Ростислав Лидин - Химия. Полный справочник для подготовки к ЕГЭ
Для реакции aA + bB = cC + dD определение реагентов, взятых в избыткеи в недостатке, проводят по неравенству (А – в недостатке, В – в избытке):
где n(общ. В) – общее (взятое с избытком) количество реагента В, пB – стехиометрическое (необходимое для реакции) количество В, n(изб. В) – избыточное количество В, причем
n(изб. B) = n(общ. B) – nB.Внимание! Расчет получаемых количеств (масс, объемов) продуктов проводят по реагенту в недостатке.
Степень чистоты вещества. Химические вещества никогда не бывают идеально чистыми, они всегда содержат в себе примеси.
Массовая доля вещества В в смеси, например А + В + С, – это отношение массы вещества В к массе смеси:
Сумма массовых долей всех веществ смеси равна 1 (100 %).
Если в смеси примесь присутствует в следовом (неопределяемом) количестве, то говорят о практически чистом веществе. Когда же в веществе имеется примесь в заметном (определяемом) количестве, то само вещество называют основным (его количество преобладает), а другое вещество – это и есть примесь.
Степень чистоты основного вещества В – это массовая доля этого вещества в навеске с определенной массой:
Природные вещества (минералы, руды) всегда содержат заметное количество примеси (примесей).
Пример решения задачиУглекислый газ поглощается 10 %-ным раствором аммиака (плотность раствора 957 г/л) с образованием кислой соли. Предварительно СO2 получают термическим разложением 5 кг известняка СаСO3 (степень чистоты 60 %). Установите взятый объем (в литрах) раствора аммиака. Элементы ответа.
1) Составлены уравнения реакций:
2) Установлено количество основного вещества в известняке:
и количество углекислого газа по уравнению (I):
3) Установлена масса затраченного аммиака по уравнению (II):
4) Установлен объем взятого раствора аммиака:
Задания для самостоятельного решения частей В, С
1. К 100 г 10 %-ного раствора хлорида кальция добавили 100 г 10 % – ного раствора AgNO3. Найдите массу (в граммах) осадка.
2. Смешали горячие растворы, содержащие по 33 г хлорида алюминия и сульфида калия. Установите объем (в литрах, н.у.) выделившегося газа.
3. Какой объем (в литрах, н.у.) хлора можно получить при взаимодействии 2 моль хлороводорода (взят в виде соляной кислоты) и 3 моль оксида марганца(IV)?
4. Через раствор, приготовленный из 2 г смеси NaCl + Nal и 100 мл воды, пропустили 1 л (н.у.) хлора. Затем раствор выпарили и сухой остаток нагрели. Получили 1,78 г твердого вещества. Рассчитайте массовую долю (в %) хлорида в исходном растворе.
5. Вычислите объем (в литрах, н.у.) газа, полученного действием кипящей H2SO4 (конц.) на 292,5 г хлорида натрия, содержащего 2O% инертных примесей.
6. После прокаливания 50 г минерала тенорит (CuО и инертные примеси) в токе водорода образуется металл и конденсируется вода объемом 8,1 мл. Определите степень чистоты (в %) этого минерала.
7. Установите массу (кг) технического алюминия (степень чистоты 98 %), требуемую для получения 64,22 кг хрома из оксида хрома (III).
8. Прокалили 32,1 г хлорида аммония с 55,5 г гидроксида кальция (содержит 20 % инертных примесей). Рассчитайте объем (в литрах, н.у.) собранного газа.
9. К 285 г нитрата натрия (содержит примесь хлорида магния) добавили раствор избытка нитрата серебра (I). Выпал осадок массой 86,1 г. Вычислите степень чистоты (в %) нитрата натрия.
10. Найдите массовую долю (в %) примеси NaHCO3 в образце технической соды Na2CO3, если после нагревания 10 г образца получено 9,69 г твердого остатка.
11. Смешали 20 г уксусной кислоты и 8,4 г питьевой соды NaHCO3. Определите объем (в литрах, н.у.) газа, собранного после окончания реакции.
12. На гидрирование 250 г смеси Cl7Н33СООН + Cl7Н35СООН затратили 16,8 л (н.у.) газа. Установите массовую долю (в %) предельной карбоновой кислоты в исходной смеси.
