Расчеты по химическим уравнениям. Часть 2

Задание №1

Заполните пропуски, проанализировав уравнение реакции.
$4P + 5O_{2} = 2P_{2}O_{5}$

1) Если в реакцию вступит 3 моль фосфора, то потребуется _ , _ _ моль кислорода, и образуется _ , _ моль оксида фосфора (V).
2) Для получения 213 г оксида фосфора (V) необходимо _ _ л кислорода и _ _ г фосфора.
3) Из _ _ , _ г фосфора при взаимодействии с 11,2 л кислорода образуется _ _ , _ оксида фосфора (V).

Ответ

$4P + 5O_{2} = 2P_{2}O_{5}$

1) Если в реакцию вступит 3 моль фосфора, то потребуется 3,75 моль кислорода, и образуется 1,5 моль оксида фосфора (V).
2) Для получения 213 г оксида фосфора (V) необходимо 84 л кислорода и 93 г фосфора.
3) Из 12,4 г фосфора при взаимодействии с 11,2 л кислорода образуется 28,4 оксида фосфора (V).

Задание №2

Рассчитайте массу магния, который может сгореть в кислороде объемом 33,6 л (н.у.). Схема химической реакции:
$Mg + O_{2} → MgO$
Решение:
1-й способ
_ $Mg + O_{2}$ → _ $MgO$
1) n ($O_{2}$) = 33,6 л : 22,4 л/моль = 1,5 моль.
2) n (Mg) : n ($O_{2}$) = 2 : 1 (по уравнению) → n (Mg) = 2 * n ($O_{2}$) = 2 * 1,5 моль = 3 моль
3) n (Mg) = 3 моль * ... г/моль = ... г
Ответ: m (...) = ... г
2-й способ
1) По условию: m (Mg) = x г; V ($O_{2}$) = ...
_ $Mg + O_{2}$ → _ $MgO$
По уравнению:
n (Mg) = ...
M (Mg) = ...
m (Mg) = ...
n ($O_{2}$) = ...
M ($O_{2}$) = ...
V ($O_{2}$) = ...
2) Составьте и решите пропорцию:
m (Mg) = $\frac{V (O_{2}) по условию * m (Mg) по уравнению }{V(O_{2}) по уравнению}$;
m (Mg) = $\frac{\_}{\_}$ = ... г
Ответ: m ( ... ) = ... г

Ответ

Дано:
V ($O_{2}$) = 33,6 л
Найти: m (Mg) − ?
Решение:
1-й способ
$2Mg + O_{2}$ → $2MgO$
1) n ($O_{2}$) = 33,6 л : 22,4 л/моль = 1,5 моль.
2) n (Mg) : n ($O_{2}$) = 2 : 1 (по уравнению) → n (Mg) = 2 * n ($O_{2}$) = 2 * 1,5 моль = 3 моль
3) n (Mg) = 3 моль * 24 г/моль = 72 г
Ответ: m (Mg) = 72 г
2-й способ
1) По условию: m (Mg) = x г; V ($O_{2}$) = 33,6 л
$2Mg + O_{2}$ → $2MgO$
По уравнению:
n (Mg) = 2 моль
M (Mg) = 24 г/моль
m (Mg) = 48 г
n ($O_{2}$) = 1 моль
$V_{m}$ ($O_{2}$) = 22,4 л/моль
V ($O_{2}$) = 22,4 л
2) Составьте и решите пропорцию:
m (Mg) = $\frac{V (O_{2}) по условию * m (Mg) по уравнению }{V(O_{2}) по уравнению}$;
m (Mg) = $\frac{33,6 л * 48 г}{22,4 л}$ = 72 г
Ответ: m (Mg) = 72 г

Задание №3

В реакцию вступило 13 г цинка и соляная кислота. В результате реакции образовались водород и хлорид цинка. Определите объем (н.у.) и число молекул водорода.
Решение:
1) Запишите уравнение реакции (коэффициенты!): _
2) Рассчитайте количество вещества цинка: _
3) Рассчитайте количество водорода: _
4) Рассчитайте объем водорода: _
5) Вычислите число молекул водорода: _
Ответ: V ( ... ) = ..., N ( ... ) = ... молекул.

Ответ

Дано:
m (Zn) = 13 г
Найти:
V ($H_{2}$) − ?
N ($H_{2}$) − ?
Решение:
1) Запишите уравнение реакции (коэффициенты!):
$Zn + 2HCl = ZnCl_{2} + H_{2}$
2) Рассчитайте количество вещества цинка:
n (Zn) = m : M = 13 г : 65 г/моль = 0,2 моль
3) Рассчитайте количество водорода:
n ($H_{2}$) = n (Zn) = 0,2 моль
4) Рассчитайте объем водорода:
V ($H_{2}$) = $V_{m}$ * n = 22, 4 л/моль * 0,2 моль = 4,48 л
5) Вычислите число молекул водорода:
N ($H_{2}$) = n * $N_{a}$ = 0,2 моль * $6 * 10^{23}$ молекул/моль = $1,2 * 10^{23}$ молекул
Ответ: V ($H_{2}$) = 4,48 л; N ($H_{2}$) = $1,2 * 10^{23}$ молекул

Задание №4

Навеска 1,12 г железа полностью "растворилась" в растворе сульфата меди (II). Вычислите массу образовавшегося осадка меди. Какое количество вещества сульфата железа (II) получилось при этом?

