Расчеты массы (объема, количества вещества) продукта реакции, если одно из веществ дано в виде раствора с определенной массовой долей растворенного вещества - Расчеты по химическим формулам и уравнениям реакций - МЕТОДЫ ПОЗНАНИЯ В ХИМИИ. ХИМИЯ И ЖИЗНЬ

Тесты с полным ответом с решениями

1. В 800 г 9%-ного раствора фосфорной кислоты растворили при нагревании 71 г оксида фосфора(V). Определите массовую долю фосфорной кислоты в полученном растворе.

2. К 145,2 мл 18%-ного раствора серной кислоты с плотностью 1,125 г/мл прибавили 205,5 мл 10%-ного раствора гидроксида калия с плотностью 1,09 г/мл. Определите объем 6%-ного раствора гидроксида натрия с плотностью 1,065 г/мл, необходимый для полной нейтрализации полученной смеси.

3. Натрий массой 11,5 г растворили в 200 г 10%-ного раствора гидроксида натрия. Определите массовую долю полученного раствора.

4. Смешали 192 мл 14%-ного раствора серной кислоты с плотностью 1,095 г/мл и 129,6 мл 18%-ного раствора гидроксида натрия с плотностью 1,20 г/мл. Определите объем воды, который надо добавить к полученному раствору, чтобы массовая доля соли в нем составила 8%.

5. К 400 мл 35% -ной соляной кислоты с плотностью 1,17 г/мл добавили 31,6 г перманганата калия. Определите массовую долю каждой соли в полученном растворе.

6. В 122,5 г 40%-ного раствора серной кислоты растворили 60 г оксида серы(VI). Определите массовую долю серной кислоты в полученном растворе.

7. К 165,2 мл 8,5%-ного раствора соляной кислоты с плотностью 1,04 г/мл прибавили 141,2 мл 20%-ного раствора гидроксида калия с плотностью 1,19 г/мл. Определите объем 6%-ного раствора серной кислоты с плотностью 1,04 г/мл, необходимый для полной нейтрализации полученной смеси.

8. Определите массу оксида натрия, которую необходимо растворить в 150 г 10%-ного раствора гидроксида натрия для получения 20%-ного раствора.

9. К 162,1 мл 11%-ного раствора азотной кислоты с плотностью 1,06 г/мл добавили 19,2 г карбида кальция. Определите объем 28%-ной соляной кислоты с плотностью 1,14 г/мл, который следует добавить к полученной смеси для ее полной нейтрализации.

10. Определите массу карбида алюминия, который следует добавить к 250 г 16%-ного раствора соляной кислоты, чтобы массовая доля кислоты уменьшилась в два раза.

Ответы на тесты раздела 4.3.6

1. 0,195 2. 125 мл 3. 0,190 4. 167 мл 5. w(МnСl₂) = 0,0543, w(КСl) = 0,0321 6. 0,671 7. 157 мл 8. 13,8 г 9. 34,3 мл 10. 6,41 г

Решения тестов раздела 4.3.6

Решение 1. В исходном растворе: m₁(Н₃РО₄) = 800 ∙ 0,09 = 72 г. Для оксида фосфора(V) находим v(P₂O₅) = 71/142 = 0,5 моль. Оксид фосфора(V) при нагревании реагирует с водой с образованием ортофосфорной кислоты: P₂O₅ + 3Н₂O = 2Н₃РO₄.

Из уравнения видно, что v(H₃PO₄) = 2 ∙ v(P₂O₅) = 1,0 моль, при этом m₂(Н₃РO₄) = 1 ∙ 98 = 98 г.

Ответ: 0,195.

Решение 2. Находим количества вещества исходных веществ:

Запишем уравнения полной нейтрализации:

Из уравнения (1) следует, что с 0,4 моль КОН прореагирует 0,2 моль H₂SO₄, а в избытке останется v(H₂SO₄) = 0,3 - 0,2 = 0,1 моль.