15.6. Масса (объем, количество вещества) продукта по реагенту с известной массовой долей в растворе
Навеску алюминия массой 13,7 г полностью сожгли в хлоре, а из образовавшейся соли приготовили 250 мл раствора. Пробу в 50 мл этого раствора слили с 68,4 мл 10,4 %-ного раствора аммиака (плотность раствора 0,956 г/мл). Определите массу (в граммах) выпавшего осадка.
Элементы ответа.
1) Составлены уравнения реакций:
2) Определены количества AlCl3 в реакциях (I) и (II):
в реакции (I)
в реакции (II) взята 1/5 часть AlCl3, т. к.
отсюда
3) Определено количество NH3 в растворе для реакции (II):
следовательно, NH3 – в избытке, и расчет далее ведется по AlCl3.
4) Определена масса Al(ОН)3 по уравнению (II): 0,1014 моль AlCl3 – 0,1014 моль Al(ОН)3,
Задания для самостоятельного решения частей В, С
1. Приготовили раствор 134,4 л (н.у.) диоксида серы и добавили 1,5 л 25 %-ного раствора гидроксида натрия (плотность раствора 1,28 г/мл). Определите массу (в граммах) образовавшейся соли.
2. Сульфид свинца (II) массой 95,6 г обрабатывают с помощью 300 мл 30 %-ного раствора пероксида водорода (плотность раствора 1122,2 г/л). Рассчитайте массу (в граммах) продукта – сульфата свинца (II).
3. Смешали 100 г 5,64 %-ного раствора фенола и 100 г 17,92 %-ного раствора гидроксида калия. Найдите массовую долю (в %) избытка одного из реагентов в конечном растворе.
4. Установите массу (в граммах) железной пластинки после выдерживания в 110 мл 10 %-го раствора CuSO4 (плотность раствора 1,1 г/мл), если до опыта ее масса составляла 11,5 г.
5. Вычислите объем (в литрах) 96 %-ного водного спирта с плотностью 0,81 кг/л, полученного каталитической гидратацией 112 м3 (н.у.) этилена, содержащего 12,5 % (по объему) этана.
6. Газ, полученный сжиганием 44,8 л (н.у.) сероводорода в кислороде, поглощен с помощью 0,5 л 25 %-ного раствора гидроксида натрия (плотность раствора 1,275 г/ мл). Определите массовую долю (в %) соли в конечном растворе.
7. Углекислый газ объемом 15 л (н.у.) пропущен через 560 г 5%-ного раствора гидроксида калия. Найдите массу (в граммах) соли, полученной в этом процессе.
8. Железная пластинка массой 5 г опущена на некоторое время в 50 мл 15 %-ного раствора сульфата меди (II) с плотностью 1,12 г/мл. Масса пластинки увеличилась на 0,16 г. Какова массовая доля (в %) сульфата меди (II) в оставшемся растворе?
9. По реакции Кучерова получен этаналь, который переведен в соответствующую кислоту в виде 100 г 6%-ного водного раствора. Найдите объем (в литрах, н.у.) исходного органического соединения в получении этаналя.
10. Определите массовую долю (в %) избытка одного из реагентов в растворе после сливания 80 г 10 %-ного раствора гидроксида натрия и 2O г 18,25 %-ной хлороводородной кислоты.
11. Установите объем (в литрах, н.у.) газа, собранного после внесения 0,3 моль алюминия в 160 мл 20 %-ного раствора гидроксида калия (плотность раствора 1,19 г/мл).
12. Найдите массу (в граммах) органического продукта, полученного при смешивании 250 г 94 % – ного водного раствора фенола и 2143 г 3,5 %-ной бромной воды.
15.7. Нахождение молекулярной формулы органического соединения
При выведении формул веществ, особенно в органической химии, часто используют относительную плотность газа.
Относительная плотность газа X – отношение абсолютной плотности этого (неизвестного) газа к абсолютной плотности другого (известного) газа В при одинаковых условиях:
Для 1 моль газа его абсолютная плотность равна
откуда
Если газ В задан, то
– плотность газа X по водороду Н2 (М = 2 г/моль)
– плотность газа X по воздуху (М = 29 г/моль)
и аналогично для любого другого известного газа X.
Примеры решения задач1. В результате сгорания кислородсодержащего органического соединения в избытке воздуха собрано 1,584 г СO2 и O,972 мл Н2O. Плотность пара этого соединения по воздуху равна 1,5865.
Выведите формулу соединения, если в его молекуле содержатся два одноименных радикала.
Элементы ответа.
1) Составлена схема реакции:
2) Определена масса С и Н в этом соединении:
