Примеры решения расчетных задач по общей химии

Определение массы гидроксида кальция в исходной смеси

Задача 133.
Смесь гидроксида и карбоната кальция обработали некоторым количеством разбавленной соляной кислоты. При этом смесь полностью растворилась и выделилось 11.2 л газа (н. у.). Полученный раствор упарили досуха, при этом выделилось еще 5.6 л газа (н. у.), масса сухого остатка составила 136 г. Определите массу гидроксида кальция в исходной смеси.
Решение:
Vm = 22,4 л;
V(CO₂) = 11,2 л + 5,6 л = 16,8 л;
M(CaCl₂) = 111 г/моль;
М[Ca(OH)₂] = 74 г/моль;
m(CaCl₂) = 136 г;
m[Ca(OH)₂] = ?

Ca(OH)₂ 2HCl = CaCl₂ + 2H₂O;
CaCO₃ + 2HCl = CaCl₂ + 2H₂O + CO₂.

Из уравнений реакций вытекает, что в обоих случаях образуется 1 моль CaCl₂ при взаимодействии 1 моля Ca(OH)₂ и 1 моля CaCO₃, и только при реакции 1 моля карбоната кальция выделяется 1 моль углекислого газа. Значит, n(CO₂) = n(CaCO₃).

Рассчитаем количество, выделившегося СО₂, получим:

Видео:Как решать задачи по химии? Расчет по уравнениям химических реакций | TutorOnlineСкачать

n(CO₂) = V(CO₂)/Vm = 16,8/22,4 = 0,75 моль.
Тогда

n(CaCO₃) = n(CO₂) = 0,75 моль.

Определим общее количество CaCl₂, получим:

n(общ.)(CaCl₂) = m(CaCl₂)/M(CaCl₂) = 136/111 = 1,225 моль.

Теперь рассчитаем количество Ca(OH)₂, получим:

n[Ca(OH)₂] = n(общ.)(CaCl₂) — n(CO₂) = 1,225 — 0,75 = 0,475 моль.

Видео:ТИПОВЫЕ ЗАДАЧИ ПО ХИМИИ: Химическое Количество Вещества, Моль, Молярная Масса и Молярный ОбъемСкачать

Отсюда

m[Ca(OH)₂] = n[Ca(OH)₂] ^. M[Ca(OH)₂] = 0,475 моль ^. 74 г/моль = 35,15 г.

Ответ: m[Ca(OH)₂] = 35,15 г.
 

Реакции азотной кислоты с оксидом алюминия, солью и металлами

Задача 134.
С какими из данных веществ будет взаимодействовать азотная кислота: Al₂O₃; Na₂CO₃; Ag; Pt? 
Рассмотрите одну из реакций как реакцию окислительно-восстановительного процесса и одну — как реакцию ионного обмена. 
Решение:
1. HNO₃ как сильная одноосновная кислота взаимодействует с основными и амфотерными оксидами. С оксидом алюминия в растворе концентрированной азотной кислоты происходит образование средней соли – нитрата алюминия и воды. Молекулярное уравнение реакции имеет вид:

Al₂O₃ + 6HNO₃ = 2Al(NO₃)₃ + 3H₂O — реакция ионного обмена.

2. Азотная кислота вытесняет слабые кислоты из их солей — это реакция ионного обмена:

Видео:Как Решать Задачи по Химии // Задачи с Уравнением Химической Реакции // Подготовка к ЕГЭ по ХимииСкачать

Na₂CO₃ + 2HNO₃ = 2NaNO₃ + H₂O + CO₂ — молекулярная форма реакции;
2Na⁽⁺⁾ + CO₃^(-) + 2H⁽⁺⁾ + 2NO₃^(-) = 2Na⁽⁺⁾ + 2NO₃^(-) + H₂O + CO₂ — полная ионно-молекулярная форма реакции;
CO₃^(-) + 2H⁽⁺⁾ = H₂O + CO₂ — сокращенная ионно-молекулярная форма реакции.

3. Металлическое серебро растворяется в разбавленной азотной кислоте с образованием нитрата серебра (I) и оксида азота (II). Это реакция окисления-восстановления. в которй серебро изменяет свою степень окисления от 0 до +1, а азот от +5 до +2:

3Ag + 4HNO₃ = 3AgNO₃ + NO + 2H₂O.

Металлическое серебро реагирует с концентрированными растворами азотной кислоты с образованием нитрата серебра (I) и оксида азота (4) NO₂. Это реакция окисления-восстановления, в которй серебро изменяет свою степень окисления от 0 до +1, а азот от +5 до +4: 

Ag +2HNO₃ = AgNO₃ + NO₂ + H₂O молекулярная форма реакции;

Уравнения ионно-молекулярного баланса: 

Восстановитель: 1|Ag⁽⁰⁾ — 1электрон = Ag⁽⁺⁾ — процесс окисления
    Окислитель: 1|N⁽⁺⁵) + 1электрон = N⁽⁺⁴⁾ — процесс восстановления

Ионно-молекулярное уравнение:

Видео:Расчеты по уравнениям химических реакций. 1 часть. 8 класс.Скачать

Ag⁽⁰⁾ + N⁽⁺⁵⁾ = Ag⁽⁺⁾ + N⁽⁺⁴⁾.

В отличие от других кислот, в реакциях HNO₃ с металлами водород, как правило, не выделяется.

4. С азотной кислотой благородные металлы (платина, золото, рутений, родий, осмий и иридий) практически не взаимодействуют.

В данной реакции: Ag  – восстановитель, HNO₃ – окислитель; Ag  окисляется до AgNO₃, HNO₃ – восстанавливается до NO₂.
 

Составление уравнений реакций согласно схеме

Задача 135.
Составьте уравнения реакций согласно схеме:
Cu(OH)₂ —>  оксид (х₁) ——> соль (х₂) —-> оксид (х₁) ——> металл ——> соль (х₂)
Решение:
1. Гидроксид меди(II) при нагревании разлагается на оксид и воду, в данном случае образуется оксид меди(II): 

Видео:Самые сложные задачи первой части: примеси и расчёт выхода реакции | Химия ЕГЭ 2023 | УмскулСкачать

Cu(OH)₂ →  СuO + H₂O;

2. Оксид меди СuO как основной оксид реагирует с кислотами с образованием соли и воды:

СuO + 2HNO₃  → Cu(NO₃)₂ + H₂O;

3. Нитрат меди(II) разлагается с образованием оксиды меди(II), оксида азота(IV) и кислорода. Реакция протекает при температуре выше 170°C: 

2Cu(NO₃) → 2CuO + 4NO₂ + O₂

4. Оксид меди(II) восстанавливается до металлической мед:

CuO + H₂  → Cu + H₂O или 2CuO + С  → 2Cu + СО₂.

5. При реакции металлической меди с разбавленной кислотой образуется нитрат меди и двухвалентный оксид азота в соотношении. Уравнение реакции:

3Cu + 8HNO₃ → 3Cu(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O