Задачи на определение молекулярной массы, массовой доли и массы вещества

Видео:Как ЛЕГКО понять Химию с нуля — Массовая доля вещества // ХимияСкачать

Определение относительной молекулярной массы исходной газовой смеси 

Задача 175.
Смесь азота с водородом пропустили над катализатором. В результате реакции с выходом 80% был получен аммиак, а содержание азота в полученной газовой смеси составила 25% по объему. Рассчитайте относительную молекулярную массу исходной газовой смеси.
Ответ: 11.
Решение: 
Раз в реакции аммиак был получен с выходом 80%, значит осталось еще 20% веществ не вступивших в реакции, значит в новой смеси был и водород.

По выходу можно посчитать минимальный объем и состав исходной смеси 

Пусть получено 80 л аммиака. 

Тогда теоретически исходная смесь должна содержать все необходимое для получения 100 литров аммиака.

Согласно уравнению реакции:

N₂ + 3H₂ = 2NH₃

на получение 100 л аммиака минимально необходимо 50 л азота и 150 л водорода.

Поскольку реально получили 80 л аммиака, то азота израсходовалось 40 л, водорода израсходовалось 120 л, а 30 л водорода осталось

В конечной смеси — 80 л аммиака, 30 л водорода и азот, причем аммиак и водород составляют 75% смеси. Значит вся смесь имеет объем 110/0,75 = 146,7 л и азота там 36,7 л (т.е. реальная исходная смесь содержала избыток азота).

Окончательно реальная исходная содержала 40 + 36,7 = 76,7 л азота и 150 л водорода

Объемная доля азота 76,7/(76,7 + 150) = 0,338,  водорода = 0,662

М(смеси) = 28 ^. 0,338 + 2 ^. 0,662 = 10,788 приблизительно 11 г/моль.

Ответ: М(смеси) = 11г/моль.
 

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

Расчёт массовой доли серы в данных веществах

Задача 176.
Сравните содержание серы по массе в пирите и гипсе. (Вычислите в процентах массовые доли серы в данных веществах, ответ запишите с точностью до сотых)
Дано:
Ar(S) = 32,065 г/моль;
М(FeS₂) = 119,975 г/моль;
М(CaSO₄^· 2H₂O) = 172,171 г/моль.
Найти:
w(S)_пирит = ?
w(S)_гипс = ?
Решение:
w(S)_пирит = [2 ^. Ar(S) ^. 100%]/M(FeS₂) = (2 ^. 32,065 ^. 100%)/119,975 = 53,45%;
w(S)_гипс = [Ar(S) ^. 100%]/М(CaSO₄ ^.  2H₂O) = (32,065 ^. 100%)/172,171 = 18,62%.  

Ответ: w(S)_пирит = 53,45%;  w(S)_гипс = 18,62%.  

Расчёт массы гидроксида железа (II)

Задача 177.
Найдите массу гидроксида железа (II) (г), содержащуюся в 1 м³ насыщенного раствора,если
ПР = 4,8^.10^-16.
Решение:
М[Fe(OH)₂] = 89,86 г/моль.

1.Рассчитаем растворимость гидроксида железа (II)

Для трехионного электролита, диссоциирующего по уравнению:

Fe(OH)₂ = Fe²⁺ +  2OH^— 

Произведение растворимости через растворимость выражается следующим образом:

ПР[Fe(OH)₂] = [Fe²⁺][OH^—]² = S2S² = 4S³;
S = 4³√4,8^.10^-16 = 31,2 ^. 10^-6.

2. Расчет массы гидроксида железа (II), содержащуюся в 1 м³ насыщенного раствора

m[Fe(OH)₂] = S ^. М[Fe(OH)₂]^.1000 = (31,2 ^. 10^-6) ^. (89,86) ^. 1000 = 2,8 г.

Ответ: m[Fe(OH)₂] = 2,8 г.

