Розв’язування задач на знаходження маси, об’єму, масової чи об’ємної частки компонентів суміші

Задача 1.Густина суміші озону і кисню за воднем дорівнює 18. Знайдіть об’ємні частки газів у суміші.

Mr(суміші) = 2×18 = 36

Для газів c=j

Mr(суміші) = c(О₃) Mr(О₃) + c(О₂) Mr(О₂)

Нехай c(О₃) = х, тоді c(О₂) = 1-х

36 = 48х + 32(1-х) = 48х + 32 – 32х

4 = 16х

х =

c(О₃) = 25%; c(О₂) = 75%.

Задача 2.При розчиненні в кислоті 2,33 г суміші заліза і цинку одержано 896 мл водню. Скільки г кожного з металів містилося в суміші?

Розв’язок

Fe + 2H⁺ ® Fe²⁺ + H₂

Zn + 2 H⁺ ® Zn²⁺ + H₂

моль

m(Fe) = 56×0,03 = 1,68 г; m(Zn) = 65×0,01 = 0,65 г

Задача 3.На суміш порошків алюмінію і магнію масою 30 г подіяли надлишком соляної кислоти, а газ, що виділився, пропустили при 400°С через трубку з CuO, а потім з Р₂О₅. У результаті маса другої трубки збільшилась на 27 г. Визначте масову частку Алюмінію в суміші в % з точністю до цілих.

Розв’язок

2Al + 6HCl = 2AlCl₃ + 3H₂

Mg + 2HCl = MgCl₂ + H₂

H₂ + CuO = Cu + H₂O

3H₂O + P₂O₅ = 2H₃PO₄

n(H₂O) = моль = n(Н₂)

n₁(Н₂) = x; n(Al) = n₁(H₂) = x; m(Al) = 27× x = 18x;

n₂(H₂) =y; n(Mg) = n₂(H₂) = y; m(Mg) = 24y;

6x = 6

x = 1; y = 0,5

Задача 4.На суміш цинк сульфіду, натрій хлориду і кальцій карбонату масою 80 г подіяли надлишком хлоридної кислоти. При цьому утворилася суміш газів об’ємом 13,44 л (н.у.). При взаємодії цієї газової суміші з надлишком сульфур(IV) оксиду утворилася тверда речовина масою 19,2 р. Визначте масові частки речовин у вихідній суміші.

Розв’язок

ZnS + 2HCl = ZnCl₂ + H₂S

CaCO₃ + 2HCl = CaCl₂ + CO₂­+ H₂O

2H₂S + SO₂ = 3S¯ + 2H₂O

n(S)= 0,6 моль, n(H₂S)= n(S) = 0,6× = 0,4 моль.

n(газової суміші) =

n(СО₂) = 0,6 – 0,4 = 0,2

n(ZnS) = n(H₂S) = 0,4

m(ZnS) = 97×0,4 = 38,8

n(CO₂) = n(CaCO₃) = 0,2

m(CaCO₃) = 0,2×100 = 20 г

m(NaCl) = 80 – 38,8 – 20 = 21,2 г

W(ZnS) =

W(CaCO₃) =

W(NaCl) =

Задача 5.При прожарюванні суміші, що містить однакову кількість молів сульфату, нітрату і карбонату двохвалентного металу, маса суміші зменшилась на 46,6 г. Визначте формули трьох указаних солей і їх маси в суміші, якщо суміш не містить домішок, а вміст у ній металу (як елемента) становить 30% за масою.

Розв’язок

Ar(Me) = a

Me - Ca

m(CO₂) = 44x ; m(O₂) = 32x

32x + 44x = 46,6

x = 0,613

m(CaSO₄) = 0,613×136 = 83,4 г

m(Ca(NO₃)₂) = 0,613×164 = 100,5 г

m(CaCO₃) = 0,613×100 = 61,3 г

Задача 6.На суміш цинк сульфіду, натрій хлориду і кальцій карбонату масою 80 г подіяли надлишком хлоридної кислоти. При цьому утворилася суміш газів об’ємом 13,44 л (н.у.). При взаємодії цієї газової суміші з надлишком сульфур(IV) оксиду утворилася тверда речовина масою 19,2 р. Визначте масові частки речовин у вихідній суміші.

Розв’язок

ZnS + 2HCl = ZnCl₂ + H₂S

CaCO₃ + 2HCl = CaCl₂ + CO₂­+ H₂O

2H₂S + SO₂ = 3S¯ + 2H₂O

n(S)= 0,6 моль, n(H₂S)= n(S) = 0,6× = 0,4 моль.

n(газової суміші) =

n(СО₂) = 0,6 – 0,4 = 0,2

n(ZnS) = n(H₂S) = 0,4

m(ZnS) = 97×0,4 = 38,8

n(CO₂) = n(CaCO₃) = 0,2

m(CaCO₃) = 0,2×100 = 20 г

m(NaCl) = 80 – 38,8 – 20 = 21,2 г

W(ZnS) =

W(CaCO₃) =

W(NaCl) =

Задача 7.Суміш двохвалентного металу і його карбонату масою 8,0 г розчинили в надлишку соляної (хлоридної) кислоти. У результаті взаємодії виділилось 1725 мл газу (н.у.), при пропусканні якого через вапняну воду випало 5,0 г осаду. Визначте метал і склад суміші в процентах за масою.

