Rešiću ispitni zadatak iz hemije broj 33. Struktura ispitnog rada sastoji se od dva bloka
Za 2-3 mjeseca nemoguće je naučiti (ponoviti, poboljšati) tako složenu disciplinu kao što je hemija.
Nema promjena na Jedinstvenom državnom ispitu KIM iz hemije 2020.
Ne odlažite pripreme za kasnije.
- Kada počnete da analizirate zadatke, prvo proučite teorija. Teorija na sajtu je predstavljena za svaki zadatak u vidu preporuka o tome šta treba da znate prilikom izvršavanja zadatka. će vas voditi u proučavanju osnovnih tema i odrediti koja znanja i vještine će vam biti potrebne za ispunjavanje zadataka Jedinstvenog državnog ispita iz hemije. Za uspešan polaganje Jedinstvenog državnog ispita u hemiji – teorija je najvažnija.
- Teoriju treba podržati praksa, stalno rješavanje problema. Budući da je većina grešaka zbog činjenice da sam netačno pročitao vježbu i nisam razumio šta se traži u zadatku. Što češće rješavate tematske testove, brže ćete razumjeti strukturu ispita. Zadaci obuke razvijeni na osnovu demo verzije FIPI-ja dati takvu priliku da se odluči i sazna odgovore. Ali nemojte žuriti da zavirite. Prvo odlučite sami i vidite koliko bodova dobijate.
Bodovi za svaki zadatak iz kemije
- 1 bod - za zadatke 1-6, 11-15, 19-21, 26-28.
- 2 boda - 7-10, 16-18, 22-25, 30, 31.
- 3 boda - 35.
- 4 boda - 32, 34.
- 5 bodova - 33.
Ukupno: 60 bodova.
Struktura ispitnog rada sastoji se od dva bloka:
- Pitanja koja zahtijevaju kratak odgovor (u obliku broja ili riječi) - zadaci 1-29.
- Zadaci sa detaljnim odgovorima – zadaci 30-35.
Vrijeme ispita iz hemije je 3,5 sata (210 minuta).
Na ispitu će biti tri varalice. I morate ih razumjeti
Ovo je 70% informacija koje će vam pomoći da uspješno položite ispit iz hemije. Preostalih 30% je mogućnost korištenja priloženih varalica.
- Ako želite da dobijete više od 90 bodova, potrebno je puno vremena posvetiti hemiji.
- Da biste uspješno položili Jedinstveni državni ispit iz hemije, morate riješiti mnogo: zadataka za obuku, čak i ako se čine laki i iste vrste.
- Pravilno rasporedite snagu i ne zaboravite na odmor.
Usudite se, pokušajte i uspjet ćete!
Sadržaj bloka „Organske supstance” je sistem znanja o najvažnijih koncepata i teorije organske hemije karakteristika hemijska svojstva proučavao supstance koje pripadaju različitim klasama organskih jedinjenja, odnos ovih supstanci. Ovaj blok uključuje 9 zadataka. Ovladavanje elementima sadržaja ovog bloka provjerava se zadacima osnovnog (zadaci 11–15 i 18), naprednog (zadaci 16 i 17) i visokog (zadatak 33) nivoa složenosti. Ovim zadacima testiran je i razvoj vještina i vrsta aktivnosti sličnih onima koje su imenovane u odnosu na sadržajne elemente bloka „Neorganske tvari”.
Pogledajmo zadatke u bloku "Organske supstance".
#ADVERTISING_INSERT#
Razmotrimo zadatak 33 visokog nivoa složenosti, testirajući asimilaciju odnosa između organskih jedinjenja različitih klasa.
Zadatak 33
Napišite jednadžbe reakcije koje se mogu koristiti za izvođenje sljedećih transformacija:
Kada pišete jednadžbe reakcija, koristite strukturne formule organske supstance.
Mogući odgovor:
Na temperaturi od 180 °C u prisustvu koncentrovane sumporne kiseline, 1-propanol se dehidrira da nastane propen:
Propen, u interakciji sa klorovodikom, formira, u skladu s Markovnikovovim pravilom, pretežno 2-kloropropan:
Pod uticajem vodenog rastvora alkalija, 2-hloropropan se hidrolizira da nastane propanol-2:
Zatim je iz propanola-2 potrebno ponovo dobiti propen (X 1), što se može učiniti kao rezultat reakcije intramolekularne dehidracije na temperaturi od 180 ° C pod djelovanjem koncentrirane sumporne kiseline:
Propen oksidacijski proizvod vodeni rastvor kalijum permanganat na hladnom je dihidrični alkohol propandiol-1,2, kalijum permanganat se reducira u mangan(IV) oksid, formirajući smeđi talog:
U 2018. godini 41,1% ispitanika uspjelo je u potpunosti ispravno izvršiti ovaj zadatak.
Priručnik sadrži zadatke za obuku osnovnog i naprednog nivoa složenosti, grupisane po temi i vrsti. Zadaci su raspoređeni istim redoslijedom kako je predloženo na ispitu verzija Jedinstvenog državnog ispita. Na početku svakog tipa zadatka nalaze se elementi sadržaja za testiranje – teme koje biste trebali proučiti prije početka. Priručnik će biti koristan za nastavnike hemije, jer omogućava efikasno organizovanje obrazovnog procesa u učionici, kontinuirano praćenje znanja, kao i pripremu učenika za Jedinstveni državni ispit.
U našem prošlom članku govorili smo o osnovnim zadacima na Jedinstvenom državnom ispitu iz hemije 2018. Sada moramo detaljnije analizirati zadatke povećanog (u kodifikatoru Jedinstvenog državnog ispita iz hemije 2018. - visok nivo složenosti) nivoa složenosti, koji se ranije zvao dio C.
Na zadatke viši nivo Postoji samo pet (5) zadataka težine - br. 30,31,32,33,34 i 35. Razmotrimo teme zadataka, kako se pripremiti za njih i kako riješiti složene zadatke na Jedinstvenom državnom ispitu u Hemija 2018.
Primjer zadatka 30 na Jedinstvenom državnom ispitu iz hemije 2018
Usmjeren na provjeru znanja studenata o oksidaciono-redukcionim reakcijama (ORR). Zadatak uvijek daje jednačinu hemijska reakcija sa nedostajućim supstancama sa obe strane reakcije (lijeva strana - reaktanti, desna strana - proizvodi). Za ovaj zadatak se mogu dodijeliti najviše tri (3) boda. Prvi bod se daje za pravilno popunjavanje praznina u reakciji i pravilno izjednačavanje reakcije (raspored koeficijenata). Druga točka se može dobiti ispravnim opisivanjem ORR ravnoteže, a posljednja točka se daje za ispravno određivanje ko je oksidacijski agens u reakciji, a ko redukcijski agens. Pogledajmo rješenje zadatka br. 30 iz demo verzije Jedinstvenog državnog ispita iz hemije 2018:
Koristeći metodu ravnoteže elektrona, napravite jednadžbu za reakciju
Na 2 SO 3 + … + KOH à K 2 MnO 4 + … + H 2 O
Identifikujte oksidaciono sredstvo i redukciono sredstvo.
Prva stvar koju treba učiniti je rasporediti naboje atoma naznačenih u jednadžbi, ispada:
Na + 2 S +4 O 3 -2 + … + K + O -2 H + à K + 2 Mn +6 O 4 -2 + … + H + 2 O -2
Često nakon ove akcije odmah vidimo prvi par elemenata koji su promijenili oksidacijsko stanje (CO), odnosno sa različitih strana reakcije isti atom ima različito oksidacijsko stanje. U ovom konkretnom zadatku, mi to ne primjećujemo. Stoga je potrebno iskoristiti dodatna znanja, naime, na lijevoj strani reakcije vidimo kalijum hidroksid ( CON), čije prisustvo nam govori da se reakcija odvija u alkalnoj sredini. Na desnoj strani vidimo kalijum manganat, a znamo da se u alkalnom reakcionom mediju kalijum manganat dobija iz kalijum permanganata, dakle, praznina na lijevoj strani reakcije je kalijum permanganat ( KMnO 4 ). Ispada da smo na lijevoj strani imali mangan na CO +7, a na desnoj na CO +6, što znači da možemo napisati prvi dio bilansa OVR:
Mn +7 +1 e — à Mn +6
Sada možemo pretpostaviti šta bi se još trebalo dogoditi u reakciji. Ako mangan prima elektrone, onda mu ih je neko dao (mi slijedimo zakon održanja mase). Razmotrimo sve elemente na lijevoj strani reakcije: vodik, natrijum i kalij su već u CO +1, što je za njih maksimum, kiseonik neće predati svoje elektrone manganu, što znači da sumpor ostaje u CO +4 . Zaključujemo da sumpor odustaje od elektrona i prelazi u stanje sumpora sa CO +6. Sada možemo napisati drugi dio bilansa stanja:
S +4 -2 e — à S +6
Gledajući jednadžbu, vidimo da na desnoj strani nigdje nema sumpora ili natrijuma, što znači da moraju biti u praznini, a logično jedinjenje da se popuni je natrijum sulfat ( NaSO 4 ).
Sada je OVR saldo napisan (dobijamo prvu tačku) i jednačina poprima oblik:
Na 2 SO 3 + KMnO 4 + KOHà K 2 MnO 4 + NaSO 4 + H 2 O
| Mn +7 +1 e — à Mn +6 | 1 | 2 |
| S +4 -2e —à S+6 | 2 | 1 |
U ovom trenutku je važno odmah napisati ko je oksidant, a ko redukcioni agens, jer se učenici često koncentrišu na balansiranje jednačine i jednostavno zaborave da urade ovaj deo zadatka, čime gube poen. Po definiciji, oksidaciono sredstvo je čestica koja prima elektrone (u našem slučaju mangan), a redukciono sredstvo je čestica koja daje elektrone (u našem slučaju sumpor), pa dobijamo:
oksidans: Mn +7 (KMnO 4 )
Redukciono sredstvo: S +4 (Na 2 SO 3 )
Ovdje moramo imati na umu da označavamo stanje čestica u kojem su se nalazile kada su počele pokazivati svojstva oksidacijskog ili redukcijskog agensa, a ne stanja u koja su došle kao rezultat redoks reakcije.
Sada, da biste dobili posljednju tačku, morate pravilno izjednačiti jednačinu (složiti koeficijente). Koristeći ravnotežu, vidimo da da bi bio sumpor +4, da bi prešao u stanje +6, dva mangana +7 moraju postati mangan +6, a bitno je da stavimo 2 ispred mangana:
Na 2 SO 3 + 2KMnO 4 + KOHà 2K 2 MnO 4 + NaSO 4 + H 2 O
Sada vidimo da imamo 4 kalijuma na desnoj strani, a samo tri na lijevoj strani, što znači da moramo staviti 2 ispred kalijum hidroksida:
Na 2 SO 3 + 2KMnO 4 + 2KOHà 2K 2 MnO 4 + NaSO 4 + H 2 O
Kao rezultat, tačan odgovor na zadatak br. 30 izgleda ovako:
Na 2 SO 3 + 2KMnO 4 + 2KOHà 2K 2 MnO 4 + NaSO 4 + H 2 O
| Mn +7 +1e —à Mn +6 | 1 | 2 |
| S +4 -2e —à S+6 | 2 | 1 |
oksidans: Mn +7 (KMnO 4)
Redukciono sredstvo: S +4 (Na 2 SO 3 )
Rješenje zadatka 31 na Jedinstvenom državnom ispitu iz hemije
Ovo je lanac neorganskih transformacija. Da biste uspješno obavili ovaj zadatak, morate dobro razumjeti reakcije karakteristične za neorganska jedinjenja. Zadatak se sastoji od četiri (4) reakcije, za svaku od kojih možete dobiti jedan (1) bod, a ukupno četiri (4) boda za zadatak. Važno je zapamtiti pravila za ispunjavanje zadatka: sve jednačine moraju biti izjednačene, čak i ako je učenik pravilno napisao jednačinu, ali nije izjednačio, neće dobiti bod; nije potrebno riješiti sve reakcije, možete napraviti jednu i dobiti jedan (1) bod, dvije reakcije i dobiti dva (2) boda itd., a nije potrebno popunjavati jednadžbe striktno po redoslijedu, npr. , učenik može da uradi reakciju 1 i 3, što znači da treba da uradite ovo i dobijete dva (2) boda, glavno je da naznačite da su to reakcije 1 i 3. Pogledajmo rešenje zadatka br. 31 iz demo verzija Jedinstvenog državnog ispita iz hemije 2018:
Gvožđe je rastvoreno u vrućoj koncentrovanoj sumpornoj kiselini. Dobivena sol je tretirana viškom otopine natrijum hidroksida. Nastali smeđi talog je filtriran i kalciniran. Dobivena supstanca je zagrijana gvožđem.
Napišite jednadžbe za četiri opisane reakcije.
Da biste olakšali rješenje, možete nacrtati sljedeći dijagram u nacrtu:
Da biste izvršili zadatak, naravno, morate znati sve predložene reakcije. Međutim, uvijek postoje skriveni tragovi u stanju (koncentrirana sumporna kiselina, višak natrijum hidroksida, smeđi talog, kalciniran, grijan željezom). Na primjer, učenik se ne sjeća šta se dešava sa gvožđem kada je u interakciji sa konc. sumporne kiseline, ali se sjeća da je smeđi talog željeza nakon tretmana alkalijom najvjerovatnije željezni hidroksid 3 ( Y = Fe(OH) 3 ). Sada imamo priliku, zamjenom Y u napisani dijagram, pokušati napraviti jednačine 2 i 3. Naredni koraci su čisto hemijski, pa ih nećemo tako detaljno opisivati. Učenik mora zapamtiti da zagrijavanje željeznog hidroksida 3 dovodi do stvaranja željeznog oksida 3 ( Z = Fe 2 O 3 ) i vode, a zagrijavanje željeznog oksida 3 sa čistim željezom dovest će ih do srednjeg stanja - željeznog oksida 2 ( FeO). Supstanca X, koja je so dobijena reakcijom sa sumpornom kiselinom, koja daje gvožđe hidroksid 3 nakon tretmana sa alkalijom, biće gvožđe sulfat 3 ( X = Fe 2 (SO 4 ) 3 ). Važno je zapamtiti da uravnotežite jednačine. Kao rezultat, tačan odgovor na zadatak br. 31 izgleda ovako:
| 1) 2Fe + 6H 2 SO 4 (k) a Fe2(SO4)3+ 3SO 2 + 6H 2 O |
| 2) Fe2(SO4)3+ 6NaOH (g) do 2 Fe(OH)3+ 3Na2SO4 |
| 3) 2Fe(OH) 3à Fe 2 O 3 + 3H 2 O |
| 4) Fe 2 O 3 + Fe à 3FeO |
Zadatak 32 Jedinstveni državni ispit iz hemije
Vrlo sličan zadatku br. 31, samo što sadrži lanac organskih transformacija. Zahtjevi dizajna i logika rješenja su slični zadatku br. 31, jedina razlika je u tome što je u zadatku br. 32 dato pet (5) jednačina, što znači da možete osvojiti ukupno pet (5) bodova. Zbog sličnosti sa zadatkom br. 31, nećemo ga detaljno razmatrati.
Rješenje zadatka 33 iz hemije 2018
Računski zadatak, da biste ga završili morate znati osnovne formule za izračunavanje, znati koristiti kalkulator i povlačiti logičke paralele. Zadatak 33 vrijedi četiri (4) boda. Pogledajmo dio rješenja zadatka br. 33 iz demo verzije Jedinstvenog državnog ispita iz hemije 2018:
Odrediti masene udjele (u %) željezovog (II) sulfata i aluminij sulfida u smjesi ako se pri obrađivanju 25 g ove smjese vodom oslobodio plin koji je u potpunosti reagirao sa 960 g 5% otopine bakar sulfata . U svom odgovoru zapišite jednačine reakcije koje su navedene u opisu problema i navedite sve potrebne proračune (navedite mjerne jedinice traženog). fizičke veličine).
Dobijamo prvi (1) bod za pisanje reakcija koje se javljaju u zadatku. Dobijanje ovog konkretnog boda zavisi od znanja iz hemije, preostala tri (3) boda se mogu dobiti samo računanjem, stoga, ukoliko učenik ima problema sa matematikom, mora dobiti najmanje jedan (1) bod za rešavanje zadatka br. 33 :
| Al 2 S 3 + 6H 2 Oà 2Al(OH) 3 + 3H 2 S |
| CuSO 4 + H 2 Sà CuS + H2SO4 |
Jer dalje radnje su čisto matematički, nećemo ih ovdje ulaziti. Izbor analize možete pogledati na našem YouTube kanalu (link na video analizu zadatka br. 33).
Formule koje će biti potrebne za rješavanje ovog zadatka:
Zadatak iz hemije 34 2018
Računski zadatak, koji se od zadatka br. 33 razlikuje po sljedećem:
- Ako u zadatku br. 33 znamo između kojih supstanci dolazi do interakcije, onda u zadatku br. 34 moramo pronaći šta je reagovalo;
- U zadatku br. 34 daju se organska jedinjenja, dok su u zadatku br. 33 najčešće dati neorganski procesi.
U stvari, zadatak br. 34 je obrnut od zadatka br. 33, što znači da je logika zadatka obrnuta. Za zadatak broj 34 možete dobiti četiri (4) boda, a kao i u zadatku br. 33, samo jedan od njih (u 90% slučajeva) dobija se za poznavanje hemije, preostala 3 (rjeđe 2) bodovi se dobijaju za matematičke proračune. Da biste uspješno završili zadatak br. 34 morate:
Poznavati opšte formule svih glavnih klasa organskih jedinjenja;
Poznavati osnovne reakcije organskih jedinjenja;
Znati napisati jednačinu u opštem obliku.
Još jednom želim da napomenem da su teorijske osnove neophodne za uspješno polaganje Jedinstvenog državnog ispita iz hemije u 2018. godini ostale praktički nepromijenjene, što znači da će mu svo znanje koje je vaše dijete steklo u školi pomoći da položi ispit iz hemije. u 2018. U našem centru za pripremu za Jedinstveni državni ispit i Jedinstveni državni ispitni hodograf Vaše dijete će dobiti Sve teorijski materijal potreban za pripremu, a u nastavi će učvrstiti stečena znanja za uspješnu implementaciju svima ispitnih zadataka. Sa njim će raditi najbolji nastavnici koji su prošli jako veliko takmičenje i teške prijemne ispite. Nastava se odvija u malim grupama, što omogućava nastavniku da posveti vrijeme svakom djetetu i formuliše njegovu individualnu strategiju za završetak ispitnog rada.
Nemamo problema sa nedostatkom testova u novom formatu, naši nastavnici ih sami pišu, na osnovu svih preporuka kodifikatora, specifikacije i demo verzije Jedinstvenog državnog ispita iz hemije 2018.
Pozovite danas i sutra će vam vaše dijete biti zahvalno!
Zadatak br. 1
Zapremina od 3,36 litara vodonika je propuštena kroz prah bakar (II) oksida kada se zagrije, a vodonik je u potpunosti reagirao. Reakcija je rezultirala sa 10,4 g čvrstog ostatka. Ovaj ostatak je otopljen u koncentrovanoj sumpornoj kiselini težine 100 g Odrediti maseni udio soli u nastaloj otopini (zanemariti procese hidrolize).
Odgovor: 25,4%
Objašnjenje:
ν(H 2) = V(H 2)/V m = 3,36 l/22,4 l/mol = 0,15 mol,
ν(H 2) = ν(Cu) = 0,15 mol, dakle m(Cu) = 0,15 mol 64 g/mol = 9,6 g
m(CuO) = m(čvrsti ostatak) – m(Cu) = 10,4 g – 9,6 g = 0,8 g
ν(CuO) = m(CuO)/M(CuO) = 0,8 g/80 g/mol = 0,01 mol
Prema jednačini (I) ν(Cu) = ν I (CuSO 4), prema jednačini (II) ν(CuO) = ν II (CuSO 4), dakle, ν ukupno. (CuSO 4) = ν I (CuSO 4) + ν II (CuSO 4) = 0,01 mol + 0,15 mol = 0,16 mol.
m ukupno (CuSO 4) = ν ukupno. (CuSO 4) M(CuSO 4) = 0,16 mol 160 g/mol = 25,6 g
ν(Cu) = ν(SO 2), dakle, ν(SO 2) = 0,15 mol i m(SO 2) = ν(SO 2) M(SO 2) = 0,15 mol 64 g/mol = 9,6 g
m(rastvor) = m(čvrsti ostatak) + m(rastvor H 2 SO 4) – m(SO 2) = 10,4 g + 100 g – 9,6 g = 100,8 g
ω(CuSO 4) = m(CuSO 4)/m(rastvor) 100% = 25,6 g/100,8 g 100% = 25,4%
Zadatak br. 2
Vodonik zapremine 3,36 l (n.s.) je propušten kada se zagrije preko praha oksida bakra (II) težine 16 g. Ostatak koji je nastao kao rezultat ove reakcije je otopljen u 535,5 g 20% dušične kiseline, što je rezultiralo bezbojnim. gas koji na vazduhu postaje smeđi. Odrediti maseni udio dušične kiseline u nastaloj otopini (zanemariti procese hidrolize).
U svom odgovoru zapišite jednadžbe reakcija koje su navedene u opisu problema i navedite sve potrebne proračune (navedite mjerne jedinice izvornih fizičkih veličina).
Odgovor: 13,84%
Objašnjenje:
Kada se vodonik prođe preko bakar(II) oksida, bakar se redukuje:
CuO + H 2 → Cu + H 2 O (zagrijavanje) (I)
Čvrsti ostatak, koji se sastoji od metalnog bakra i bakar (II) oksida, reagira s otopinom dušične kiseline prema jednadžbi:
3Cu + 8HNO 3 (20% rastvor) → 3Cu(NO 3) 2 + 2NO + 4H 2 O (II)
CuO + 2HNO 3 (20% rastvor) → Cu(NO 3) 2 + H 2 O (III)
Izračunajmo količinu vodika i bakrovog oksida (II) uključenih u reakciju (I):
ν(H 2) = V(H 2)/V m = 3,36 l/22,4 l/mol = 0,15 mol, ν(CuO) = 16 g/80 g/mol = 0,2 mol
Prema jednadžbi reakcije (I) ν(H 2) = ν(CuO), a prema uslovima zadatka, nedostaju količine vodonika (0,15 mol H 2 i 0,1 mol CuO), dakle bakra (II) oksid nije u potpunosti reagirao.
Proračun vršimo na osnovu nedostatka supstance, dakle, ν(Cu) = ν(H 2) = 0,15 mol i ν ostatak. (CuO) = 0,2 mol – 0,15 mol = 0,05 mol.
Za dalje izračunavanje mase otopine potrebno je znati mase nastalog bakra i neizreagiranog bakrovog (II) oksida:
m odmor. (CuO) = ν(CuO) M(CuO) = 0,05 mol 80 g/mol = 4 g
Ukupna masa čvrstog ostatka jednaka je: m(čvrsti ostatak) = m(Cu) + m ostatak. (CuO) = 9,6 g + 4 g = 13,6 g
Izračunajte početnu masu i količinu dušične kiseline:
m ref. (HNO 3) = m (rastvor HNO 3) ω(HNO 3) = 535,5 g 0,2 = 107,1 g
Prema jednačini reakcije (II) ν II (HNO 3) = 8/3ν(Cu), prema jednačini reakcije (III) ν III (HNO 3) = 2ν(CuO), dakle, ν ukupno. (HNO 3) = ν II (HNO 3) + ν III (HNO 3) = 8/3 · 0,15 mol + 2 · 0,05 molmo = 0,5 l.
Ukupna masa reagovala kao rezultat reakcija (II) i (III) jednaka je:
m odmor. (HNO 3) = m ref. (HNO 3) – m ukupno. (HNO 3) = 107,1 g – 31,5 g = 75,6 g
Za izračunavanje mase nastale otopine potrebno je uzeti u obzir masu dušikovog oksida (II) koji se oslobađa u reakciji (II):
ν(NO) = 2/3ν(Cu), dakle, ν(NO) = 2/3 0,15 mol = 0,1 mol i m(NO) = ν(NO) M(NO) = 0,1 mol · 30 g/ mol = 3 g
Izračunajmo masu rezultirajućeg rješenja:
m(rastvor) = m(čvrsti ostatak) + m(rastvor HNO 3) – m(NO) = 13,6 g + 535,5 g – 3 g = 546,1 g
ω(HNO 3) = m odmor. (HNO 3)/m(rastvor) 100% = 75,6 g/546,1 g 100% = 13,84%
Zadatak br. 3
U 20% rastvor soli koji se dobija rastvaranjem 12,5 g bakar sulfata (CuSO 4 5H 2 O) u vodi dodano je 5,6 g gvožđa. Nakon što je reakcija završena, u otopinu je dodano 117 g 10% rastvora natrijum sulfida. Odrediti maseni udio natrijum sulfida u konačnom rastvoru (zanemariti procese hidrolize).
U svom odgovoru zapišite jednadžbe reakcija koje su navedene u opisu problema i navedite sve potrebne proračune (navedite mjerne jedinice izvornih fizičkih veličina).
Odgovor: 5,12%
Objašnjenje:
Fe + CuSO 4 → FeSO 4 + Cu (I)
ν(CuSO 4 5H 2 O) = m(CuSO 4 5H 2 O)/M(CuSO 4 5H 2 O) = 12,5 g/250 g/mol = 0,05 mol
ν ref. (Fe) = m ref. (Fe)/M(Fe) = 5,6 g/56 g/mol = 0,1 mol
Prema jednadžbi reakcije (I) ν(Fe) = ν(CuSO 4), a prema uslovima zadatka, manjka je količina bakar sulfata (0,05 mol CuSO 4 5H 2 O i 0,1 mol Fe) , tako da gvožđe nije reagovalo u potpunosti.
Samo gvožđe (II) sulfat reaguje sa natrijum sulfidom:
FeSO 4 + Na 2 S → FeS↓ + Na 2 SO 4 (II)
Računamo na osnovu nedostatka supstance, dakle, ν(CuSO 4 · 5H 2 O) = ν(Cu) = ν(FeSO 4) = 0,05 mol i ν ostatak. (Fe) = 0,1 mol – 0,05 mol = 0,05 mol.
Za dalje izračunavanje mase konačnog rastvora potrebno je znati mase nastalog bakra, neizreagiranog gvožđa (reakcija (I)) i početne otopine bakar sulfata:
m(Cu) = ν(Cu) M(Cu) = 0,05 mol 64 g/mol = 3,2 g
m odmor. (Fe) = ν odmor. (Fe) M(Fe) = 0,05 mol 56 g/mol = 2,8 g
ν(CuSO 4 5H 2 O) = ν(CuSO 4) = 0,05 mol, dakle, m(CuSO 4) = ν(CuSO 4) M(CuSO 4) = 0,05 mol 160 g/mol = 8 g
m ref. (rastvor CuSO 4) = m(CuSO 4)/ω(CuSO 4) 100% = 8 g/20% 100% = 40 g
Samo gvožđe (II) sulfat reaguje sa natrijum sulfidom (bakar (II) sulfat je u potpunosti reagovao prema reakciji (I)).
m ref. (Na 2 S) = m ref. (rastvor Na 2 S) ω(Na 2 S) = 117 g 0,1 = 11,7 g
ν ref. (Na 2 S) = m ref. (Na 2 S)/M(Na 2 S) = 11,7 g/78 g/mol = 0,15 mol
Prema jednačini reakcije (II) ν(Na 2 S) = ν(FeSO 4), a prema reakcionim uslovima, natrijum sulfid je u višku (0,15 mol Na 2 S i 0,05 mol FeSO 4). Računamo prema nedostatku, tj. količinom gvožđe (II) sulfata).
Izračunajmo masu neizreagovanog natrijum sulfida:
ν odmor. (Na 2 S) = ν out. (Na 2 S) – ν reaguje. (Na 2 S) = 0,15 mol – 0,05 mol = 0,1 mol
m odmor. (Na 2 S) = ν(Na 2 S) M(Na 2 S) = 0,1 mol 78 g/mol = 7,8 g
Za izračunavanje mase konačnog rastvora potrebno je izračunati masu gvožđe (II) sulfida istaloženog reakcijom (II):
ν(FeSO 4) = ν(FeS) i m(FeS) = ν(FeS) M(FeS) = 0,05 mol 88 g/mol = 4,4 g
m(rješenje) = m out. (rastvor CuSO 4) + m ref. (Fe) - m odmor. (Fe) – m(Cu) + m ref. (rastvor Na 2 S) – m(FeS) = 40 g + 5,6 g – 3,2 g – 2,8 g + 117 g – 4,4 g = 152,2 g
ω(Na 2 S) = m(Na 2 S)/m(rastvor) 100% = 7,8 g/152,2 g 100% = 5,12%
Zadatak br. 4
U 20% rastvor soli koji se dobija rastvaranjem 37,5 g bakar sulfata (CuSO 4 5H 2 O) u vodi dodato je 11,2 g gvožđa. Nakon završetka reakcije, u nastalu smjesu dodano je 100 g 20% otopine sumporne kiseline. Odredite maseni udio soli u nastaloj otopini (zanemarite procese hidrolize).
U svom odgovoru zapišite jednadžbe reakcija koje su navedene u opisu problema i navedite sve potrebne proračune (navedite mjerne jedinice izvornih fizičkih veličina).
Odgovor: 13,72%
Objašnjenje:
Kada bakar (II) sulfat reaguje sa gvožđem, dolazi do supstitucijske reakcije:
Fe + CuSO 4 → FeSO 4 + Cu (I)
20% sumporne kiseline reaguje sa gvožđem prema jednačini:
Fe + H 2 SO 4 (razd.) → FeSO 4 + H 2 (II)
Izračunajmo količinu bakar sulfata i željeza koji reagiraju (I):
ν(CuSO 4 5H 2 O) = m(CuSO 4 5H 2 O)/M(CuSO 4 5H 2 O) = 37,5 g/250 g/mol = 0,15 mol
ν ref. (Fe) = m ref. (Fe)/M(Fe) = 11,2 g/56 g/mol = 0,2 mol
Prema jednadžbi reakcije (I) ν(Fe) = ν(CuSO 4), a prema uslovima zadatka, manjka je količina bakar sulfata (0,15 mol CuSO 4 5H 2 O i 0,2 mol Fe) , tako da gvožđe nije reagovalo u potpunosti.
Računamo na osnovu nedostatka supstance, dakle, ν(CuSO 4 · 5H 2 O) = ν(Cu) = ν(FeSO 4) = 0,15 mol i ν ostatak. (Fe) = 0,2 mol – 0,15 mol = 0,05 mol.
m(Cu) = ν(Cu) M(Cu) = 0,15 mol 64 g/mol = 9,6 g
ν(CuSO 4 5H 2 O) = ν(CuSO 4) = 0,15 mol, dakle, m(CuSO 4) = ν(CuSO 4) M(CuSO 4) = 0,15 mol 160 g/mol = 24 g
m ref. (rastvor CuSO 4) = m(CuSO 4)/ω(CuSO 4) 100% = 24 g/20% 100% = 120 g
Razrijeđena sumporna kiselina ne reagira s bakrom, ali reagira sa željezom prema reakciji (II).
Izračunajmo masu i količinu sumporne kiseline:
m ref. (H 2 SO 4) = m ref. (rastvor H 2 SO 4) ω(H 2 SO 4) = 100 g 0,2 = 20 g
ν ref. (H 2 SO 4) = m ref. (H 2 SO 4)/M(H 2 SO 4) = 20 g/98 g/mol ≈ 0,204 mol
Pošto ν odmor. (Fe) = 0,05 mol, i ν ref. (H 2 SO 4) ≈ 0,204 mol, dakle, gvožđa nedostaje i potpuno je rastvoreno sumpornom kiselinom.
Prema jednadžbi reakcije (II) ν(Fe) = ν(FeSO 4), tada je ukupna količina supstance gvožđe (II) sulfata zbir količina nastalih reakcijama (I) i (II) i iznosi jednako:
ν(FeSO 4) = 0,05 mol + 0,15 mol = 0,2 mol;
m(FeSO 4) = ν(FeSO 4) M(FeSO 4) = 0,2 mol 152 g/mol = 30,4 g
ν odmor. (Fe) = ν(H 2) = 0,05 mol i m(H 2) = ν(H 2) M(H 2) = 0,05 mol 2 g/mol = 0,1 g
Izračunavamo masu rezultirajuće otopine pomoću formule (ne uzimamo u obzir masu željeza koje nije reagiralo u reakciji (I), jer u reakciji (II) prelazi u otopinu):
m(rješenje) = m out. (rastvor CuSO 4) + m ref. (Fe) - m(Cu) + m ref. (rastvor H 2 SO 4) – m(H 2) = 120 g + 11,2 g – 9,6 g + 100 g – 0,1 g = 221,5 g
Maseni udio željezovog (II) sulfata u nastaloj otopini jednak je:
ω(FeSO 4) = m(FeSO 4)/m(rastvor) 100% = 30,4 g/221,5 g 100% = 13,72%
Zadatak br. 5
U 20% rastvor soli koji se dobija rastvaranjem 50 g bakar sulfata (CuSO 4 5H 2 O) u vodi dodato je 14,4 g magnezijuma. Nakon završetka reakcije, u nastalu smjesu dodano je 146 g 25% otopine hlorovodonične kiseline. Izračunajte maseni udio klorovodika u nastaloj otopini (zanemarite procese hidrolize).
U svom odgovoru zapišite jednadžbe reakcija koje su navedene u opisu problema i navedite sve potrebne proračune (navedite mjerne jedinice izvornih fizičkih veličina).
Odgovor: 2,38%
Objašnjenje:
Kada bakar (II) sulfat reaguje sa magnezijumom, dolazi do supstitucijske reakcije:
Mg + CuSO 4 → MgSO 4 + Cu(I)
25% hlorovodonična kiselina reaguje sa magnezijumom prema jednačini:
Mg + 2HCl → MgCl 2 + H 2 (II)
Izračunajmo količinu bakar sulfata i magnezija koji reaguju (I):
Prema jednadžbi reakcije (I) ν(Mg) = ν(CuSO 4), a prema uslovima zadatka, manjka je količina bakar sulfata (0,2 mol CuSO 4 5H 2 O i 0,6 mol Mg) , pa magnezijum nije u potpunosti reagovao.
Proračun vršimo na osnovu nedostatka supstance, dakle, ν(CuSO 4 · 5H 2 O) = ν(Cu) = ν reaguje. (Mg) = 0,2 mol i ν ostatak. (Mg) = 0,6 mol – 0,2 mol = 0,4 mol.
Za dalje izračunavanje mase konačnog rastvora potrebno je znati masu nastalog bakra (reakcija (I)) i početne otopine bakar sulfata:
m ref. (rastvor CuSO 4) = m(CuSO 4)/ω(CuSO 4) 100% = 32 g/20% 100% = 160 g
Hlorovodonična kiselina ne reaguje sa bakrom, ali je u interakciji sa magnezijumom putem reakcije (II).
Izračunajmo masu i količinu hlorovodonične kiseline:
m ref. (HCl) = m ref. (rastvor HCl) ω(HCl) = 146 g 0,25 = 36,5 g
Pošto ν odmor. (Mg) = 0,4 mol, ν ref. (HCl) = 1 mol i ν ref. (HCl) > 2ν odmor. (Mg), tada magnezijum nedostaje i potpuno je otopljen u hlorovodoničkoj kiselini.
Izračunajmo količinu hlorovodonične kiseline koja nije reagovala sa magnezijumom:
ν odmor. (HCl) = ν out. (HCl) – ν reaguje. (HCl) = 1 mol – 2 0,4 mol = 0,2 mol
m odmor. (HCl) = ν odmor. (HCl) M(HCl) = 0,2 mol 36,5 g/mol = 7,3 g
Za izračunavanje mase konačnog rastvora potrebno je izračunati masu vodonika koji se oslobađa kao rezultat reakcije (II):
ν odmor. (Mg) = ν(H 2) = 0,4 mol i m(H 2) = ν(H 2) M(H 2) = 0,4 mol 2 g/mol = 0,8 g
Izračunavamo masu rezultirajuće otopine pomoću formule (ne uzimamo u obzir masu neizreagiranog magnezija u reakciji (I), jer u reakciji (II) prelazi u otopinu):
m(rastvor) = m izlaz (rastvor CuSO 4) + m izlaz. (Mg) - m(Cu) + m ref. (rastvor HCl) – m(H 2) = 160 g + 14,4 g – 12,8 g + 146 g – 0,8 g = 306,8 g
Maseni udio hlorovodonične kiseline u nastaloj otopini jednak je:
ω(HCl) = m odmor. (HCl)/m(rastvor) 100% = 7,3 g/306,8 g 100% = 2,38%
Zadatak br. 6
U 10% rastvor soli koji se dobija rastvaranjem 25 g bakar sulfata (CuSO 4 5H 2 O) u vodi dodato je 19,5 g cinka. Nakon završetka reakcije, u nastalu smjesu dodano je 240 g 30% otopine natrijum hidroksida. Odredite maseni udio natrijevog hidroksida u nastaloj otopini (zanemarite procese hidrolize).
U svom odgovoru zapišite jednadžbe reakcija koje su navedene u opisu problema i navedite sve potrebne proračune (navedite mjerne jedinice izvornih fizičkih veličina).
Odgovor: 9,69%
Objašnjenje:
Zn + CuSO 4 → ZnSO 4 + Cu (I)
Prema jednadžbi reakcije (I) ν(Zn) = ν(CuSO 4), a prema uslovima zadatka, manjka je količina bakar sulfata (0,1 mol CuSO 4 5H 2 O i 0,3 mol Zn) , tako da cink nije u potpunosti reagovao.
Računamo na osnovu nedostatka supstance, dakle, ν(CuSO 4 · 5H 2 O) = ν(ZnSO 4) = ν(Cu) = ν reaguje. (Zn) = 0,1 mol i ν ostatak. (Zn) = 0,3 mol – 0,1 mol = 0,2 mol.
Za dalje izračunavanje mase konačnog rastvora potrebno je znati masu nastalog bakra (reakcija (I)) i početne otopine bakar sulfata:
m ref. (rastvor CuSO 4) = m(CuSO 4)/ω(CuSO 4) 100% = 16 g/10% 100% = 160 g
m ref. (NaOH) = m ref. (rastvor NaOH) ω(NaOH) = 240 g 0,3 = 72 g
ν ref. (NaOH) = m ref. (NaOH)/M(NaOH) = 72 g/40 g/mol = 1,8 mol
ν ukupno (NaOH) = ν II (NaOH) + ν III (NaOH) = 2 0,2 mol + 4 0,1 mol = 0,8 mol
m reagovati. (NaOH) = ν reaguje. (NaOH) M(NaOH) = 0,8 mol 40 g/mol = 32 g
m odmor. (NaOH) = m ref. (NaOH) - m reaguje. (NaOH) = 72 g – 32 g = 40 g
Za izračunavanje mase konačnog rastvora potrebno je izračunati masu vodonika koji se oslobađa kao rezultat reakcije (II):
ν odmor. (Zn) = ν(H 2) = 0,2 mol i m(H 2) = ν(H 2) M(H 2) = 0,2 mol 2 g/mol = 0,4 g
m(rješenje) = m out. (rastvor CuSO 4) + m ref. (Zn) - m(Cu) + m ref. (rastvor NaOH) – m(H 2) = 160 g + 19,5 g – 6,4 g + 240 g – 0,4 g = 412,7 g
ω(NaOH) = m ostatak. (NaOH)/m(rastvor) 100% = 40 g/412,7 g 100% = 9,69%
Zadatak br. 7
Prašak dobijen sinterovanjem 2,16 g aluminijuma i 6,4 g gvožđe (III) oksida dodat je 20% rastvoru soli dobijenom otapanjem 25 g bakar (II) sulfat pentahidrata u vodi. Odrediti maseni udio bakar (II) sulfata u nastaloj otopini (zanemariti procese hidrolize).
U svom odgovoru zapišite jednadžbe reakcija koje su navedene u opisu problema i navedite sve potrebne proračune (navedite mjerne jedinice izvornih fizičkih veličina).
Odgovor: 4,03%
Objašnjenje:
Kada se aluminijum sinteruje sa željeznim (III) oksidom, aktivniji metal istiskuje manje aktivni metal iz svog oksida:
2Al + Fe 2 O 3 → Al 2 O 3 + 2Fe (I)
Izračunajmo količinu aluminijuma i željeznog oksida (III) koji ulaze u reakciju (I):
ν ref. (Al) = m ref. (Al)/M(Al) = 2,16 g /27 g/mol = 0,08 mol
ν ref. (Fe 2 O 3) = m ref. (Fe 2 O 3)/M(Fe 2 O 3) = 6,4 g/160 g/mol = 0,04 mol
Prema jednadžbi reakcije (I) ν(Al) = 2ν(Fe 2 O 3) = 2ν(Al 2 O 3) iu skladu sa uslovima zadatka, količina aluminijumske supstance se udvostručuje veća količina gvožđe (III) oksidne supstance, stoga u reakciji (I) ne ostaje nereagovana supstanca.
Količina supstance i masa nastalog gvožđa jednaki su:
ν(Fe) = 2ν out. (Fe 2 O 3) = 2 0,04 mol = 0,08 mol
m(Fe) = ν(Fe) M(Fe) = 0,08 mol 56 g/mol = 4,48 g
Za dalje izračunavanje mase konačnog rastvora potrebno je znati masu početne otopine bakar sulfata:
ν(CuSO 4 5H 2 O) = m(CuSO 4 5H 2 O)/M(CuSO 4 5H 2 O) = 25 g / 250 g/mol = 0,1 mol
ν(CuSO 4 5H 2 O) = ν(CuSO 4) = 0,1 mol, dakle, m(CuSO 4) = ν(CuSO 4) M(CuSO 4) = 0,1 mol 160 g/mol = 16 g
m ref. (rastvor CuSO 4) = m(CuSO 4)/ω(CuSO 4) 100% = 16 g/20% 100% = 80 g
Gvožđe nastalo reakcijom (I) reagira s otopinom bakar sulfata:
Fe + CuSO 4 → FeSO 4 + Cu (II)
Prema jednadžbi reakcije (II) ν(Fe) = ν(CuSO 4), a prema uslovima zadatka, količina supstance gvožđa je (0,1 mol CuSO 4 · 5H 2 O i 0,08 mol Fe), pa je gvožđe je potpuno reagovalo.
Izračunajmo količinu supstance i masu neizreagovanog bakar (II) sulfata:
ν odmor. (CuSO 4) = ν ref. (CuSO 4) - ν reaguje. (CuSO 4) = 0,1 mol – 0,08 mol = 0,02 mol
m odmor. (CuSO 4) = ν odmor. (CuSO 4) M(CuSO 4) = 0,02 mol 160 g/mol = 3,2 g
Za izračunavanje mase konačnog rastvora potrebno je izračunati masu formiranog bakra:
ν(Fe) = ν(Cu) = 0,08 mol i m(Cu) = ν(Cu) M(Cu) = 0,08 mol 64 g/mol = 5,12 g
Masa rezultirajućeg rastvora izračunava se pomoću formule (gvožđe nastalo reakcijom (I) zatim prelazi u rastvor):
m(rješenje) = m out. (rastvor CuSO 4) + m(Fe) - m(Cu) = 80 g + 4,48 g – 5,12 g = 79,36 g
Maseni udio bakar (II) sulfata u nastaloj otopini:
ω(CuSO 4) = m odmor. (CuSO 4)/m(rastvor) 100% = 3,2 g/79,36 g 100% = 4,03%
Zadatak br. 8
U 182,5 g 20% rastvora hlorovodonične kiseline dodato je 18,2 g kalcijum fosfida. Zatim je u nastalu otopinu dodano 200,2 g Na 2 CO 3 · 10H 2 O. Odrediti maseni udio natrijevog karbonata u nastaloj otopini (zanemariti procese hidrolize).
U svom odgovoru zapišite jednadžbe reakcija koje su navedene u opisu problema i navedite sve potrebne proračune (navedite mjerne jedinice izvornih fizičkih veličina).
Odgovor: 5,97%
Objašnjenje:
Hlorovodonična kiselina i kalcijum fosfid reaguju da tvore kalcijum hlorid i oslobađaju fosfin:
Ca 3 P 2 + 6HCl → 3CaCl 2 + 2PH 3 (I)
Izračunajmo količinu hlorovodonične kiseline i kalcijum fosfida koji reaguju (I):
m ref. (HCl) = m (rastvor HCl) ω(HCl) = 182,5 g 0,2 = 36,5 g, dakle
ν ref. (HCl) = m ref. (HCl)/M(HCl) = 36,5 g/36,5 g/mol = 1 mol
ν ref. (Ca 3 P 2) = m ref. (Ca 3 P 2)/M (Ca 3 P 2) = 18,2 g/182 g/mol = 0,1 mol
Prema jednadžbi reakcije (I) ν(HCl) = 6ν(Ca 3 P 2) = 2ν(CaCl 2), a prema uslovima zadatka, količina hlorovodonične kiseline je 10 puta veća od količine supstanca kalcijum fosfida, dakle, hlorovodonična kiselina ostaje neizreagirana.
ν odmor. (HCl) = ν out. (HCl) - 6ν(Ca 3 P 2) = 1 mol - 6 0,1 mol = 0,4 mol
Količina supstance i masa nastalog fosfina jednake su:
ν(PH 3) = 2ν van. (Ca 3 P 2) = 2 0,1 mol = 0,2 mol
m(PH 3) = ν(PH 3) M(PH 3) = 0,2 mol 34 g/mol = 6,8 g
Izračunajmo količinu natrijevog karbonata hidrata:
ν ref. (Na 2 CO 3 10H 2 O) = m ref. (Na 2 CO 3 10H 2 O)/M(Na 2 CO 3 10H 2 O) = 200,2 g/286 g/mol = 0,7 mol
I kalcijev hlorid i hlorovodonična kiselina reaguju u natrijum karbonatu:
Na 2 CO 3 + CaCl 2 → CaCO 3 ↓ + 2NaCl (II)
Na 2 CO 3 + 2HCl → 2NaCl + CO 2 + H 2 O (III)
Izračunajmo ukupnu količinu tvari natrijevog karbonata u interakciji sa klorovodičnom kiselinom i kalcijevim kloridom:
ν reagovati. (Na 2 CO 3) = ν(CaCl 2) + 1/2ν ostatak. (HCl) = 3ν ref. (Ca 3 P 2) + 1/2ν odmor. (HCl) = 3 0,1 mol + 1/2 0,4 mol = 0,3 mol + 0,2 mol = 0,5 mol
Ukupna količina tvari i masa neizreagiranog natrijevog karbonata jednaki su:
ν odmor. (Na 2 CO 3) = ν ref. (Na 2 CO 3) - ν reaguje. (Na 2 CO 3) = 0,7 mol – 0,5 mol = 0,2 mol
m odmor. (Na 2 CO 3) = ν odmor. (Na 2 CO 3) M(Na 2 CO 3) = 0,2 mol 106 g/mol = 21,2 g
Za dalje izračunavanje mase konačnog rastvora potrebno je znati mase kalcijum karbonata precipitiranog reakcijom (II) i ugljičnog dioksida oslobođenog reakcijom (III):
ν(CaCl 2) = ν(CaCO 3) = 3ν ref. (Ca 3 P 2) = 0,3 mol
m(CaCO 3) = ν(CaCO 3) M(CaCO 3) = 0,3 mol 100 g/mol = 30 g
ν(CO 2) = 1/2ν odmor. (HCl) = ½ · 0,4 mol = 0,2 mol
Masa rezultirajuće otopine izračunava se pomoću formule:
m(rješenje) = m out. (rastvor HCl) + m ref. (Ca 3 P 2) - m(PH 3) + m ref. (Na 2 CO 3 10H 2 O) - m(CaCO 3) - m(CO 2) = 182,5 g + 18,2 g – 6,8 g + 200,2 g – 30 g – 8,8 g = 355,3 g
Maseni udio natrijum karbonata je jednak:
ω(Na 2 CO 3) = m odmor. (Na 2 CO 3)/m(rastvor) 100% = 21,2 g/355,3 g 100% = 5,97%
Zadatak br. 9
Natrijum nitrid mase 8,3 g reagovao je sa 490 g 20% sumporne kiseline. Nakon završetka reakcije, u nastali rastvor je dodano 57,2 g kristalne sode (Na 2 CO 3 · 10H 2 O). Odredite maseni udio sumporne kiseline u nastaloj otopini (zanemarite procese hidrolize).
U svom odgovoru zapišite jednadžbe reakcija koje su navedene u opisu problema i navedite sve potrebne proračune (navedite mjerne jedinice izvornih fizičkih veličina).
Odgovor: 10,76%
Objašnjenje:
Natrijev nitrid i razrijeđena sumporna kiselina reaguju i formiraju dvije srednje soli - amonijum i natrijum sulfat:
2Na 3 N + 4H 2 SO 4 → 3Na 2 SO 4 + (NH 4) 2 SO 4 (I)
Izračunajmo količinu sumporne kiseline i natrijevog nitrida koji međusobno reagiraju:
m ref. (H 2 SO 4) = m (rastvor H 2 SO 4) ω(H 2 SO 4) = 490 g 0,2 = 98 g, odavde
ν ref. (H 2 SO 4) = m ref. (H 2 SO 4)/M(H 2 SO 4) = 98 g/98 g/mol = 1 mol
ν ref. (Na 3 N) = m ref. (Na 3 N)/M(Na 3 N) = 8,3 g/83 g/mol = 0,1 mol
Izračunajmo količinu sumporne kiseline koja nije reagovala u reakciji (I):
ν odmor. I (H 2 SO 4) = ν ref. (H 2 SO 4) - 2ν ref. (Na 3 N) = 1 mol - 2 0,1 mol = 0,8 mol
Izračunajmo količinu kristalne sode:
ν ref. (Na 2 CO 3 10H 2 O) = m ref. (Na 2 CO 3 10H 2 O)/M(Na 2 CO 3 10H 2 O) = 57,2 g/286 g/mol = 0,2 mol
Pošto, prema uslovima zadatka, ν miruje. I (H 2 SO 4) = 3ν ref. (Na 2 CO 3 10H 2 O), odnosno razrijeđena sumporna kiselina u višku, pa se između ovih supstanci javlja sljedeća reakcija:
H 2 SO 4 + Na 2 CO 3 → Na 2 SO 4 + CO 2 + H 2 O (II)
ν odmor.II (H 2 SO 4) = ν odmor.I (H 2 SO 4) - ν izlaz. (Na 2 CO 3) = 0,8 mol - 0,2 mol = 0,6 mol
m odmor.II (H 2 SO 4) = ν odmor.II (H 2 SO 4) M(H 2 SO 4) = 0,6 mol 98 g/mol = 58,8 g
ν(CO 2) = ν(Na 2 CO 3) = 0,2 mol
m(CO 2) = ν(CO 2) M(CO 2) = 0,2 mol 44 g/mol = 8,8 g
m(rješenje) = m out. (rastvor H 2 SO 4) + m ref. (Na 3 N) + m(Na 2 CO 3 10H 2 O) - m(CO 2) = 490 g + 8,3 g + 57,2 g – 8,8 g = 546,7 g
Maseni udio sumporne kiseline je jednak:
ω odmor. II (H 2 SO 4) = m odmor. II (H 2 SO 4)/m (rastvor) 100% = 58,8 g/546,7 g 100% = 10,76%
Zadatak br. 10
Litijum nitrid mase 3,5 g rastvoren je u 365 g 10% hlorovodonične kiseline. U otopinu je dodano 20 g kalcijum karbonata. Odredite maseni udio hlorovodonične kiseline u nastaloj otopini (zanemarite procese hidrolize).
U svom odgovoru zapišite jednadžbe reakcija koje su navedene u opisu problema i navedite sve potrebne proračune (navedite mjerne jedinice izvornih fizičkih veličina).
Odgovor: 1,92%
Objašnjenje:
Litijum nitrid i hlorovodonična kiselina reaguju i formiraju dve soli - litij i amonijum hlorid:
Li 3 N + 4HCl → 3LiCl + NH 4 Cl (I)
Izračunajmo količinu hlorovodonične kiseline i litijum nitrida koji međusobno reaguju:
m ref. (HCl) = m (rastvor HCl) ω(HCl) = 365 g 0,1 = 36,5 g, dakle
ν ref. (HCl) = m ref. (HCl)/M(HCl) = 36,5 g/36,5 g/mol = 1 mol
ν ref. (Li 3 N) = m ref. (Li 3 N)/M(Li 3 N) = 3,5 g/35 g/mol = 0,1 mol
Izračunajmo količinu hlorovodonične kiseline koja nije reagovala u reakciji (I):
ν odmor. I (HCl) = ν ref. (HCl) - 4ν ref. (Li 3 N) = 1 mol - 4 0,1 mol = 0,6 mol
Izračunajmo količinu kalcijum karbonata:
ν ref. (CaCO 3) = m ref. (CaCO 3)/M(CaCO 3) = 20 g/100 g/mol = 0,2 mol
Pošto, prema uslovima zadatka, ν miruje. I (HCl) = 3ν ref. (CaCO 3), višak hlorovodonične kiseline reaguje sa kalcijum karbonatom, oslobađajući ugljen dioksid i formirajući kalcijum hlorid:
CaCO 3 + 2HCl → CaCl 2 + CO 2 + H 2 O (II)
ν odmor.II (HCl) = ν odmor.I (HCl) - ν izlaz. (CaCO 3) = 0,6 mol - 2 0,2 mol = 0,2 mol
m ostatak.II (HCl) = ν ostatak.II (HCl) M(HCl) = 0,2 mol 36,5 g/mol = 7,3 g
Za dalje izračunavanje mase konačnog rastvora potrebno je znati masu ugljičnog dioksida oslobođenog reakcijom (II):
ν(CO 2) = ν(CaCO 3) = 0,2 mol
m(CO 2) = ν(CO 2) M(CO 2) = 0,2 mol 44 g/mol = 8,8 g
Masa rezultirajuće otopine izračunava se pomoću formule:
m(rješenje) = m out. (rastvor HCl) + m ref. (Li 3 N) + m(CaCO 3) - m(CO 2) = 365 g + 3,5 g + 20 g – 8,8 g = 379,7 g
Maseni udio hlorovodonične kiseline je jednak:
ω odmor. II (HCl) = m odmor. II (HCl)/m(rastvor) 100% = 7,3 g/379,7 g 100% = 1,92%
Zadatak br. 11
Čvrsti ostatak dobijen reakcijom 2,24 litara vodonika sa 12 g bakar (II) oksida rastvoren je u 126 g 85% rastvora azotne kiseline. Odrediti maseni udio dušične kiseline u nastaloj otopini (zanemariti procese hidrolize).
U svom odgovoru zapišite jednadžbe reakcija koje su navedene u opisu problema i navedite sve potrebne proračune (navedite mjerne jedinice izvornih fizičkih veličina).
Odgovor: 59,43%
Objašnjenje:
Kada se vodonik prođe preko bakar(II) oksida, bakar se redukuje:
CuO + H 2 → Cu + H 2 O (zagrijavanje) (I)
Izračunajmo količinu vodika uključenu u redukciju bakar (II) oksida:
ν ref. (H 2) = V(H 2)/V m = 2,24 l/22,4 l/mol = 0,1 mol,
ν ref. (CuO) = 12 g/80 g/mol = 0,15 mol
Prema jednačini (I) ν(CuO) = ν(H 2) = ν(Cu), dakle, nastaje 0,1 mol bakra i ostaje ν. (CuO) = ν(sol. ostatak) - ν out. (H 2) = 0,15 mol – 0,1 mol = 0,05 mol
Izračunajmo mase nastalog bakra i neizreagiranog bakrovog (II) oksida:
m odmor. (CuO) = ν odmor. (CuO) M(CuO) = 0,05 mol 80 g/mol = 4 g
m(Cu) = ν(Cu) M(Cu) = 0,1 mol 64 g/mol = 6,4 g
Čvrsti ostatak, koji se sastoji od metalnog bakra i neizreagiranog bakar(II) oksida, reagira s dušičnom kiselinom prema jednadžbama:
Cu + 4HNO 3 → Cu(NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O (II)
CuO + 2HNO 3 → Cu(NO 3) 2 + H 2 O (III)
Izračunajmo količinu dušične kiseline:
m ref. (HNO 3) = m (rastvor HNO 3) ω(HNO 3) = 126 g 0,85 = 107,1 g, odavde
ν ref. (HNO 3) = m ref. (HNO 3)/M(HNO 3) = 107,1 g/63 g/mol = 1,7 mol
Prema jednačini (II) ν II (HNO 3) = 4ν(Cu), prema jednačini (III) ν III (HNO 3) = 2ν odmor. (CuO), dakle, ν ukupno. (HNO 3) = ν II (HNO 3) + ν III (HNO 3) = 4 0,1 mol + 2 0,05 mol = 0,5 mol.
Izračunajmo ukupnu masu dušične kiseline koja reagira prema reakcijama (II) i (III):
m ukupno (HNO 3) = ν ukupno. (HNO 3) M(HNO 3) = 0,5 mol 63 g/mol = 31,5 g
Izračunajmo masu neizreagovane azotne kiseline:
m odmor. (HNO 3) = m ref. (HNO 3) - m ukupno. (HNO 3) = 107,1 g – 31,5 g = 75,6
Za izračunavanje mase nastale otopine potrebno je uzeti u obzir masu dušikovog dioksida koji se oslobađa u reakciji (II):
ν(NO 2) = 2m(Cu), dakle, ν(NO 2) = 0,2 mol i m(NO 2) = ν(NO 2) M(NO 2) = 0,2 mol 46 g/mol = 9,2 g
Izračunajmo masu rezultirajućeg rješenja:
m(rastvor) = m(rastvor HNO 3) + m(Cu) + m(CuO) - m(NO 2) = 126 g + 6,4 g + 4 g - 9,2 g = 127, 2 g
Maseni udio dušične kiseline u nastaloj otopini jednak je:
ω(HNO 3) = m odmor. (HNO 3)/m(rastvor) 100% = 75,6 g/127,2 g 100% = 59,43%
Zadatak br. 12
7,2 g magnezijuma dodano je 10% rastvoru soli dobijenom otapanjem 28,7 g cink sulfata (ZnSO 4 · 7H 2 O) u vodi. Nakon završetka reakcije, u nastalu smjesu dodano je 120 g 30% otopine natrijum hidroksida. Odredite maseni udio natrijevog hidroksida u nastaloj otopini (zanemarite procese hidrolize).
U svom odgovoru zapišite jednadžbe reakcija koje su navedene u opisu problema i navedite sve potrebne proračune (navedite mjerne jedinice izvornih fizičkih veličina).
Odgovor: 7,21%
Objašnjenje:
Mg + ZnSO 4 → MgSO 4 + Zn (I)
ν ref. (ZnSO 4 7H 2 O) = ν(ZnSO 4) = m ref. (ZnSO 4 7H 2 O)/M(ZnSO 4 7H 2 O) = 28,7 g / 287 g/mol = 0,1 mol
ν ref. (Mg) = m ref. (Mg)/M(Mg) = 7,2 g/24 g/mol = 0,3 mol
Prema jednadžbi reakcije (I) ν ref. (Mg) = ν(ZnSO 4), a prema uslovima zadatka, količina supstance cink sulfata (0,1 mol ZnSO 4 · 7H 2 O i 0,3 mol Mg), pa magnezijum nije reagovao u potpunosti.
Proračun vršimo na osnovu nedostatka supstance, dakle, ν ref. (ZnSO 4 7H 2 O) = ν(MgSO 4) = ν(Zn) = ν reaguje. (Mg) = 0,1 mol i ν ostatak. (Mg) = 0,3 mol – 0,1 mol = 0,2 mol.
Za dalje izračunavanje mase konačnog rastvora potrebno je znati masu neizreagiranog magnezijuma (reakcija (I)) i početne otopine cink sulfata:
m odmor. (Mg) = ν odmor. (Mg) M(Mg) = 0,2 mol 24 g/mol = 4,8 g
ν ref. (ZnSO 4 · 7H 2 O) = ν out. (ZnSO 4) = 0,1 mol, dakle, m(ZnSO 4) = ν(ZnSO 4) M(ZnSO 4) = 0,1 mol 161 g/mol = 16,1 g
m ref. (rastvor ZnSO 4) = m(ZnSO 4)/ω(ZnSO 4) 100% = 16,1 g/10% 100% = 161 g
Magnezijum sulfat i magnezijum nastali reakcijom (I) reaguju sa rastvorom natrijum hidroksida:
Zn + 2NaOH + 2H 2 O → Na 2 + H 2 (II)
MgSO 4 + 2NaOH → Mg(OH) 2 ↓ + Na 2 SO 4 (III)
Izračunajmo masu i količinu natrijum hidroksida:
m ref. (NaOH) = m ref. (rastvor NaOH) ω(NaOH) = 120 g 0,3 = 36 g
ν ref. (NaOH) = m ref. (NaOH)/M(NaOH) = 36 g/40 g/mol = 0,9 mol
Prema jednadžbi reakcija (II) i (III) ν II (NaOH) = 2ν(Zn) i ν III (NaOH) = 2ν(MgSO 4), prema tome, ukupna količina i masa reagovane alkalije jednaki su:
ν ukupno (NaOH) = ν II (NaOH) + ν III (NaOH) = 2ν(Zn) + 2ν(MgSO 4) = 2 0,1 mol + 2 0,1 mol = 0,4 mol
Da biste izračunali konačno rješenje, izračunajte masu magnezijum hidroksida:
ν(MgSO 4) = ν(Mg(OH) 2) = 0,1 mol
m(Mg(OH) 2) = ν(Mg(OH) 2) M(Mg(OH) 2) = 0,1 mol 58 g/mol = 5,8 g
Izračunajte masu neizreagovane alkalije:
m odmor. (NaOH) = m ref. (NaOH) - m reaguje. (NaOH) = 36 g – 16 g = 20 g
Za izračunavanje mase konačnog rastvora potrebno je izračunati masu vodonika koji se oslobađa kao rezultat reakcije (II):
ν(Zn) = ν(H 2) = 0,1 mol i m(H 2) = ν(H 2) M(H 2) = 0,1 mol 2 g/mol = 0,2 g
Masa rezultirajuće otopine izračunava se pomoću formule:
m(rješenje) = m out. (rastvor ZnSO 4) + m ref. (Mg) - m odmor. (Mg)+ m ref. (rastvor NaOH) – m(Mg(OH) 2) - m(H 2) = 161 g + 7,2 g - 4,8 g + 120 g – 5,8 g - 0,2 g = 277,4 g
Maseni udio alkalija u rezultirajućem rastvoru jednak je:
ω(NaOH) = m ostatak. (NaOH)/m(rastvor) 100% = 20 g/277,4 g 100% = 7,21%
Zadatak br. 13
U 20% rastvor soli dobijen otapanjem 57,4 g cink sulfat kristal hidrata (ZnSO 4 7H 2 O) u vodi, dodato je 14,4 g magnezijuma. Nakon završetka reakcije, u nastalu smjesu dodano je 292 g 25% hlorovodonične kiseline. Odrediti maseni udio klorovodika u nastaloj otopini (zanemariti procese hidrolize).
U svom odgovoru zapišite jednadžbe reakcija koje su navedene u opisu problema i navedite sve potrebne proračune (navedite mjerne jedinice izvornih fizičkih veličina).
Odgovor: 6,26%
Objašnjenje:
Kada cink sulfat stupi u interakciju s magnezijem, dolazi do supstitucijske reakcije:
Mg + ZnSO 4 → MgSO 4 + Zn (I)
Izračunajmo količinu cinka i magnezijum sulfata koji reaguju (I):
ν ref. (ZnSO 4 7H 2 O) = ν(ZnSO 4) = m ref. (ZnSO 4 7H 2 O)/M(ZnSO 4 7H 2 O) = 57,4 g / 287 g/mol = 0,2 mol
ν ref. (Mg) = m ref. (Mg)/M(Mg) = 14,4 g/24 g/mol = 0,6 mol
Prema jednadžbi reakcije (I) ν ref. (Mg) = ν(ZnSO 4), a prema uslovima zadatka, količina supstance cink sulfata je (0,2 mol ZnSO 4 · 7H 2 O i 0,6 mol Mg), tako da magnezijum nije reagovao u potpunosti.
Proračun vršimo na osnovu nedostatka supstance, dakle, ν ref. (ZnSO 4 7H 2 O) = ν(MgSO 4) = ν(Zn) = ν reaguje. (Mg) = 0,2 mol i ν ostatak. (Mg) = 0,6 mol – 0,2 mol = 0,4 mol.
ν ref. (ZnSO 4 · 7H 2 O) = ν out. (ZnSO 4) = 0,2 mol, dakle, m(ZnSO 4) = ν(ZnSO 4) ·
M(ZnSO 4) = 0,2 mol 161 g/mol = 32,2 g
m ref. (rastvor ZnSO 4) = m(ZnSO 4)/ω(ZnSO 4) 100% = 32,2 g/20% 100% = 161 g
Zn + 2HCl → ZnCl 2 + H 2 (II)
Izračunajmo masu i količinu hlorovodonika:
m ref. (HCl) = m ref. (rastvor HCl) ω(HCl) = 292 g 0,25 = 73 g
ν ref. (HCl) = m ref. (HCl)/M(HCl) = 73 g/36,5 g/mol = 2 mola
ν ukupno (HCl) = ν II (HCl) + ν III (HCl) = 2ν(Zn) + 2ν(Mg) = 2 0,2 mol + 2 0,4 mol = 1,2 mol
m reagovati. (HCl) = ν reaguje. (HCl) M(HCl) = 1,2 mol 36,5 g/mol = 43,8 g
m odmor. (HCl) = m ref. (HCl) - m reaguje. (HCl) = 73 g – 43,8 g = 29,2 g
ν(Zn) = ν II (H 2) = 0,2 mol i m II (H 2) = ν II (H 2) M(H 2) = 0,2 mol 2 g/mol = 0,4 G
m ukupno (H 2) = m II (H 2) + m III (H 2) = 0,4 g + 0,8 g = 1,2 g
Masa rezultirajuće otopine izračunava se pomoću formule:
m(rješenje) = m out. (rastvor ZnSO 4) + m ref. (Mg) + m ref. (rastvor HCl) – m ukupno. (H 2) = 161 g + 14,4 g + 292 g – 1,2 g = 466,2 g
Maseni udio klorovodika u nastaloj otopini jednak je:
ω(HCl) = m odmor. (HCl)/m(rastvor) 100% = 29,2 g/466,2 g 100% = 6,26%
Zadatak br. 14
Zagrijan je cink oksid mase 16,2 g i kroz njega je propušten ugljični monoksid zapremine 1,12 litara. Ugljični monoksid je u potpunosti reagirao. Dobiveni čvrsti ostatak je otopljen u 60 g 40% rastvora natrijum hidroksida. Odredite maseni udio natrijevog hidroksida u nastaloj otopini (zanemarite procese hidrolize).
U svom odgovoru zapišite jednadžbe reakcija koje su navedene u opisu problema i navedite sve potrebne proračune (navedite mjerne jedinice izvornih fizičkih veličina).
Odgovor: 10,62%
Objašnjenje:
Zn + 2NaOH + 2H 2 O → Na 2 + H 2 (II)
ZnO + 2NaOH + H 2 O → Na 2 (III)
ν ref. (ZnO) = m ref. (ZnO)/M(ZnO) = 16,2 g / 81 g/mol = 0,2 mol
ν ref. (CO) = V ref. (CO)/V m = 1,12 L/22,4 L/mol = 0,05 mol
Prema jednadžbi reakcije (I) ν . (ZnO) = ν(CO), a prema uslovima zadatka i količina supstance ugljični monoksid 4 puta manje od količine supstance cink oksida (0,05 mol CO i 0,2 mol ZnO), tako da cink oksid nije u potpunosti reagovao.
Proračun vršimo na osnovu nedostatka supstance, dakle, ν ref. (ZnO) = 0,2 mol i ν ostatak. (ZnO) = 0,2 mol – 0,05 mol = 0,15 mol.
m odmor. (ZnO) = ν odmor. (ZnO) M(ZnO) = 0,15 mol 81 g/mol = 12,15 g
m(Zn) = ν(Zn) M(Zn) = 0,05 mol 65 g/mol = 3,25 g
Izračunajmo masu i količinu natrijum hidroksida:
m ref. (NaOH) = m ref. (rastvor NaOH) ω(NaOH) = 60 g 0,4 = 24 g
ν ref. (NaOH) = m ref. (NaOH)/M(NaOH) = 24 g/40 g/mol = 0,6 mol
Prema jednadžbi reakcija (II) i (III) ν II (NaOH) = 2ν(Zn) i ν III (NaOH) = 2ν mirovanje. (ZnO), dakle, ukupna količina i masa reagujućih alkalija jednaki su:
ν ukupno (NaOH) = ν II (NaOH) + ν III (NaOH) = 2ν(Zn) + 2ν ostatak. (ZnO) = 2 0,05 mol + 2 0,15 mol = 0,4 mol
m reagovati. (NaOH) = ν reaguje. (NaOH) M(NaOH) = 0,4 mol 40 g/mol = 16 g
m odmor. (NaOH) = m ref. (NaOH) - m reaguje. (NaOH) = 24 g – 16 g = 8 g
Za izračunavanje mase konačnog rastvora potrebno je izračunati masu vodonika koji se oslobađa kao rezultat reakcije (II):
ν odmor. (Zn) = ν(H 2) = 0,05 mol i m(H 2) = ν(H 2) M(H 2) = 0,05 mol 2 g/mol = 0,1 g
Masa rezultirajuće otopine izračunava se pomoću formule:
m(rješenje) = m out. (rastvor NaOH) + m(Zn) + m ostatak. (ZnO) – m(H 2) = 60 g + 12,15 g + 3,25 g – 0,1 g = 75,3 g
Maseni udio alkalija u rezultirajućem rastvoru jednak je:
ω(NaOH) = m ostatak. (NaOH)/m(rastvor) 100% = 8 g/75,3 g 100% = 10,62%
Zadatak br. 15
U 10% rastvor soli koji se dobija rastvaranjem 37,9 g olovnog šećera ((CH 3 COO) 2 Pb 3H 2 O) u vodi dodato je 7,8 g cinka. Nakon završetka reakcije, u nastalu smjesu dodano je 156 g 10% otopine natrijum sulfida. Odrediti maseni udio natrijevog sulfida u nastaloj otopini (zanemariti procese hidrolize).
U svom odgovoru zapišite jednadžbe reakcija koje su navedene u opisu problema i navedite sve potrebne proračune (navedite mjerne jedinice izvornih fizičkih veličina).
Odgovor: 1,71%
Objašnjenje:
Kada cink sulfat stupi u interakciju s magnezijem, dolazi do supstitucijske reakcije:
ν ref. ((CH 3 COO) 2 Pb · 3H 2 O) = ν out. ((CH 3 COO) 2 Pb) = m ref. ((CH 3 COO) 2 Pb 3H 2 O)/M((CH 3 COO) 2 Pb 3H 2 O) = 37,9 g /379 g/mol = 0,1 mol
ν ref. (Zn) = m ref. (Zn)/M(Zn) = 7,8 g/65 g/mol = 0,12 mol
Prema jednadžbi reakcije (I) ν(Zn) = ν((CH 3 COO) 2 Pb), a prema stanju zadatka, količina supstance olovo acetata je manja od količine supstance cinka (0,1 mol (CH 3 COO) 2 Pb 3H 2 O i 0,12 mol Zn), tako da cink nije u potpunosti reagirao.
Proračun vršimo na osnovu nedostatka supstance, dakle, ν ref. ((CH 3 COO) 2 Pb 3H 2 O) = ν((CH 3 COO) 2 Zn) = ν(Pb) = ν reaguje. (Zn) = 0,1 mol i ν ostatak. (Zn) = 0,12 mol – 0,1 mol = 0,02 mol.
m(Pb) = ν(Pb) M(Pb) = 0,1 mol 207 g/mol = 20,7 g
m odmor. (Zn) = ν odmor. (Zn) M(Zn) = 0,02 mol 65 g/mol = 1,3 g
ν ref. ((CH 3 COO) 2 Pb · 3H 2 O) = ν out. ((CH 3 COO) 2 Pb) = 0,1 mol, dakle,
m((CH 3 COO) 2 Pb) = ν((CH 3 COO) 2 Pb) M((CH 3 COO) 2 Pb) = 0,1 mol 325 g/mol = 32,5 g
m ref. (rastvor CH 3 COO) 2 Pb) = m((CH 3 COO) 2 Pb)/ω((CH 3 COO) 2 Pb) 100% = 32,5 g/10% 100% = 325 g
Izračunajmo masu i količinu supstance natrijevog sulfida:
m ref. (Na 2 S) = m ref. (rastvor Na 2 S) ω(Na 2 S) = 156 g 0,1 = 15,6 g
ν ref. (Na 2 S) = m ref. (Na 2 S)/M(Na 2 S) = 15,6 g/78 g/mol = 0,2 mol
ν odmor. (Na 2 S) = ν out. (Na 2 S) – ν reaguje. (Na 2 S) = 0,2 mol – 0,1 mol = 0,1 mol
m odmor. (Na 2 S) = ν reaguje. (Na 2 S) M(Na 2 S) = 0,1 mol 78 g/mol = 7,8 g
ν((CH 3 COO) 2 Zn) = ν(ZnS) = 0,1 mol i m(ZnS) = ν(ZnS) M(ZnS) = 0,1 mol 97 g/mol = 9,7 g
Masa rezultirajuće otopine izračunava se pomoću formule:
m(rješenje) = m out. (rastvor (CH 3 COO) 2 Pb) + m ref. (Zn) – m odmor. (Zn) – m(Pb) + m ref. (rastvor Na 2 S) – m(ZnS) = 325 g + 7,8 g – 1,3 g – 20,7 g + 156 g – 9,7 g = 457,1 g
Maseni udio natrijum sulfida u nastaloj otopini jednak je:
ω(Na 2 S) = m odmor. (Na 2 S)/m(rastvor) 100% = 7,8 g/457,1 g 100% = 1,71%
Zadatak br. 16
Zagrijan je cinkov oksid mase 32,4 g i kroz njega je propušten ugljični monoksid zapremine 2,24 litara. Ugljični monoksid je u potpunosti reagirao. Dobiveni čvrsti ostatak je otopljen u 224 g 40% rastvora kalijum hidroksida. Odredite maseni udio kalijevog hidroksida u nastaloj otopini (zanemarite procese hidrolize).
U svom odgovoru zapišite jednadžbe reakcija koje su navedene u opisu problema i navedite sve potrebne proračune (navedite mjerne jedinice izvornih fizičkih veličina).
Odgovor: 17,6%
Objašnjenje:
Kada cink oksid stupi u interakciju s ugljičnim monoksidom, dolazi do oksidacijsko-redukcione reakcije:
ZnO + CO → Zn + CO 2 (grijanje) (I)
Nastali cink i neizreagirani cink oksid reagiraju s otopinom natrijevog hidroksida:
ZnO + 2KOH + H 2 O → K 2 (III)
Izračunajmo količinu cink oksida i ugljičnog monoksida koji reagiraju (I):
ν ref. (ZnO) = m ref. (ZnO)/M(ZnO) = 32,4 g / 81 g/mol = 0,4 mol
ν ref. (CO) = V ref. (CO)/V m = 2,24 l/22,4 l/mol = 0,1 mol
Prema jednadžbi reakcije (I) ν . (ZnO) = ν(CO), a prema uslovima zadatka, količina supstance ugljen monoksida je 4 puta manja od količine supstance cink oksida (0,1 mol CO i 0,4 mol ZnO), pa je cink oksid ne reagovati u potpunosti.
Proračun vršimo na osnovu nedostatka supstance, dakle, ν ref. (ZnO) = 0,4 mol i ν ostatak. (ZnO) = 0,4 mol – 0,1 mol = 0,3 mol.
Za dalje izračunavanje mase konačnog rastvora potrebno je znati mase nastalog cinka i neizreagovanog cinkovog oksida:
m odmor. (ZnO) = ν odmor. (ZnO) M(ZnO) = 0,3 mol 81 g/mol = 24,3 g
m(Zn) = ν(Zn) M(Zn) = 0,1 mol 65 g/mol = 6,5 g
Izračunajmo masu i količinu natrijum hidroksida:
m ref. (KOH) = m ref. (KOH rastvor) ω(KOH) = 224 g 0,4 = 89,6 g
ν ref. (KOH) = m ref. (KOH)/M(KOH) = 89,6 g/56 g/mol = 1,6 mol
Prema jednadžbi reakcija (II) i (III) ν II (KOH) = 2ν(Zn) i ν III (KOH) = 2ν mirovanje. (ZnO), dakle, ukupna količina i masa reagujućih alkalija jednaki su:
ν ukupno (KOH) = ν II (KOH) + ν III (KOH) = 2ν(Zn) + 2ν odmor. (ZnO) = 2 0,1 mol + 2 0,3 mol = 0,8 mol
m reagovati. (KOH) = ν reaguje. (KOH) M(KOH) = 0,8 mol 56 g/mol = 44,8 g
Izračunajmo masu neizreagovane alkalije:
m odmor. (KOH) = m ref. (KOH) - m reaguju. (KOH) = 89,6 g – 44,8 g = 44,8 g
Za izračunavanje mase konačnog rastvora potrebno je izračunati masu vodonika koji se oslobađa kao rezultat reakcije (II):
Masa rezultirajuće otopine izračunava se pomoću formule:
m(rješenje) = m out. (KOH rastvor) + m(Zn) + m odmor. (ZnO) – m(H 2) = 224 g + 6,5 g + 24,3 g – 0,2 g = 254,6 g
Maseni udio alkalija u rezultirajućem rastvoru jednak je:
ω(KOH) = m odmor. (KOH)/m(rastvor) 100% = 44,8 g/254,6 g 100% = 17,6%
Zadatak br. 17
U 10% rastvor soli dobijen otapanjem 75,8 g olovnog šećera ((CH 3 COO) 2 Pb 3H 2 O) u vodi dodano je 15,6 g cinka. Nakon završetka reakcije, u nastalu smjesu dodano je 312 g 10% otopine natrijum sulfida. Odrediti maseni udio natrijevog sulfida u nastaloj otopini (zanemariti procese hidrolize).
