Подготовка к егэ. Расчётные задачи Задача
 Скачать 27.93 Kb.
|
|
Подготовка к ЕГЭ. Расчётные задачи Задача. Смесь карбоната магния, гидрокарбоната натрия и карбоната натрия прокалили до постоянной массы, при этом выделилось 6,72 л газа (н.у.). Образовавшуюся после прокаливания смесь обработали разбавленного раствора серной кислоты, при этом выделилось ещё 11,2л газа (н.у.). Чему равно массовая доля гидрокарбоната натрия в смеси, если известно, что в реакцию вступило 58,8 г кислоты. Дано: Решение V(газа) = 6,72 л 1. Запишем уравнения протекающих реакций: Vm = 22,4 л/моль 1. MgCO3 = MgO + CO2 V(нов.газа) = 11,2 л 2. 2NaHCO3 = Na2CO3+H2O +CO2 m(H2SO4) = 58,8 г 3. NA2CO3 - при t не идёт  4. Na2CO3 + H2SO4 = Na2SO4 + CO2 +H2O Найти: w(долю)NaHCO3 -? 5. MgO + H2SO4 = MgSO4 + H2O 2. Найдём количество вещества углекислого газа, выделившегося при прокаливании исходной смеси (с учётом того, что этот газ выделяется в двух реакциях), количество вещества углекислого газа, выделившегося при реакции прокалённой смеси с серной кислотой, и количество вещества прореагировавшей кислоты: n(CO2)1,2 = V (CO2)1,2/Vm = 6,72л/22,4л/моль = 0,3 моль, n(CO2)4 = V/(CO2)4/Vm = 11,2л /22,4л /моль = 0,5 моль, n(H2SO4 = m(H2SO4)4,5/M(H2SO4) = 0,6 моль. По уравнению реакции 4: n(CO2)4=n(H2SO4)4=0,5 моль, следовательно n(H2SO4)5=n(H2SO4)4,5-n(H2SO4)4=0,6 моль-0,5 моль=0,1 моль, a n(H2SO4)5=n(MgO)=0,1 моль. По уравнению реакции 1: n(MgO)=n(MgCO3)=n(CO2)1=0,1 моль. Следовательно, n(CO2)2=n(CO2)1,2- n(CO2)1= 0,3 моль- 0,1 моль=0,2 моль, n(NaHCO3)=2(CO2)2=2*0,2 моль=0,4 моль. По уравнению реакции 4: n(Na2CO3)4=n(CO2)4=0,5 моль, а n(Na2CO3)4= n(Na2CO3)исх.+ n(Na2CO3)2. Найдём n(Na2CO3)исх.: n(Na2CO3)исх= n(Na2CO3)4- n(Na2CO3)2=0,5 моль-0,2моль =0,3 моль. 3. Найдём массы веществ в исходной смеси: m(MgCO3)= n(MgCO3)*M(MgCO3)=0,1 моль*84г/моль=8,4 г. m(NaHCO3)=n(NaHCO3)*M(NaHCO3)=0,4 моль*84г/моль=33,6 г. m(Na2CO3)=n(Na2CO3)*M(Na2CO3)=0,3 моль*106г/моль=31,8г. 4. Найдём массу смеси и массовую долю гидрокарбоната натрия: m(смеси)=m(MgCO3)+m(NaHCO3)+m(Na2CO3)=8,4г+33,6г+31,8=73,8г, w(NaHCO3)=m(NaHCO3)/m(смеси)*100%=33,6г/73,8г*100%=45,5%. Ответ: 45,5% Задача. К 10% раствору соли, полученному при растворении в воде 25г медного купороса (CuSO4*5H2O),добавили 19,5 цинка. После завершения реакции к полученной смеси добавили 240г 30%-ного раствора едкого натра. Определите массовую долю гидроксида натрия в полученном растворе (процессами гидролиза пренебречь). Дано: Решение w(р-ра соли) -10 % Запишем уравнения химических реакций, протекающих в р-ре. M(CuSO4*5Н2O) = 25 г При взаимодействии сульфата меди (II) c цинком протекает m(Zn)=19,5 г реакция замещения: m(р-ра NaOH)=240г w(NaOH) = 30% = 0,3 Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu (I) - Вычислим количество вещества медного купороса и цинка, Найти: вступившего в реакцию (I): w(NaOH) в пол р-ре n(CuSO4*5H2O) = m(CuSO4*5H2O)/M(CuSO4*5H2O = = 5г/250г/моль=0,1 моль n(Zn)=m(Zn)/M(Zn)= 19,5г/65г= 0,3 моль; по уравнению (I) n(Zn) =n(CuSO4), а по условию задачи количество вещества медного купороса в недостатке (0,2 моль CuSO4*5H2O и 0,3 моль Zn), поэтому цинк прореагировал не полностью. Расчёт ведём по недостатку вещества, n(CuSO4*5H2O) =n(ZnSO4) =n(Cu) =nреаг.(Zn) = 0,1моль и nост.(Zn) = 0,3 моль- 0,1 моль= 0,2 моль. Для расчёта массы конечного раствора необходимо знать массу образовавшейся меди (реакция I) и исходного раствора медного купороса: m(Cu) =n(Cu)*M(Cu)= 0,1 моль*64г/ моль=6,4г n(CuSO4*5H2O) =n (CuSO4)= 0,1 моль, следовательно, m(CuSO4=n(CuSO4)*M(CuSO4) = 0,1 моль*160г моль = 16г mисх.(р-ра CuSO4) = m(CuSO4)/w(CuSO4)*100% = 16г/10%*100%=160г С раствором гидроксида натрия реагируют непрореагировавший полностью в реакции (I) цинк и сульфат цинка с образованием комплексной соли – тетрогидроксоцинката натрия: Zn + 2NaOH + 2H2O =Na2[Zn(OH)4] +H2↑ (II) Znso4+4NaOH=Na2[Zn(OH)4]+Na2SO4 (III) Вычислим массу и количество вещества гидроксида натрия: mисх.(NaOH)=mисх.(р-ра NaOH)*w(NaOH)=240г*0,3=72г. nисх .(NaOH)=mисх.(NaOH)/M(NaOH)=72г/40г/моль=1,8 моль. Согласно уравнениям реакции (II) и (III) nII(NaOH)=2nост. (Zn) и nIII(NaOH)=4n(ZnSO4), следовательно, общее количество и масса реагирующей щелочи равны: nобщ.(NaOH)=nII(NaOH)+nIII(NaOH)=2*0,2 моль+ 4*0,1 моль=0,8моль. mреаг.(NaOH)=nреаг.(NaOH)*M(NaOH)= 0,8 моль *40г/моль.=32г. Вычислили массу непрореагировавшей щелочи: mост(NaOH) = mисх.(NaOH)-mреаг.(NaOH )=72г-32г = 40 г Для расчета массы конечного раствора необходимо вычислить массу выделяющегося в результате реакции (II) водорода: nост.(Zn)=n(H2)=0,2 моль и m(H2)=n(H2)*M(H2)=0,2 моль*2г/моль=0,4 г. Массу полученного раствора вычисляем по формуле (массу непрореагировавшего по реакции (I) цинка не учитываем, поскольку в реакциях (II) и (III) переходит в раствор): m(р-ра)=mисх.(р-ра СuSO4)+mисх.(Zn)-m(Cu)+mисх.(р-ра NaOH)-m(H2)=160г+19,5г -6,4г+240г-0,4г= 412,7г Массовая доля щелочи в образовавшемся растворе равна: w(NaOH) = mост(NaOH)/m(р-ра)*100% = 40г/412,7г*100% = 9,69 %. Ответ: w = 9,69 % |