Задачи на определение массы и массовой доли вещества

2. Над нагретой серой массой 12,8 г пропустили избыток водорода и полученный газ растворили в избытке раствора NaOH. Определите массу образовавшейся соли, если выход на первой стадии 85 %, а на второй – 90 %.

Решение:

1) Запишем уравнения реакций:

S + H₂ = H₂S

H₂S + 2NaOH = Na₂S + 2H₂O

2) Определим химическое количество серы и сероводорода:

n(S) = m / M = 12.8 / 32 = 0,4 моль = n(H₂S) (по уравнению)

3) Найдем n(H₂S)_пр

η = n_пр / n_теор; n(H₂S)_пр = 0,85*0,4 = 0,34 моль

4) Найдем n(Na₂S)_пр

n(Na₂S)_пр = 0,9*0,34 = 0,306 моль

5) Зная n(Na₂S)_пр вычислим массу сульфида натрия:

m(Na₂S) = 0.306 моль * 78 г/моль = 23,868 г

Ответ: m(Na₂S) = 23,868 г

9. На нейтрализацию 3,4г смеси соляной и серной кислот нужно 3,3г NaОН. Найдите массы кислот в смеси.

Решение:

1) Запишем уравнения реакций:

HCl + NaОН = NaCl + H₂O

H₂SO₄ + 2NaOH = Na₂SO₄ + 2H₂O

2) Найдем химическое количество NaОН:

n(NaОН) = m/M = 3.3 / 40 = 0.0825 моль

3) Пусть n(HCl) = x моль; тогда n(H₂SO₄) = (0.0825-x)/2 = 0.04-0.5x

m(HCl) = 36.5x; m(H₂SO₄) = 98(0.04-0.5x) = 3.92-49x

3.4 = 36.5x + 3.92 – 49x

x = 0.0416;

m(HCl) = 36.5*0.0416 = 1.5184 г

m(H₂SO₄) = 3.92 – 49*0.0416 = 1,8816 г

Ответ: m(HCl) = 1.52 г; m(H₂SO₄) = 1,88 г

10. При обработке смеси карбоната и гидрокарбоната натрия серной кислотой получено 5,68 г соли и 1,12дм³ (н.у.) газа. Найдите w(Na₂СО₃) в смеси.

Решение:

1) Запишем уравнения реакций:

Na₂СО₃ + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + H₂O + CO₂

2 NaHСО₃ + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + 2H₂O + 2CO₂

2) Найдем химическое количество углекислого газа:

n(CO₂) = V/V_m = 1.12/22.4 = 0.05 моль

3) Пусть в первой реакции получили х моль CO₂, а во второй – 0,05–х, тогда:

n(Na₂SO₄) = x + (0.05-x)/2 = 0.5x + 0.025;

n = m/M

5.68 = (0.5x + 0.025)*142

x = 0.03

n(Na₂СО₃) = 0.03

m(Na₂СО₃) = 0.03*124 = 3.72 г

4) Найдем массовую долю карбоната натрия в смеси:

w(Na₂СО₃) = 3.72 / 5,68 = 0,65

Ответ: w(Na₂СО₃) = 65 %

11. На хлорирование 3г смеси железа и меди нужно 1,12дм³ (н.у.) хлора. Найдите массовые доли металлов в смеси.

Решение:

1) Запишем уравнение реакции:

Cu + Cl₂ = CuCl₂ ; Fe + Cl₂ = FeCl₂

2) Найдем химическое количество Cl₂

n(Cl₂) = V/V_m = 1.12/22.4 = 0.05 моль

3) Пусть n(Сu) = x, а n(Fe) = 0.05-x, тогда:

m(Сu) = 64x

m(Fe) = 56(0.05-x) = 2.8-56x

3 = 64x + 2.8 – 56x

x = 0.025

m(Сu) = 64*0.025 = 1.6 г

m(Fe) = 2.8-56*0,025 = 1,4 г

w(Fe) = 1,4 / 3 = 0,47

w(Сu) = 1,6 / 3 = 0,53

Ответ: w(Fe) = 47 %; w(Сu) = 53 %

12. Смесь Са(ОН)₂, СаСО₃ и СаSO₄ массой 15,5г обработали соляной кислотой и получили 1,12дм³ газа (н.у.) и 6,8г нерастворившегося остатка. Найдите w(Са(OH)₂) в исходной смеси.

Решение:

1) Запишем уравнения реакций:

Са(ОН)₂ + 2HCl = CaCl₂ + 2H₂O

СаСО₃ + 2HCl = CaCl₂ + H₂O + CO₂

СаSO₄ + HCl ≠

2) Найдем химическое количество углекислого газа:

n(CO₂) = V/V_m = 1.12/22.4 = 0.05 моль

3) Из второй реакции видно, что n(CaCl₂) = 0,05, пусть из первой реакции n(CaCl₂) = х, тогда

n(CaCl₂) = x + 0.05

6.8 = (x + 0.05)*111

x = 0.011

n(Са(OH)₂) = 0.011 моль

w(Са(OH)₂) = 0,0814/15,5 = 0,053

Ответ: w(Са(OH)₂) = 5,3 %