Tarefas para determinar a composição quantitativa da mistura. Propriedades químicas dos metais

Problemas de mistura são um tipo de problema muito comum em química. Eles exigem uma ideia clara de quais substâncias entram na reação proposta no problema e quais não.
Falamos em mistura quando não temos uma, mas várias substâncias (componentes) “derramadas” em um recipiente. Estas substâncias não devem interagir umas com as outras.

Equívocos e erros típicos que surgem ao resolver problemas em uma mistura.

1. Uma tentativa de escrever ambas as substâncias em uma reação.
   Acontece algo assim:
   "Uma mistura de óxidos de cálcio e bário foi dissolvida em ácido clorídrico..."
   A equação da reação é escrita da seguinte forma:
   CaO + BaO + 4HCl \u003d CaCl 2 + BaCl 2 + 2H 2 O.
   Isso é um erro, pois pode haver qualquer quantidade de cada óxido nesta mistura.
   E na equação acima, assume-se que seus quantidade igual.
2. A suposição de que sua razão molar corresponde aos coeficientes nas equações de reação.
   Por exemplo:
   Zn + 2HCl \u003d ZnCl 2 + H 2
   2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2
   A quantidade de zinco é considerada como x, e a quantidade de alumínio é considerada como 2x (de acordo com o coeficiente na equação de reação). Isso também está incorreto. Esses números podem ser qualquer coisa e não estão relacionados de forma alguma.
3. Tenta encontrar a "quantidade de substância de uma mistura" dividindo sua massa pela soma das massas molares dos componentes.
   Esta ação não faz nenhum sentido. Cada massa molar só pode se referir a uma única substância.

Freqüentemente, nesses problemas, é usada a reação de metais com ácidos. Para resolver tais problemas, é necessário saber exatamente quais metais interagem com quais ácidos e quais não.

Informações teóricas necessárias.

Métodos de expressão da composição de misturas.

• Fração de massa do componente na misturaé a razão entre a massa do componente e a massa de toda a mistura. Normalmente a fração mássica é expressa em%, mas não necessariamente.

  ω ["ômega"] = m componente / m mistura

• Fração molar de um componente em uma mistura- a razão entre o número de moles (quantidade de substância) do componente e o número total de moles de todas as substâncias na mistura. Por exemplo, se a mistura incluir as substâncias A, B e C, então:

  χ [“chi”] componente A \u003d n componente A / (n (A) + n (B) + n (C))

• Razão molar dos componentes.Às vezes, nas tarefas de uma mistura, a proporção molar de seus componentes é indicada. Por exemplo:

  N componente A: n componente B = 2: 3

• Fração volumétrica do componente na mistura (somente para gases)- a relação entre o volume da substância A e o volume total de toda a mistura gasosa.

  φ ["phi"] = componente V / mistura V

Séries eletroquímicas de tensões de metais.

Reações de metais com ácidos.

1. Com ácidos minerais, que incluem todos os ácidos solúveis ( exceto nitrogênio e sulfúrico concentrado, cuja interação com os metais ocorre de maneira especial), reagem apenas metais, na série eletroquímica de tensões localizadas para (à esquerda de) hidrogênio.
2. Ao mesmo tempo, metais que possuem vários estados de oxidação (ferro, cromo, manganês, cobalto) apresentam o estado de oxidação mais baixo possível - geralmente +2.
3. A interação dos metais com ácido nítrico leva à formação, em vez de hidrogênio, de produtos de redução de nitrogênio, e com ácido sulfúrico concentrado— ao isolamento de produtos de recuperação de enxofre. Como na verdade se forma uma mistura de produtos de redução, muitas vezes há uma referência direta a uma substância específica no problema.

Produtos de recuperação de ácido nítrico.

Produtos de recuperação de ácido sulfúrico.

Reações de metais com água e álcalis.

1. Na água em temperatura do quarto dissolver apenas metais, que correspondem a bases solúveis (álcalis). São metais alcalinos (Li, Na, K, Rb, Cs), bem como metais do grupo IIA: Ca, Sr, Ba. Isso produz álcali e hidrogênio. Água fervente também pode dissolver o magnésio.
2. Apenas metais anfotéricos podem se dissolver em álcalis: alumínio, zinco e estanho. Nesse caso, formam-se hidroxocomplexos e libera-se hidrogênio.

Exemplos de resolução de problemas.

Considere três exemplos de problemas em que misturas de metais reagem com clorídricoácido:

Exemplo 1Quando uma mistura de cobre e ferro pesando 20 g foi exposta a um excesso de ácido clorídrico, foram liberados 5,6 litros de gás (n.o.). Determine as frações de massa dos metais na mistura.

No primeiro exemplo, o cobre não reage com o ácido clorídrico, ou seja, o hidrogênio é liberado quando o ácido reage com o ferro. Assim, conhecendo o volume do hidrogênio, podemos encontrar imediatamente a quantidade e a massa do ferro. E, consequentemente, as frações de massa das substâncias na mistura.

Solução do exemplo 1.

1. Encontrando a quantidade de hidrogênio:
   n \u003d V / V m \u003d 5,6 / 22,4 \u003d 0,25 mol.
2. De acordo com a equação da reação:

   A quantidade de ferro também é de 0,25 mol. Você pode encontrar sua massa:
   m Fe \u003d 0,25 56 \u003d 14 g.

3. Agora você pode calcular as frações de massa dos metais na mistura:

   ω Fe = m Fe / m de toda a mistura = 14/20 = 0,7 = 70%

Resposta: 70% ferro, 30% cobre.

Exemplo 2Sob a ação de um excesso de ácido clorídrico sobre uma mistura de alumínio e ferro de 11 g, foram liberados 8,96 litros de gás (n.o.). Determine as frações de massa dos metais na mistura.

No segundo exemplo, a reação é ambos metal. Aqui, o hidrogênio já é liberado do ácido em ambas as reações. Portanto, o cálculo direto não pode ser usado aqui. Nesses casos, é conveniente resolver usando um sistema de equações muito simples, tomando para x o número de mols de um dos metais e para y a quantidade de substância do segundo.

Solução do exemplo 2.

1. Encontrando a quantidade de hidrogênio:
   n \u003d V / V m \u003d 8,96 / 22,4 \u003d 0,4 mol.
2. Seja a quantidade de alumínio x mol e de ferro y mol. Então podemos expressar em termos de x e y a quantidade de hidrogênio liberada:

   É muito mais conveniente resolver tais sistemas pelo método de subtração, multiplicando a primeira equação por 18:
   27x + 18y = 7,2
   e subtraindo a primeira equação da segunda:

   (56 - 18)y \u003d 11 - 7,2
   y \u003d 3,8 / 38 \u003d 0,1 mol (Fe)
   x = 0,2 mol (Al)

3. A seguir, encontramos as massas dos metais e suas frações de massa na mistura:

   M Fe = n M = 0,1 56 = 5,6 g
   m Al = 0,2 27 = 5,4 g
   ω Fe = m mistura Fe / m = 5,6 / 11 = 0,50909 (50,91%),

   respectivamente,
   ω Al = 100% - 50,91% = 49,09%

Resposta: 50,91% de ferro, 49,09% de alumínio.

Exemplo 316 g de uma mistura de zinco, alumínio e cobre foram tratados com excesso de solução de ácido clorídrico. Neste caso, foram liberados 5,6 litros de gás (n.o.) e 5 g da substância não se dissolveram. Determine as frações de massa dos metais na mistura.

No terceiro exemplo, dois metais reagem, mas o terceiro metal (cobre) não reage. Portanto, o restante de 5 g é a massa de cobre. As quantidades dos dois metais restantes - zinco e alumínio (observe que sua massa total é 16 - 5 = 11 g) podem ser encontradas usando um sistema de equações, como no exemplo nº 2.

Resposta ao Exemplo 3: 56,25% de zinco, 12,5% de alumínio, 31,25% de cobre.

Os próximos três exemplos de tarefas (nº 4, 5, 6) contêm as reações de metais com ácidos nítrico e sulfúrico. O principal nessas tarefas é determinar corretamente qual metal se dissolverá nele e qual não.

Exemplo 4Uma mistura de ferro, alumínio e cobre foi tratada com excesso de ácido sulfúrico concentrado a frio. Ao mesmo tempo, parte da mistura se dissolveu e foram liberados 5,6 litros de gás (n.o.). A mistura restante foi tratada com excesso de solução de hidróxido de sódio. Desenvolveram-se 3,36 litros de gás e restaram 3 g de resíduo não dissolvido. Determine a massa e a composição da mistura inicial de metais.

Neste exemplo, lembre-se que frio concentrado o ácido sulfúrico não reage com o ferro e o alumínio (passivação), mas reage com o cobre. Neste caso, é liberado óxido de enxofre (IV).
Com álcali reage apenas alumínio- metal anfotérico (além do alumínio, o zinco e o estanho também são dissolvidos em álcalis, e o berílio ainda pode ser dissolvido em álcali concentrado a quente).

Solução do Exemplo 4.

1. Apenas o cobre reage com o ácido sulfúrico concentrado, o número de moles do gás:
   n SO 2 \u003d V / Vm \u003d 5,6 / 22,4 \u003d 0,25 mol
2. Número de moles de hidrogênio:
   n H 2 \u003d 3,36 / 22,4 \u003d 0,15 mol,
   a proporção molar de alumínio e hidrogênio é 2:3 e, portanto,
   nAl = 0,15 / 1,5 = 0,1 mol.
   Peso de alumínio:
   m Al \u003d n M \u003d 0,1 27 \u003d 2,7 g
3. O restante é ferro, pesando 3 G. Você pode encontrar a massa da mistura:
   m mistura = 16 + 2,7 + 3 = 21,7 g.
4. Frações de massa de metais:

   ω Cu \u003d m mistura Cu / m \u003d 16 / 21,7 \u003d 0,7373 (73,73%)
   ω Al = 2,7 / 21,7 = 0,1244 (12,44%)
   ω Fe = 13,83%

Resposta: 73,73% de cobre, 12,44% de alumínio, 13,83% de ferro.

Exemplo 521,1 g de uma mistura de zinco e alumínio foram dissolvidos em 565 ml de uma solução de ácido nítrico contendo 20% em peso % HNO 3 e com densidade de 1,115 g/ml. O volume do gás liberado, que é uma substância simples e único produto da redução do ácido nítrico, foi de 2,912 l (n.o.). Determine a composição da solução resultante em porcentagem em massa. (RCTU)

O texto deste problema indica claramente o produto da redução do nitrogênio - “substância simples”. Como o ácido nítrico não fornece hidrogênio com metais, ele é nitrogênio. Ambos os metais se dissolveram em ácido.
O problema não se refere à composição da mistura inicial de metais, mas à composição da solução obtida após as reações. Isso torna a tarefa mais difícil.

Solução do exemplo 5.

1. Determine a quantidade de substância gasosa:
   n N 2 \u003d V / Vm \u003d 2,912 / 22,4 \u003d 0,13 mol.
2. Determinamos a massa da solução de ácido nítrico, a massa e a quantidade da substância HNO3 dissolvida:

   Solução M = ρ V = 1,115 565 = 630,3 g
   m HNO 3 \u003d ω m solução \u003d 0,2 630,3 \u003d 126,06 g
   n HNO 3 \u003d m / M \u003d 126,06 / 63 \u003d 2 mol

   Observe que, como os metais estão completamente dissolvidos, isso significa - apenas ácido suficiente(estes metais não reagem com a água). Dessa forma, será necessário verificar Há muito ácido?, e quanto resta após a reação na solução resultante.

3. Compomos as equações de reação ( não se esqueça da balança eletrônica) e, para comodidade dos cálculos, tomamos como 5x a quantidade de zinco e como 10y a quantidade de alumínio. Então, de acordo com os coeficientes nas equações, o nitrogênio na primeira reação será x mol, e na segunda - 3y mol:

   5x		x
   5Zn	+ 12HNO 3 = 5Zn(NÃO 3) 2 +	Nº 2	+6H2O

   Zn 0 − 2e = Zn 2+	|	5
   2N+5+10e=N2		1

   É conveniente resolver este sistema multiplicando a primeira equação por 90 e subtraindo a primeira equação da segunda.

   X \u003d 0,04, o que significa n Zn \u003d 0,04 5 \u003d 0,2 mol
   y \u003d 0,03, o que significa que n Al \u003d 0,03 10 \u003d 0,3 mol

   Vamos verificar a massa da mistura:
   0,2 65 + 0,3 27 \u003d 21,1g.
   

4. Agora vamos passar para a composição da solução. Será conveniente reescrever as reações novamente e anotar sobre as reações as quantidades de todas as substâncias reagidas e formadas (exceto água):

   0,2	0,48	0,2	0,03
   5Zn	+ 12HNO3 =	5Zn(NÃO3)2	+N2+	6H2O

   0,3	1,08	0,3	0,09
   10Al	+36HNO3 =	10Al(NO3)3	+3N2+	18H2O

5. A próxima pergunta é: o ácido nítrico permaneceu na solução e quanto sobrou?
   De acordo com as equações de reação, a quantidade de ácido que reagiu:
   n HNO 3 \u003d 0,48 + 1,08 \u003d 1,56 mol,
   aqueles. o ácido estava em excesso e você pode calcular seu restante em solução:
   n HNO 3 repouso. \u003d 2 - 1,56 \u003d 0,44 mol.
6. Então em solução final contém:

   Nitrato de zinco numa quantidade de 0,2 mol:
   m Zn (NO 3) 2 \u003d n M \u003d 0,2 189 \u003d 37,8 g
   nitrato de alumínio na quantidade de 0,3 mol:
   m Al (NO 3) 3 \u003d n M \u003d 0,3 213 \u003d 63,9 g
   um excesso de ácido nítrico na quantidade de 0,44 mol:
   m HNO 3 repouso. = n M = 0,44 63 = 27,72 g

7. Qual é a massa da solução final?
   Lembre-se de que a massa da solução final consiste nos componentes que misturamos (soluções e substâncias) menos os produtos da reação que saíram da solução (precipitados e gases):

   Então, para nossa tarefa:

   M novo solução \u003d massa de solução ácida + massa de liga metálica - massa de nitrogênio
   m N 2 \u003d n M \u003d 28 (0,03 + 0,09) \u003d 3,36 g
   sou novo solução = 630,3 + 21,1 - 3,36 = 648,04 g

8. Agora você pode calcular as frações de massa das substâncias na solução resultante:

   ωZn (NO 3) 2 \u003d m in-va / m solução \u003d 37,8 / 648,04 \u003d 0,0583
   ωAl (NO 3) 3 \u003d m in-va / m solução \u003d 63,9 / 648,04 \u003d 0,0986
   ω HNO 3 repouso. \u003d m in-va / m solução \u003d 27,72 / 648,04 \u003d 0,0428

Resposta: 5,83% de nitrato de zinco, 9,86% de nitrato de alumínio, 4,28% de ácido nítrico.

Exemplo 6Ao processar 17,4 g de uma mistura de cobre, ferro e alumínio com excesso de ácido nítrico concentrado, foram liberados 4,48 litros de gás (n.o.), e quando essa mistura foi exposta à mesma massa de excesso de ácido clorídrico, 8,96 litros de gás (não). você.). Determine a composição da mistura inicial. (RCTU)

Ao resolver este problema, devemos lembrar, em primeiro lugar, que o ácido nítrico concentrado com um metal inativo (cobre) dá NO 2, e o ferro e o alumínio não reagem com ele. O ácido clorídrico, por outro lado, não reage com o cobre.

Responda, por exemplo, 6: 36,8% de cobre, 32,2% de ferro, 31% de alumínio.

Tarefas para solução independente.

1. Problemas simples com dois componentes de mistura.

1-1. Uma mistura de cobre e alumínio pesando 20 g foi tratada com uma solução de ácido nítrico a 96% e foram liberados 8,96 litros de gás (n.a.). Determine a fração de massa de alumínio na mistura.

1-2. Uma mistura de cobre e zinco pesando 10 g foi tratada com uma solução alcalina concentrada. Nesse caso, foram liberados 2,24 litros de gás (n.y.). Calcule a fração de massa de zinco na mistura inicial.

1-3. Uma mistura de magnésio e óxido de magnésio pesando 6,4 g foi tratada com uma quantidade suficiente de ácido sulfúrico diluído. Ao mesmo tempo, foram liberados 2,24 litros de gás (n.o.s.). Encontre a fração mássica de magnésio na mistura.

1-4. Uma mistura de zinco e óxido de zinco pesando 3,08 g foi dissolvida em ácido sulfúrico diluído. Obteve-se sulfato de zinco pesando 6,44 g Calcule a fração mássica de zinco na mistura inicial.

1-5. Sob a ação de uma mistura de pós de ferro e zinco pesando 9,3 g sobre um excesso de solução de cloreto de cobre (II), formaram-se 9,6 g de cobre. Determine a composição da mistura inicial.

1-6. Que massa de solução de ácido clorídrico a 20% será necessária para dissolver completamente 20 g de uma mistura de zinco com óxido de zinco, se neste caso for liberado hidrogênio com volume de 4,48 litros (n.o.)?

1-7. Quando dissolvidos em ácido nítrico diluído, 3,04 g de uma mistura de ferro e cobre liberam óxido nítrico (II) com volume de 0,896 l (n.o.). Determine a composição da mistura inicial.

1-8. Ao dissolver 1,11 g de uma mistura de limalha de ferro e alumínio em uma solução de ácido clorídrico a 16% (ρ = 1,09 g/ml), foram liberados 0,672 l de hidrogênio (n.o.). Encontre as frações mássicas dos metais na mistura e determine o volume de ácido clorídrico consumido.

2. As tarefas são mais complexas.

2-1. Uma mistura de cálcio e alumínio pesando 18,8 g foi calcinada sem acesso ao ar com excesso de pó de grafite. O produto da reação foi tratado com ácido clorídrico diluído e foram liberados 11,2 litros de gás (n.o.). Determine as frações de massa dos metais na mistura.

2-2. Para dissolver 1,26 g de uma liga de magnésio com alumínio, foram utilizados 35 ml de uma solução de ácido sulfúrico a 19,6% (ρ = 1,1 g/ml). O excesso de ácido reagiu com 28,6 ml de uma solução de hidrogenocarbonato de potássio 1,4 mol/L. Determine as frações mássicas dos metais na liga e o volume de gás (N.O.) liberado durante a dissolução da liga.

2-3. Ao dissolver 27,2 g de uma mistura de ferro e óxido de ferro (II) em ácido sulfúrico e evaporar a solução até a secura, formaram-se 111,2 g de sulfato ferroso, sulfato de ferro (II) hepta-hidratado. Determine a composição quantitativa da mistura inicial.

2-4. A interação do ferro pesando 28 g com o cloro formou uma mistura de cloretos de ferro (II) e (III) pesando 77,7 g Calcule a massa de cloreto de ferro (III) na mistura resultante.

2-5. Qual era a fração mássica do potássio em sua mistura com o lítio se, como resultado do tratamento dessa mistura com excesso de cloro, se formou uma mistura em que a fração mássica do cloreto de potássio era de 80%?

2-6. Após tratamento com excesso de bromo de uma mistura de potássio e magnésio com massa total de 10,2 g, a massa da mistura de sólidos resultante foi de 42,2 g. Esta mistura foi tratada com excesso de solução de hidróxido de sódio, após o que o precipitado foi separado e calcinado até peso constante. Calcule a massa do resíduo resultante.

2-7. Uma mistura de lítio e sódio com massa total de 7,6 g foi oxidada com excesso de oxigênio, foram consumidos um total de 3,92 litros (n.o.). A mistura resultante foi dissolvida em 80 g de uma solução de ácido sulfúrico a 24,5%. Calcule as frações de massa das substâncias na solução resultante.

2-8. Uma liga de alumínio e prata foi tratada com excesso de solução concentrada de ácido nítrico, o resíduo foi dissolvido em ácido acético. Os volumes de gases liberados em ambas as reações, medidos nas mesmas condições, revelaram-se iguais entre si. Calcule as frações de massa dos metais na liga.

3. Três metais e tarefas complexas.

3-1. Ao processar 8,2 g de uma mistura de cobre, ferro e alumínio com excesso de ácido nítrico concentrado, foram liberados 2,24 litros de gás. O mesmo volume de gás também é liberado quando a mesma mistura de mesma massa é tratada com excesso de ácido sulfúrico diluído (N.O.). Determine a composição da mistura inicial em porcentagem em massa.

3-2. 14,7 g de uma mistura de ferro, cobre e alumínio, interagindo com um excesso de ácido sulfúrico diluído, libera 5,6 litros de hidrogênio (n.o.). Determine a composição da mistura em porcentagem em massa se a cloração da mesma amostra da mistura requer 8,96 litros de cloro (n.o.).

3-3. As limalhas de ferro, zinco e alumínio são misturadas numa proporção molar de 2:4:3 (na ordem listada). 4,53 g desta mistura foram tratados com excesso de cloro. A mistura resultante de cloretos foi dissolvida em 200 ml de água. Determine a concentração de substâncias na solução resultante.

3-4. Uma liga de cobre, ferro e zinco pesando 6 g (as massas de todos os componentes são iguais) foi colocada em uma solução de ácido clorídrico a 18,25% pesando 160 g Calcule as frações mássicas das substâncias na solução resultante.

3-5. 13,8 g de uma mistura composta por silício, alumínio e ferro foram tratados com excesso de hidróxido de sódio durante o aquecimento, enquanto foram liberados 11,2 litros de gás (n.o.). Quando exposto a tal massa de mistura de excesso de ácido clorídrico, são liberados 8,96 litros de gás (n.o.). Determine as massas das substâncias na mistura inicial.

3-6. Quando uma mistura de zinco, cobre e ferro foi tratada com excesso de solução alcalina concentrada, foi liberado gás e a massa do resíduo não dissolvido revelou-se 2 vezes menor que a massa da mistura inicial. Esse resíduo foi tratado com excesso de ácido clorídrico, e o volume do gás liberado acabou sendo igual ao volume do gás liberado no primeiro caso (os volumes foram medidos nas mesmas condições). Calcule as frações de massa de metais na mistura inicial.

3-7. Existe uma mistura de cálcio, óxido de cálcio e carboneto de cálcio com uma proporção molar de componentes 3:2:5 (na ordem listada). Qual é o volume mínimo de água que pode entrar interação química com tal mistura pesando 55,2 g?

3-8. Uma mistura de cromo, zinco e prata com peso total de 7,1 g foi tratada com ácido clorídrico diluído, a massa do resíduo não dissolvido foi de 3,2 g. A massa do precipitado formado foi de 12,65 g Calcule as frações mássicas dos metais na mistura inicial.

Respostas e comentários às tarefas para solução independente.

1-1. 36% (o alumínio não reage com ácido nítrico concentrado);

1-2. 65% (apenas metal anfotérico, zinco, se dissolve em álcali);

1-3. 37,5%;

3-1. 39% Cu, 3,4% Al;

3-2. 38,1% Fe, 43,5% Cu;

3-3. 1,53% FeCl 3 , 2,56% ZnCl 2 , 1,88% AlCl 3 (o ferro reage com o cloro até o estado de oxidação +3);

3-4. 2,77% FeCl 2, 2,565% ZnCl 2, 14,86% HCl (não se esqueça que o cobre não reage com o ácido clorídrico, portanto sua massa não está incluída na massa da nova solução);

3-5. 2,8 g Si, 5,4 g Al, 5,6 g Fe (o silício é um não metal, reage com uma solução alcalina, formando silicato de sódio e hidrogênio; não reage com ácido clorídrico);

3-6. 6,9% Cu, 43,1% Fe, 50% Zn;

3-8. 45,1% Ag, 36,6% Cr, 18,3% Zn bário)

Tarefas para determinar a composição quantitativa da mistura. Propriedades quimicas metais.

1. Uma mistura de limalha de alumínio e ferro foi tratada com excesso de ácido clorídrico diluído e foram liberados 8,96 L (n.o.) de hidrogênio. Se a mesma massa da mistura for tratada com excesso de solução de hidróxido de sódio, serão liberados 6,72 litros (N.O.) de hidrogênio. Calcule a fração mássica de ferro na mistura inicial.

2. Uma mistura de limalha de magnésio e zinco foi tratada com excesso de ácido sulfúrico diluído e foram liberados 22,4 litros (n.o.) de hidrogênio. Se a mesma massa da mistura for tratada com excesso de solução de hidróxido de sódio, serão liberados 13,44 litros (N.O.) de hidrogênio. Calcule a fração mássica de magnésio na mistura inicial.