Розв’язок

Me + 2HCl = MeCl₂ + H₂

MeCO₃ + 2HCl = MeCl₂ + H₂O + CO₂

CO₂ + Ca(OH)₂ = CaCO₃ + H₂O

n(CaCO₃) = моль = n(СО₂) = n( MeCO₃)

n(газу) =

n(Н₂) = 0,077-0,05=0,027 = n(Ме)

Аr(Me) = a

0,027a + 0,05(a+60) = 8

0,077a = 5

a = 65 – Zn

Задача 8.При прожарюванні суміші калій нітрату з нітратом металу (ступінь окиснення +2, у ряді напруг знаходиться між Mg і Сu) утворилося 6,72 г твердого залишку і виділилася суміш газів загальним об’ємом 1,792 л (н.у.) і загальною масою 3,12 г. Встановіть будову нітрату, що входив до складу суміші.

Розв’язок

2KNO₃ ® 2KNO₂ + O₂

2Me(NO₃)₂ ® 2MeO + 4NO₂ + O₂

n₁(O₂) = x; n(KNO₃) + n(KNO₂) = 2x

n₂(O₂) = y; n(Me(NO₃)₂) = n(MeO) = 2y; n(NO₂) = 4y

n(газу) =

56у = 0,56

у = 0,01

х = 0,03

m(KNO₂) = 0,06×85 = 5,1

m(MeO) = 6,72-5,1 = 1,62

M(MeO) =

Ar(Me) = 81 – 16 = 65 (Zn)

Задача 9.Для нейтралізації суміші мурашиної та оцтової кислот масою 8,3 г витратили розчин з масовою часткою гідроксиду натрію 15% масою 40 г. Чому дорівнює масова частка оцтової кислоти в суміші кислот?

Розв’язок

СН₃СOOH + NaOH ® CH₃COONa + H₂O

НСOOH + NaOH ® HCOONa + H₂O

n(NaOH) =

14y = 0,7

y = 0,05; x = 0,1

m(CH₃COOH) = 0,1×60 = 6

W(CH₃COOH) =

Задача 10.Суміш етену і пропену об’ємом 11,2 л має густину за воднем 16,8. До суміші додали такий же об’єм водню і пропустили її над платиновим каталізатором. Об’єм суміші на виході з реактора склав 17,92 л. Визначте склад початкової і кінцевої суміші газів (в % за об’ємом) і ступінь перетворення (в %), вважаючи, що вона однакова для обох алкенів. Всі об’єми зміряні при н.у.

Розв’язок

Визначимо склад початкової суміші. Нехай х – мольна частка етену.

Тоді 28х + 42(1 - х) = 16,8·2,

14х = 8,4

х = 0,6.

Всього суміш містить 0,5 моль газів. Тобто її склад 0,3 моль етену і 0,2 моль пропену.

Водню також 0,5 моль. Загальний об’єм 22,4 л.

C₂H₄ + H₂ → C₂H₆

C₃H₆ + H₂ → C₃H₈

За реакцією видно, що об’єм суміші зменшується на об’єм водню, який вступив у реакцію.

Кінцевий об’єм відповідає 0,8 моль (17,92 : 22,4). Значить, в реакцію вступило 0,2 моль водню. Це відповідає 40% його загальної кількості. Вуглеводнів також прореагувало в сумі 0,2 моль, що склало 40% їхньої загальної кількості.

Оскільки ступені перетворення алкенів за умовою однакові, то ступінь перетворення кожного з них складає 40%.

Визначимо склад кінцевої суміші.

H₂ - 0,3 моль

C₂H₆ - 0,3 · 0,4 = 0,12 моль

C₂H₄ - 0,3 · 0,12 = 0,18 моль

C₃H₈ - 0,2 · 0,4 = 0,08 моль.

C₃H₆ - 0,2 · 0,08 = 0,12 моль.

Задача 11.Спалили 11,2 л (н.у.) пропан-бутанової суміші (Д_Н2= 26,2). Утворений вуглекислий газ пропустили через надлишок розчину їдкого натру, в результаті чого утворилося 1200 г розчину соди. Визначити масову частку солі в утвореному розчині.

