double arrow

ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ



(расчеты по химическим уравнениям).

Задача 1. Железо можно получить, восстанавливая оксид железа (III) алюминием. Определить, сколько алюминия потребуется для получения 140 г железа?

Решение 1.Запишем уравнение реакции:

Fe2O3 + 2Al = 2 Fe +Al2O3

Определим количество вещества железа, которое требуется получить:

ν (Fe) = m (Fe)/ М(Fe) = 140 г/ 56 г/моль = 2,5 моль.

Из уравнения реакции видно, что для получения железа количеством вещества 2 моль требуется 2 моль алюминия, т.е.

ν (Al)/ ν (Fe) = 2/2, следовательно ν (Al) = ν (Fe) = 2,5 моль.

Теперь можно определить массу алюминия:

m (Al) = M(Al)∙ ν(Al) = 27 г/моль ∙ 2,5 моль = 67,5 г.

Ответ: для получения 140 г железа потребуется 67,5 г алюминия.

Решение 2.Такие задачи можно решать методом составления пропорций. Из уравнения реакции видно, что для получения железа количеством вещества 2 моль требуется 2 моль алюминия. Запишем:

Для получения (2∙ 56) г = 112 г Fe требуется (2∙ 27) г = 54 г Al

» » » » 140 г Fe » » » » m (Al)

Cоставим пропорцию: 112 : 54 = 140: m(Al), отсюда следует

m(Al) = 140 ∙ 54 /112 = 67,5 г

Задача 2. Какой объем водорода выделится (условия нормальные), если в избытке соляной кислоты растворить 10,8 г алюминия?




Решение. Запишем уравнение реакции:

6HCl + 2Al = 2AlCl3 + 3H2

Определим количество вещества алюминия, вступившего в реакцию

ν (Al) = m (Al)/ М(Al) = 10,8 г /27 г/моль = 0,4 моль.

Из уравнения реакции следует, что при растворении 2 моль алюминия получается 3 моль водорода Н2, т.е.

ν (Al)/ ν (Н2) = 2/3, следовательно,

ν (Н2) = 3 ν (Al)/2 = 3 ∙0,4 моль/2 = 0,6 моль.

Рассчитаем объем водорода:

V(H2) = VM ∙ ν (Н2) = 22.4 л/моль ∙ 0,6 моль = 13,44 л.

Ответ: при растворении 10,8 г алюминия в соляной кислоте получится 13,44 л водорода.

 

Задача 3. Какой объем оксида серы (IV) необходимо окислить кислородом, чтобы получить 20 г оксида серы (VI)? Условия нормальные, выход продукта равен 80 %.

Решение. Запишем уравнение реакции: 2SO2 + O2 = 2SO3

Определим массу оксида серы (VI), который получается при количественном выходе продукта (т.е. теоретически), используя формулу

η = m (X) / mтеор.(X),

где η равно 0,8 (или 80 %) по условию задачи.

Отсюда следует: mтеор(SO3) = m (SO3) / η(SO3) = 20/0,8 = 25 г.

Какое количество вещества оксида серы (VI) составляют 25 г, определим по формуле

ν (SO3) = m (SO3)/ М(SO3) = 25 г/(32 +3∙16) г/моль = 25/80 = 0,3125 моль.

Из уравнения реакции следует, что

ν (SO2)/ ν (SO3) = 2/2, следовательно

ν (SO2) = ν (SO3) = 0,3125 моль.

Осталось определить объем оксида серы (IV) при нормальных условиях: Vо(SO2) = VM ∙ ν (SO2) = 22.4 л/моль ∙0,3125 моль = 7 л.



Ответ: для получения 20 г оксида серы (VI) SO3 потребуется 7 л оксида серы (IV) SO2.

Задача 4. К раствору, содержащему 25,5 г нитрата серебра, добавили раствор, содержащий 7,8 г сульфида натрия. Какова масса образующегося осадка?

Решение. Запишем уравнение протекающей реакции:

2AgNO3 + Na2S = Ag2S↓ + 2NaNO3.

Так как, количество вещества и масса продукта рассчитывается на основе массы и количества вещества, взятого в недостатке,следовательно, сначала необходимо определить количества веществ нитрата серебра и сульфида натрия:

ν (AgNO3) = m (AgNO3)/ М(AgNO3) = 25,5 г / 170 г/моль = 0,15 моль;

ν (Na2S) = m (Na2S)/ М(Na2S) = 7,8 г / 78 г/моль = 0,1 моль.

Согласно уравнению реакции: на каждые 2 моль AgNO3 требуется 1 моль Na2S (т.е. в два раза меньше), значит:

на 0,15 моль AgNO3 » » » » ν моль Na2S.

Тогда ν(Na2S) = ½ ∙ 0,15 моль = 0,075 моль,

следовательно, сульфид натрия взят в избытке и расчет необходимо вести по количеству вещества AgNO3.

Из уравнения реакции следует:

ν(Ag2S) = ν (Na2S) = ν (AgNO3)/2 = 0,15 моль/2 = 0,075 моль.

Теперь можно определить массу сульфида серебра, выпавшего в осадок: m(Ag2S) = М(Ag2S) ∙ ν(Ag2S) = 248 г/моль ∙ 0,075 моль = 18,6 г.

Ответ: масса образовавшегося осадка равна 18,6 г.



Сейчас читают про: