Расчет массовой доли и количества вещества, участвующего в химической реакции

Задача 254.
Углекислый газ, образованный при сгорании 5,6 л пропана, пропустили через 150 г 40%-ного раствора гидроксида натрия. Рассчитать массовую долю соли в полученном растворе.
Решение:
М(Na₂CO₃) = 106 г/моль;
V(NaOH) = 40 г/моль;
w%(NaOH) = 40% или 0,4;
m_исх.(p-pa) = 170 г;
w%(Na₂CO₃) = ?
1. Рассчитаем массу гидроксида натрия в исходном растворе, получим:

m(NaOH) = m_исх.(p-pa) ^. w%(NaOH) = 150 г ^. 0,4 = 60 г.

2. Рассчитаем массу воды в исходном растворе, получим:

m(H₂O) = m_исх.(p-pa) — m(NaOH) = 150 — 60 = 90 г.

3. Уравнение реакции горения пропана:

С₃Н₈ + 5О₂ = 3СО₂ + 4Н₂О

Из уравнения данной реакции вытекает, что при сгорании 1 моль пропана образуется 3 моль углекислого газа, т.е. n(C₃H₈) = 3n(CO₂).

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

Тогда

n(CO₂) = 3n(C₃H₈)/Vm = (3 ^. 5,6)/22,4 = 0,75 моль.

4. Уравнение реакции гидроксида натрия с углекислым газом имеет вид:

2NaOH + СО₂ = Na₂CO₃ + Н₂О

Из уравнения данной реакции вытекает, что 1 моль углекислого газа реагирует с 2 моль гидроксида натрия и при этом образуется 1 моль карбоната натрия, т.е. n(Na₂CO₃) = n(CO₂) = 2n(NaOH).

Тогда

n(NaOH) = 2n(CO₂) = 2 ^. 0,75 моль = 1,5 моль;
m(NaOH) = M(NaOH) ^. n(NaOH) = 40 * 1,5 = 60 г.

Так как масса гидроксида натрия в исходном растворе совпадает с расчетной массой, то массу образованного карбоната натрия будем проводить по количеству затраченного углекисолго газа, получим:

n(Na₂CO₃) = n(CO₂) = 0,75 моль;
m(Na₂CO₃) = M(Na₂CO₃) ^. n(Na₂CO₃) = 106 г/моль ^. 0,75 моль = 79,5 г.

5. Рассчитать массовую долю соли в полученном растворе:

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

w%(Na₂CO₃) = [m(Na₂CO₃) ^. 100%]/[m(H₂O) + m(Na₂CO₃)] = 79,5/(90 + 79,5) = 46,9%.

Ответ: w%(Na₂CO₃) = 46,9%.

Задача 255.
Какова массовая доля соли в растворе, полученном при пропускании 11,2 л углекислого газа через 20 г 10%-ного раствора гидроксида натрия?
Решение:
Уравнение реакции имеет видд:

CO₂ + 2NaOH → Na₂CO₃ + H₂O

1. рассчитаем количество СО₂ и NaOH:

n(CO₂) = 11,2/22,4 = 0,5 моль;
m(NaOH) = 20 ^. 0,1 = 2 г;
n(NaOH) = 2/40 = 0,05 моль.

Значит, NaOH взят в недостатке. Образуется кислая соль:

Na₂CO₃ + CO₂ + H₂O → 2NaHCO₃.

2. Рассчитаем количество СО₂ израсходованное и в остатке:

n_1изр.(СО₂) = 0,05/2 = 0,025 моль = n(Na₂CO₃)
n_ост.(СО₂) = 0,5 — 0,025 = 0,475 моль.

По второй реакции СО₂, тоже взят в избытке. Следовательно,  только кислая соль и будет присутствовать в растворе.

Видео:ХИМИЯ С НУЛЯ — Как решать задачи по Химии на Массовую ДолюСкачать

3. Рассчитаем массу NaHCO₃:

n(NaHCO₃) = 0,025 ^. 2 = 0,05 моль
m(NaHCO₃) = n(NaHCO₃) ^. М(NaHCO₃) = 0,05 ^. 84 = 4.2 г.
 

4. Рассчитаем массу СО₂:

n_2изр.(СО₂) = 0,025 моль
n_общ._(изр.) (СО₂) = 0,025 + 0,025 = 0,05 моль
m_{общ.(изр.)} (СО₂) = 0,05 ^. 44 = 2,2 г.

При условии, что остальной газ не был поглощён раствором, m_р-ра(NaHCO₃) = 20 + 2,2 = 22.2 г.
w%(NaHCO₃) = 4,2/22,2 = 0,189 = 18,9% = 19%.

Ответ: w%(NaHCO₃) = 19%.