Розв’язок

n(сум.) = = 0,5 моль

Mr(сум.) = 26,2×2 = 52,4

c(С₃Н₈) = х

c(С₄Н₁₀) = 1 – х

Mr = c(С₃Н₈)×Mr(С₃Н₈) + c(С₄Н₁₀)×Mr(С₄Н₁₀)

52,4 = 44x + 58(1-x)

5,6 = 14x

x= = 0,4 - c(С₃Н₈)

c(С₄Н₁₀) = 1 – 0,4 = 0,6

n(С₃Н₈) = 0,4×0,5 = 0,2 моль

n(С₄Н₁₀) = 0,6×0,5 = 0,3 моль

С₃Н₈ + 5О₂ = 3СО₂ + 4Н₂О

С₄Н₁₀ + 6,5О₂ = 4СО₂ + 5Н₂О

n₁(СО₂) = 3n (С₃Н₈) = 0,6 моль

n₂(СО₂) = 4n (С₄Н₁₀) = 1,2 моль

n(СО₂) = 1,8 моль

СО₂ + 2KOH = K₂CO₃ + H₂O

n(K₂CO₃) = n(СО₂) = 1,8 моль

m(K₂CO₃) = 1,8×138 = 248,4 г

W(K₂CO₃) = = 0,207, або 20,7%

Задача 12.Суміш купрум(ІІ) хлориду й алюміній хлориду масою 1,646 г розчинили у воді і додали до отриманого розчину надлишок розчину калій гідроксиду. Осад, що випав, відфільтрували, промили і прожарили. Маса твердого залишку після прожарювання дорівнювала 0,8 г. Визначити масові частки солей у суміші.

Розв’язок

CuCl₂ + 2KOH = Cu(OH)₂↓ + 2KCl (1)

AlCl₃ + 3KOH = Al(OH)₃↓ + 3KCl (2)

Al(OH)₃ + KOH = K[Al(OH)₄] (3)

Cu(OH)₂ = CuO + H₂O (4)

Із рівнянь (1) і (4) виходить, що n(CuCl₂) = n(CuO).

n(CuO) = 0,8 г / 80 г/моль = 0,01 моль.

m(CuCl₂) = 135 г/моль × 0,01 моль = 1,35 г.

ω(CuCl₂) = 1,35 г / 1,646 г = 0,82 или 82%.

ω(AlCl₃) = 100% – 82% = 18%.

Задача 13.У замкнутій посудині змішали водень, кисень і хлор. Густина отриманої газової суміші за азотом становить 0,4625. Відомо, що в суміші міститься в 14 раз більше водню, ніж хлору за об’ємом. Суміш газів зірвали і охолодили. Визначте масову частку кислоти в розчині, який виявили в посудині.

Розв’язок

c(Cl₂) = x; c(H₂) = 14x; c(O₂) = 1 – (x + 14x) = 1-15x

Mr(суміші) = 0,4625×28 = 12,95

Mr(суміші) = c(Cl₂)×Mr(Cl₂) + c(H₂)×Mr×(H₂) + c(O₂)×Mr×(O₂)

12,95 = 71x + 2×14x + 32(1-15x)

381x = 19,05

x = 0,05 = j(Cl₂), бо для газів c = j

j(Н₂) = 0,7; j(О₂) = 0,25

Приймемо об’єм газової суміші за 1 моль, тоді n(Cl₂) = 0,05 моль; n(Н₂) = 0,7 моль; n(О₂) = 0,25 моль;

2Н₂ + О₂ = 2Н₂О n(H₂O) = 2n(O₂) = 0,5 моль; m(H₂O) = n×M = 0,5×18 = 9 г

Н₂ + Сl₂ = 2НCl n(HCl) = 2n(Cl₂) = 0,1 моль; m(HCl) = n×M = 0,1×36,5 = 3,65 г

m(р-ну) = m(H₂O) + m(HCl) = 9 + 3,65 = 12,65

або 29%

Задача 14.При пропусканні 11,2 л суміші метану, карбон(IV) оксиду і карбон(ІІ) оксиду через розчин натрій гідроксиду, взятий у надлишку, об’єм вихідної суміші зменшився на 4,48 л. Для повного згоряння суміші, що залишилася, необхідно 6,72 л кисню. Визначте склад вихідної суміші (в % за об’ємом), якщо об’єми газів виміряні за однакових умов.

Розв’язок

2NaOH + CO₂ = Na₂CO₃ + H₂O

З натрій гідроксидом реагуватиме лише карбон(IV) оксид. Отже: V(CO₂) = 4,48 л;

V(CH₄) + V(CО) = 11,2 – 4,48 = 6,72 л

,або 40%

CH₄ + 2O₂ = CO₂ + 2H₂O (1)

2CO + O₂ = 2CO₂ (2)

Нехай V(CH₄) = x, тоді V₁(О₂) = 2x (за рівнянням 1)

[ -

1,5y = 6,72

y = 4,48 , або 40%

x = 2,24 , або 20%

Поиск по сайту: