Vyřeším zkoušku chemie úkol 33 číslo. Struktura zkušební práce se skládá ze dvou bloků
Za 2–3 měsíce se nelze naučit (opakovat, zpřísňovat) tak složitou disciplínu, jako je chemie.
V KIM USE 2020 v chemii nejsou žádné změny.
Přípravu neodkládejte na později.
- Když začínáte analyzovat úkoly, nejprve si prostudujte teorie... Teorie na webu je u každého úkolu prezentována formou doporučení, která potřebujete vědět při plnění úkolu. vás provede studiem hlavních témat a určí, jaké znalosti a dovednosti budou vyžadovány při plnění úkolů POUŽITÍ v chemii. Pro úspěšné složení zkoušky z chemie je nejdůležitější teorie.
- Teorii je třeba zálohovat praxe neustálé řešení úkolů. Vzhledem k tomu, že většina chyb je způsobena tím, že jsem špatně četl cvičení, nerozuměl jsem, co je v úkolu požadováno. Čím častěji budete řešit tematické testy, tím rychleji porozumíte struktuře zkoušky. Tréninkové úkoly vyvinuté na základě ukázky z FIPI dát takovou příležitost rozhodnout se a zjistit odpovědi. Ale nespěchejte na vypáčení. Nejprve se rozhodněte sami a uvidíte, kolik bodů jste získali.
Body za každý chemický úkol
- 1 bod-za úkoly 1-6, 11-15, 19-21, 26-28.
- 2 body-7-10, 16-18, 22-25, 30, 31.
- 3 body - 35.
- 4 body - 32, 34.
- 5 bodů - 33.
Celkem: 60 bodů.
Struktura zkušební práce skládá se ze dvou bloků:
- Otázky, které zahrnují krátkou odpověď (ve formě čísla nebo slova) - úkoly 1-29.
- Problémy s podrobnými odpověďmi - úkoly 30-35.
3,5 hodiny (210 minut) je vyhrazeno pro výkon zkušební práce z chemie.
Na zkoušce budou tři podváděcí listy. A musíte jim rozumět
To je 70% informací, které vám pomohou úspěšně složit zkoušku z chemie. Zbývajících 30% je schopnost používat prezentované cheat listy.
- Pokud chcete získat více než 90 bodů, musíte trávit hodně času chemií.
- Abyste úspěšně prošli VYUŽITÍM v chemii, musíte hodně vyřešit :, tréninkové úkoly, i když se zdají být snadné a stejného typu.
- Správně rozdělte své síly a nezapomeňte na odpočinek.
Odvažte se, zkuste a budete úspěšní!
Obsah bloku „Organické látky“ je systém znalostí o nejdůležitějších pojmech a teoriích organické chemie, charakteristických chemických vlastnostech studovaných látek patřících do různých tříd organických sloučenin, vztahu těchto látek. Tento blok obsahuje 9 úkolů. Asimilace prvků obsahu tohoto bloku je kontrolována úkoly základní (úkoly 11-15 a 18), pokročilé (úkoly 16 a 17) a vysokou (úkol 33) obtížnosti. Tyto úkoly také prověřovaly formování dovedností a typů činností podobných těm, které byly pojmenovány ve vztahu k prvkům obsahu bloku „Anorganické látky“.
Zvažte úkoly bloku „Organická hmota“.
# ADVERTISING_INSERT #
Zvažte úkol 33 vysoké úrovně složitosti, který testuje asimilaci vztahu mezi organickými sloučeninami různých tříd.
Úkol 33
Zapište si reakční rovnice, pomocí kterých můžete provádět následující transformace:
Při psaní reakčních rovnic používejte strukturní vzorce organických látek.
Možná odpověď:
Při teplotě 180 ° C v přítomnosti koncentrované kyseliny sírové prochází propanol-1 dehydratací za vzniku propenu:
Propan, který interaguje s chlorovodíkem, tvoří v souladu s Markovnikovovým pravidlem hlavně 2-chlorpropan:
Působením vodného roztoku zásady se 2-chlorpropan hydrolyzuje za vzniku propanolu-2:
Kromě toho musí být propen (X 1) znovu získán z propanolu-2, který lze provést v důsledku intramolekulární dehydratační reakce při teplotě 180 ° C za působení koncentrované kyseliny sírové:
Produktem oxidace propenu vodným roztokem manganistanu draselného za studena je dvojsytný alkohol propandiol-1,2, manganistan draselný se v tomto případě redukuje na oxid manganičitý (IV), který tvoří hnědou sraženinu:
V roce 2018 dokázalo tento úkol zcela správně dokončit 41,1% vyšetřovaných.
Manuál obsahuje tréninkové úkoly základních a pokročilých úrovní obtížnosti, seskupené podle témat a typů. Úkoly jsou uspořádány ve stejném pořadí, jak je navrženo ve zkušební verzi USE. Na začátku každého typu úkolu jsou uvedeny položky obsahu, které mají být testovány - témata, která by měla být prostudována před pokračováním v implementaci. Manuál bude užitečný pro učitele chemie, protože umožňuje efektivně organizovat vzdělávací proces ve třídě, provádět aktuální kontrolu znalostí a připravovat studenty na zkoušku.
V našem posledním článku jsme hovořili o základních úkolech při zkoušce z chemie v roce 2018. Nyní musíme podrobněji analyzovat úkoly zvýšené (v kodifikátoru zkoušky z chemie roku 2018 - vysoká úroveň složitosti) úrovně složitosti, dříve označované jako část C.
Úkoly zvýšené úrovně složitosti zahrnují pouze pět (5) úkolů - №30,31,32,33,34 a 35. Zvažme témata úkolů, jak se na ně připravit a jak řešit složité úkoly u zkoušky v chemii v roce 2018.
Příklad zadání 30 u zkoušky z chemie v roce 2018
Zaměřeno na testování znalostí studenta o redoxních reakcích (ORR). Úkol vždy dává rovnici chemické reakce s chybějícími látkami z obou stran reakce (levá strana - činidla, pravá strana - produkty). Za tento úkol lze získat maximálně tři (3) body. První bod je uveden pro správné vyplnění mezer v reakci a správné vyrovnání reakce (umístění koeficientů). Druhý bod lze získat správným popisem rovnováhy ORP a poslední bod je uveden pro správné určení, kdo je oxidačním činidlem a kdo redukčním činidlem v reakci. Pojďme analyzovat řešení úkolu číslo 30 z demo verze zkoušky z chemie v roce 2018:
Pomocí metody elektronického vyvážení napište reakční rovnici
Na 2 SO 3 +… + KOH à K 2 MnO 4 +… + H 2 O
Určete oxidační a redukční činidlo.
První věc, kterou je třeba udělat, je uspořádat náboje atomů uvedených v rovnici, ukazuje se:
Na + 2 S +4 O 3 -2 +… + K + O -2 H + a K + 2 Mn +6 O 4 -2 +… + H + 2 O -2
Často po této akci okamžitě vidíme první dvojici prvků, které měnily oxidační stav (CO), to znamená z různých stran reakce, na stejném atomu, jiný oxidační stav. V tomto konkrétním úkolu nic takového nevidíme. Proto je nutné použít další znalosti, jmenovitě na levé straně reakce vidíme hydroxid draselný ( KOH), jejíž přítomnost nám říká, že reakce probíhá v alkalickém prostředí. Na pravé straně vidíme manganistan draselný a víme, že v alkalickém reakčním médiu se manganistan draselný získává z manganistanu draselného, takže vynechání na levé straně reakce je manganistan draselný ( KMnO 4 ). Ukazuje se, že vlevo jsme měli mangan v CO +7 a vpravo v CO +6, což znamená, že můžeme napsat první část zůstatku OVR:
Mn +7 +1 E — à Mn +6
Nyní můžeme hádat, co dalšího by se mělo v reakci stát. Pokud mangan přijímá elektrony, měl mu je někdo dát (dodržujeme zákon zachování hmoty). Zvažte všechny prvky na levé straně reakce: vodík, sodík a draslík jsou již v CO +1, což je pro ně maximum, kyslík nedaruje své elektrony manganu, což znamená, že síra zůstává v CO +4. Dospěli jsme k závěru, že darujeme elektrony síře a pomocí CO +6 se transformuje do sirného stavu. Nyní můžeme napsat druhou část zůstatku:
S +4 -2 E — à S +6
Při pohledu na rovnici vidíme, že na pravé straně nikde není síra a sodík, což znamená, že by měly být v mezeře, a logickou sloučeninou pro její vyplnění je síran sodný ( NaSO 4 ).
Nyní je zapsán zůstatek OVR (získáme první bod) a rovnice má tvar:
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 |
Na tomto místě je důležité okamžitě napsat, kdo je oxidační činidlo a kdo redukční činidlo, protože studenti se často soustředí na vyrovnání rovnice a jednoduše zapomínají provést tuto část úkolu, čímž ztratí smysl. Podle definice je oxidační činidlo částice, která přijímá elektrony (v našem případě mangan), a redukční činidlo je částice, která daruje elektrony (v našem případě síru), takže dostaneme:
Oxidační činidlo: Mn +7 (KMnO 4 )
Redukční činidlo: S +4 (Na 2 TAK 3 )
Zde je třeba připomenout, že udáváme stav částic, ve kterých se nacházely, když začaly vykazovat vlastnosti oxidačního činidla nebo redukčního činidla, a nikoli stavy, ve kterých se dostaly v důsledku ORR.
Chcete -li získat poslední bod, musíte rovnici správně vyrovnat (umístit koeficienty). Pomocí rovnováhy vidíme, že aby síra +4 přešla do stavu +6, dva mangany +7 se musí stát manganem +6, což znamená, že dáme 2 před mangan:
Na 2 SO 3 + 2 KMnO 4 + KOHà 2K 2 MnO 4 + NaSO 4 + H 2 O
Nyní vidíme, že máme 4 draslík vpravo a pouze tři vlevo, což znamená, že musíme před hydroxid draselný dát 2:
Na 2 SO 3 + 2KMnO 4 + 2KOHà 2K 2 MnO 4 + NaSO 4 + H 2 O
V důsledku toho je správná odpověď na úkol č. 30 následující:
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 |
Oxidační činidlo: Mn +7 (KMnO 4)
Redukční činidlo: S +4 (Na 2 TAK 3 )
Řešení úlohy 31 ve zkoušce z chemie
Toto je řetězec anorganických transformací. K úspěšnému splnění tohoto úkolu musíte být dobře obeznámeni s reakcemi charakteristickými pro anorganické sloučeniny. Úkol se skládá ze čtyř (4) reakcí, za každou z nich můžete získat jeden (1) bod, celkem za úkol můžete získat čtyři (4) body. Je důležité si pamatovat pravidla pro návrh zadání: všechny rovnice musí být vyrovnány, i když student napsal rovnici správně, ale nevyrovnal, nedostane bod; není nutné řešit všechny reakce, můžete udělat jednu a získat jeden (1) bod, dvě reakce a získat dva (2) body atd. 3, což znamená, že to musíte udělat a získat dva (2) ) bodů současně, hlavní je naznačit, že se jedná o reakce 1 a 3. Pojďme analyzovat řešení úkolu číslo 31 z demo verze USE v chemii v roce 2018:
Železo bylo rozpuštěno v horké koncentrované kyselině sírové. Na výslednou sůl se působí přebytkem roztoku hydroxidu sodného. Výsledná hnědá sraženina se odfiltruje a kalcinuje. Výsledná látka byla zahřívána železem.
Napište rovnice pro čtyři popsané reakce.
Pro pohodlí řešení můžete na konceptu sestavit následující diagram:
K dokončení úkolu samozřejmě potřebujete znát všechny navrhované reakce. Ve stavu jsou však vždy skryté stopy (koncentrovaná kyselina sírová, přebytek hydroxidu sodného, hnědá sraženina, kalcinovaná, zahřívaná železem). Student si například nepamatuje, co se stane se železem při interakci s koncem. kyselina sírová, ale pamatuje si, že hnědá sraženina železa po zpracování zásadou je s největší pravděpodobností hydroxid železa 3 ( Y = Fe(ACH) 3 ). Nyní máme příležitost, nahrazením Y do psaného schématu, zkusit vytvořit rovnice 2 a 3. Následné akce jsou čistě chemické, takže je nebudeme popisovat tak podrobně. Student by si měl pamatovat, že zahřívání hydroxidu železa 3 vede k tvorbě oxidu železa 3 ( Z = Fe 2 Ó 3 ) a vody a zahřátím oxidu železa 3 čistým železem se dostanou do středního stavu - oxid železa 2 ( FeO). Látka X, což je sůl získaná po reakci s kyselinou sírovou, která po alkalickém zpracování poskytne hydroxid železa 3, bude síran železnatý 3 ( X = Fe 2 (TAK 4 ) 3 ). Je důležité pamatovat na vyrovnání rovnic. V důsledku toho je správná odpověď na úkol číslo 31 následující:
| 1) 2Fe + 6H2S04 (k) a Fe 2 (SO 4) 3+ 3SO 2 + 6H 2 O |
| 2) Fe 2 (SO 4) 3+ 6 NaOH (g) à 2 Fe (OH) 3 + 3Na 2 SO 4 |
| 3) 2Fe (OH) 3à Fe 2 Ó 3 + 3H 2 O |
| 4) Fe 2 Ó 3 + Fe à 3 FeO |
Úkol 32 Sjednocená státní zkouška z chemie
Je velmi podobný úkolu číslo 31, jen v něm je uveden řetězec organických transformací. Požadavky na design a logika řešení jsou podobné úkolu číslo 31, jediný rozdíl je v tom, že úkol číslo 32 dává pět (5) rovnic, což znamená, že můžete získat celkem pět (5) bodů. Vzhledem k podobnosti s úkolem číslo 31 jej nebudeme podrobně zvažovat.
Řešení úkolu 33 v chemii roku 2018
Problém návrhu, k jeho dokončení potřebujete znát základní návrhové vzorce, umět používat kalkulačku a kreslit logické paralely. Za úkol číslo 33 můžete získat čtyři (4) body. Zvažte část řešení úkolu číslo 33 z demo verze zkoušky z chemie v roce 2018:
Stanovte hmotnostní zlomky (v%) síranu železnatého a sulfidu hlinitého ve směsi, pokud se při zpracování 25 g této směsi vodou uvolní plyn, který zcela reaguje s 960 g 5% roztoku mědi síranu. V reakci na to napište reakční rovnice, které jsou uvedeny v prohlášení o problému, a poskytněte všechny potřebné výpočty (uveďte jednotky měření hledaných fyzikálních veličin).
První (1) skóre získáme za napsání reakcí, které se vyskytnou v problému. Získání tohoto konkrétního bodu závisí na znalostech chemie, zbývající tři (3) body lze získat pouze výpočty, proto pokud má student problémy s matematikou, musí za splnění úkolu získat alespoň jeden (1) bod číslo 33:
| Al 2 S 3 + 6H 2 Oà 2Al (OH) 3 + 3H 2 S |
| CuSO 4 + H 2 Sà CuS + H 2 SO 4 |
Protože další akce jsou čistě matematické, nebudeme je zde analyzovat. Výběr analýzy můžete sledovat na našem kanálu YouTube (odkaz na video s analýzou úkolu číslo 33).
Vzorce, které budou nutné k vyřešení tohoto úkolu:
Chemistry Challenge 34 2018
Odhadovaný úkol, který se liší od úkolu číslo 33 následujícím způsobem:
- Pokud v úkolu číslo 33 víme, mezi kterými látkami interakce probíhá, pak v úkolu číslo 34 musíme zjistit, co reagovalo;
- V úkolu č. 34 jsou uvedeny organické sloučeniny, zatímco v úkolu č. 33 jsou nejčastěji uvedeny anorganické procesy.
Ve skutečnosti je úkol č. 34 opakem úkolu č. 33, a logika úkolu je tedy opačná. Za úkol číslo 34 můžete získat čtyři (4) body, zatímco stejně jako v úkolu číslo 33 je za znalosti chemie získán pouze jeden z nich (v 90% případů), zbylé 3 (méně často 2) body jsou získané pro matematické výpočty ... Pro úspěšné dokončení úkolu číslo 34 musíte:
Znát obecné vzorce všech hlavních tříd organických sloučenin;
Znát základní reakce organických sloučenin;
Umět napsat rovnici v obecné formě.
Ještě jednou bych rád poznamenal, že teoretické základy nezbytné pro úspěšné složení zkoušky z chemie v roce 2018 se prakticky nezměnily, což znamená, že veškeré znalosti, které vaše dítě ve škole získalo, mu pomohou složit zkoušku z chemie v roce 2018. V našem centru přípravy na Unified State Exam a OGE Godograph dostane vaše dítě Všechno teoretické materiály nezbytné k přípravě a ve třídě upevní znalosti získané pro úspěšnou implementaci ze všech vyšetřovací úkoly. Budou s ním pracovat nejlepší učitelé, kteří prošli velmi velkou soutěží a obtížnými přijímacími testy. Třídy se konají v malých skupinách, což umožňuje učiteli věnovat čas každému dítěti a formovat jeho individuální strategii pro provádění zkušební práce.
Nemáme problémy s nedostatkem testů nového formátu, naši učitelé je píší sami, na základě všech doporučení kodifikátoru, specifikátoru a demo verze zkoušky z chemie v roce 2018.
Zavolejte dnes a zítra vám vaše dítě poděkuje!
Úkol číslo 1
Vodík o objemu 3,36 litru byl veden za zahřívání práškovým oxidem měďnatým, přičemž vodík zcela reagoval. V důsledku reakce se získá 10,4 g pevného zbytku. Tento zbytek byl rozpuštěn v koncentrované kyselině sírové o hmotnosti 100 g. Určete hmotnostní podíl soli ve výsledném roztoku (zanedbejte procesy hydrolýzy).
Odpověď: 25,4%
Vysvětlení:
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, tedy m (Cu) = 0,15 mol 64 g / mol = 9,6 g
m (CuO) = m (pevný) - 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
Podle rovnice (I) ν (Cu) = ν I (CuSO 4), podle rovnice (II) ν (CuO) = ν II (CuSO 4) tedy ν celkem. (CuSO 4) = ν I (CuSO 4) + ν II (CuSO 4) = 0,01 mol + 0,15 mol = 0,16 mol.
m celkem (CuSO 4) = ν celkem. (CuSO 4) M (CuSO 4) = 0,16 mol 160 g / mol = 25,6 g
ν (Cu) = ν (SO 2), tedy ν (SO 2) = 0,15 mol am (SO 2) = ν (SO 2) M (SO 2) = 0,15 mol 64 g / mol = 9,6 g
m (roztok) = m (pevný) + m (roztok 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 (roztok) 100% = 25,6 g / 100,8 g 100% = 25,4%
Úkol číslo 2
Vodík o objemu 3,36 l (NU) byl veden zahříváním nad práškem oxidu měďnatého o hmotnosti 16 g. Výsledný zbytek byl rozpuštěn v 535,5 g 20% kyseliny dusičné, což vedlo k tomu, že bezbarvý plyn na vzduchu zhnědl . Určete hmotnostní podíl kyseliny dusičné ve výsledném roztoku (zanedbejte procesy hydrolýzy).
Do odpovědi napište reakční rovnice, které jsou uvedeny ve stavu problému, a poskytněte všechny potřebné výpočty (uveďte jednotky měření počátečních fyzikálních veličin).
Odpověď: 13,84%
Vysvětlení:
Když je vodík veden přes oxid měďnatý, měď se redukuje:
CuO + H 2 → Cu + H 2 O (topení) (I)
Pevný zbytek, sestávající z kovové mědi a oxidu měďnatého, reaguje s roztokem kyseliny dusičné podle rovnic:
3Cu + 8HNO 3 (20% roztok) → 3Cu (NO 3) 2 + 2NO + 4H 2 O (II)
CuO + 2HNO 3 (20% roztok) → Cu (NO 3) 2 + H 2 O (III)
Vypočítejme množství vodíku a oxidu měďnatého zapojených do reakce (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
Podle reakční rovnice (I) ν (H 2) = ν (CuO) a podle stavu problému je množství vodíkové látky nedostatečné (0,15 mol H2 a 0,1 mol CuO), proto měď (II ) oxid plně nereagoval ...
Výpočet se provádí podle nedostatku látky, proto ν (Cu) = ν (H 2) = 0,15 mol a ν zbytek. (CuO) = 0,2 mol - 0,15 mol = 0,05 mol.
Pro výpočet hmotnosti roztoku v budoucnosti je nutné znát hmotnosti vytvořené mědi a nezreagovaného oxidu měďnatého:
m odpočinek (CuO) = ν (CuO) M (CuO) = 0,05 mol 80 g / mol = 4 g
Celková hmotnost pevného zbytku se rovná: m (pevný zbytek) = m (Cu) + m zbytek. (CuO) = 9,6 g + 4 g = 13,6 g
Vypočítejte počáteční hmotnost a množství látky kyseliny dusičné:
m ven. (HNO 3) = m (roztok HNO 3) ω (HNO 3) = 535,5 g 0,2 = 107,1 g
Podle reakční rovnice (II) ν II (HNO 3) = 8 / 3ν (Cu), podle reakční rovnice (III) ν III (HNO 3) = 2ν (CuO), tedy ν celkem. (HNO 3) = ν II (HNO 3) + ν III (HNO 3) = 8/3 · 0,15 mol + 2,0 · 0,05 mol = 0,5 l.
Celková hmotnost reagovaná v důsledku reakcí (II) a (III) se rovná:
m odpočinek (HNO 3) = m ref. (HNO 3) - m celkem. (HNO 3) = 107,1 g - 31,5 g = 75,6 g
Aby bylo možné vypočítat hmotnost výsledného roztoku, je třeba vzít v úvahu hmotnost oxidu dusičitého (II) uvolněného v reakci (II):
ν (NO) = 2/3ν (Cu), tedy ν (NO) = 2/3 0,15 mol = 0,1 mol am (NO) = ν (NO) M (NO) = 0, 1 mol 30 g / mol = 3 g
Vypočítáme hmotnost výsledného řešení:
m (roztok) = m (pevný) + m (roztok HNO 3) - m (NO) = 13,6 g + 535,5 g - 3 g = 546,1 g
ω (HNO 3) = m zbytek. (HNO 3) / m (roztok) 100% = 75,6 g / 546,1 g 100% = 13,84%
Úkol číslo 3
K 20% roztoku soli získanému rozpuštěním 12,5 g síranu měďnatého (CuS04 5H20) ve vodě bylo přidáno 5,6 g železa. Po skončení reakce bylo do roztoku nalita 117 g 10% roztoku sulfidu sodného. Určete hmotnostní podíl sulfidu sodného v konečném roztoku (zanedbejte procesy hydrolýzy).
Do odpovědi napište reakční rovnice, které jsou uvedeny ve stavu problému, a poskytněte všechny potřebné výpočty (uveďte jednotky měření počátečních fyzikálních veličin).