3. Quando uma mistura de cobre e óxido de cobre (II) foi dissolvida em ácido nítrico concentrado, foram liberados 18,4 g de gás marrom e obtidos 470 g de uma solução com fração mássica de sal de 20%. Determine a fração mássica de óxido de cobre na mistura inicial.

4. Uma mistura de sulfeto de alumínio e alumínio foi tratada com água e foram liberados 6,72 litros (N.O.) de gás. Se a mesma mistura for dissolvida em excesso de solução de hidróxido de sódio, serão liberados 3,36 litros (N.O.) de gás. Determine a fração mássica de alumínio na mistura inicial.

5. Se uma mistura de cloretos de potássio e cálcio for adicionada a uma solução de carbonato de sódio, formam-se 10 g de precipitado. Se a mesma mistura for adicionada a uma solução de nitrato de prata, formam-se 57,4 g de precipitado. Determine a fração mássica de cloreto de potássio na mistura inicial.

6. Uma mistura de cobre e alumínio pesando 10 g foi tratada com ácido nítrico 96% e foram liberados 4,48 litros de gás (n.o.). Determine a composição quantitativa da mistura inicial e a fração mássica de alumínio nela contida.

7. Uma mistura de magnésio e óxido de magnésio pesando 6,4 g foi tratada com uma quantidade suficiente de ácido sulfúrico diluído e foram liberados 2,24 litros de gás (n.o.). Determine a composição quantitativa da mistura inicial e a fração mássica de óxido de magnésio em isto.

8. Uma mistura de cobre e zinco com massa de 40 g foi tratada com uma solução concentrada de álcali. Neste caso, foi liberado um gás com volume de 8,96 litros (n.o.). Calcule a fração mássica de cobre no inicial mistura.

Sobre o tema: desenvolvimentos metodológicos, apresentações e notas

O desenvolvimento da lição contém um resumo detalhado da lição, slides da lição, pasta de trabalho sobre o tema em estudo, mapas instrutivos do experimento e demais materiais didáticos....

Tarefa número 1

Quando uma mistura de cobre e óxido de cobre (II) foi dissolvida em ácido nítrico concentrado, foram liberados 18,4 g de gás marrom e obtidos 470 g de uma solução com fração mássica de sal de 20%. Determine a fração mássica de óxido de cobre na mistura inicial.

Resposta: 65,22%

Explicação:

Quando o cobre e o óxido de cobre (II) são dissolvidos, ocorrem as seguintes reações:

Cu + 4HNO 3 (conc.) = Cu(NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O (I)

CuO + 2HNO 3 (conc.) = Cu (NO 3) 2 + H 2 O (II)

O gás marrom NO 2 é liberado apenas quando o cobre interage com o ácido nítrico concentrado. Vamos encontrar sua quantidade pela fórmula:

onde m é a massa da substância [g], M é a massa molar da substância [g/mol].

M(NO 2) = 46 g/mol

ν (NO 2) \u003d m (NO 2) / M (NO 2) \u003d 18,4 g / 46 g / mol \u003d 0,4 mol.

De acordo com a condição de reação (I):

ν eu (Cu(NO 3) 2) = ν(Cu) = 1/2ν(NO 2),

por isso,

ν I (Cu (NO 3) 2) \u003d ν (Cu) \u003d 0,4 mol / 2 \u003d 0,2 mol.

A massa de nitrato de cobre formada pela interação do cobre com ácido nítrico concentrado:

m eu (Cu(NO 3) 2) = M(Cu(NO 3) 2) . ν(Cu(NO 3) 2) = 188 g/mol. 0,2 mol = 37,6 g

A massa de cobre reagido é:

m(Cu) = M(Cu) . ν(Cu) = 64 g/mol. 0,2mol = 12,8g

A massa total de nitrato de cobre contida na solução é:

m total (Cu(NO 3) 2) = w(Cu(NO 3) 2) . m(r−ra)/100% = 20%. 470g / 100% = 94g

A massa de nitrato de cobre formada pela interação do óxido de cobre com ácido nítrico concentrado (II):

m II (Cu (NO 3) 2) \u003d m (mistura) - m I (Cu (NO 3) 2) \u003d 94 g - 37,6 g \u003d 56,4 g.

A quantidade de nitrato de cobre formada pela interação do óxido de cobre com ácido nítrico concentrado (II):

ν II (Cu (NO 3) 2) \u003d m II (Cu (NO 3) 2) / M II (Cu (NO 3) 2) \u003d 56,4 g / 188 g / mol \u003d 0,3 mol

De acordo com a condição de reação:

(II) ν II (Cu (NO 3) 2) \u003d ν (CuO) \u003d 0,3 mol.

m(CuO) = M(CuO) . ν(CuO) = 80 g/mol. 0,3mol = 24g

m(misturas) = ​​m(CuO) + m(Cu) = 24 g + 12,8 g = 36,8 g

A fração mássica de óxido de cobre na mistura é:

w(CuO)% = m(CuO)/m(misturas) . 100% = 24g / 36,8g 100% = 65,22%

Tarefa número 2

Determine a fração mássica de carbonato de sódio em uma solução obtida fervendo 150 g de uma solução de bicarbonato de sódio a 8,4%. Que volume de uma solução de cloreto de bário a 15,6% (densidade 1,11 g/ml) reagirá com o carbonato de sódio resultante? A evaporação da água pode ser desprezada.

Resposta: 5,42%, 90 ml

Explicação:

A decomposição do bicarbonato de sódio em solução é descrita pela reação:

2NaHCO 3 → Na 2 CO 3 + CO 2 + H 2 O

A fração de massa de um soluto é calculada pela fórmula:

w(w-in)% \u003d m(w-w) / m(r−ra) . 100%,

onde m (in-va) é a massa da substância dissolvida, m (p−ra) é a massa da solução).

Calcule a massa de bicarbonato de sódio dissolvido (NaHCO 3):

M (NaHCO 3) \u003d m (p−ra) . w(NaHCO 3) / 100% = 150 g. 8,4% / 100% = 12,6 g

ν (NaHCO 3) \u003d m (NaHCO 3) / M (NaHCO 3) \u003d 12,6 g / 84 g / mol \u003d 0,15 mol

De acordo com a equação da reação:

ν (Na 2 CO 3) \u003d ν (CO 2) \u003d 1/2ν (NaHCO 3) \u003d 0,15 mol / 2 \u003d 0,075 mol

m(Na 2 CO 3) = M(Na 2 CO 3) . ν(Na 2 CO 3) = 106 g/mol. 0,075 mol = 7,95g

m(CO 2) = M(CO 2) . ν(CO 2) \u003d 44 g/mol. 0,075 mol = 3,3g

Como a evaporação da água pode ser desprezada, encontramos a massa de bicarbonato de sódio formada após a decomposição subtraindo da massa da solução inicial a massa dióxido de carbono:

m (r-ra) \u003d m (ref. r-ra) - m (CO 2) \u003d 150 g - 3,3 g \u003d 146,7 g

w (Na 2 CO 3)% \u003d m (Na 2 CO 3) / m (p−ra) . 100% = 7,95g/146,7g 100% = 5,42%

A reação de interação de soluções de cloreto de bário e carbonato de sódio é descrita pela equação:

BaCl 2 + Na 2 CO 3 → BaCO 3 ↓ + 2NaCl

De acordo com a equação da reação:

ν (BaCl 2) \u003d ν (Na 2 CO 3) \u003d 0,075 mol, portanto

m (BaCl 2) \u003d M (BaCl 2) . ν(BaCl2) = 208 g/mol. 0,075mol = 15,6g

A massa de uma solução de cloreto de bário é:

m(p−ra BaCl 2) = m(BaCl 2)/w(BaCl 2) . 100% = 15,6g / 15,6% . 100% = 100g

O volume da solução é calculado pela fórmula:

V(r-ra) = m(r-ra)/ρ(r-ra), onde ρ(r-ra) é a densidade da solução.