U svom odgovoru zapišite jednadžbe reakcija koje su navedene u opisu problema i navedite sve potrebne proračune (navedite mjerne jedinice izvornih fizičkih veličina).
Odgovor: 1,71%
Objašnjenje:
Kada cink sulfat stupi u interakciju s magnezijem, dolazi do supstitucijske reakcije:
Zn + (CH 3 COO) 2 Pb → (CH 3 COO) 2 Zn + Pb↓ (I)
Izračunajmo količinu olova i cink acetata koji reaguju (I):
ν ref. ((CH 3 COO) 2 Pb · 3H 2 O) = ν out. ((CH 3 COO) 2 Pb) = m ref. ((CH 3 COO) 2 Pb 3H 2 O)/M((CH 3 COO) 2 Pb 3H 2 O) = 75,8 g /379 g/mol = 0,2 mol
ν ref. (Zn) = m ref. (Zn)/M(Zn) = 15,6 g/65 g/mol = 0,24 mol
Prema jednadžbi reakcije (I) ν(Zn) = ν((CH 3 COO) 2 Pb), a prema stanju zadatka, količina supstance olovo acetata je manja od količine supstance cinka (0,2 mol (CH 3 COO) 2 Pb 3H 2 O i 0,24 mol Zn), tako da cink nije u potpunosti reagirao.
Proračun vršimo na osnovu nedostatka supstance, dakle, ν ref. ((CH 3 COO) 2 Pb 3H 2 O) = ν((CH 3 COO) 2 Zn) = ν(Pb) = ν reaguje. (Zn) = 0,2 mol i ν ostatak. (Zn) = 0,24 mol – 0,2 mol = 0,04 mol.
Za dalje izračunavanje mase konačnog rastvora potrebno je znati mase nastalog olova, neizreagiranog cinka i početne otopine olovnog šećera:
m odmor. (Pb) = ν odmor. (Pb) M(Pb) = 0,2 mol 207 g/mol = 41,4 g
m odmor. (Zn) = ν odmor. (Zn) M(Zn) = 0,04 mol 65 g/mol = 2,6 g
ν ref. ((CH 3 COO) 2 Pb · 3H 2 O) = ν out. ((CH 3 COO) 2 Pb) = 0,2 mol, dakle,
m((CH 3 COO) 2 Pb) = ν((CH 3 COO) 2 Pb) M((CH 3 COO) 2 Pb) = 0,2 mol 325 g/mol = 65 g
m ref. (rastvor CH 3 COO) 2 Pb) = m((CH 3 COO) 2 Pb)/ω((CH 3 COO) 2 Pb) 100% = 65 g/10% 100% = 650 g
Cink acetat nastao reakcijom (I) reagira s otopinom natrijevog sulfida:
(CH 3 COO) 2 Zn + Na 2 S → ZnS↓ + 2CH 3 COONa (II)
Izračunajmo masu i količinu supstance natrijevog sulfida:
m ref. (Na 2 S) = m ref. (rastvor Na 2 S) ω(Na 2 S) = 312 g 0,1 = 31,2 g
ν ref. (Na 2 S) = m ref. (Na 2 S)/M(Na 2 S) = 31,2 g/78 g/mol = 0,4 mol
Prema jednadžbi reakcije (II) ν((CH 3 COO) 2 Zn) = ν(Na 2 S), dakle, količina neizreagiranog natrijevog sulfida jednaka je:
ν odmor. (Na 2 S) = ν out. (Na 2 S) – ν reaguje. (Na 2 S) = 0,4 mol – 0,2 mol = 0,2 mol
m odmor. (Na 2 S) = ν reaguje. (Na 2 S) M(Na 2 S) = 0,2 mol 78 g/mol = 15,6 g
Za izračunavanje mase konačnog rastvora potrebno je izračunati masu cink sulfida:
ν((CH 3 COO) 2 Zn) = ν(ZnS) = 0,2 mol i m(ZnS) = ν(ZnS) M(ZnS) = 0,2 mol 97 g/mol = 19,4 g
Masa rezultirajuće otopine izračunava se pomoću formule:
m(rješenje) = m out. (rastvor (CH 3 COO) 2 Pb) + m ref. (Zn) – m odmor. (Zn) – m(Pb) + m ref. (rastvor Na 2 S) – m(ZnS) = 650 g + 15,6 g – 2,6 g – 41,4 g + 312 g – 19,4 g = 914,2 g
Maseni udio natrijum sulfida u nastaloj otopini jednak je:
ω(Na 2 S) = m odmor. (Na 2 S)/m(rastvor) 100% = 15,6 g/914,2 g 100% = 1,71%
Zadatak br. 18
U 10% rastvor soli koji se dobija rastvaranjem 50 g bakar sulfata (CuSO 4 5H 2 O) u vodi dodato je 19,5 g cinka. Nakon završetka reakcije, u nastalu smjesu dodano je 200 g 30% otopine natrijum hidroksida. Odredite maseni udio natrijevog hidroksida u nastaloj otopini (zanemarite procese hidrolize).
U svom odgovoru zapišite jednadžbe reakcija koje su navedene u opisu problema i navedite sve potrebne proračune (navedite mjerne jedinice izvornih fizičkih veličina).
Odgovor: 3,8%
Objašnjenje:
Kada bakar (II) sulfat reaguje sa cinkom, dolazi do supstitucijske reakcije:
Zn + CuSO 4 → ZnSO 4 + Cu (I)
Izračunajmo količinu bakar sulfata i cinka koji reaguju (I):
ν(CuSO 4 5H 2 O) = m(CuSO 4 5H 2 O)/M(CuSO 4 5H 2 O) = 50 g / 250 g/mol = 0,2 mol
ν(Zn) = m(Zn)/M(Zn) = 19,5 g/65 g/mol = 0,3 mol
Prema jednadžbi reakcije (I) ν(Zn) = ν(CuSO 4), a prema uslovima zadatka, manjka je količina bakar sulfata (0,2 mol CuSO 4 5H 2 O i 0,3 mol Zn) , tako da cink nije u potpunosti reagovao.
Računamo na osnovu nedostatka supstance, dakle, ν(CuSO 4 · 5H 2 O) = ν(ZnSO 4) = ν(Cu) = ν reaguje. (Zn) = 0,2 mol i ν ostatak. (Zn) = 0,3 mol – 0,2 mol = 0,1 mol.
Za dalje izračunavanje mase konačnog rastvora potrebno je znati masu nastalog bakra (reakcija (I)) i početne otopine bakar sulfata:
m(Cu) = ν(Cu) M(Cu) = 0,2 mol 64 g/mol = 12,8 g
ν(CuSO 4 5H 2 O) = ν(CuSO 4) = 0,2 mol, dakle, m(CuSO 4) = ν(CuSO 4) M(CuSO 4) = 0,2 mol 160 g/mol = 32 g
m ref. (rastvor CuSO 4) = m(CuSO 4)/ω(CuSO 4) 100% = 32 g/10% 100% = 320 g
Cink i cink sulfat koji nisu u potpunosti reagirali u reakciji (I) reagiraju s otopinom natrijevog hidroksida i formiraju kompleksnu sol - natrijev tetrahidroksozinkat:
Zn + 2NaOH + 2H 2 O → Na 2 + H 2 (II)
ZnSO 4 + 4NaOH → Na 2 + Na 2 SO 4 (III)
Izračunajmo masu i količinu natrijum hidroksida:
m ref. (NaOH) = m ref. (rastvor NaOH) ω(NaOH) = 200 g 0,3 = 60 g
ν ref. (NaOH) = m ref. (NaOH)/M(NaOH) = 60 g/40 g/mol = 1,5 mol
Prema jednadžbi reakcija (II) i (III) ν II (NaOH) = 2ν mirovanje. (Zn) i ν III (NaOH) = 4ν(ZnSO 4), dakle, ukupna količina i masa reagujućih alkalija su jednaki:
ν ukupno (NaOH) = ν II (NaOH) + ν III (NaOH) = 2 0,1 mol + 4 0,2 mol = 1 mol
m reagovati. (NaOH) = ν reaguje. (NaOH) M(NaOH) = 1 mol 40 g/mol = 40 g
Izračunajte masu neizreagovane alkalije:
m odmor. (NaOH) = m ref. (NaOH) - m reaguje. (NaOH) = 60 g – 40 g = 20 g
Za izračunavanje mase konačnog rastvora potrebno je izračunati masu vodonika koji se oslobađa kao rezultat reakcije (II):
ν odmor. (Zn) = ν(H 2) = 0,1 mol i m(H 2) = ν(H 2) M(H 2) = 0,1 mol 2 g/mol = 0,2 g
Masu dobijenog rastvora izračunavamo pomoću formule (ne uzimamo u obzir masu cinka koja nije reagovala u reakciji (I), jer prelazi u rastvor u reakcijama (II) i (III):
m(rješenje) = m out. (rastvor CuSO 4) + m ref. (Zn) - m(Cu) + m ref. (rastvor NaOH) – m(H 2) = 320 g + 19,5 g – 12,8 g + 200 g – 0,2 g = 526,5 g
Maseni udio alkalija u rezultirajućem rastvoru jednak je:
ω(NaOH) = m ostatak. (NaOH)/m(rastvor) 100% = 20 g/526,5 g 100% = 3,8%
Zadatak br. 19
Kao rezultat rastvaranja mješavine praha bakra i bakar (II) oksida u koncentrovanoj sumpornoj kiselini, oslobađa se gas sumpor dioksid zapremine 8,96 litara i formira se rastvor mase 400 g sa masenim udelom bakar (II) sulfata. od 20%. Izračunajte maseni udio bakar (II) oksida u početnoj smjesi.
U svom odgovoru zapišite jednadžbe reakcija koje su navedene u opisu problema i navedite sve potrebne proračune (navedite mjerne jedinice izvornih fizičkih veličina).
Odgovor: 23,81%
Objašnjenje:
Kada bakar i bakar (II) oksid reaguju s koncentriranom sumpornom kiselinom, javljaju se sljedeće reakcije:
Cu + 2H 2 SO 4 → CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O (I)
CuO + H 2 SO 4 → CuSO 4 + H 2 O (II)
Izračunajmo masu i količinu bakar (II) sulfata:
m(CuSO 4) = m(CuSO 4) ω(CuSO 4) = 400 g 0,2 = 80 g
ν(CuSO 4) = m(CuSO 4)/M(CuSO 4) = 80 g /160 g/mol = 0,5 mol
Izračunajmo količinu sumpor-dioksida:
ν(SO 2) = V(SO 2)/V m = 8,96 l/22,4 l/mol = 0,4 mol
Prema jednačini reakcije (I), ν(Cu) = ν(SO 2) = ν I (CuSO 4), dakle, ν(Cu) = ν I (CuSO 4) = 0,4 mol.
Pošto je ν ukupno. (CuSO 4) = ν I (CuSO 4) + ν II (CuSO 4), zatim ν II (CuSO 4) = ν ukupno. (CuSO 4) - ν I (CuSO 4) = 0,5 mol – 0,4 mol = 0,1 mol.
Prema jednačini reakcije (II) ν II (CuSO 4) = ν(CuO), dakle, ν(CuO) = 0,1 mol.
Izračunajmo mase bakra i bakrovog (II) oksida:
m(Cu) = M(Cu) ∙ ν(Cu) = 64 g/mol ∙ 0,4 mol = 25,6 g
m(CuO) = M(CuO) ∙ ν(CuO) = 80 g/mol ∙ 0,1 mol = 8 g
Ukupna smjesa koja se sastoji od bakra i bakar(II) oksida je:
m(smjese) = m(CuO) + m(Cu) = 25,6 g + 8 g = 33,6 g
Izračunajmo maseni udio bakar (II) oksida:
ω(CuO) = m(CuO)/m(mješavine) ∙ 100% = 8 g/33,6 g ∙ 100% = 23,81%
Zadatak br. 20
Kao rezultat zagrijavanja 28,4 g mješavine praha cinka i cinkovog oksida, njegova masa se povećala za 4 g Izračunajte zapreminu otopine kalijevog hidroksida s masenim udjelom od 40 % i gustinom od 1,4 g/ml. , koji će biti potreban za rastvaranje početne smjese.