Odpověď: 5,12%
Vysvětlení:
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
Podle reakční rovnice (I) ν (Fe) = ν (CuSO 4) a podle stavu problému je množství síranu měďnatého nedostatečné (0,05 mol CuSO 4 5H 2 O a 0,1 mol Fe), takže žehlička nereagovala plně.
Se síranem sodným interaguje pouze síran železnatý:
FeSO 4 + Na 2 S → FeS ↓ + Na 2 SO 4 (II)
Výpočet se provádí podle nedostatku látky, proto ν (CuSO4.5H20) = ν (Cu) = ν (FeSO4) = 0,05 mol a ν zbytek. (Fe) = 0,1 mol - 0,05 mol = 0,05 mol.
Pro výpočet hmotnosti konečného roztoku v budoucnosti je nutné znát hmotnost vytvořené mědi, nezreagovaného železa (reakce (I)) a počátečního roztoku síranu měďnatého:
m (Cu) = ν (Cu) M (Cu) = 0,05 mol 64 g / mol = 3,2 g
m odpočinek (Fe) = ν zbytek. (Fe) M (Fe) = 0,05 mol 56 g / mol = 2,8 g
ν (CuSO 4 5H 2 O) = ν (CuSO 4) = 0,05 mol, tedy m (CuSO 4) = ν (CuSO 4) M (CuSO 4) = 0,05 mol 160 g / mol = 8 g
m ven. (roztok CuSO 4) = m (CuSO 4) / ω (CuSO 4) 100% = 8 g / 20% 100% = 40 g
Pouze síran železnatý interaguje se sulfidem sodným (síran měďnatý úplně reagoval reakcí (I)).
m ven. (Na 2 S) = m ref. (roztok Na2S) ω (Na2S) = 117 g 0,1 = 11,7 g
ν ref. (Na 2 S) = m ref. (Na2S) / M (Na2S) = 11,7 g / 78 g / mol = 0,15 mol
Podle reakční rovnice (II) ν (Na2S) = ν (FeS04) a podle reakčních podmínek přebytek sulfidu sodného (0,15 mol Na2S a 0,05 mol FeS04). Výpočet se provádí na základě nevýhody, tj. množstvím látky síranu železnatého).
Vypočítáme hmotnost nezreagovaného sulfidu sodného:
ν odpočinek. (Na 2 S) = ν ref. (Na 2 S) - ν reag. (Na2S) = 0,15 mol - 0,05 mol = 0,1 mol
m odpočinek (Na 2 S) = ν (Na 2 S) M (Na 2 S) = 0,1 mol 78 g / mol = 7,8 g
Pro výpočet hmotnosti konečného roztoku je nutné vypočítat hmotnost vysráženého sulfidu železnatého reakcí (II):
ν (FeSO 4) = ν (FeS) am (FeS) = ν (FeS) M (FeS) = 0,05 mol 88 g / mol = 4,4 g
m (řešení) = m ref. (roztok CuSO 4) + m ref. (Fe) - m odpočinek. (Fe) - m (Cu) + m ref. (roztok 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 (roztok) 100% = 7,8 g / 152,2 g 100% = 5,12%
Úkol číslo 4
K 20% roztoku soli získanému rozpuštěním 37,5 g síranu měďnatého (CuS04 5H20) ve vodě bylo přidáno 11,2 g železa. Po dokončení reakce bylo do výsledné směsi přidáno 100 g 20% roztoku kyseliny sírové. Určete hmotnostní podíl soli ve výsledném roztoku (zanedbejte procesy hydrolýzy).
Do odpovědi napište reakční rovnice, které jsou uvedeny ve stavu problému, a poskytněte všechny potřebné výpočty (uveďte jednotky měření počátečních fyzikálních veličin).
Odpověď: 13,72%
Vysvětlení:
Když síran měďnatý interaguje se železem, dochází k substituční reakci:
Fe + CuSO 4 → FeSO 4 + Cu (I)
20% kyselina sírová reaguje se železem podle rovnice:
Fe + H 2 SO 4 (řed.) → FeSO 4 + H 2 (II)
Vypočítejme množství látek síranu měďnatého a železa, které vstupují do reakce (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
Podle reakční rovnice (I) ν (Fe) = ν (CuSO 4) a podle stavu problému je nedostatek síranu měďnatého (0,15 mol CuSO 4 5H 2 O a 0,2 mol Fe) , takže žehlička nereagovala plně.
Výpočet se provádí podle nedostatku látky, proto ν (CuSO 4 5H 2 O) = ν (Cu) = ν (FeSO 4) = 0,15 mol a ν zbytek. (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, tedy m (CuSO 4) = ν (CuSO 4) M (CuSO 4) = 0,15 mol 160 g / mol = 24 g
m ven. (roztok CuSO 4) = m (CuSO 4) / ω (CuSO 4) 100% = 24 g / 20% 100% = 120 g
Zředěná kyselina sírová nereaguje s mědí, ale interaguje se železem podle reakce (II).
Vypočítejme hmotnost a množství látky kyseliny sírové:
m ven. (H 2 SO 4) = m ven. (roztok H 2 SO 4) ω (H 2 SO 4) = 100 g 0,2 = 20 g
ν ref. (H 2 SO 4) = m ven. (H 2 SO 4) / M (H 2 SO 4) = 20 g / 98 g / mol ≈ 0,204 mol
Od odpočinku. (Fe) = 0,05 mol, a ν ref. (H 2 SO 4) ≈ 0,204 mol, proto je železa nedostatek a je zcela rozpuštěno kyselinou sírovou.
Podle reakční rovnice (II) ν (Fe) = ν (FeSO 4) je pak celkové množství látky síranu železnatého (II) součtem množství vytvořených reakcemi (I) a (II), a jsou rovny:
ν (FeS04) = 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 odpočinek. (Fe) = ν (H 2) = 0,05 mol am (H 2) = ν (H 2) M (H 2) = 0,05 mol 2 g / mol = 0,1 g
Hmotnost výsledného roztoku se vypočítá podle vzorce (hmotnost nezreagovaného železa reakcí (I) se nezapočítává, protože v reakci (II) přechází do roztoku):
m (řešení) = m ref. (roztok CuSO 4) + m ref. (Fe) - m (Cu) + m ref. (roztok H 2 SO 4) - m (H 2) = 120 g + 11,2 g - 9,6 g + 100 g - 0,1 g = 221,5 g
Hmotnostní zlomek síranu železnatého ve výsledném roztoku se rovná:
ω (FeSO 4) = m (FeSO 4) / m (roztok) 100% = 30,4 g / 221,5 g 100% = 13,72%
Úkol číslo 5
K 20% roztoku soli získanému rozpuštěním 50 g síranu měďnatého (CuS04 5H20) ve vodě se přidá 14,4 g hořčíku. Po dokončení reakce bylo do výsledné směsi přidáno 146 g 25% roztoku kyseliny chlorovodíkové. Vypočítejte hmotnostní podíl chlorovodíku ve výsledném roztoku (zanedbejte procesy hydrolýzy).
Do odpovědi napište reakční rovnice, které jsou uvedeny ve stavu problému, a poskytněte všechny potřebné výpočty (uveďte jednotky měření počátečních fyzikálních veličin).
Odpověď: 2,38%
Vysvětlení:
Když síran měďnatý interaguje s hořčíkem, dochází k substituční reakci:
Mg + CuSO 4 → MgSO 4 + Cu (I)
25% kyselina chlorovodíková reaguje s hořčíkem podle rovnice:
Mg + 2HCl → MgCl 2 + H 2 (II)
Vypočítejme množství látek síranu měďnatého a hořčíku, které vstupují do reakce (I):
Podle reakční rovnice (I) ν (Mg) = ν (CuSO 4) a podle stavu problému je množství látky síranu měďnatého nedostatečné (0,2 mol CuSO 4 5H 2 O a 0,6 mol Mg) , proto hořčík nereagoval plně.
Výpočet se provádí podle nedostatku látky, proto ν (CuSO 4 5H 2 O) = ν (Cu) = ν reagent. (Mg) = 0,2 mol a ν zbytek. (Mg) = 0,6 mol - 0,2 mol = 0,4 mol.
Pro výpočet hmotnosti konečného roztoku v budoucnosti je nutné znát hmotnost vytvořené mědi (reakce (I)) a počáteční roztok síranu měďnatého:
m ven. (roztok CuSO 4) = m (CuSO 4) / ω (CuSO 4) 100% = 32 g / 20% 100% = 160 g
Kyselina chlorovodíková nereaguje s mědí, ale reaguje s hořčíkem podle reakce (II).
Vypočítáme hmotnost a množství látky kyseliny chlorovodíkové:
m ven. (HCl) = m ref. (roztok HCl) ω (HCl) = 146 g 0,25 = 36,5 g
Od odpočinku. (Mg) = 0,4 mol, ν ex. (HCl) = 1 mol a ν ex. (HCl)> 2ν odpočinek. (Mg), hořčíku je nedostatek a je zcela rozpustný v kyselině chlorovodíkové.
Vypočítejme množství látky kyseliny chlorovodíkové, která nereagovala s hořčíkem:
ν odpočinek. (HCl) = ν ref. (HCl) - ν reag. (HCl) = 1 mol - 2 0,4 mol = 0,2 mol
m odpočinek (HCl) = ν zbytek. (HCl) M (HCl) = 0,2 mol 36,5 g / mol = 7,3 g
Pro výpočet hmotnosti konečného roztoku je nutné vypočítat hmotnost vodíku uvolněného v důsledku reakce (II):
ν odpočinek. (Mg) = ν (H 2) = 0,4 mol am (H 2) = ν (H 2) M (H 2) = 0,4 mol 2 g / mol = 0,8 g
Hmotnost výsledného roztoku se vypočítá podle vzorce (hmotnost nezreagované reakcí (I) a hořčíku se nezapočítává, protože v reakci (II) přechází do roztoku):
m (roztok) = m ref (roztok CuSO 4) + m ref. (Mg) - m (Cu) + m ref. (roztok HCl) - m (H 2) = 160 g + 14,4 g - 12,8 g + 146 g - 0,8 g = 306,8 g
Hmotnostní podíl kyseliny chlorovodíkové ve výsledném roztoku se rovná:
ω (HCl) = m zbytek. (HCl) / m (roztok) 100% = 7,3 g / 306,8 g 100% = 2,38%
Úkol číslo 6
K 10% roztoku soli získanému rozpuštěním 25 g síranu měďnatého (CuS04 5H20) ve vodě bylo přidáno 19,5 g zinku. Po dokončení reakce bylo do výsledné směsi přidáno 240 g 30% roztoku hydroxidu sodného. Určete hmotnostní podíl hydroxidu sodného ve výsledném roztoku (zanedbejte procesy hydrolýzy).
Do odpovědi napište reakční rovnice, které jsou uvedeny ve stavu problému, a poskytněte všechny potřebné výpočty (uveďte jednotky měření počátečních fyzikálních veličin).
Odpověď: 9,69%
Vysvětlení:
Zn + CuSO 4 → ZnSO 4 + Cu (I)
Podle reakční rovnice (I) ν (Zn) = ν (CuSO 4) a podle stavu problému je nedostatek síranu měďnatého (0,1 mol CuSO 4 5H 2 O a 0,3 mol Zn ), proto zinek nereagoval plně.
Výpočet se provádí podle nedostatku látky, proto ν (CuSO 4 5H 2 O) = ν (ZnSO 4) = ν (Cu) = ν reagent. (Zn) = 0,1 mol a ν zbytek. (Zn) = 0,3 mol - 0,1 mol = 0,2 mol.
Pro výpočet hmotnosti konečného roztoku v budoucnosti je nutné znát hmotnost vytvořené mědi (reakce (I)) a počáteční roztok síranu měďnatého:
m ven. (roztok CuSO 4) = m (CuSO 4) / ω (CuSO 4) 100% = 16 g / 10% 100% = 160 g
m ven. (NaOH) = m ref. (Roztok 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 celkem (NaOH) = ν II (NaOH) + ν III (NaOH) = 2 0,2 mol + 4 0,1 mol = 0,8 mol
reaguji. (NaOH) = ν reag. (NaOH) M (NaOH) = 0,8 mol 40 g / mol = 32 g
m odpočinek (NaOH) = m ref. (NaOH) - m reag. (NaOH) = 72 g - 32 g = 40 g
Pro výpočet hmotnosti konečného roztoku je nutné vypočítat hmotnost vodíku uvolněného v důsledku reakce (II):
ν odpočinek. (Zn) = ν (H 2) = 0,2 mol am (H 2) = ν (H 2) M (H 2) = 0,2 mol 2 g / mol = 0,4 g
m (řešení) = m ref. (roztok CuSO 4) + m ref. (Zn) - m (Cu) + m ref. (Roztok NaOH) - m (H 2) = 160 g + 19,5 g - 6,4 g + 240 g - 0,4 g = 412,7 g
ω (NaOH) = m zbytek. (NaOH) / m (roztok) 100% = 40 g / 412,7 g 100% = 9,69%
Úkol číslo 7
Do 20% roztoku soli získaného rozpuštěním 25 g pentahydrátu síranu měďnatého ve vodě byl přidán prášek získaný slinováním 2,16 g hliníku a 6,4 g oxidu železitého. Určete hmotnostní podíl síranu měďnatého ve výsledném roztoku (zanedbejte procesy hydrolýzy).
Do odpovědi napište reakční rovnice, které jsou uvedeny ve stavu problému, a poskytněte všechny potřebné výpočty (uveďte jednotky měření počátečních fyzikálních veličin).
Odpověď: 4,03%
Vysvětlení:
Při slinování hliníku oxidem železa (III) aktivnější kov vytlačí méně aktivní z oxidu:
2Al + Fe 2 O 3 → Al 2 O 3 + 2Fe (I)
Vypočítejme množství oxidu hlinitého a železa (III), které vstupují do reakce (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
Podle reakční rovnice (I) ν (Al) = 2ν (Fe 2 O 3) = 2ν (Al 2 O 3) a podle stavu problému je množství hliníkové látky dvakrát větší než množství železa (III) oxidová látka, nezreagované látky v reakci (I) nezůstávají.
Množství látky a hmotnost vytvořeného železa jsou stejné:
ν (Fe) = 2ν ref. (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
Pro výpočet hmotnosti konečného roztoku v budoucnosti je nutné znát hmotnost počátečního roztoku síranu měďnatého:
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, tedy m (CuSO 4) = ν (CuSO 4) M (CuSO 4) = 0,1 mol 160 g / mol = 16 g
m ven. (roztok CuSO 4) = m (CuSO 4) / ω (CuSO 4) 100% = 16 g / 20% 100% = 80 g
Železo vzniklé reakcí (I) reaguje s roztokem síranu měďnatého:
Fe + CuSO 4 → FeSO 4 + Cu (II)
Podle reakční rovnice (II) ν (Fe) = ν (CuSO 4) a podle stavu problému je množství látky železa (0,1 mol CuSO 4 5H 2 O a 0,08 mol Fe) tedy železo zareagovalo úplně.
Vypočítáme množství látky a hmotnost nezreagovaného síranu měďnatého:
ν odpočinek. (CuSO 4) = ν ref. (CuSO 4) - ν reag. (CuSO 4) = 0,1 mol - 0,08 mol = 0,02 mol
m odpočinek (CuSO 4) = ν zbytek. (CuSO 4) M (CuSO 4) = 0,02 mol 160 g / mol = 3,2 g
Pro výpočet hmotnosti konečného řešení je nutné vypočítat hmotnost vytvořené mědi:
ν (Fe) = ν (Cu) = 0,08 mol am (Cu) = ν (Cu) M (Cu) = 0,08 mol 64 g / mol = 5,12 g
Hmotnost výsledného roztoku se vypočítá podle vzorce (železo vzniklé reakcí (I) přechází v budoucnu do roztoku):
m (řešení) = m ref. (roztok CuSO 4) + m (Fe) - m (Cu) = 80 g + 4,48 g - 5,12 g = 79,36 g
Hmotnostní zlomek síranu měďnatého ve výsledném roztoku:
ω (CuSO 4) = m zbytek. (CuSO 4) / m (roztok) 100% = 3,2 g / 79,36 g 100% = 4,03%
Úkol číslo 8
K 182,5 g 20% roztoku kyseliny chlorovodíkové se přidá 18,2 g fosforečnanu vápenatého. Poté bylo do výsledného roztoku přidáno 200,2 g Na2C03.10H20. Určete hmotnostní podíl uhličitanu sodného ve výsledném roztoku (zanedbejte procesy hydrolýzy).
Do odpovědi napište reakční rovnice, které jsou uvedeny ve stavu problému, a poskytněte všechny potřebné výpočty (uveďte jednotky měření počátečních fyzikálních veličin).
Odpověď: 5,97%
Vysvětlení:
Kyselina chlorovodíková a fosforečnan vápenatý reagují za vzniku chloridu vápenatého a uvolňují fosfin:
Ca 3 P 2 + 6HCl → 3CaCl 2 + 2PH 3 (I)
Vypočítejme množství látky kyseliny chlorovodíkové a fosfidu vápenatého, které vstupují do reakce (I):
m ven. (HCl) = m (roztok HCl) ω (HCl) = 182,5 g 0,2 = 36,5 g, tedy
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
Podle reakční rovnice (I) ν (HCl) = 6ν (Ca 3 P 2) = 2ν (CaCl 2) a podle stavu problému je množství látky kyseliny chlorovodíkové 10krát větší než množství látka fosforečnanu vápenatého, proto kyselina chlorovodíková zůstává nezreagovaná.
ν odpočinek. (HCl) = ν ref. (HCl) - 6ν (Ca 3 P 2) = 1 mol - 6 0,1 mol = 0,4 mol
Množství látky a hmotnost vytvořeného fosfinu jsou stejné:
ν (PH 3) = 2ν ref. (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
Vypočítejme množství hydrátu uhličitanu sodného:
ν ref. (Na2CO3 10H20) = m out. (Na 2 CO 3 10 H 2 O) / M (Na 2 CO 3 10 H 2 O) = 200,2 g / 286 g / mol = 0,7 mol
Chlorid vápenatý i kyselina chlorovodíková reagují v uhličitanu sodném:
Na 2 CO 3 + CaCl 2 → CaCO 3 ↓ + 2 NaCl (II)
Na 2 CO 3 + 2HCl → 2NaCl + CO 2 + H 2 O (III)
Vypočítejme celkové množství látky uhličitanu sodného interagující s kyselinou chlorovodíkovou a chloridem vápenatým:
reagovat. (Na 2 CO 3) = ν (CaCl 2) + 1 / 2ν zbytek. (HCl) = 3ν ref. (Ca 3 P 2) + 1 / 2ν odpočinek. (HCl) = 3 0,1 mol + 1/2 0,4 mol = 0,3 mol + 0,2 mol = 0,5 mol
Celkové množství látky a hmotnost nezreagovaného uhličitanu sodného se rovná:
ν odpočinek. (Na 2 CO 3) = ν ref. (Na 2 CO 3) - ν reag. (Na 2 CO 3) = 0,7 mol - 0,5 mol = 0,2 mol
m odpočinek (Na 2 CO 3) = ν zbytek. (Na 2 CO 3) M (Na 2 CO 3) = 0,2 mol 106 g / mol = 21,2 g
Pro výpočet hmotnosti konečného roztoku v budoucnosti je nutné znát hmotnosti uhličitanu vápenatého vysráženého reakcí (II) a oxidu uhličitého emitujícího reakcí (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 odpočinek. (HCl) = ½ · 0,4 mol = 0,2 mol
Hmotnost výsledného roztoku vypočítáme podle vzorce:
m (řešení) = m ref. (roztok HCl) + m ven. (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
Hmotnostní zlomek uhličitanu sodného se rovná:
ω (Na 2 CO 3) = m zbytek. (Na 2 CO 3) / m (roztok) 100% = 21,2 g / 355,3 g 100% = 5,97%
Úkol číslo 9
Nitrid sodný o hmotnosti 8,3 g reagoval se 490 g 20% kyseliny sírové. Po dokončení reakce bylo k výslednému roztoku přidáno 57,2 g krystalické sody (Na2C03.10H20). Určete hmotnostní podíl kyseliny sírové ve výsledném roztoku (zanedbejte procesy hydrolýzy).
Do odpovědi napište reakční rovnice, které jsou uvedeny ve stavu problému, a poskytněte všechny potřebné výpočty (uveďte jednotky měření počátečních fyzikálních veličin).
Odpověď: 10,76%
Vysvětlení:
Nitrid sodný a zředěná kyselina sírová reagují za vzniku dvou středních solí - síranu amonného a sodného:
2Na 3 N + 4H 2 SO 4 → 3Na 2 SO 4 + (NH 4) 2 SO 4 (I)
Vypočítejme množství kyseliny sírové a nitridu sodného, které spolu reagují:
m ven. (H 2 SO 4) = m (roztok H 2 SO 4) ω (H 2 SO 4) = 490 g 0,2 = 98 g, tedy
ν ref. (H 2 SO 4) = m ven. (H2S04) / M (H2S04) = 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
Vypočítejme množství kyseliny sírové nezreagované reakcí (I):
ν odpočinek. I (H 2 SO 4) = ν ven. (H 2 SO 4) - 2ν ref. (Na 3 N) = 1 mol - 2 0,1 mol = 0,8 mol
Vypočítáme množství krystalické sody:
ν ref. (Na2CO3 10H20) = m out. (Na 2 CO 3 10 H 2 O) / M (Na 2 CO 3 10 H 2 O) = 57,2 g / 286 g / mol = 0,2 mol
Protože podle stavu problému ν odpočinek. I (H 2 SO 4) = 3ν ref. (Na 2 CO 3 10H 2 O), tj. Zředěná kyselina sírová v přebytku, proto mezi těmito látkami probíhá následující reakce:
H 2 SO 4 + Na 2 CO 3 → Na 2 SO 4 + CO 2 + H 2 O (II)
ν rest II (H 2 SO 4) = ν rest I (H 2 SO 4) - ν out. (Na 2 CO 3) = 0,8 mol - 0,2 mol = 0,6 mol
m zbytek II (H 2 SO 4) = ν zbytek 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 (řešení) = m ref. (roztok H 2 SO 4) + m ven. (Na 3 N) + m (Na 2 CO 3 10 H 2 O) - m (CO 2) = 490 g + 8,3 g + 57,2 g - 8,8 g = 546,7 g
Hmotnostní zlomek kyseliny sírové se rovná:
ω odpočívej. II (H 2 SO 4) = m zbytek. II (H 2 SO 4) / m (roztok) 100% = 58,8 g / 546,7 g 100% = 10,76%
Úkol číslo 10
Nitrid lithný o hmotnosti 3,5 g byl rozpuštěn v 365 g 10% kyseliny chlorovodíkové. K roztoku bylo přidáno 20 g uhličitanu vápenatého. Určete hmotnostní podíl kyseliny chlorovodíkové ve výsledném roztoku (zanedbejte procesy hydrolýzy).
Do odpovědi napište reakční rovnice, které jsou uvedeny ve stavu problému, a poskytněte všechny potřebné výpočty (uveďte jednotky měření počátečních fyzikálních veličin).
Odpověď: 1,92%
Vysvětlení:
Nitrid lithný a kyselina chlorovodíková reagují za vzniku dvou solí - chloridů lithia a amoniaku:
Li 3 N + 4HCl → 3LiCl + NH 4 Cl (I)
Vypočítejme množství látek kyseliny chlorovodíkové a nitridu lithného, které spolu reagují:
m ven. (HCl) = m (roztok HCl) ω (HCl) = 365 g 0,1 = 36,5 g, tedy
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
Vypočítejme množství kyseliny chlorovodíkové nezreagované reakcí (I):
ν odpočinek. I (HCl) = ν ref. (HCl) - 4ν ref. (Li 3 N) = 1 mol - 4 0,1 mol = 0,6 mol
Vypočítejme množství látky uhličitanu vápenatého:
ν ref. (CaCO 3) = m ref. (CaCO 3) / M (CaCO 3) = 20 g / 100 g / mol = 0,2 mol
Protože podle stavu problému ν odpočinek. I (HCl) = 3ν ref. (CaCO 3), přebytek kyseliny chlorovodíkové interaguje s uhličitanem vápenatým za uvolňování oxidu uhličitého a tvorby chloridu vápenatého:
CaCO 3 + 2HCl → CaCl 2 + CO 2 + H 2 O (II)
ν rest II (HCl) = ν rest I (HCl) - ν out. (CaCO 3) = 0,6 mol - 2, 0,2 mol = 0,2 mol
m zbytek II (HCl) = ν zbytek II (HCl) M (HCl) = 0,2 mol 36,5 g / mol = 7,3 g
Pro výpočet hmotnosti konečného řešení v budoucnosti je nutné znát hmotnost oxidu uhličitého emitovaného reakcí (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
Hmotnost výsledného roztoku se vypočítá podle vzorce:
m (řešení) = m ref. (roztok HCl) + m ven. (Li 3 N) + m (CaCO 3) - m (CO 2) = 365 g + 3,5 g + 20 g - 8,8 g = 379,7 g
Hmotnostní zlomek kyseliny chlorovodíkové se rovná:
ω odpočívej. II (HCl) = m zbytek. II (HCl) / m (roztok) 100% = 7,3 g / 379,7 g 100% = 1,92%
Úkol číslo 11
Pevný zbytek získaný reakcí 2,24 1 vodíku s 12 g oxidu měďnatého se rozpustí ve 126 g 85% roztoku kyseliny dusičné. Určete hmotnostní podíl kyseliny dusičné ve výsledném roztoku (zanedbejte procesy hydrolýzy).
Do odpovědi napište reakční rovnice, které jsou uvedeny ve stavu problému, a poskytněte všechny potřebné výpočty (uveďte jednotky měření počátečních fyzikálních veličin).
Odpověď: 59,43%
Vysvětlení:
Když je vodík veden přes oxid měďnatý, měď se redukuje:
CuO + H 2 → Cu + H 2 O (topení) (I)
Vypočítejme množství vodíkové látky podílející se na redukci oxidu měďnatého:
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
Podle rovnice (I) ν (CuO) = ν (H 2) = ν (Cu) tedy vznikne 0,1 mol mědi a zůstane ν. (CuO) = ν (pevná látka. Zbytek) - ν ref. (H 2) = 0,15 mol - 0,1 mol = 0,05 mol
Vypočítejme hmotnosti vytvořené mědi a nezreagovaného oxidu měďnatého:
m odpočinek (CuO) = ν zbytek. (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
Pevný zbytek, který se skládá z kovové mědi a nezreagovaného oxidu měďnatého, reaguje s kyselinou dusičnou podle rovnic:
Cu + 4HNO 3 → Cu (NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O (II)
CuO + 2HNO 3 → Cu (NO 3) 2 + H 2 O (III)
Vypočítejme množství látky kyseliny dusičné:
m ven. (HNO 3) = m (roztok HNO 3) ω (HNO 3) = 126 g 0,85 = 107,1 g, tedy
ν ref. (HNO 3) = m ref. (HNO 3) / M (HNO 3) = 107,1 g / 63 g / mol = 1,7 mol
Podle rovnice (II) ν II (HNO 3) = 4ν (Cu), podle rovnice (III) ν III (HNO 3) = 2ν odpočinek. (CuO), tedy ν celkem. (HNO 3) = ν II (HNO 3) + ν III (HNO 3) = 4, 0,1 mol + 2 0,05 mol = 0,5 mol.
Vypočítejme celkovou hmotnost reagující kyseliny dusičné podle reakcí (II) a (III):
m celkem (HNO 3) = ν celkem. (HNO 3) M (HNO 3) = 0,5 mol 63 g / mol = 31,5 g
Vypočítáme hmotnost nezreagované kyseliny dusičné:
m odpočinek (HNO 3) = m ref. (HNO 3) - m celkem. (HNO 3) = 107,1 g - 31,5 g = 75,6
Aby bylo možné vypočítat hmotnost výsledného roztoku, je nutné vzít v úvahu hmotnost oxidu dusičitého uvolněného v reakci (II):
ν (NO 2) = 2 m (Cu), tedy ν (NO 2) = 0,2 mol am (NO 2) = ν (NO 2) M (NO 2) = 0,2 mol 46 g / mol = 9,2 g
Vypočítáme hmotnost výsledného řešení:
m (roztok) = m (roztok HNO 3) + m (Cu) + m (CuO) - m (NO 2) = 126 g + 6,4 g + 4 g - 9,2 g = 127, 2 g
Hmotnostní podíl kyseliny dusičné ve výsledném roztoku je roven:
ω (HNO 3) = m zbytek. (HNO 3) / m (roztok) 100% = 75,6 g / 127,2 g 100% = 59,43%
Úkol číslo 12
K 10% solnému roztoku získanému rozpuštěním 28,7 g síranu zinečnatého (ZnS04,7H20) ve vodě bylo přidáno 7,2 g hořčíku. Po dokončení reakce bylo do výsledné směsi přidáno 120 g 30% roztoku hydroxidu sodného. Určete hmotnostní podíl hydroxidu sodného ve výsledném roztoku (zanedbejte procesy hydrolýzy).
Do odpovědi napište reakční rovnice, které jsou uvedeny ve stavu problému, a poskytněte všechny potřebné výpočty (uveďte jednotky měření počátečních fyzikálních veličin).
Odpověď: 7,21%
Vysvětlení:
Mg + ZnSO 4 → MgSO 4 + Zn (I)
ν ref. (ZnSO 4 7H 2 O) = ν (ZnSO 4) = m ven. (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
Podle reakční rovnice (I) ν ref. (Mg) = ν (ZnS04) a podle stavu problému množství látky síranu zinečnatého (0,1 mol ZnSO4,7H20 a 0,3 mol Mg), proto hořčík nereagoval plně.
Výpočet se provádí podle nedostatku látky, proto ν ref. (ZnS04 7H20) = ν (MgS04) = ν (Zn) = v reagencii. (Mg) = 0,1 mol a ν zbytek. (Mg) = 0,3 mol - 0,1 mol = 0,2 mol.
Pro výpočet hmotnosti konečného roztoku v budoucnosti je nutné znát hmotnost nezreagovaného hořčíku (reakce (I)) a počáteční roztok síranu zinečnatého:
m odpočinek (Mg) = ν zbytek. (Mg) M (Mg) = 0,2 mol 24 g / mol = 4,8 g
ν ref. (ZnSO 4 7H 2 O) = ν ref. (ZnSO 4) = 0,1 mol, tedy m (ZnSO 4) = ν (ZnSO 4) M (ZnSO 4) = 0,1 mol 161 g / mol = 16,1 g
m ven. (roztok ZnSO 4) = m (ZnSO 4) / ω (ZnSO 4) 100% = 16,1 g / 10% 100% = 161 g
Síran hořečnatý a hořčík vzniklý reakcí (I) reagují s roztokem hydroxidu sodného:
Zn + 2NaOH + 2H 2 O → Na 2 + H 2 (II)
MgSO 4 + 2NaOH → Mg (OH) 2 ↓ + Na 2 SO 4 (III)
Vypočítejme hmotnost a množství látky hydroxidu sodného:
m ven. (NaOH) = m ref. (Roztok 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
Podle reakčních rovnic (II) a (III) ν II (NaOH) = 2ν (Zn) a ν III (NaOH) = 2ν (MgS04) je tedy celkové množství a hmotnost reagující zásady stejné:
ν celkem (NaOH) = ν II (NaOH) + ν III (NaOH) = 2ν (Zn) + 2ν (MgS04) = 2 0,1 mol + 2 0,1 mol = 0,4 mol
Pro výpočet konečného řešení vypočítejte hmotnost hydroxidu hořečnatého:
ν (MgS04) = 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
Vypočítejte hmotnost nezreagované zásady:
m odpočinek (NaOH) = m ref. (NaOH) - m reag. (NaOH) = 36 g - 16 g = 20 g
Pro výpočet hmotnosti konečného roztoku je nutné vypočítat hmotnost vodíku uvolněného v důsledku reakce (II):
ν (Zn) = ν (H 2) = 0,1 mol am (H 2) = ν (H 2) M (H 2) = 0,1 mol 2 g / mol = 0,2 g
Hmotnost výsledného roztoku vypočítáme podle vzorce:
m (řešení) = m ref. (řešení ZnSO 4) + m ven. (Mg) - m odpočinek. (Mg) + m ven. (Roztok 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
Hmotnostní zlomek alkálie ve výsledném roztoku je roven:
ω (NaOH) = m zbytek. (NaOH) / m (roztok) 100% = 20 g / 277,4 g 100% = 7,21%
Úkol číslo 13
K 20% solnému roztoku získanému rozpuštěním 57,4 g krystalického hydrátu síranu zinečnatého (ZnS04,7H20) ve vodě bylo přidáno 14,4 g hořčíku. Po dokončení reakce bylo do výsledné směsi přidáno 292 g 25% kyseliny chlorovodíkové. Určete hmotnostní podíl chlorovodíku ve výsledném roztoku (zanedbejte procesy hydrolýzy).
Do odpovědi napište reakční rovnice, které jsou uvedeny ve stavu problému, a poskytněte všechny potřebné výpočty (uveďte jednotky měření počátečních fyzikálních veličin).
Odpověď: 6,26%
Vysvětlení:
Když síran zinečnatý interaguje s hořčíkem, dochází k substituční reakci:
Mg + ZnSO 4 → MgSO 4 + Zn (I)
Vypočítáme množství látek zinku a síranu hořečnatého, které vstupují do reakce (I):
ν ref. (ZnSO 4 7H 2 O) = ν (ZnSO 4) = m ven. (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
Podle reakční rovnice (I) ν ref. (Mg) = ν (ZnS04) a podle stavu problému množství látky síranu zinečnatého (0,2 mol ZnSO4,7H20 a 0,6 mol Mg), proto hořčík nereagoval plně.
Výpočet se provádí podle nedostatku látky, proto ν ref. (ZnS04 7H20) = ν (MgS04) = ν (Zn) = v reagencii. (Mg) = 0,2 mol a ν zbytek. (Mg) = 0,6 mol - 0,2 mol = 0,4 mol.
ν ref. (ZnSO 4 7H 2 O) = ν ref. (ZnSO 4) = 0,2 mol, tedy m (ZnSO 4) = ν (ZnSO 4)
M (ZnSO 4) = 0,2 mol 161 g / mol = 32,2 g
m ven. (roztok ZnSO 4) = m (ZnSO 4) / ω (ZnSO 4) 100% = 32,2 g / 20% 100% = 161 g
Zn + 2HCl → ZnCl 2 + H 2 (II)
Vypočítáme hmotnost a množství látky chlorovodíku:
m ven. (HCl) = m ref. (roztok HCl) ω (HCl) = 292 g 0,25 = 73 g
ν ref. (HCl) = m ref. (HCl) / M (HCl) = 73 g / 36,5 g / mol = 2 mol
ν celkem (HCl) = ν II (HCl) + ν III (HCl) = 2ν (Zn) + 2ν (Mg) = 2 0,2 mol + 2 0,4 mol = 1,2 mol
reaguji. (HCl) = ν reag. (HCl) M (HCl) = 1,2 mol 36,5 g / mol = 43,8 g
m odpočinek (HCl) = m ref. (HCl) - m reag. (HCl) = 73 g - 43,8 g = 29,2 g
ν (Zn) = ν II (H 2) = 0,2 mol a m II (H 2) = ν II (H 2) M (H 2) = 0,2 mol 2 g / mol = 0,4 G
m celkem (H 2) = m II (H 2) + m III (H 2) = 0,4 g + 0,8 g = 1,2 g
Hmotnost výsledného roztoku vypočítáme podle vzorce:
m (řešení) = m ref. (řešení ZnSO 4) + m ven. (Mg) + m ven. (roztok HCl) - m celkem. (H2) = 161 g + 14,4 g + 292 g - 1,2 g = 466,2 g
Hmotnostní zlomek chlorovodíku ve výsledném roztoku se rovná:
ω (HCl) = m zbytek. (HCl) / m (roztok) 100% = 29,2 g / 466,2 g 100% = 6,26%
Úkol číslo 14
16,2 g oxidu zinečnatého se zahřívá a prochází jím oxid uhelnatý o objemu 1,12 l. Oxid uhelnatý zcela zareagoval. Výsledný pevný zbytek byl rozpuštěn v 60 g 40% roztoku hydroxidu sodného. Určete hmotnostní podíl hydroxidu sodného ve výsledném roztoku (zanedbejte procesy hydrolýzy).
Do odpovědi napište reakční rovnice, které jsou uvedeny ve stavu problému, a poskytněte všechny potřebné výpočty (uveďte jednotky měření počátečních fyzikálních veličin).
Odpověď: 10,62%
Vysvětlení:
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 výstup. (CO) / V m = 1,12 L / 22,4 L / mol = 0,05 mol
Podle reakční rovnice (I) ν. (ZnO) = ν (CO), a podle stavu problému je množství látky oxidu uhelnatého 4krát menší než množství látky oxidu zinečnatého (0,05 mol CO a 0,2 mol ZnO), proto oxid zinečnatý nereagovat úplně.
Výpočet se provádí podle nedostatku látky, proto ν ref. (ZnO) = 0,2 mol a ν zbytek. (ZnO) = 0,2 mol - 0,05 mol = 0,15 mol.
m odpočinek (ZnO) = ν zbytek. (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
Vypočítejme hmotnost a množství látky hydroxidu sodného:
m ven. (NaOH) = m ref. (Roztok 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
Podle reakčních rovnic (II) a (III) ν II (NaOH) = 2ν (Zn) a ν III (NaOH) = 2ν zbytek. (ZnO), proto je celkové množství a hmotnost reagující zásady stejné:
ν celkem (NaOH) = ν II (NaOH) + ν III (NaOH) = 2ν (Zn) + 2ν zbytek. (ZnO) = 2 0,05 mol + 2 0,15 mol = 0,4 mol
reaguji. (NaOH) = ν reag. (NaOH) M (NaOH) = 0,4 mol 40 g / mol = 16 g
m odpočinek (NaOH) = m ref. (NaOH) - m reag. (NaOH) = 24 g - 16 g = 8 g
Pro výpočet hmotnosti konečného roztoku je nutné vypočítat hmotnost vodíku uvolněného v důsledku reakce (II):
ν odpočinek. (Zn) = ν (H 2) = 0,05 mol am (H 2) = ν (H 2) M (H 2) = 0,05 mol 2 g / mol = 0,1 g
Hmotnost výsledného roztoku vypočítáme podle vzorce:
m (řešení) = m ref. (Roztok NaOH) + m (Zn) + m zbytek. (ZnO) - m (H 2) = 60 g + 12,15 g + 3,25 g - 0,1 g = 75,3 g
Hmotnostní zlomek alkálie ve výsledném roztoku je roven:
ω (NaOH) = m zbytek. (NaOH) / m (roztok) 100% = 8 g / 75,3 g 100% = 10,62%
Úkol číslo 15
K 10% solnému roztoku získanému rozpuštěním 37,9 g olovnatého cukru ((CH3COO) 2Pb3H20) ve vodě bylo přidáno 7,8 g zinku. Po dokončení reakce bylo do výsledné směsi přidáno 156 g 10% roztoku sulfidu sodného. Určete hmotnostní podíl sulfidu sodného ve výsledném roztoku (zanedbejte procesy hydrolýzy).
Do odpovědi napište reakční rovnice, které jsou uvedeny ve stavu problému, a poskytněte všechny potřebné výpočty (uveďte jednotky měření počátečních fyzikálních veličin).
Odpověď: 1,71%
Vysvětlení:
Když síran zinečnatý interaguje s hořčíkem, dochází k substituční reakci:
ν ref. ((CH 3 COO) 2 Pb 3 H 2 O) = v ref. ((CH 3 COO) 2 Pb) = m ven. ((CH 3 COO) 2 Pb 3H 2 O) / M ((CH 3 COO) 2 Pb 3 H 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
Podle reakční rovnice (I) ν (Zn) = ν ((CH 3 COO) 2 Pb) a podle stavu problému je množství látky octanu olovnatého menší než množství látky zinku (0,1 mol (CH 3 COO) 2 Pb 3H 2 O a 0,12 mol Zn), takže zinek nereagoval úplně.
Výpočet se provádí podle nedostatku látky, proto ν ref. ((CH3COO) 2 Pb 3H 2 O) = v ((CH 3 COO) 2 Zn) = v (Pb) = v reagencie. (Zn) = 0,1 mol a ν zbytek. (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 odpočinek (Zn) = ν zbytek. (Zn) M (Zn) = 0,02 mol 65 g / mol = 1,3 g
ν ref. ((CH 3 COO) 2 Pb 3 H 2 O) = v ref. ((CH 3 COO) 2 Pb) = 0,1 mol
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 ven. (roztok 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
Vypočítáme hmotnost a množství látky sulfidu sodného:
m ven. (Na 2 S) = m ref. (roztok Na2S) ω (Na2S) = 156 g 0,1 = 15,6 g
ν ref. (Na 2 S) = m ref. (Na2S) / M (Na2S) = 15,6 g / 78 g / mol = 0,2 mol
ν odpočinek. (Na 2 S) = ν ref. (Na 2 S) - ν reag. (Na2S) = 0,2 mol - 0,1 mol = 0,1 mol
m odpočinek (Na2S) = ν reag. (Na2S) M (Na2S) = 0,1 mol 78 g / mol = 7,8 g
ν ((CH 3 COO) 2 Zn) = ν (ZnS) = 0,1 mol am (ZnS) = ν (ZnS) M (ZnS) = 0,1 mol 97 g / mol = 9,7 g
Hmotnost výsledného roztoku vypočítáme podle vzorce:
m (řešení) = m ref. (roztok (CH 3 COO) 2 Pb) + m ven. (Zn) - m odpočinek. (Zn) - m (Pb) + m ref. (roztok Na 2 S) - m (ZnS) = 325 g + 7,8 g - 1,3 g - 20,7 g + 156 g - 9,7 g = 457,1 g
Hmotnostní zlomek sulfidu sodného ve výsledném roztoku se rovná:
ω (Na 2 S) = m zbytek. (Na 2 S) / m (roztok) 100% = 7,8 g / 457,1 g 100% = 1,71%
Úkol číslo 16
Zahřívá se oxid zinečnatý o hmotnosti 32,4 g a prochází jím oxid uhelnatý o objemu 2,24 litru. Oxid uhelnatý zcela zareagoval. Výsledný pevný zbytek byl rozpuštěn ve 224 g 40% roztoku hydroxidu draselného. Určete hmotnostní podíl hydroxidu draselného ve výsledném roztoku (zanedbejte procesy hydrolýzy).
Do odpovědi napište reakční rovnice, které jsou uvedeny ve stavu problému, a poskytněte všechny potřebné výpočty (uveďte jednotky měření počátečních fyzikálních veličin).
Odpověď: 17,6%
Vysvětlení:
Když oxid zinečnatý interaguje s oxidem uhelnatým, dochází k redoxní reakci:
ZnO + CO → Zn + CO 2 (topení) (I)
Vytvořený zinek a nezreagovaný oxid zinečnatý reagují s roztokem hydroxidu sodného:
ZnO + 2KOH + H 2 O → K 2 (III)
Vypočítejme množství oxidu zinečnatého a oxidu uhelnatého, které vstupují do reakce (I):
ν ref. (ZnO) = m ref. (ZnO) / M (ZnO) = 32,4 g / 81 g / mol = 0,4 mol
ν ref. (CO) = V výstup. (CO) / V m = 2,24 l / 22,4 l / mol = 0,1 mol
Podle reakční rovnice (I) ν. (ZnO) = ν (CO), a podle stavu problému je množství látky oxidu uhelnatého 4krát menší než množství látky oxidu zinečnatého (0,1 mol CO a 0,4 mol ZnO), proto oxid zinečnatý nereagovat úplně.
Výpočet se provádí podle nedostatku látky, proto ν ref. (ZnO) = 0,4 mol a ν zbytek. (ZnO) = 0,4 mol - 0,1 mol = 0,3 mol.
Pro výpočet hmotnosti konečného roztoku v budoucnosti je nutné znát hmotnost vytvořeného zinku a nezreagovaného oxidu zinečnatého:
m odpočinek (ZnO) = ν zbytek. (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
Vypočítejme hmotnost a množství látky hydroxidu sodného:
m ven. (KOH) = m ref. (roztok KOH) 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
Podle reakčních rovnic (II) a (III) ν II (KOH) = 2ν (Zn) a ν III (KOH) = 2ν odpočinek. (ZnO), proto je celkové množství a hmotnost reagující zásady stejné:
ν celkem (KOH) = ν II (KOH) + ν III (KOH) = 2ν (Zn) + 2ν zbytek. (ZnO) = 2 0,1 mol + 2 0,3 mol = 0,8 mol
reaguji. (KOH) = ν reag. (KOH) M (KOH) = 0,8 mol 56 g / mol = 44,8 g
Vypočítáme hmotnost nezreagované alkálie:
m odpočinek (KOH) = m ref. (KOH) - m reag. (KOH) = 89,6 g - 44,8 g = 44,8 g
Pro výpočet hmotnosti konečného roztoku je nutné vypočítat hmotnost vodíku uvolněného v důsledku reakce (II):
Hmotnost výsledného roztoku vypočítáme podle vzorce:
m (řešení) = m ref. (roztok KOH) + m (Zn) + m zbytek. (ZnO) - m (H 2) = 224 g + 6,5 g + 24,3 g - 0,2 g = 254,6 g
Hmotnostní zlomek alkálie ve výsledném roztoku je roven:
ω (KOH) = m odpočinek. (KOH) / m (roztok) 100% = 44,8 g / 254,6 g 100% = 17,6%
Úkol číslo 17
K 10% solnému roztoku získanému rozpuštěním 75,8 g olovnatého cukru ((CH3COO) 2Pb3H20) ve vodě bylo přidáno 15,6 g zinku. Po dokončení reakce bylo do výsledné směsi přidáno 312 g 10% roztoku sulfidu sodného. Určete hmotnostní podíl sulfidu sodného ve výsledném roztoku (zanedbejte procesy hydrolýzy).