Задача 256.
На анализ был взят бромид натрия. Для титрования 0,1 грамма этого вещества растворяли и добавляли 10 мл нитрата серебра (0,1 М). Определите содержание (%) бромида натрия с молярной массой M(NaBr) = 102,89 г/ моль, если на титрование израсходовано 1,7 мл раствора тиоцианата аммония с концентрацией 0,1 М.
Решение:
n(NaBr) = n(AgNO₃) — n(NH₄SCN)
m(NaBr) = {[C ^. V(AgNO₃)] — [C ^. V(NH₄SCN)] ^. M(NaBr)}/1000 =
= (0,1 ^.10) — (0,1 ^. 1,7) ^. 102,89 /1000 = 0,0854 г.
w% = [m(NaBr) ^. 100%]/a = (0,0854 ^. 100%)/0,1 = 85,40%.
 

Задача 257.
Смесь хлорида бария и сульфата магния с массовой долей хлорида бария 50 процентов обработана избытком раствора сульфата натрия. Масса выпавшего осадка 2,33 г. Вычислить массу исходной смеси солей.
Решение:
М(BaCl₂) = 208 г/моль;
М(BaSO₄) = 233 г/моль;
m(BaSO₄) = 2,33 г;
w%(BaCl₂) = 50% или 0,5
m(смеси) = ?
Уравнение реакции имеет вид:

BaCl₂ + Na₂SO₄ = BaSO₄ + 2NaCl

Из уравнения реакции вытекает, что на образование 1 моль BaSO₄ расходуется 1 моль BaCl₂,
т.е. n(BaSO₄) = n(BaCl₂).

1. Рассчитаем количество BaSO₄, получим:

n(BaSO₄) = m(BaSO₄)/M(BaSO₄) = 2,33/233 = 0,01 моль. Значит, n(BaCl₂) = 0,01 моль.

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

2. Рассчитаем массу BaCl₂, получим:

m(BaCl₂) = n(BaCl₂) ^. М(BaCl2) = 0,01 ^. 208 = 2,08 г.

3. Рассчитаем исходной смеси солей, получим:

Так массовая доля хлорида бария 50%, то, соответственно, и массовая доля сульфата бария — 50%,
т. е. m(BaCl₂) = m(BaSO₄).
Тогда

m(смеси) = 2 ^. m(BaCl2) = (2 ^. 2,08) = 4,16 г.

Ответ: m(смеси) = 4,16 г. 
 

Задача 258.
Углекислый газ объёмом 16,8л (н.у.) поглотили 400 г 28%-го раствора гидроксида калия. Определите, какие вещества содержатся в полученном растворе, и рассчитайте их количества и массовые доли.
Решение:
1. Рассчитаем массу КОН и Н₂О в исходном растворе:

m_исх.(КОН) = m_исх.(p-pa) ^. w%(КОН) = 400 ^. 0,28 = 112 г;
m(Н₂О) = m_исх.(р-ра) — m_исх.(КОН) = 400 — 112 = 288 г.

Уравнение реакции имеет вид:

2KOH + CO₂ = K₂CO₃ + H₂O

По уравнению на 2 моль КОН требуется 1 моль СО₂, т.е. СО₂ взят в недостатке, при этом образуется средняя соль. Расчеты будем вести по СО₂.

Видео:Расчет выхода продукта от теоретически возможного. 10 класс.Скачать

2. Рассчитаем количества исходных и конечного веществ:

n_исх.(CO₂) =16,8/22,4 = 0,75 моль;
n_исх.(KOH) = (400 ^. 0,28)/56 = 2 моль.

Если КОН и СО₂ взять в одинаковых количествах, то реакция протекает с образованием кислой соли:

КОН + СО₂ = КНСО₃

В данной реакции исходные и конечные вещества участвуют в равных количествах,
т.е. n(KOH) = n(CO₂) = n(КНСО₃) = 0,75 моль.

3. Рассчитаем массу гидрокарбоната калия:

m(КНСО₃) = n(КНСО₃) ^. М(КНСО₃)  0,75 ^. 100 = 75 г.

4. Рассчитаем количество и массу остатка КОH:

n_ост.(KOH)] = n_исх.(KOH) — n(KOH) = 2 моль — 0,75 моль = 1,25 моль;
m_ост.(КОH) = [n_исх.(KOH) — n_ост.(KOH)] ^. M(КОН)  = (2 — 0,75) ^. 56 = 70 г.

5. Рассчитаем массу конечного раствора:
Было 400 грамм раствора с w%(KOH) = 28% с 288 г воды  и 112 г гидрооксида калия.
Стало 288 г воды с 70 г гидрооксида калия и 75 г гидрокарбоната калия.

Тогда

Видео:8 класс. Массовая доля растворенного вещества. Решение задач.Скачать

m_кон.(p-pa) = m(Н₂О) + m_ост.(КОH) + m(КНСО₃) = 288 + 70 + 75 = 433 г.

6. Рассчитаем массовые доли КОН и КНСО₃ в конечном растворе:

w%_ост.(KOH) = 70/433 = 16,165%;
w%(КНСО₃) = 75/433 =17,32%.

Ответ:  n_ост.(KOH) = 1,25 моль; n(КНСО₃) = 0,75 моль; w%_ост.(KOH) = 16,165%; w%(КНСО₃)  =17,32%.