U svom odgovoru zapišite jednadžbe reakcija koje su navedene u opisu problema i navedite sve potrebne proračune (navedite mjerne jedinice izvornih fizičkih veličina).
Odgovor: 80 ml
Objašnjenje:
Kada se cink zagrije na zraku, cink oksidira i pretvara se u oksid:
2Zn + O 2 → 2ZnO(I)
Kako se masa smjese povećala, ovo povećanje je nastalo zbog mase kisika:
ν(O 2) = m(O 2)/M(O 2) = 4 g /32 g/mol = 0,125 mol, dakle, količina cinka je dvostruko veća od količine supstance i mase kiseonika, dakle
ν(Zn) = 2ν(O 2) = 2 0,125 mol = 0,25 mol
m(Zn) = M(Zn) ν(Zn) = 0,25 mol 65 g/mol = 16,25 g
Izračunajmo masu i količinu supstance cink oksida jednaku:
m(ZnO) = m(smjese) – m(Zn) = 28,4 g – 16,25 g = 12,15 g
ν(ZnO) = m(ZnO)/M(ZnO) = 12,15 g/81 g/mol = 0,15 mol
I cink i cink oksid reagiraju s kalijevim hidroksidom:
Zn + 2KOH + 2H 2 O → K 2 + H 2 (II)
ZnO + 2KOH + H 2 O → K 2 (III)
Prema jednadžbi reakcija (II) i (III), ν I (KOH) = 2ν(Zn) i ν II (KOH) = 2ν(ZnO), dakle, ukupna količina supstance i masa kalijum hidroksida su jednako:
ν(KOH) = 2ν(Zn) + 2ν(ZnO) = 2 ∙ 0,25 mol + 2 ∙ 0,15 mol = 0,8 mol
m(KOH) = M(KOH) ∙ ν(KOH) = 56 g/mol ∙ 0,8 mol = 44,8 g
Izračunajmo masu rastvora kalijum hidroksida:
m(KOH rastvor) = m(KOH)/ω(KOH) ∙ 100% = 44,8 g/40% ∙ 100% = 112 g
Zapremina rastvora kalijum hidroksida je jednaka:
V(KOH rastvor) = m(KOH)/ρ(KOH) = 112 g/1,4 g/mol = 80 ml
Zadatak br. 21
Smjesa magičnog oksida i magnezijevog karbonata težine 20,5 g zagrijana je do konstantne težine, dok se masa smjese smanjila za 5,5 g. Nakon toga, čvrsti ostatak je u potpunosti reagirao s otopinom sumporne kiseline masenog udjela od 28%. gustine 1,2 g/ml. Izračunajte zapreminu rastvora sumporne kiseline koja je potrebna za rastvaranje ovog ostatka.
U svom odgovoru zapišite jednadžbe reakcija koje su navedene u opisu problema i navedite sve potrebne proračune (navedite mjerne jedinice izvornih fizičkih veličina).
Odgovor: 109.375 ml
Objašnjenje:
Kada se zagrije, magnezijev karbonat se razlaže na magnezijev oksid i ugljični dioksid:
MgCO 3 → MgO + CO 2 (I)
Magnezijev oksid reagira s otopinom sumporne kiseline prema jednadžbi:
MgO + H 2 SO 4 → MgSO 4 + H 2 O (II)
Masa mješavine magnezijevog oksida i karbonata smanjila se zbog oslobođenog ugljičnog dioksida.
Izračunajmo količinu nastalog ugljičnog dioksida:
ν(CO 2) = m(CO 2)/M(CO 2) = 5,5 g /44 g/mol = 0,125 mol
Prema jednadžbi reakcije (I) ν(CO 2) = ν I (MgO), dakle, ν I (MgO) = 0,125 mol
Izračunajmo masu izreagovanog magnezijum karbonata:
m(MgCO 3) = ν(MgCO 3) ∙ M(MgCO 3) = 84 g/mol ∙ 0,125 mol = 10,5 g
Izračunajmo masu i količinu supstance magnezijum oksida u početnoj smjesi:
m(MgO) = m (smjesa) - m(MgCO 3) = 20,5 g – 10,5 g = 10 g
ν(MgO) = m(MgO)/M(MgO) = 10 g/40 g/mol = 0,25 mol
Ukupna količina magnezijum oksida je:
ν ukupno (MgO) = ν I (MgO) + ν(MgO) = 0,25 mol + 0,125 mol = 0,375 mol
Prema jednadžbi reakcije (II) ν total. (MgO) = ν(H 2 SO 4), dakle, ν(H 2 SO 4) = 0,375 mol.
Izračunajmo masu sumporne kiseline:
m(H 2 SO 4) = ν(H 2 SO 4) ∙ M(H 2 SO 4) = 0,375 mol ∙ 98 g/mol = 36,75 g
Izračunajmo masu i zapreminu rastvora sumporne kiseline:
m(rastvor H 2 SO 4) = m(H 2 SO 4)/ω(H 2 SO 4) ∙ 100% = 36,75 g/28% ∙ 100% = 131,25 g
V(rastvor H 2 SO 4) = m (rastvor H 2 SO 4)/ρ(rastvor H 2 SO 4) = 131,25 g/1,2 g/ml = 109,375 ml
Zadatak br. 22
Zapremina od 6,72 L (n.s.) vodonika je propuštena preko zagrijanog praha bakar(II) oksida i vodonik je u potpunosti reagirao. Rezultat je bio 20,8 g čvrstog ostatka. Ovaj ostatak je otopljen u koncentrovanoj sumpornoj kiselini težine 200 g. Odrediti maseni udio soli u nastaloj otopini (zanemariti procese hidrolize).
U svom odgovoru zapišite jednadžbe reakcija koje su navedene u opisu problema i navedite sve potrebne proračune (navedite mjerne jedinice izvornih fizičkih veličina).
Odgovor: 25,4%
Objašnjenje:
Kada se vodonik prođe preko bakar(II) oksida, bakar se redukuje:
CuO + H 2 → Cu + H 2 O (zagrijavanje) (I)
Čvrsti ostatak, koji se sastoji od metalnog bakra i neizreagiranog bakar(II) oksida, reagira s koncentriranom sumpornom kiselinom prema jednadžbama:
Cu + 2H 2 SO 4 (konc.) → CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O (II)
CuO + H 2 SO 4 → CuSO 4 + H 2 O (III)
Izračunajmo količinu vodika uključenu u redukciju bakar (II) oksida:
ν(H 2) = V(H 2)/V m = 6,72 l/22,4 l/mol = 0,3 mol,
ν(H 2) = ν(Cu) = 0,3 mol, dakle m(Cu) = 0,3 mol 64 g/mol = 19,2 g
Izračunajmo masu neizreagovanog CuO, znajući masu čvrstog ostatka:
m(CuO) = m(čvrsti ostatak) – m(Cu) = 20,8 g – 19,2 g = 1,6 g
Izračunajmo količinu bakar (II) oksida:
ν(CuO) = m(CuO)/M(CuO) = 1,6 g/80 g/mol = 0,02 mol
Prema jednačini (I) ν(Cu) = ν I (CuSO 4), prema jednačini (II) ν(CuO) = ν II (CuSO 4), dakle, ν ukupno. (CuSO 4) = ν II (CuSO 4) + ν III (CuSO 4) = 0,3 mol + 0,02 mol = 0,32 mol.
Izračunajmo ukupnu masu bakar (II) sulfata:
m ukupno (CuSO 4) = ν ukupno. (CuSO 4) M(CuSO 4) = 0,32 mol 160 g/mol = 51,2 g
Za izračunavanje mase nastale otopine potrebno je uzeti u obzir masu sumpordioksida koji se oslobađa u reakciji (II):
ν(Cu) = ν(SO 2), dakle, ν(SO 2) = 0,3 mol i m(SO 2) = ν(SO 2) M(SO 2) = 0,3 mol 64 g/mol = 19,2 g
Izračunajmo masu rezultirajućeg rješenja:
m(rastvor) = m(čvrsti ostatak) + m(rastvor H 2 SO 4) – m(SO 2) = 20,8 g + 200 g – 19,2 g = 201,6 g
Maseni udio bakar (II) sulfata u rezultirajućem rastvoru jednak je:
ω(CuSO 4) = m(CuSO 4)/m(rastvor) 100% = 51,2 g/201,6 g 100% = 25,4%
Zadatak br. 23
U 10% rastvor soli dobijen otapanjem 114,8 g cink sulfat kristal hidrata (ZnSO 4 7H 2 O) u vodi, dodano je 12 g magnezijuma. Nakon završetka reakcije, u nastalu smjesu dodano je 365 g 20% hlorovodonične kiseline. Odrediti maseni udio klorovodika u nastaloj otopini (zanemariti procese hidrolize).
U svom odgovoru zapišite jednadžbe reakcija koje su navedene u opisu problema i navedite sve potrebne proračune (navedite mjerne jedinice izvornih fizičkih veličina).
Odgovor: 3,58%
Objašnjenje:
Kada cink sulfat stupi u interakciju s magnezijem, dolazi do supstitucijske reakcije:
Mg + ZnSO 4 → MgSO 4 + Zn (I)
Izračunajmo količinu cinka i magnezijum sulfata koji reaguju (I):
ν ref. (ZnSO 4 7H 2 O) = ν(ZnSO 4) = m ref. (ZnSO 4 7H 2 O)/M(ZnSO 4 7H 2 O) = 114,8 g /287 g/mol = 0,4 mol
ν ref. (Mg) = m ref. (Mg)/M(Mg) = 12 g/24 g/mol = 0,5 mol
Prema jednadžbi reakcije (I) ν ref. (Mg) = ν(ZnSO 4), a prema uslovima zadatka, količina supstance cink sulfata je (0,4 mol ZnSO 4 · 7H 2 O i 0,5 mol Mg), tako da magnezijum nije reagovao u potpunosti.
Proračun vršimo na osnovu nedostatka supstance, dakle, ν ref. (ZnSO 4 7H 2 O) = ν(MgSO 4) = ν(Zn) = ν reaguje. (Mg) = 0,4 mol i ν ostatak. (Mg) = 0,5 mol – 0,4 mol = 0,1 mol.
Da biste dalje izračunali masu početne otopine cink sulfata:
ν ref. (ZnSO 4 · 7H 2 O) = ν out. (ZnSO 4) = 0,4 mol, dakle, m(ZnSO 4) = ν(ZnSO 4) M(ZnSO 4) = 0,4 mol 161 g/mol = 64,4 g
m ref. (rastvor ZnSO 4) = m(ZnSO 4)/ω(ZnSO 4) 100% = 64,4 g/10% 100% = 644 g
Magnezijum i cink mogu reagovati sa rastvorom hlorovodonične kiseline:
Zn + 2HCl → ZnCl 2 + H 2 (II)
Mg + 2HCl → MgCl 2 + H 2 (III)
Izračunajmo masu hlorovodonika u rastvoru:
m ref. (HCl) = m ref. (rastvor HCl) ω(HCl) = 365 g 0,2 = 73 g
Prema jednadžbi reakcija (II) i (III) ν II (HCl) = 2ν(Zn) i ν III (HCl) = 2ν(Mg), dakle, ukupna količina i masa reagovanog hlorovodonika su jednake:
ν reagovati. (HCl) = ν II (HCl) + ν III (HCl) = 2ν(Zn) + 2ν(Mg) = 2 0,1 mol + 2 0,4 mol = 1 mol
m reagovati. (HCl) = ν reaguje. (HCl) M(HCl) = 1 mol 36,5 g/mol = 36,5 g
Izračunajmo masu neizreagovane hlorovodonične kiseline:
m odmor. (HCl) = m ref. (HCl) - m reaguje. (HCl) = 73 g – 36,5 g = 36,5 g
Za izračunavanje mase konačnog rastvora potrebno je izračunati masu vodonika koji se oslobađa kao rezultat reakcija (II) i (III):
ν(Zn) = ν II (H 2) = 0,1 mol i m II (H 2) = ν II (H 2) M(H 2) = 0,1 mol 2 g/mol = 0,2 G
ν odmor. (Mg) = ν III (H 2) = 0,4 mol i m III (H 2) = ν III (H 2) M(H 2) = 0,4 mol 2 g/mol = 0,8 g
m ukupno (H 2) = m II (H 2) + m III (H 2) = 0,2 g + 0,8 g = 1 g
Masa rezultirajuće otopine izračunava se pomoću formule:
m(rješenje) = m out. (rastvor ZnSO 4) + m ref. (Mg) + m ref. (rastvor HCl) – m ukupno. (H 2) = 644 g + 12 g + 365 g – 1 g = 1020 g
Maseni udio hlorovodonične kiseline u nastaloj otopini jednak je:
ω(HCl) = m odmor. (HCl)/m(rastvor) 100% = 36,5 g/1020 g 100% = 3,58%