Do odpovědi napište reakční rovnice, které jsou uvedeny ve stavu problému, a poskytněte všechny potřebné výpočty (uveďte jednotky měření počátečních fyzikálních veličin).
Odpověď: 1,71%
Vysvětlení:
Když síran zinečnatý interaguje s hořčíkem, dochází k substituční reakci:
Zn + (CH 3 COO) 2 Pb → (CH 3 COO) 2 Zn + Pb ↓ (I)
Vypočítejme množství látek olova a octanu zinečnatého, které vstupují do reakce (I):
ν ref. ((CH 3 COO) 2 Pb 3 H 2 O) = v ref. ((CH 3 COO) 2 Pb) = m ven. ((CH 3 COO) 2 Pb 3H 2 O) / M ((CH 3 COO) 2 Pb 3 H 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
Podle reakční rovnice (I) ν (Zn) = ν ((CH 3 COO) 2 Pb) a podle stavu problému je množství látky octanu olovnatého menší než množství látky zinku (0,2 mol (CH 3 COO) 2 Pb 3H 2 O a 0,24 mol Zn), takže zinek nereagoval úplně.
Výpočet se provádí podle nedostatku látky, proto ν ref. ((CH3COO) 2 Pb 3H 2 O) = v ((CH 3 COO) 2 Zn) = v (Pb) = v reagencie. (Zn) = 0,2 mol a ν zbytek. (Zn) = 0,24 mol - 0,2 mol = 0,04 mol.
Pro výpočet hmotnosti konečného roztoku v budoucnosti je nutné znát hmotnosti vytvořeného olova, nezreagovaného zinku a počátečního roztoku olovnatého cukru:
m odpočinek (Pb) = ν zbytek. (Pb) M (Pb) = 0,2 mol 207 g / mol = 41,4 g
m odpočinek (Zn) = ν zbytek. (Zn) M (Zn) = 0,04 mol 65 g / mol = 2,6 g
ν ref. ((CH 3 COO) 2 Pb 3 H 2 O) = v ref. ((CH 3 COO) 2 Pb) = 0,2 mol
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 ven. (roztok CH 3 COO) 2 Pb) = m ((CH 3 COO) 2 Pb) / ω ((CH 3 COO) 2 Pb) 100% = 65 g / 10% 100% = 650 g
Octan zinečnatý vytvořený reakcí (I) reaguje s roztokem sulfidu sodného:
(CH 3 COO) 2 Zn + Na 2 S → ZnS ↓ + 2CH 3 COONa (II)
Vypočítáme hmotnost a množství látky sulfidu sodného:
m ven. (Na 2 S) = m ref. (roztok Na2S) ω (Na2S) = 312 g 0,1 = 31,2 g
ν ref. (Na 2 S) = m ref. (Na2S) / M (Na2S) = 31,2 g / 78 g / mol = 0,4 mol
Podle reakční rovnice (II) ν ((CH 3 COO) 2 Zn) = ν (Na 2 S) je tedy množství nezreagované látky sulfidu sodného:
ν odpočinek. (Na 2 S) = ν ref. (Na 2 S) - ν reag. (Na2S) = 0,4 mol - 0,2 mol = 0,2 mol
m odpočinek (Na2S) = ν reag. (Na2S) M (Na2S) = 0,2 mol 78 g / mol = 15,6 g
Pro výpočet hmotnosti konečného roztoku je nutné vypočítat hmotnost sulfidu zinečnatého:
ν ((CH 3 COO) 2 Zn) = ν (ZnS) = 0,2 mol am (ZnS) = ν (ZnS) M (ZnS) = 0,2 mol 97 g / mol = 19,4 g
Hmotnost výsledného roztoku vypočítáme podle vzorce:
m (řešení) = m ref. (roztok (CH 3 COO) 2 Pb) + m ven. (Zn) - m odpočinek. (Zn) - m (Pb) + m ref. (roztok Na 2 S) - m (ZnS) = 650 g + 15,6 g - 2,6 g - 41,4 g + 312 g - 19,4 g = 914,2 g
Hmotnostní zlomek sulfidu sodného ve výsledném roztoku se rovná:
ω (Na 2 S) = m zbytek. (Na 2 S) / m (roztok) 100% = 15,6 g / 914,2 g 100% = 1,71%
Úkol číslo 18
K 10% solnému roztoku získanému rozpuštěním 50 g síranu měďnatého (CuS04 5H20) ve vodě bylo přidáno 19,5 g zinku. Po dokončení reakce bylo do výsledné směsi přidáno 200 g 30% roztoku hydroxidu sodného. Určete hmotnostní podíl hydroxidu sodného ve výsledném roztoku (zanedbejte procesy hydrolýzy).
Do odpovědi napište reakční rovnice, které jsou uvedeny ve stavu problému, a poskytněte všechny potřebné výpočty (uveďte jednotky měření počátečních fyzikálních veličin).
Odpověď: 3,8%
Vysvětlení:
Když síran měďnatý interaguje se zinkem, dochází k substituční reakci:
Zn + CuSO 4 → ZnSO 4 + Cu (I)
Vypočítejme množství látek síranu měďnatého a zinku, které vstupují do reakce (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
Podle reakční rovnice (I) ν (Zn) = ν (CuSO 4) a podle stavu problému je nedostatek síranu měďnatého (0,2 mol CuSO 4 5H 2 O a 0,3 mol Zn) , proto zinek nereagoval plně.
Výpočet se provádí podle nedostatku látky, proto ν (CuSO 4 5H 2 O) = ν (ZnSO 4) = ν (Cu) = ν reagent. (Zn) = 0,2 mol a ν zbytek. (Zn) = 0,3 mol - 0,2 mol = 0,1 mol.
Pro výpočet hmotnosti konečného roztoku v budoucnosti je nutné znát hmotnost vytvořené mědi (reakce (I)) a počáteční roztok síranu měďnatého:
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, tedy m (CuSO 4) = ν (CuSO 4) M (CuSO 4) = 0,2 mol 160 g / mol = 32 g
m ven. (roztok CuSO 4) = m (CuSO 4) / ω (CuSO 4) 100% = 32 g / 10% 100% = 320 g
S roztokem hydroxidu sodného reagují zinek a síran zinečnatý, které v reakci (I) zcela nezreagovaly, za vzniku komplexní soli - tetrahydroxozinátu sodného:
Zn + 2NaOH + 2H 2 O → Na 2 + H 2 (II)
ZnSO 4 + 4NaOH → Na 2 + Na 2 SO 4 (III)
Vypočítejme hmotnost a množství látky hydroxidu sodného:
m ven. (NaOH) = m ref. (Roztok 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
Podle reakčních rovnic (II) a (III) ν II (NaOH) = 2ν zbytek. (Zn) a ν III (NaOH) = 4ν (ZnSO 4), proto je celkové množství a hmotnost reagující zásady stejné:
ν celkem (NaOH) = ν II (NaOH) + ν III (NaOH) = 2 0,1 mol + 4 0,2 mol = 1 mol
reaguji. (NaOH) = ν reag. (NaOH) M (NaOH) = 1 mol 40 g / mol = 40 g
Vypočítejte hmotnost nezreagované zásady:
m odpočinek (NaOH) = m ref. (NaOH) - m reag. (NaOH) = 60 g - 40 g = 20 g
Pro výpočet hmotnosti konečného roztoku je nutné vypočítat hmotnost vodíku uvolněného v důsledku reakce (II):
ν odpočinek. (Zn) = ν (H 2) = 0,1 mol am (H 2) = ν (H 2) M (H 2) = 0,1 mol 2 g / mol = 0,2 g
Hmotnost výsledného roztoku se vypočítá podle vzorce (hmotnost nezreagovaného zinku podle reakce (I) se nezapočítává, protože v reakcích (II) a (III) přechází do roztoku):
m (řešení) = m ref. (roztok CuSO 4) + m ref. (Zn) - m (Cu) + m ref. (Roztok NaOH) - m (H 2) = 320 g + 19,5 g - 12,8 g + 200 g - 0,2 g = 526,5 g
Hmotnostní zlomek alkálie ve výsledném roztoku je roven:
ω (NaOH) = m zbytek. (NaOH) / m (roztok) 100% = 20 g / 526,5 g 100% = 3,8%
Úkol číslo 19
V důsledku rozpuštění směsi prášků mědi a oxidu měďnatého v koncentrované kyselině sírové se uvolnil oxid siřičitý o objemu 8,96 litru a vytvořil se roztok o hmotnosti 400 g s hmotnostním zlomkem mědi (II ) síran 20%. Vypočítejte hmotnostní podíl oxidu měďnatého v počáteční směsi.
Do odpovědi napište reakční rovnice, které jsou uvedeny ve stavu problému, a poskytněte všechny potřebné výpočty (uveďte jednotky měření počátečních fyzikálních veličin).
Odpověď: 23,81%
Vysvětlení:
Když měď a oxid měďnatý interagují s koncentrovanou kyselinou sírovou, dochází k následujícím reakcím:
Cu + 2H 2 SO 4 → CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O (I)
CuO + H 2 SO 4 → CuSO 4 + H 2 O (II)
Vypočítáme hmotnost a množství látky síranu měďnatého:
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
Vypočítejme množství látky oxidu siřičitého:
ν (SO 2) = V (SO 2) / V m = 8,96 l / 22,4 l / mol = 0,4 mol
Podle reakční rovnice (I) ν (Cu) = ν (SO 2) = ν I (CuSO 4) tedy ν (Cu) = ν I (CuSO 4) = 0,4 mol.
Od celkem ν. (CuSO 4) = ν I (CuSO 4) + ν II (CuSO 4), pak ν II (CuSO 4) = ν celkem. (CuSO 4) - ν I (CuSO 4) = 0,5 mol - 0,4 mol = 0,1 mol.
Podle reakční rovnice (II) ν II (CuSO 4) = ν (CuO) tedy ν (CuO) = 0,1 mol.
Vypočítejme hmotnosti mědi a oxidu měďnatého:
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
Celková směs, sestávající z mědi a oxidu měďnatého, se rovná:
m (směs) = m (CuO) + m (Cu) = 25,6 g + 8 g = 33,6 g
Vypočítáme hmotnostní zlomek oxidu měďnatého:
ω (CuO) = m (CuO) / m (směs) ∙ 100% = 8 g / 33,6 g ∙ 100% = 23,81%
Úkol číslo 20
V důsledku zahřívání 28,4 g směsi prášků zinku a oxidu zinečnatého na vzduchu se jeho hmotnost zvýšila o 4 g. Vypočítejte objem roztoku hydroxidu draselného s hmotnostním zlomkem 40% a hustotou 1,4 g / ml, které budou nutné k rozpuštění původní směsi.
Do odpovědi napište reakční rovnice, které jsou uvedeny ve stavu problému, a poskytněte všechny potřebné výpočty (uveďte jednotky měření počátečních fyzikálních veličin).