Из уравнения (2) следует, что с 0,1 моль H₂SO₄ будут реагировать 0,2 моль NaOH.

Находим

Ответ: 125 мл.

Решение 3. Находим

Записываем уравнение:

Из уравнения следует, что

Откуда и

Ответ: 0,190.

Решение 4. Выполняем расчеты для исходных веществ.

Ha 0,3 моль H₂SO₄ приходится 0,7 моль NaOH, то есть на 1 моль H₂SO₄ приходится более 2 моль NaOH. Поэтому реакция идет с образованием средней соли.

Из уравнения видно, что NaOH — в избытке, а

Отсюда

Пусть к этому раствору добавили х г воды, тогда m_р-ра = (365,7 + х) г, а масса вещества останется прежней m(Na₂SO₄) = 42,6 г. Для этого раствора w = 0,08. Отсюда имеем:

Поскольку плотность воды равна 1 г/мл, находим

Ответ: 167 мл.

Решение 5. Находим массу исходного раствора соляной кислоты:

Находим массу и количество вещества хлороводорода:

Находим количество вещества перманганата калия:

Записываем уравнение реакции в виде

Для реакции с перманганатом калия нужно v(HCl) = 0,2 ∙ 16/2 = 1,60 моль, а имеется 4,49 моль. То есть соляная кислота в избытке, а перманганат калия реагирует полностью. Из уравнения реакции находим

Отсюда

Находим массу образовавшегося раствора

Находим

Ответ: w(МnСl₂) = 0,0543, w(КСl) = 0,0321.

Решение 6. В исходном растворе m₁(H₂SO₄) = 122,5 ∙ 0,4 = 49 г.

Оксид серы взаимодействует с водой с образованием серной кислоты:

SO₃ + Н₂O = H₂SO₄

Из уравнения видно, что v(H₂SO₄) = v(SO₃) = 0,75 моль.

Ответ: 0,671.

Решение 7. Находим количества вещества исходных веществ:

Из уравнения (1) следует, что с 0,4 моль НСl прореагирует 0,4 моль КОН, а в избытке останется 0,2 моль КОН.

Из уравнения (1) следует, что с оставшимися 0,2 моль КОН прореагирует 0,1 моль H₂SO₄.

Находим

Ответ: 157 мл.

Решение 8. Находим

Пусть v(Na₂O) = х моль. Тогда m(Na₂O) = M ∙ v = 62х г. Запишем уравнение реакции в виде:

Из уравнения видно: у = v(NaOH) = 2v(Na₂O) = 2х моль. Отсюда m₂(NaOH) = M ∙ v = 40 ∙ 2х = 80х г.

Для полученного раствора с w = 0,2 имеем:

Откуда имеем: 30 + 12,4х = 15 + 80х; 67,6х = 15; х = v(Na₂O) = 0,222 моль.

Отсюда m(Na₂O) = M ∙ v = 62 ∙ 0,222 = 13,8 г.

Ответ: 13,8 г.

Решение 9. Находим количества вещества исходных веществ:

Одна часть карбида кальция реагирует с азотной кислотой другая часть — с водой.

Из уравнения (1) видно, что с 0,3 моль HNO₃ прореагирует 0,15 моль СаС₂.

Оставшиеся 0,15 моль СаС₂ реагируют с водой по уравнению (2), при этом образуется 0,15 моль Са(ОН)₂. Это количество Са(ОН)₂ реагирует с соляной кислотой по уравнению (3). При этом v(HCl) = 2v(CaC₂) = 0,3 моль. Отсюда

Ответ: 34,3 мл.

Решение 10. Находим массу и количество вещества хлороводорода.

Пусть V(AL₄C₃) = х моль и Запишем уравнение в виде:

Видно, что у = v₂(HCl) = 12х моль, а z = v(CH₄) = 3х моль.

Отсюда и

Для полученного раствора имеем:

По условию Отсюда

Ответ: 6,41 г.