Ответ

Дано:
m (Fe) = 1,12 г
Найти:
m (Cu) − ?
n ($FeSO_{4}$) − ?
Решение:
$Fe + CuSO_{4} = FeSO_{4} + Cu$
n (Fe) = m : M = 1,12 г : 56 г/моль = 0,02 моль
n (Cu) = n (Fe) = 0,02 моль
m (Cu) = M * n = 64 г/моль * 0,02 моль = 1,28 г
n ($FeSO_{4}$) = n (Fe) = 0,02 моль
Ответ: m (Cu) = 1,28 г* n ($FeSO_{4}$) = 0,02 моль

Задание №5

Вычислите массу гидроксида меди (II), который образуется при взаимодействии 200 г 20%−го раствора гидроксида натрия и избытка раствора сульфата меди (II). В результате реакции образуется также сульфат натрия.
Решение:
1) Вычислите массу растворенного вещества, ведь именно оно вступает в реакцию: m (NaOH) = m раствора (NaOH) * ω (NaOH)
m (NaOH) = _
2) Составьте уравнение химической реакции (коэффициены!): _
3) Рассчитайте количество вещества гидроксида натрия: _
4) Вычислите количество вещества гидроксида меди (II): _
5) Определите массу вещества гидроксида меди (II): _
Ответ: _

Ответ

Дано:
m раствора (NaOH) = 200 г
ω (NaOH) = 20%
Найти:
m ($Cu(OH)_ {2}$) − ?
Решение:
1) Вычислите массу растворенного вещества, ведь именно оно вступает в реакцию: m (NaOH) = m раствора (NaOH) * ω (NaOH)
m (NaOH) = 200 г * 0,2 = 40 г
2) Составьте уравнение химической реакции (коэффициены!):
$2NaOH + CuSO_{4} = Na_{2}SO_{4} + Cu(OH)_ {2}$
3) Рассчитайте количество вещества гидроксида натрия:
M (NaOH) = 23 + 16 + 1 = 40 г/моль
n (NaOH) = m : M = 40 г : 40 г/моль = 1 моль
4) Вычислите количество вещества гидроксида меди (II):
n ($Cu(OH)_ {2}$) = 0,5 * n (NaOH) = 0,5 * 1 моль = 0,5 моль
5) Определите массу вещества гидроксида меди (II):
M ($Cu(OH)_ {2}$) = 64 + 16 * 2 + 1* 2 = 98 г/моль
m ($Cu(OH)_ {2}$) = M * n = 98 г/моль * 0,5 моль = 49 г
Ответ: m ($Cu(OH)_{2}$) = 49 г

Задание №6

Определите объема азота $N_{2}$, необходимого для взаимодействия с кислородом, если в результате реакции получается 250 мл оксида азота (II).

Ответ

Дано:
V (NO) = 250 мл = 0,25 л
Найти:
V ($N_{2}$) − ?
Решение:
$N_{2} + O_{2} = 2NO$
n (NO) = V : $V_{m}$
n (NO) = 0,25 л : 22,4 л/моль = 0,011 моль
n ($N_{2}$) = 0,5 * n (NO)
n ($N_{2}$) = 0,5 * 0,011 моль = 0,0055 моль
V ($N_{2}$) = $V_{m}$ * n = 22,4 л/моль * 0,0055 моль = 0,1232 л
Ответ: V ($N_{2}$) = 0,1232 л

Задание №7

Какой объем воздуха потребуется для взаимодействия 17,5 г лития, содержащего 20% примесей? В результате реакции получается оксид лития.

Ответ

Дано:
m (Li) = 17,5 г
ω (примесей) = 20%
Найти:
V (воздуха) − ?
Решение:
$4Li + O_{2} = 2Li_{2}O$
ω (чист.) = 100% − 20% = 80%
m (Li) = 17,5 г * 0,8 = 14 г
n (Li) = m : M = 14 г : 7 г/моль = 2 моль
n ($O_{2}$) = $\frac{1}{4}$ * 2 моль = 0,5 моль
V ($O_{2}$) = $V_{m}$ * n = 22,4 л/моль * 0,5 моль = 11,2 л
V (воздуха) = V ($O_{2}$) : 0,21 = 53 л, так как содержание кислорода в воздухе 21%
Ответ: V (воздуха) = 53 л

Задание №8

Придумайте задачу, при решении которой необходимо использовать следующую схему реакции:
$H_{2}SO_{4}$ + _ $Pb(NO_{3})_{2} → PbSO_{4}↓ + HNO_{3}$
Запишите условие задачи и решите ее.

Ответ

В реакцию с $Pb(NO_{3})_ {2}$ вступило 400 г раствора серной кислоты. Какое количество соли образовалось?
Дано:
m ($H_{2}SO_{4}$) = 400 г
Найти: n ($PbSO_{4}$) − ?
Решение:
$H_{2}SO_{4} + Pb(NO_{3})_{2} → PbSO_{4} + HNO_{3}$
n ($H_{2}SO_{4}$) = m : M
M ($H_{2}SO_{4}$) = 1 * 2 + 32 + 16 * 4 = 98 г/моль
n ($H_{2}SO_{4}$) = 400 г : 98 г/моль = 4,08 моль
n ($PbSO_{4}$) = n ($H_{2}SO_{4}$) = 4,08 моль
Ответ: n ($PbSO_{4}$) = 4,08 моль