V(r-ra BaCl 2) \u003d m(r-ra BaCl 2) / ρ(r-ra)

V (solução BaCl 2) \u003d 100 g / 1,11 g / ml \u003d 90 ml

Tarefa número 3

Em que proporções de massa devem ser misturadas soluções a 10% de hidróxido de sódio e ácido sulfúrico para obter uma solução neutra de sulfato de sódio? Qual é a fração mássica de sal nesta solução?

Resposta: m (p-ra H 2 SO 4) / m (p-ra NaOH) \u003d 1,225; C(Na 2 SO 4) = 8%Explicação:

A interação de soluções de hidróxido de sódio e ácido sulfúrico com a formação de um sal médio (solução neutra) ocorre de acordo com o esquema:

2NaOH + H 2 SO 4 → Na 2 SO 4 + H 2 O

As massas de hidróxido de sódio e ácido sulfúrico são iguais:

m(NaOH) = 0,1m(p-raNaOH); m (H 2 SO 4) \u003d 0,1 m (H 2 SO 4)

Assim, as quantidades de hidróxido de sódio e ácido sulfúrico são iguais:

ν(NaOH) = m(NaOH)/M(NaOH) = 0,1m(p-ra NaOH)/40 g/mol

ν (H 2 SO 4) \u003d m (H 2 SO 4) / M (H 2 SO 4) \u003d 0,1m (p-ra H 2 SO 4) / 98 g / mol

De acordo com a equação de reação ν (H 2 SO 4) = 1/2ν (NaOH), portanto

0,1m (solução H 2 SO 4) / 98 = ½. 0,1m(solução de NaOH)/40

m (solução H 2 SO 4) / m (solução NaOH) \u003d 98/2/40 \u003d 1,225

De acordo com a equação de reação

ν(H 2 SO 4) = ν(Na 2 SO 4), então

ν (Na 2 SO 4) \u003d 0,1m (solução H 2 SO 4) / 98 g/mol

m (Na 2 SO 4) = 0,1m (solução de H 2 SO 4) / 98 g/mol. 142 g/mol \u003d 0,145 m (solução H 2 SO 4)

m (p-ra H 2 SO 4) = 1,225. m (p-ra NaOH)

A massa da solução resultante de sulfato de sódio é:

m (r-ra Na 2 SO 4) = m (r-ra H 2 SO 4) + m (r-ra NaOH) = 2,225 m (r-ra NaOH) = 2,225 (r-ra H 2 SO 4) / 1.225

w (Na 2 SO 4)% \u003d 0,145 m (p-ra H 2 SO 4). 1,225 / 2,225 m (solução H 2 SO 4) . 100% = 8,0%

Tarefa número 4

Quantos litros de cloro (N.O.) serão liberados se 26,1 g de óxido de manganês (IV) forem adicionados a 200 ml de ácido clorídrico a 35% (densidade 1,17 g/ml) quando aquecido? Quantos gramas de hidróxido de sódio numa solução fria reagirão com esta quantidade de cloro?

Resposta: V (Cl 2) \u003d 6,72 l; m(NaOH) = 24g

Explicação:

Quando o ácido clorídrico é adicionado ao óxido de manganês (IV), a reação prossegue:

MnO 2 + 4HCl → MnCl 2 + Cl 2 + 2H 2 O

Calcule as massas de cloreto de hidrogênio e a massa de ácido clorídrico em solução:

m(p-ra 35% HCl) = V(p-ra HCl) . ρ(solução HCl) = 200 ml. 1,17g/ml = 234g

m(HCl) = M(HCl) . c(HCl)%/100% = 234 g 35%/100% = 81,9 g

Daí a quantidade de HCl:

ν(HCl) = m(HCl)/M(HCl) = 81,9 g/36,5 g/mol = 2,244 mol

Quantidade de óxido de manganês (IV):

ν (MnO 2) \u003d m (MnO 2) / M (MnO 2) \u003d 26,1 g / 87 g / mol \u003d 0,3 mol

De acordo com a equação de reação ν (MnO 2) = ¼ ν (HCl), e de acordo com a condição ν (MnO 2)< ¼ν(HCl), следовательно, MnO 2 – вещество в недостатке, полностью прореагирует с соляной кислотой.

De acordo com a equação de reação ν (MnO 2) \u003d ν (Cl 2) \u003d 0,3 mol, portanto, o volume de liberado em n.o. cloro é igual a:

V (Cl 2) \u003d V m. ν (Cl 2) \u003d 22,4 l/mol. 0,3 mol = 6,72 l

Em uma solução fria, o álcali interage com o cloro para formar hipoclorito (NaClO) e cloreto de sódio (NaCl) (reação de desproporção):

Cl 2 + 2NaOH → NaClO + NaCl + H 2 O

De acordo com a equação de reação ν (Cl 2) \u003d ½ ν (NaOH), portanto ν (NaOH) \u003d 0,3 mol. 2 = 0,6 mol

A massa de hidróxido de sódio que reagiu com o cloro em uma solução fria é:

m(NaOH) = M(NaOH) . ν(NaOH) = 40 g/mol. 0,6mol = 24g

Tarefa número 5

Uma mistura de cobre e óxido de cobre (II) pode reagir com 219 g de uma solução de ácido clorídrico a 10% ou 61,25 g de uma solução de ácido sulfúrico a 80%. Determine a fração mássica de cobre na mistura.

Resposta: 21%

Explicação:

Como o cobre está na série de atividades metálicas à direita do hidrogênio, o ácido clorídrico não interage com ele. O HCl reage apenas com o óxido de cobre (II) para formar sal e água:

Tanto o cobre quanto o óxido de cobre (II) interagem com uma solução de ácido sulfúrico a 80%:

Calcule a massa e a quantidade da substância HCl que reage com CuO:

daí a quantidade de CuO reagindo com HCl:

Calcule a massa e a quantidade da substância H 2 SO 4:

Já que na reação do óxido de cobre com ácido sulfúrico

portanto, a reação com Cu leva 0,2 mol de H 2 SO 4 e a quantidade de substância cobre será igual a:

As massas das substâncias são iguais:

Portanto, a fração mássica de cobre na mistura inicial

Tarefa número 6

Ao reagir 5,6 g de hidróxido de potássio com 5,0 g de cloreto de amônio, obteve-se amônia. Foi dissolvido em 50 g de água. Determine a fração mássica de amônia na solução resultante. Determine o volume de uma solução de ácido nítrico a 10% com densidade de 1,06 g/ml que será necessária para neutralizar a amônia.

Resposta: ω (NH 3)% \u003d 3,1%; V (solução HNO 3) = 55,5 ml

Explicação:

Como resultado da reação de troca do hidróxido de potássio com cloreto de amônio, a amônia é liberada e o cloreto de potássio e a água são formados:

KOH + NH 4 Cl → KCl + NH 3 + H 2 O

Calcule a quantidade de KOH e NH 4 Cl reagindo:

De acordo com a equação de reação, KOH e NH 4 Cl reagem em quantidades iguais, e de acordo com a condição do problema, ν(KOH) > ν(NH 4 Cl). Portanto, o cloreto de amônio reage completamente e formam-se 0,09346 moles de amônia.

A fração mássica de amônia na solução resultante é calculada pela fórmula:

A amônia reage com o ácido nítrico de acordo com a reação:

HNO 3 + NH 3 → NH 4 NÃO 3

Portanto, uma quantidade igual de ácido nítrico reage com amônia, ou seja,

portanto, a massa de ácido nítrico reagido é:

A massa da solução de ácido nítrico é:

O volume de uma solução de ácido nítrico a 10% é:

Tarefa número 7

Cloreto de fósforo (V) pesando 4,17 g reagiu completamente com água. Que volume de solução de hidróxido de potássio com fração mássica de 10% (densidade 1,07 g/ml) é necessário para neutralizar completamente a solução resultante?

Resposta: V (solução KOH) = 84 ml

Explicação:

O cloreto de fósforo (V) é completamente hidrolisado com a formação de ácido fosfórico e cloreto de hidrogênio:

Os ácidos ortofosfórico e clorídrico resultantes são neutralizados com uma solução de hidróxido de potássio e formam-se sais médios:

Vamos calcular a quantidade de substância cloreto de fósforo (V) que reage com a água:

Portanto, (de acordo com a equação de reação) são formados

E (5 vezes maior que ν(PCl 5)).

Para neutralizar o ácido fosfórico são necessários 0,06 mol de KOH e para neutralizar o ácido clorídrico são necessários 0,1 mol de KOH.

