ГДЗ / ОТВЕТЫ Химия 8 класc Габриелян О.С. §29 Расчёты по химическим уравнениям
Во всех заданиях
красным цветом приводится решение,
а фиолетовым ― объяснение.
Задание 1 Какой объём водорода (н.у.) и количество вещества соли образуется при взаимодействии соляной кислоты с 540 мг алюминия, содержащего 4% примесей?
Дано: m(Al с прим.)=540 мг, ω(примесей)=4%
Найти: V(H2)-?, n(AlCl3)-?
Решение

1-й способ
1. Рассчитываем массовую долю чистого алюминия:
ω(Al)=100%-ω(примесей)=100%-4%=96%
2. Рассчитываем массу чистого алюминия:
m(Al)=(ω(Al)•m(Al с прим.)):100%=96%•540 мг:100%=518,4 мг

3. Количество вещества алюминия массой 518,4 мг вычисляем по формуле: n=m/M, где M=Mr мг/ммоль.
Mr(Al)=Ar(Al)=27, поэтому M(Al)=27 мг/ммоль
n(Al)=m(Al)/M(Al)=518,4 мг : 27 мг/ммоль=19,2 ммоль
4. Составим химическое уравнение:
2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2

По уравнению реакции n(Al):n(AlCl3):n(H2)=2:2:3=1:1:1,5, то есть с 2 ммоль алюминия образуется 2 ммоль хлорида алюминия и 3 ммоль водорода, следовательно, количество вещества хлорида алюминия и алюминия одинаковое, а количество вещества водорода в 1,5 раза больше количества вещества алюминия, поэтому
n(AlCl3)=n(Al)=19,2 ммоль
n(Н2)=1,5•n(Al)=1,5•19,2 ммоль=28,8 ммоль
5. Вычисляем объём водорода количеством вещества 28,8 ммоль по формуле: V=n•VM, где VM=22,4 мл/ммоль ― молярный объём.
V(Н2)=n(Н2)•VM=28,8 ммоль • 22,4 мл/ммоль=645,12 мл
2-й способ
1. Рассчитываем массу примесей в образце алюминия:
m(примесей)=(ω(примесей)•m(Al с прим.)):100%=4%•540 мг : 100%=21,6 мг
2. Рассчитываем массу чистого алюминия:
m(Al)=m(Al с прим.) - m(примесей)=540 мг – 21,6 мг=518,4 мг

3. Составим химическое уравнение:
518,4 мг          х ммоль    у мл
2Al    +  6HCl = 2AlCl3  +  3H2
54 мг              2 ммоль   67,2 мл

Над формулами соединений Al, AlCl3 и H2 записываем вычисленную массу алюминия (518,4 мг), неизвестные количество вещества хлорида алюминия и объём водорода (х ммоль и у мл соответственно), а под формулами соединений ― массу и объем соответствующего количества вещества согласно коэффициентам в химическом уравнении. Для этого вычисляем молярную массу (M=Mr мг/ммоль) алюминия и, соответственно, массу 2 ммоль, так как прореагировало 2 ммоль алюминия Al с образованием 2 ммоль хлорида алюминия и 3 ммоль водорода Н2 (1 ммоль любого газа при н.у. занимает объем 22,4 мл, а 3 ммоль ― у 3 раза больший объём, то есть 67,2 мл).
M(Al)=27 мг/ммоль, м
асса 1 ммоль=27 мг, а масса 2 ммоль=54 мг
4. Количество вещества хлорида алюминия рассчитываем с помощью пропорции:
518,4 мг / 54 мг = х ммоль / 2 ммоль, отсюда по свойству пропорции имеем: х ммоль • 54 мг=518,4 мг • 2 ммоль
х=n(AlCl3)=518,4 мг • 2 ммоль : 54 мг=19,2 ммоль

5. Объём водорода рассчитываем с помощью пропорции:
518 мг / 54 мг = у мл / 67,2 мл, отсюда по свойству пропорции имеем: у мл • 54 мг = 518 мг • 67,2 мл
у=V(H2)=518,4 мг • 67,2 мл : 54 мг=645,12 мл
Ответ: при взаимодействии соляной кислоты с 540 мг алюминия, содержащего 4% примесей, образуется 19,2 ммоль хлорида алюминия и 645,12 мл водорода.

