13. При пропускании углекислого газа через раствор едкого натра получили кислую соль массой 18,9 г, что составляет 75% от теоретически возможного выхода. Определить массу едкого натра в растворе.

Определим массу кислой соли, соответствующую 100%-ному её выходу; при этом используем значение w_вых(NaHCO₃):

m(NaHCO₃) = 18.9 г * 100% : 75% = 25,5 г

Теперь по значению этой массы рассчитаем массу щёлочи в растворе.

84 г/ моль NaHCO₃ образуется из 40 г NaOH (из уравнения реакции)

25.5 г NaHCO₃образуется из X г NaOH (из расчётов)

отсюда: Х = 25.5 г * 40 г : 84 г/ моль = 12 г

Следовательно, в растворе находилось 12 г едкого натра.

Ответ: масса едкого натра равна 12 г

Задача 14. какую массу негашёной извести можно получить из известняка массой 500 г, содержащую 20% примесей?

В уравнении реакции каждая химическая формула обозначает индивидуальное (чистое) вещество.

По условию задачи дан известняк массой 500 г, который кроме карбоната кальция содержит ещё и примеси: их массовая доля составляет 20%. Поэтому на долю карбоната кальция в известняке приходятся не все 500 г, а лишь 80% (100% - 20% = 80%) от этой массы. Отсюда масса карбоната кальция в известняке будет равна:

m(CaCO₃) = m_изв. * w(CaCO₃) = 500 г * 0,8 = 400 г

Итак, масса карбоната кальция в указанном известняке составляет 400 г. Эту величину и следует использовать в вычислениях массы негашёной извести по уравнению химической реакции.

Рассмотрим два способа решения этой задачи

I способ. Определим количество вещества, соответствующее массе карбоната кальция:

v(CaCO₃) = m(CaCO₃): M(CaCO₃) = 400 г : 100 г/моль = 4 моль

v(CaCO₃) = 4 моль

Из уравнения реакции разложения карбоната кальция видно, что из 1 моль CaCO₃ образуется 1 моль СaO. Следовательно, из 4 моль CaCO₃ получится столько же, а, именно, 4 моль СaO. Теперь остается рассчитать массу 4 моль оксида кальция:

m(CaCO) = v(CaCO) * M(CaCO) = 4 моль * 56 г/моль = 224 г

Таким образом, m(CaCO) = 224 г

Ответ: можно получить 224 г негашёной извести.

II способ. По уравнению реакции можно легко вычислить массу оксида кальция из пропорции (не рассчитывая количество вещества по массе карбоната кальция):

Из 100 г CaCO₃ образуется 56 г СaO (из уравнения реакции)
Из 400 г CaCO₃ образуется X г СaO (из расчётных данных)

Отсюда Х = 400 г * 56 г : 100 г = 224 г, то есть m(CaCO) = 224 г

Ответ: можно получить 224 г негашёной извести.

Задача 15. Вычислить массу сернистого газа, полученного обжигом пирита массой 600 г, содержащего 10% примесей.

Cогласно условию задачи пирит содержит 10% примесей, то есть на долю дисульфида железа в нем приходится 100% - 10% = 90% или w(FeS₂) = 90%. Таким образом, из 600 г пирита масса дисульфида железа будет составлять:

m(FeS₂) = m_пирита * w(FeS₂) = 600 * 0,9 = 540 (г); m(FeS₂) = 540 г.

Это значение и используем при нахождении требуемой по условию задачи величины.

Массу диоксида серы можно рассчитать двумя способами: либо по количеству вещества, либо по массе FeS₂

. I способ. Рассчитаем количество вещества FeS₂ массой 540 г:

v(FeS₂) = m(FeS₂): M(FeS₂) = 540 г : 120 г/моль = 4,5 моль;

v(FeS₂) = 4,5 моль

Из уравнения реакции следует, что из 4 моль FeS₂ образуется 8 моль (то есть в 2 раза больше!) SO₂. Значит, из 4,5 моль FeS₂ получится 9 моль SO₂, то есть v(SO₂) = 9 моль.

Зная количество сернистого газа, вычислим его массу:

m(SO₂) = v(SO₂) * M(SO₂) = 9 моль * 64 г/моль = 576 г

Следовательно, искомая величина m(SO₂) = 576 г

Ответ: Масса сернистого газа равна 576 г.

II способ. По найденному значению массы FeS₂, используя уравнение реакции, определим массу SО₂:

Из 480 г FeS₂ образуется 512 г SO₂ (из уравнения реакции)
Из 540 г FeS₂ образуется Х г SO₂

Отсюда Х = 540 г * 512 г : 480 г = 576 г

Итак, m(SO₂) = 576 г

Ответ: Масса сернистого газа равна 576 г.

Задача 16. При рентгеноскопическом исследовании организма человека применяют так называемые рентгеноконтрастные вещества. Так, перед просвечиванием желудка пациенту дают выпить суспензию труднорастворимого сульфата бария, не пропускающего рентгеновское излучение. Какие количества оксида бария и серной кислоты потребуются для получения 100 сульфата бария?