Portanto, a quantidade total de álcali necessária para neutralizar a solução ácida é igual.

A massa do álcali é:

A massa da solução alcalina é:

O volume de uma solução alcalina a 10% é:

Tarefa número 8

Ao despejar 160 g de uma solução de nitrato de bário a 10% e 50 g de uma solução de cromato de potássio a 11% precipitaram. Calcule a fração de massa de nitrato de bário na solução resultante.

Resposta: ω (Ba (NO 3) 2) = 4,24%

Explicação:

Na reação de troca, quando o nitrato de bário interage com o cromato de potássio, forma-se nitrato de potássio e forma-se um precipitado - cromato de bário:

Ba(NO 3) 2 + K 2 CrO 4 → BaCrO 4 ↓ + 2KNO 3

Vamos calcular as massas e quantidades da reação de nitrato de bário e cromato de potássio:

De acordo com a equação da reação do sal, Ba (NO 3) 2 e K 2 CrO 4 reagem de 1 a 1, de acordo com a condição do problema ν (Ba (NO 3) 2) > ν (K 2 CrO 4), portanto, o cromato de potássio é escasso e reage completamente.

Calcule a quantidade e a massa de nitrato de bário restante após a reação:

Como o cromato de bário precipita, a massa da solução obtida pelo vazamento de soluções de nitrato de bário e cromato de potássio é:

Calcule a massa de cromato de bário precipitado:

Então a massa da solução é:

Encontre a fração mássica de nitrato de bário na solução resultante:

Tarefa número 9

Se uma mistura de cloretos de potássio e cálcio for adicionada a uma solução de carbonato de sódio, formam-se 10 g de precipitado. Se a mesma mistura for adicionada a uma solução de nitrato de prata, formam-se 57,4 g de precipitado. Determine a fração mássica de cloreto de potássio na mistura inicial.

Resposta: ω(KCl) = 57,3%

Explicação:

O cloreto de cálcio entra em uma reação de troca com o carbonato de sódio, como resultado da precipitação do carbonato de cálcio:

CaCl 2 + Na 2 CO 3 → CaCO 3 ↓ + 2NaCl (I)

O cloreto de potássio não reage com o carbonato de sódio.

Portanto, a massa de carbonato de cálcio precipitado é de 10 G. Vamos calcular sua quantidade de substância:

Ambos os cloretos entram em uma reação de troca com o nitrato de prata:

CaCl 2 + 2AgNO 3 → 2AgCl↓ + Ca(NO 3) 2 (II)

KCl + AgNO 3 → AgCl↓ + KNO 3 (III)

Calcule a quantidade total de substância cloreto de prata:

De acordo com a reação (II) e, portanto,

Pela reação (III), portanto,

A massa de cloreto de potássio na mistura inicial é:

Calcule a fração mássica de cloreto de potássio na mistura:

Tarefa número 10

Uma mistura de sódio e óxido de sódio foi dissolvida em água. Neste caso, foram liberados 4,48 l (n.o.) de gás e formaram-se 240 g de uma solução com fração mássica de hidróxido de sódio de 10%. Determine a fração mássica de sódio na mistura inicial.

Resposta: ω(KCl) = 59,74%

Explicação:

Quando o óxido de sódio reage com a água, um álcali é formado, e quando o sódio reage com a água, um álcali é formado e o hidrogênio é liberado:

2Na + 2H 2 O → 2NaOH + H 2 (I)

Na 2 O + H 2 O → 2NaOH (II)

Vamos calcular a quantidade de substância hidrogênio liberada durante a interação do sódio com a água:

De acordo com a equação de reação (I) ν (Na) \u003d ν (NaOH) \u003d 2ν (H 2) \u003d 0,4 mol, portanto, a massa de sódio reagindo com água e a massa de álcali formada como resultado da reação (I) são iguais:

m(Na) = 23 g/mol 0,4 mol = 9,2 g e m I (NaOH) = 40 g/mol 0,4 mol = 16 g

Calcule a massa total de álcali em solução:

A massa e a quantidade da substância alcalina formada pela reação (II) são iguais a:

m II (NaOH) = 24 g - 16 g = 8 g

De acordo com a equação de reação (II) ν(Na 2 O) = 1/2ν II (NaOH), portanto,

ν(Na 2 O) \u003d 0,2 mol / 2 \u003d 0,1 mol

m(Na 2 O) \u003d M (Na 2 O) ν (Na 2 O) \u003d 62 g / mol 0,1 mol \u003d 6,2 g

Calculemos a massa da mistura inicial composta por sódio e óxido de sódio:

m(misturas) = ​​m(Na) + m(Na 2 O) = 9,2 g + 6,2 g = 15,4 g

A fração mássica de sódio na mistura é:

Tarefa número 11

Uma mistura de carbonato de sódio e hidrogenocarbonato de sódio pode reagir com 73 g de uma solução de ácido clorídrico a 20% e 80 g de uma solução de hidróxido de sódio a 10%. Determine a fração mássica de carbonato de sódio na mistura inicial.

Resposta: ω (Na 2 CO 3) = 38,7%

Explicação:

A interação do carbonato e do bicarbonato de sódio com o ácido clorídrico ocorre de acordo com as reações:

Na 2 CO 3 + 2HCl → 2NaCl + CO 2 + H 2 O (I)

NaHCO 3 + HCl → NaCl + CO 2 + H 2 O (II)

O bicarbonato de sódio reage com o hidróxido de sódio para formar um sal médio:

NaHCO 3 + NaOH → Na 2 CO 3 + H 2 O (III)

Calculemos a massa e a quantidade da substância NaOH reagindo de acordo com a reação (III):

m(NaOH) = 80 g * 0,1 = 8 g

Portanto, 0,2 mol de NaHCO 3 reage de acordo com a reação (III), pois ν III (NaHCO 3) = ν (NaOH).

Vamos calcular a massa total e a quantidade da substância HCl reagindo de acordo com as reações (I) e (II):

v(HCl) = m(HCl)/M(HCl) = 14,6 g/36,5 g/mol = 0,4 mol

De acordo com a equação de reação (II) ν II (NaHCO 3) = ν II (HCl), portanto, 0,2 mol de HCl reage com o bicarbonato de sódio. Então com carbonato de sódio de acordo com a reação (I) interage

ν I (HCl) \u003d 0,4 mol - 0,2 mol \u003d 0,2 mol.

De acordo com a equação de reação (I) ν (Na 2 CO 3) = 1/2ν (HCl) = 0,2 mol / 2 = 0,1 mol.

Calculemos as massas de bicarbonato e carbonato de sódio na mistura inicial:

m (NaHCO 3) \u003d M (NaHCO 3) ν (NaHCO 3) \u003d 84 g / mol 0,2 mol \u003d 16,8 g

m (Na 2 CO 3) \u003d M (Na 2 CO 3) ν (Na 2 CO 3) \u003d 106 g / mol 0,1 mol \u003d 10,6 g

A massa da mistura inicial de sais é igual a:

m (misturas) \u003d m (NaHCO 3) + m (Na 2 CO 3) \u003d 16,8 g + 10,6 g \u003d 27,4 g

A fração de massa de carbonato de sódio é igual a:

Tarefa número 12

Uma mistura de sulfeto de alumínio e alumínio foi tratada com água e foram liberados 6,72 litros (N.O.) de gás. Se a mesma mistura for dissolvida em excesso de solução de hidróxido de sódio, serão liberados 3,36 litros (N.O.) de gás. Determine a fração mássica de alumínio na mistura inicial.

Resposta: ω(Al) = 15,25%

Explicação:

Ao processar uma mistura de sulfeto de alumínio e alumínio com água, apenas o sulfeto de alumínio reage:

Al 2 S 3 + 6H 2 O → 2Al (OH) 3 ↓ + 3H 2 S (I)

Como resultado dessa interação, forma-se sulfeto de hidrogênio, cuja quantidade da substância é:

n (H 2 S) \u003d V (H 2 S) / V m \u003d 6,72 / 22,4 \u003d 0,3 mol,

A quantidade de sulfeto de hidrogênio liberada depende apenas da massa de sulfeto de alumínio (não depende da quantidade de alumínio metálico). Portanto, com base na equação I, podemos concluir que:

n(Al 2 S 3) \u003d n(H 2 S) ⋅ 1/3, onde 1 é o coeficiente antes de Al 2 S 3 e 3 é o coeficiente antes de H 2 S. Então:

n(Al 2 S 3) \u003d 0,3 ⋅ 1/3 \u003d 0,1 mol.