Odpověď: 80 ml
Vysvětlení:
Když se zinek zahřívá na vzduchu, zinek se oxiduje a přeměňuje na oxid:
2Zn + O 2 → 2ZnO (I)
Jak se hmotnost směsi zvyšovala, byl tento nárůst způsoben hmotností kyslíku:
ν (O 2) = m (O 2) / M (O 2) = 4 g / 32 g / mol = 0,125 mol, proto je množství zinku dvojnásobkem množství látky a hmotnosti kyslíku, proto
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
Vypočítáme hmotnost a množství látky oxidu zinečnatého je:
m (ZnO) = m (směs) - 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
Jak zinek, tak oxid zinečnatý interagují s hydroxidem draselným:
Zn + 2KOH + 2H 2 O → K 2 + H 2 (II)
ZnO + 2KOH + H 2 O → K 2 (III)
Podle reakčních rovnic (II) a (III) ν I (KOH) = 2ν (Zn) a ν II (KOH) = 2ν (ZnO) je tedy celkové množství látky a hmotnost hydroxidu draselného stejné :
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
Vypočítáme hmotnost roztoku hydroxidu draselného:
m (roztok KOH) = m (KOH) / ω (KOH) ∙ 100% = 44,8 g / 40% ∙ 100% = 112 g
Objem roztoku hydroxidu draselného je:
V (roztok KOH) = m (KOH) / ρ (KOH) = 112 g / 1,4 g / mol = 80 ml
Úkol číslo 21
Směs magického oxidu a uhličitanu hořečnatého o hmotnosti 20,5 g byla zahřátá na konstantní hmotnost, přičemž hmotnost směsi klesla o 5,5 g. Poté pevný zbytek zcela reagoval s roztokem kyseliny sírové s hmotnostním zlomkem 28% a hustota 1,2 g / ml ... Vypočítejte objem roztoku kyseliny sírové potřebný k rozpuštění tohoto zbytku.
Do odpovědi napište reakční rovnice, které jsou uvedeny ve stavu problému, a poskytněte všechny potřebné výpočty (uveďte jednotky měření počátečních fyzikálních veličin).
Odpověď: 109,375 ml
Vysvětlení:
Při zahřívání se uhličitan hořečnatý rozkládá na oxid hořečnatý a oxid uhličitý:
MgCO 3 → MgO + CO 2 (I)
Oxid hořečnatý reaguje s roztokem kyseliny sírové podle rovnice:
MgO + H 2 SO 4 → MgSO 4 + H 2 O (II)
Hmotnost směsi oxidu a uhličitanu hořečnatého se snížila v důsledku uvolněného oxidu uhličitého.
Vypočítejme množství vytvořeného oxidu uhličitého:
ν (CO 2) = m (CO 2) / M (CO 2) = 5,5 g / 44 g / mol = 0,125 mol
Podle reakční rovnice (I) ν (CO 2) = ν I (MgO) tedy ν I (MgO) = 0,125 mol
Vypočítejme hmotnost zreagovaného uhličitanu hořečnatého:
m (MgCO 3) = ν (MgCO 3) ∙ M (MgCO 3) = 84 g / mol ∙ 0,125 mol = 10,5 g
Vypočítáme hmotnost a množství látky oxidu hořečnatého v počáteční směsi:
m (MgO) = m (směs) - m (MgCO3) = 20,5 g - 10,5 g = 10 g
ν (MgO) = m (MgO) / M (MgO) = 10 g / 40 g / mol = 0,25 mol
Celkové množství oxidu hořečnatého je:
ν celkem (MgO) = ν I (MgO) + ν (MgO) = 0,25 mol + 0,125 mol = 0,375 mol
Podle reakční rovnice (II) ν celkem. (MgO) = ν (H2S04), tedy ν (H2S04) = 0,375 mol.
Vypočítáme hmotnost kyseliny sírové:
m (H 2 SO 4) = ν (H 2 SO 4) ∙ M (H 2 SO 4) = 0,375 mol ∙ 98 g / mol = 36,75 g
Vypočítáme hmotnost a objem roztoku kyseliny sírové:
m (roztok H 2 SO 4) = m (H 2 SO 4) / ω (H 2 SO 4) ∙ 100% = 36,75 g / 28% ∙ 100% = 131,25 g
V (roztok H 2 SO 4) = m (roztok H 2 SO 4) / ρ (roztok H 2 SO 4) = 131,25 g / 1,2 g / ml = 109,375 ml
Úkol číslo 22
Vodík o objemu 6,72 l (NU) byl veden přes zahřátý prášek oxidu měďnatého, přičemž vodík zcela reagoval. Výsledkem bylo získání 20,8 g pevného zbytku. Tento zbytek byl rozpuštěn v koncentrované kyselině sírové o hmotnosti 200 g. Určete hmotnostní podíl soli ve výsledném roztoku (zanedbejte procesy hydrolýzy).
Do odpovědi napište reakční rovnice, které jsou uvedeny ve stavu problému, a poskytněte všechny potřebné výpočty (uveďte jednotky měření počátečních fyzikálních veličin).
Odpověď: 25,4%
Vysvětlení:
Když je vodík veden přes oxid měďnatý, měď se redukuje:
CuO + H 2 → Cu + H 2 O (topení) (I)
Pevný zbytek, sestávající z kovové mědi a nezreagovaného oxidu měďnatého, reaguje s koncentrovanou kyselinou sírovou podle rovnic:
Cu + 2H 2 SO 4 (koncentr.) → CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O (II)
CuO + H 2 SO 4 → CuSO 4 + H 2 O (III)
Vypočítejme množství vodíkové látky podílející se na redukci oxidu měďnatého:
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, tedy m (Cu) = 0,3 mol 64 g / mol = 19,2 g
Vypočítejme hmotnost nezreagovaného CuO s vědomím hmotnosti pevného zbytku:
m (CuO) = m (pevný) - m (Cu) = 20,8 g - 19,2 g = 1,6 g
Vypočítejme množství látky z oxidu měďnatého:
ν (CuO) = m (CuO) / M (CuO) = 1,6 g / 80 g / mol = 0,02 mol
Podle rovnice (I) ν (Cu) = ν I (CuSO 4), podle rovnice (II) ν (CuO) = ν II (CuSO 4) tedy ν celkem. (CuSO 4) = ν II (CuSO 4) + ν III (CuSO 4) = 0,3 mol + 0,02 mol = 0,32 mol.
Vypočítáme celkovou hmotnost síranu měďnatého:
m celkem (CuSO 4) = ν celkem. (CuSO 4) M (CuSO 4) = 0,32 mol 160 g / mol = 51,2 g
Aby bylo možné vypočítat hmotnost výsledného roztoku, je třeba vzít v úvahu hmotnost oxidu siřičitého uvolněného v reakci (II):
ν (Cu) = ν (SO 2), tedy ν (SO 2) = 0,3 mol am (SO 2) = ν (SO 2) M (SO 2) = 0,3 mol 64 g / mol = 19,2 g
Vypočítáme hmotnost výsledného řešení:
m (roztok) = m (pevný) + m (roztok H 2 SO 4) - m (SO 2) = 20,8 g + 200 g - 19,2 g = 201,6 g
Hmotnostní zlomek síranu měďnatého ve výsledném roztoku se rovná:
ω (CuSO 4) = m (CuSO 4) / m (roztok) 100% = 51,2 g / 201,6 g 100% = 25,4%
Úkol číslo 23
K 10% solnému roztoku získanému rozpuštěním 114,8 g krystalického hydrátu síranu zinečnatého (ZnS04,7H20) ve vodě bylo přidáno 12 g hořčíku. Po dokončení reakce bylo do výsledné směsi přidáno 365 g 20% kyseliny chlorovodíkové. Určete hmotnostní podíl chlorovodíku ve výsledném roztoku (zanedbejte procesy hydrolýzy).
Do odpovědi napište reakční rovnice, které jsou uvedeny ve stavu problému, a poskytněte všechny potřebné výpočty (uveďte jednotky měření počátečních fyzikálních veličin).
Odpověď: 3,58%
Vysvětlení:
Když síran zinečnatý interaguje s hořčíkem, dochází k substituční reakci:
Mg + ZnSO 4 → MgSO 4 + Zn (I)
Vypočítáme množství látek zinku a síranu hořečnatého, které vstupují do reakce (I):
ν ref. (ZnSO 4 7H 2 O) = ν (ZnSO 4) = m ven. (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
Podle reakční rovnice (I) ν ref. (Mg) = ν (ZnSO 4) a podle stavu problému množství látky síranu zinečnatého (0,4 mol ZnS04,7H20 a 0,5 mol Mg), proto hořčík nereagoval plně.
Výpočet se provádí podle nedostatku látky, proto ν ref. (ZnS04 7H20) = ν (MgS04) = ν (Zn) = v reagencii. (Mg) = 0,4 mol a ν zbytek. (Mg) = 0,5 mol - 0,4 mol = 0,1 mol.
Chcete -li v budoucnu vypočítat hmotnost počátečního roztoku síranu zinečnatého:
ν ref. (ZnSO 4 7H 2 O) = ν ref. (ZnSO 4) = 0,4 mol, tedy m (ZnSO 4) = ν (ZnSO 4) M (ZnSO 4) = 0,4 mol 161 g / mol = 64,4 g
m ven. (roztok ZnSO 4) = m (ZnSO 4) / ω (ZnSO 4) 100% = 64,4 g / 10% 100% = 644 g
Hořčík a zinek mohou reagovat s roztokem kyseliny chlorovodíkové:
Zn + 2HCl → ZnCl 2 + H 2 (II)
Mg + 2HCl → MgCl 2 + H 2 (III)
Vypočítáme hmotnost chlorovodíku v roztoku:
m ven. (HCl) = m ref. (roztok HCl) ω (HCl) = 365 g 0,2 = 73 g
Podle reakčních rovnic (II) a (III) ν II (HCl) = 2ν (Zn) a ν III (HCl) = 2ν (Mg) je tedy celkové množství a hmotnost reagujícího chlorovodíku stejné:
reagovat. (HCl) = ν II (HCl) + ν III (HCl) = 2ν (Zn) + 2ν (Mg) = 2 0,1 mol + 2 0,4 mol = 1 mol
reaguji. (HCl) = ν reag. (HCl) M (HCl) = 1 mol 36,5 g / mol = 36,5 g
Vypočítáme hmotnost nezreagované kyseliny chlorovodíkové:
m odpočinek (HCl) = m ref. (HCl) - m reag. (HCl) = 73 g - 36,5 g = 36,5 g
Pro výpočet hmotnosti konečného roztoku je nutné vypočítat hmotnost vodíku uvolněného v důsledku reakcí (II) a (III):
ν (Zn) = ν II (H 2) = 0,1 mol a m II (H 2) = ν II (H 2) M (H 2) = 0,1 mol 2 g / mol = 0,2 G
ν odpočinek. (Mg) = ν III (H 2) = 0,4 mol a m III (H 2) = ν III (H 2) M (H 2) = 0,4 mol 2 g / mol = 0,8 g
m celkem (H 2) = m II (H 2) + m III (H 2) = 0,2 g + 0,8 g = 1 g
Hmotnost výsledného roztoku vypočítáme podle vzorce:
m (řešení) = m ref. (řešení ZnSO 4) + m ven. (Mg) + m ven. (roztok HCl) - m celkem. (H 2) = 644 g + 12 g + 365 g - 1 g = 1020 g
Hmotnostní podíl kyseliny chlorovodíkové ve výsledném roztoku se rovná:
ω (HCl) = m zbytek. (HCl) / m (roztok) 100% = 36,5 g / 1020 g 100% = 3,58%