Расчёт произведение растворимости основания

Задача 178.
Рассчитайте произведение растворимости основания Са(ОН)₂, если его растворимость составляет 0,022 моль/дм³.
Решение:
Химическое равновесие в насыщенном растворе СаОН)₂ описывается уравнением:

Ca(OH)₂ = Ca²⁺ + 2OH^—

Выражение произведения растворимости для Ca(OH)₂ имеет вид:

ПР[СаОН)₂] = [Ca²⁺] [OH^—]² =  S ^· (2S)² = 4S³

Вычислим произведения растворимости для Ca(OH)₂, получим:

ПР[СаОН)₂] = 4S³  = 4(0,022)³ = 0,0000426 или 4,26 ^· 10^-5.

Ответ: ПР[СаОН)₂] = 4,26 ^· 10^-5.

Определение осмотического давления раствора сахара 

Задачав 179.
Определите осмотическое давление 0,25 М раствора сахара при 38 °С
Решение:
Осмотическое давление  C1₂H₂₂O₁₁, как неэлектролита, рассчитывается по формуле:

Р = С_МRT,

где С_М – молярная концентрация, R – газовая постоянная [8,314 Дж/(моль ^. К)], T – температура. С_М можно выразить через массу растворённого вещества (m) и его мольную массу (М). Массу сахара, содержащегося в 1000 мл раствора, найдём из пропорции.

Тогда

Р = С_МRT = 0,25^·8,314^·(273 + 37) = 644,335 кПа.

Ответ: 644,335 кПа.

Химические свойства германия

Задача 180.
Опишите химические свойства германия на примере отношения его к расплавам и растворам щелочей, концентрированным и разбавленным кислотам ( HCl, H₂SO₄, HNO₃ ). Приведите уравнения реакций.
Решение:
Реакции германия с разбавленными и концентрированными растворами, а также с расплавами щелочей
Германий не взаимодействует с растворами чистых щелочей, но легко реагирует с щелочными растворами пероксида водорода:

2Ge + 4NaOH + O₂ = 2Na₂GeO₃ + 2H₂

При сплавлении германия со щелочью образуется метагерманаты:

CuGe0₃ — метагерманат иеди, CoGeO₃ — метагерманат кобальта . FeGeO₃ — метагерманат железа, MnGeO₃ — метагерманат марганца и др..

Реакции германия с разбавленными растворами кислот
1. С кислотами не являющимися окислителями. такими как соляная кислота, германий не взаимодействует.
2. Разбавленная серная кислота с германием, как металлом, стоящим в ряду напряжений после водорода, не реагирует.
3. При реакции германия с разбавленной азотной кислотой образуется нитрат германия и двухвалентный оксид азота:

3Ge  + 8Н₂SO₄ = 3Ce(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O

Реакции металлического магния

Задача 181.
С каким из перечисленных веществ будет реагировать металлический магний а) разбавленная серная кислота; б) вода; в) гидроксид натрия; г) хлорид алюминия; д) хлорид меди (II). Напишите уравнения соответствующих реакций.
Решение:
Так как магний в ряду напряжений стоит далеко до водорода, то способен вытеснять его из разбавленных кислот и воды:

а) Mg + H2SO₄ = MgSO4 + H₂;

б) Mg + 2H₂O = Mg(OH)₂ + H₂.

Раскаленный магний реагирует с водой с образованием его оксида:

Mg + H₂O = MgО + H₂;

в) Магний и щелочно-земельные металлы не реагируют со щелочами;

г) Каждый металл вытесняет из растворов солей другие металлы, расположенные в ряду напряжений правее его. Так как магний в ряду напряжений стоит правее алюминия, то способен его вытеснять из солей:

3Mg + 2AlCl3 = 3MgCl2 + 2Al;

д) Магний более активнее меди, поэтому способен ее вытеснять из солей:

Mg + CuCl₂ = MgCl₂ + Cu.