Por isso:

m(Al 2 S 3) = n(Al 2 S 3) ⋅ M(Al 2 S 3) = 0,1 ⋅ 150 g = 15 g;

Quando a mesma mistura interage com excesso de solução de hidróxido de sódio, o gás é liberado apenas quando o hidróxido de sódio interage com o alumínio:

Al 2 S 3 + 8NaOH → 2Na + 3Na 2 S (II)

Vamos calcular a quantidade de hidrogênio liberada durante a interação do alumínio com uma solução de NaOH:

n III (H 2) \u003d V (H 2) / V m \u003d 3,36 / 22,4 \u003d 0,15 mol

De acordo com a equação de reação (III) n(Al) \u003d n III (H 2) ⋅ 2/3, portanto, n (Al) \u003d 0,1 mol

A massa do alumínio é:

m(Al) = M(Al) n(Al) = 27 g/mol 0,1 mol = 2,7 g

Portanto, a massa da mistura inicial:

m (misturas) = ​​m (Al 2 S 3) + m (Al) = 15 g + 2,7 g = 17,7 g.

A fração mássica de alumínio na mistura inicial é igual a:

ω(Al) = 100% ⋅ 2,7/17,7 = 15,25%

Tarefa número 13

Para a combustão completa de uma mistura de dióxido de carbono e dióxido de silício, foi consumido oxigênio pesando 22,4 g. Que volume de uma solução de hidróxido de potássio a 20% (ρ = 1,173 g/ml) pode reagir com a mistura inicial se for conhecido que a fração de massa de carbono nele é 70%?

Resposta: 28,6 ml

Explicação:

O dióxido de silício não reage com o oxigênio. Quando o carbono é queimado, o dióxido de carbono é produzido:

C + O 2 → CO 2

Vamos calcular a quantidade de substância carbônica envolvida na combustão:

De acordo com a equação de reação ν (O 2) = ν (C), portanto, ν (C) = 0,7 mol

Calcule a massa de carbono queimado:

m(C) = M(C) ν(C) = 12 g/mol 0,7 mol = 8,4 g

Calcule a massa da mistura inicial de dióxido de carbono e silício:

Calcule a massa e a quantidade da substância dióxido de silício:

m (SiO 2) \u003d m (misturas) - m (C) \u003d 12 g - 8,4 g \u003d 3,6 g

Apenas o dióxido de silício interage com o álcali:

2KOH + SiO 2 → K 2 SiO 3 + H 2 O

Como resultado desta reação, o álcali é consumido na quantidade de:

ν(KOH) = 2 0,06 mol = 0,12 mol

m(KOH) = M(KOH) ν(KOH) = 56 g/mol 0,12 mol = 6,72 g

Calcule a massa e o volume da solução alcalina de KOH:

Tarefa número 14

Uma mistura de bicarbonato e carbonato de potássio com uma fração mássica de carbonato de 73,4% pode reagir com 40 g de uma solução de hidróxido de potássio a 14%. A mistura inicial foi tratada com excesso de solução de ácido sulfúrico. Qual volume (N.S.) de gás é liberado neste caso?

Resposta: V (CO 2) \u003d 6,72 l

Explicação:

Apenas um sal ácido, o bicarbonato de potássio, pode reagir com o álcali:

KHCO 3 + KOH → K 2 CO 3 + H 2 O

Calcule a massa e a quantidade da substância hidróxido de potássio:

De acordo com a equação de reação ν (KOH) = ν (KHCO 3), portanto, ν (KHCO 3) = 0,1 mol

A massa de bicarbonato de potássio na mistura é:

m (KHCO 3) \u003d M (KHCO 3) ν (KHCO 3) \u003d 100 g / mol 0,1 mol \u003d 10 g

Fração de massa de bicarbonato em uma mistura de sais

ω (KHCO 3) \u003d 100% - ω (K 2 CO 3) \u003d 100% - 73,4% \u003d 26,6%

Calcule a massa da mistura de sais:

Calcule a massa e a quantidade da substância carbonato de sódio:

Quando os sais de carbonato e bicarbonato de potássio interagem com um excesso de ácido sulfúrico, forma-se um sal ácido - hidrogenossulfato de potássio:

KHCO 3 + H 2 SO 4 → KHSO 4 + CO 2 + H 2 O

K 2 CO 3 + 2H 2 SO 4 → 2KHSO 4 + CO 2 + H 2 O

A quantidade total e o volume de dióxido de carbono liberado são iguais a:

ν (CO 2) \u003d 0,2 mol + 0,1 mol \u003d 0,3 mol

V (CO 2) \u003d V m ν (CO 2) \u003d 22,4 l / mol 0,3 mol \u003d 6,72 l

Tarefa número 15

Uma mistura de limalha de magnésio e zinco foi tratada com excesso de ácido sulfúrico diluído e foram liberados 22,4 litros (n.o.) de hidrogênio. Se a mesma massa da mistura for tratada com excesso de solução de hidróxido de sódio, serão liberados 13,44 litros (N.O.) de hidrogênio. Calcule a fração mássica de magnésio na mistura inicial.

Resposta: 19,75%

Explicação:

Ao processar uma mistura de serragem de magnésio e zinco com ácido sulfúrico diluído, é liberado hidrogênio:

Zn + H 2 SO 4 (dif.) → ZnSO 4 + H 2 (I)

Mg + H 2 SO 4 (raz.) → MgSO 4 + H 2 (II)

Apenas o Zn (metal anfotérico) reage com excesso de solução de NaOH:

Zn + 2NaOH + 2H 2 O → Na 2 + H 2 (III)

Calculemos a quantidade de hidrogênio liberado pela reação (III):

De acordo com a equação de reação (III) ν III (H 2) = ν (Zn), portanto, ν (Zn) = 0,6 mol

A massa de zinco é:

m(Zn) = M(Zn) ν(Zn) = 65 g/mol 0,6 mol = 39 g

De acordo com as equações de reação (I) e (II) ν I (H 2) \u003d ν (Zn) e ν II (H 2) \u003d ν (Mg), a quantidade total de hidrogênio liberada é:

Portanto, a quantidade de hidrogênio liberada pela reação (II):

ν II (H 2) \u003d ν (Mg) \u003d 1 mol - 0,6 mol \u003d 0,4 mol

A massa de magnésio é:

m(Mg) = M(Mg) ν(Mg) = 24 g/mol 0,4 mol = 9,6 g

Calcule a massa de magnésio e zinco:

m(misturas) = ​​m(Mg) + m(Zn) = 9,6 g + 39 g = 48,6 g

A fração mássica de magnésio na mistura inicial é igual a:

Tarefa número 16

Em excesso de oxigênio, foram queimados 8 g de enxofre. O gás resultante foi passado através de 200 g de uma solução de hidróxido de sódio a 8%. Determine as frações de massa de sais na solução resultante.

Resposta: ω (NaHSO3) ≈ 4,81%; ω(Na 2 SO 3) ≈ 8,75%

Explicação:

Quando o enxofre é queimado em excesso de oxigênio, forma-se dióxido de enxofre:

S + O 2 → SO 2 (I)

Calcule a quantidade de substância de enxofre queimado:

De acordo com a equação de reação ν (S) = ν (SO 2), portanto, ν (SO 2) = 0,25 mol

A massa do dióxido de enxofre liberado é:

m(SO 2) \u003d M (SO 2) ν (SO 2) \u003d 64 g / mol 0,25 mol \u003d 16 g

Calcule a massa e a quantidade da substância hidróxido de sódio:

A reação entre álcali e NaOH ocorre em etapas: primeiro forma-se um sal ácido, depois se transforma em sal médio:

NaOH + SO 2 → NaHSO 3 (II)

NaHSO3 + NaOH → Na2SO3 + H2O (III)

Como ν(NaOH) > ν(SO 2) e ν(NaOH)< 2ν(SO 2), следовательно, образуются средняя и кислая соли.