Решение. Запишем уравнение реакции и условие задачи в формульном виде:

BaO + H2SO4 = BaSO4 + H2O

m(BaSO4) = 100 г; M(BaSO4) = 233 г/моль

n(BaO) = ?

n(H2SO4) = ?

В соответствии с коэффициентами уравнения реакции, которые в нашем случае все равны 1, для получения заданного количества BaSO4 требуются:

n(BaO) = n(BaSO4) = m(BaSO4) / M(BaSO4) = 100 : 233

[г : (г/моль)] = 0,43 моль

n(H2SO4) = n(BaSO4) = m(BaSO4) / M(BaSO4) = 100 : 233

[г : (г/моль)] = 0,43 моль

Ответ. Для получения 100 г сульфата бария требуются 0,43 моль оксида бария и 0,43 моль серной кислоты.

Задача 17. Прежде чем вылить в канализацию жидкие отходы лабораторных работ, содержащие соляную кислоту, полагается их нейтрализовать щелочью (например, гидроксидом натрия) или содой (карбонатом натрия). Определите массы NaOH и Na2CO3, необходимые для нейтрализации отходов, содержащих 0,45 моль HCl. Какой объем газа (при н.у.) выделится при нейтрализации указанного количества отходов содой?

Решение. Запишем уравнения реакций и условия задачи в формульном виде:

(1) HCl + NaOH = NaCl + H2O

(2) 2HCl + Na2CO3 = 2NaCl + H2O + CO2 

n(HCl) = 0,45 моль; M(NaOH) = 40 г/моль;

M(Na2CO3) = 106 г/моль; VM = 22,4 л/моль (н.у.)

n(NaOH) = ? m(NaOH) = ?

n(Na2CO3) = ? m(Na2CO3) = ?

V(CO2) = ? (н.у.)

Для нейтрализации заданного количества HCl в соответствии с уравнениями реакций (1) и (2) требуется:

n(NaOH) = n(HCl) = 0,45 моль;

m(NaOH) = n(NaOH) .M(NaOH) = 0,45 .40

[моль . г/моль] = 18 г

n(Na2CO3) = n(HCl) / 2 = 0,45 : 2 [моль] = 0,225 моль;

m(Na2CO3) = n(Na2CO3) / M(Na2CO3) = 0,225 . 106

[моль . г/моль] = 23,85 г

Для расчета объема углекислого газа, выделившегося при нейтрализации по реакции (2), дополнительно используется уравнение, связывающие между собой количество газообразного вещества, его объем и молярный объем:

n(CO2) = n(HCl) / 2 = 0,45 : 2 [моль] = 0,225 моль;

V(CO2) = n(CO2) .VM = 0,225 . 22,4 [моль . л/моль] = 5,04 л

Ответ. 18 г NaOH; 23,85 г Na2CO3; 5,04 л CO2 

Задача 18. Антуан-Лоран Лавуазье открыл природу горения различных веществ в кислороде после своего знаменитого двенадцатидневного опыта. В этом опыте он сначала длительное время нагревал в запаянной реторте навеску ртути, а позже (и при более высокой температуре) - образовавшийся на первом этапе опыта оксид ртути(II). При этом выделялся кислород, и Лавуазье стал вместе с Джозефом Пристли и Карлом Шееле первооткрывателем этого важнейшего химического элемента. Рассчитайте количество и объем кислорода (при н.у.), собранный при разложении 108,5 г HgO.

Решение. Запишем уравнение реакции и условие задачи в формульном виде:

2HgO = 2Hg + O2 

m(HgO) = 108,5 г; M(HgO) = 217 г/моль

VM = 22,4 л/моль (н.у.)

V(O2) = ? (н.у.)

Количество кислорода n(O2), который выделяется при разложении оксида ртути(II), составляет:

n(O2) = 1/2 n(HgO) = 1/2 m(HgO) / M(HgO) = 108,5 / (217 . 2}

[г : (г/моль)] = 0,25 моль,

а его объем при н.у. - V(O2) = n(O2) . VM = 0,25 . 22,4

[моль . л/моль] = 5,6 л

Ответ. 0,25 моль, или 5,6 л (при н.у.) кислорода.

Задача 19. Важнейшая проблема в промышленном производстве удобрений - получение так называемого "связанного азота". В настоящее время ее решают путем синтеза аммиака из азота и водорода. Какой объем аммиака (при н.у.) можно получить в этом процессе, если объем исходного водорода равен 300 л, а практический выход (z) - 43 %?

Решение. Запишем уравнение реакции и условие задачи в формульном виде:

N2 + 3H2 = 2NH3 

V(H2) = 300 л; z(NH3) = 43% = 0,43

V(NH3) = ? (н.у.)

Объем аммиака V(NH3), который можно получить в соответствии с условием задачи, составляет:

V(NH3)практ = V(NH3)теор . z(NH3) = 2/3 . V(H2) . z(NH3) =

= 2/3 . 300 . 0,45 [л] = 86 л

Ответ. 86 л (при н.у.) аммиака.

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/414672-reshenie-zadach-po-himii-9-klass