Como resultado da reação (II), ν (NaHSO 3) \u003d 0,25 mol é formado e ν (NaOH) \u003d 0,4 mol - 0,25 mol \u003d 0,15 mol permanece.

Quando o hidrossulfato de sódio e o álcali interagem (reação (III)), o sulfito de sódio é formado com a quantidade de substância ν (Na 2 SO 3) \u003d 0,15 mol, e ν (NaHSO 3) \u003d 0,25 mol - 0,15 mol \u003d 0 permanece , 1 mol.

Calcule as massas de hidrossulfito e sulfito de sódio:

m (NaHSO 3) = M (NaHSO 3) ν (NaHSO 3) = 104 g/mol 0,1 mol = 10,4 g

m (Na 2 SO 3) \u003d M (Na 2 SO 3) ν (Na 2 SO 3) \u003d 126 g / mol 0,15 mol \u003d 18,9 g

A massa da solução obtida pela passagem do dióxido de enxofre por uma solução alcalina é:

m(p−ra) = m(p−ra NaOH) + m(SO 2) = 200 g + 16 g = 216 g

As frações de massa de sais na solução resultante são iguais a:

Tarefa número 17

Uma mistura de limalha de alumínio e ferro foi tratada com excesso de ácido clorídrico diluído e foram liberados 8,96 L (n.o.) de hidrogênio. Se a mesma massa da mistura for tratada com excesso de solução de hidróxido de sódio, serão liberados 6,72 litros (N.O.) de hidrogênio. Calcule a fração mássica de ferro na mistura inicial.

Resposta: ω(Fe) ≈ 50,91%

Explicação:

As reações das limalhas de alumínio e ferro em excesso de ácido clorídrico diluído prosseguem com a liberação de hidrogênio e a formação de sais:

Fe + 2HCl → FeCl 2 + H 2 (I)

2Al + 6HCl → 2AlCl 3 + 3H 2 (II)

Apenas limalha de alumínio reage com uma solução alcalina, resultando na formação de um sal complexo e hidrogênio:

2Al + 2NaOH + 6H 2 O → 2Na + 3H 2 (III)

Vamos calcular a quantidade de substância hidrogênio liberada pela reação (III):

Calculemos a quantidade de substância hidrogênio liberada pelas reações (I) + (II):

De acordo com a equação de reação (III) ν III (Al) \u003d 2/3 ν III (H 2), portanto, ν III (Al) \u003d 2/3 0,3 mol \u003d 0,2 mol.

A massa da limalha de alumínio é:

m(Al) = M(Al) ν(Al) = 27 g/mol 0,2 mol = 5,4 g

De acordo com a equação de reação (II) ν II (Al) = 2/3ν II (H 2), portanto, ν II (H 2) = 3/2 0,2 ​​mol = 0,3 mol

A quantidade de substância hidrogênio liberada pela reação (I) é:

ν I (H 2) \u003d ν I + II (H 2) - ν II (H 2) \u003d 0,4 mol - 0,3 mol \u003d 0,1 mol.

De acordo com a equação de reação (I) ν I (Fe) \u003d ν I (H 2), portanto, ν I (Fe) \u003d 0,1 mol

A massa da limalha de ferro é:

m(Fe) = M(Fe) ν(Fe) = 56 g/mol 0,1 mol = 5,6 g

A massa das limalhas de ferro e alumínio é igual a:

m (serragem) \u003d m (Al) + m (Fe) \u003d 5,4 g + 5,6 g \u003d 11 g

A fração mássica de ferro na mistura inicial é igual a.

Tarefas na mistura (USE-2017, No. 33)

As tarefas com resposta livre são avaliadas com um máximo de 4 valores

Uma mistura de magnésio e óxido de magnésio pesando 6,4 g foi tratada com uma quantidade suficiente de ácido sulfúrico diluído. Ao mesmo tempo, foram liberados 2,24 litros de gás (n.o.s.). Encontre a fração mássica de magnésio na mistura.

Quando dissolvidos em ácido nítrico diluído, 3,04 g de uma mistura de ferro e cobre liberam óxido nítrico (II) com volume de 0,986 l (n.o.). Determine a composição da mistura inicial.

A interação do ferro pesando 28 g com o cloro formou uma mistura de cloretos de ferro (II) e (III) pesando 77,7 g Calcule a massa de cloreto de ferro (III) na mistura resultante.

Ao processar 8,2 g de uma mistura de cobre, ferro e alumínio com excesso de ácido nítrico concentrado, foram liberados 2,24 litros de gás. O mesmo volume de gás também é liberado quando a mesma mistura de mesma massa é tratada com excesso de ácido sulfúrico diluído (N.O.). Determine a composição da mistura inicial em porcentagem em massa.

Quando uma mistura de cobre e óxido de cobre 2 foi dissolvida em ácido nítrico concentrado, foram liberados 18,4 g de gás marrom e foram obtidas 470 soluções com fração mássica de sal de 20%.
Determine a fração mássica de óxido de cobre na mistura inicial.

Os trabalhos com respostas de múltipla escolha são avaliados com no máximo 2 valores (USE 2017)

1. (USE №5) Estabeleça uma correspondência entre a fórmula da substância e a classe/grupo a que esta substância pertence

FÓRMULA DE CLASSE/GRUPO DE SUBSTÂNCIAS

A) CaH 2 1) óxido formador de sal

B) NaH 2 PO 4 2) óxido não formador de sal

C) H 3 N 3) sal médio

D) SeO 3 4) ácido

5) sal azedo

6) Conexão binária

2. (USO No. 7) Que propriedades as seguintes substâncias podem apresentar?

FÓRMULA DE PROPRIEDADES DA SUBSTÂNCIA

A) HNO 3 1) propriedades das bases

B) NaOH 2) propriedades dos sais

C) Fe (OH) 2 3) propriedades dos ácidos

D) Zn (NO 3) 2 4) propriedades de ácidos e sais

5) propriedades de sais e bases

3. (USO nº 7) Estabeleça uma correspondência entre uma substância sólida e os produtos de sua interação com a água:

A) BaBr 2 1) Ba (OH) 2 + HBr

B) Al 2 S 3 2) Ba (OH) 2 + NH 3

B) KH 2 3) Ba 2+ + 2Br -

D) Ba 3 N 2 4) H 2 + KOH

5) Al(OH)3 + H2S

6) não interage

4. (USO No. 5) Estabeleça uma correspondência entre o óxido e seu hidróxido correspondente

A) N 2 O 3 1) HPO 3

B) SeO 2 2) CuOH

C) Cu 2 O 3) H 2 SeO 3

D) P 2 O 3 4) H 2 SeO 4

5. (USE Nº 9, Nº 17) O seguinte esquema de transformações de substâncias é dado:

Sr === X ==== NH 3 === Y

Determine quais das substâncias fornecidas são as substâncias X e Y.

Escreva na tabela os números das substâncias selecionadas sob as letras correspondentes.

6. (USE Nº 22) Estabeleça uma correspondência entre a fórmula do sal e os produtos da eletrólise de uma solução aquosa deste sal, que se destacaram nos eletrodos inertes: para cada posição indicada por uma letra, selecione a posição correspondente indicada por um número.

PRODUTOS DE ELETRÓLISE DE FÓRMULA DE SAL

A) Na 3 PO4 1) O 2, H 2

B) KF 2) O 2, Mg

C) MgBr 2 3) H 2, Mg

D) Mg (NO 3) 2 4) Na, O 2

Escreva na tabela os números selecionados sob o correspondente

7. (USO Nº 27) Calcular Massa vitríolo azul(CuSO 4 * 5H 2 O), que deve ser dissolvido em água para obter 240 g de uma solução de sulfato de cobre a 10%.

8. (USE Nº 27) Duas soluções foram misturadas, a massa da primeira solução é 80 g, com fração mássica de sulfato de sódio 5%, a massa da segunda solução é 40 g, com fração mássica de sulfato de sódio 16%. Determine a fração mássica de sulfato de sódio na solução recém-obtida.

Resposta: ___________________ G. (Escreva o número em décimos.)

9. (USE 35 (5)) Usando o método do equilíbrio eletrônico, escreva a equação da reação:

CH 3 -CH \u003d CH-CH 3 + KMnO 4 + H 2 O \u003d\u003d  CH3-CH (OH) -CH (OH) -CH 3 + MnO 2 + KOH