Задание 2 Какая масса оксида кальция получится при разложении 250 кг карбоната кальция, содержащего 20% примесей? Какой объём (н.у.) оксида углерода (IV) при этом выделится?
Дано: m(CaCO3 с прим.)=250 кг, ω(примесей)=20%
Найти: m(CaO)-?, V(CO2)-?
Решение

1-й способ
1. Рассчитываем массовую долю чистого карбоната кальция:
ω(CaCO3)=100%-ω(примесей)=100%-20%=80%
2. Рассчитываем массу чистого карбоната кальция:
m(CaCO3)=(ω(CaCO3)•m(CaCO3 с прим.)):100%=80%•250 кг:100%=200 кг

3. Количество вещества карбоната кальция массой 200 кг вычисляем по формуле: n=m/M, где M=Mr кг/кмоль.
Mr(CaCO3)=Ar(Сa)+Ar(C)+3•Ar(O)=40+12+3•16=100, поэтому M(CaCO3)=100 кг/кмоль
n(CaCO3)=m(CaCO3)/M(CaCO3)=200 кг : 100 кг/кмоль=2 кмоль
4. Составим химическое уравнение:
CaCO3 = CaO + CO2

По уравнению реакции n(CaCO3):n(CaO):n(CO2)=1:1:1, количество вещества одинаковое, поэтому:
n(CaO)=n(CO2)=n(CaCO3)=2 кмоль

5. Рассчытываем массу карбоната кальция в количестве вещества 2 кмоль по формуле: m=n•M, где M=Mr кг/кмоль.
Mr(CaO)=Ar(Сa)+Ar(O)=40+16=56, поэтому M(CaO)=56 кг/кмоль
m(CaO)=n(CaO)•M(CaO)=2 кмоль • 56 кг/кмоль=112 кг

6. Вычисляем объём оксида углерода (IV) количеством вещества 2 кмоль по формуле: V=n•VM, где VM=22,4 м3/кмоль ― молярный объём.
V(CO2)=n(CO2)•VM=2 кмоль • 22,4 м3/кмоль=44,8 м3
2-й способ
1. Рассчитываем массу примесей в образце карбоната кальция:
m(примесей)=(ω(примесей)•m(CaCO3 с прим.)):100%=20% •250 кг : 100%=50 кг
2. Рассчитываем массу чистого карбоната кальция:
m(CaCO3)=m(CaCO3 с прим.)-m(примесей)=250 кг – 50 кг=200 кг

3. Составим химическое уравнение:
200 кг       х кг    у м3
CaCO3 = CaO + CO2
100 кг       56 кг  22,4 м3

Над формулами соединений CaCO3, CaO и CO2 записываем вычисленную массу карбоната кальция (200 кг), неизвестную массу оксида кальция (IV) и объём (х кмоль и у м3 соответственно), а под формулами соединений ― массу и объём соответствующего количества вещества согласно коэффициентам в химическом уравнении. Для этого вычисляем молярную массу (M=Mr кг/кмоль) веществ и, соответственно, массу 1 кмоль, так как 1 кмоль карбоната кальция CaCO3 разложилося с образованием 1 кмоль оксида кальция CaO и 1 кмоль оксида углорода (IV) CO2 (1 кмоль любого газа при н.у. занимает объем 22,4 мл).
M(CaCO3)=100 кг/кмоль, м
асса 1 кмоль=100 кг
M(CaO)=56 кг/кмоль, масса 1 кмоль=56 кг
3. Массу оксида кальция рассчитываем с помощью пропорции:
200 кг / 100 кг = х кг / 56 кг, отсюда по свойству пропорции имеем: х кг • 100 кг=56 кг • 200 кг
х=m(CaO)=56 кг • 200 кг : 100 кг=112 кг

4. Объём оксида углерода (IV) рассчитываем с помощью пропорции:
200 кг / 100 кг = у м/ 22,4 м3, отсюда по свойству пропорции имеем: у м3 • 100 кг = 22,4 м3 • 200 кг
у=V(CO2)=22,4 м3 • 200 кг : 100 кг=44,8 м3
Ответ: при разложении 250 кг карбоната кальция, содержащего 20% примесей, выделится 44,8 м3 оксида углерода (IV), и образуется 112 кг оксида кальция.

Задание 3 Сколько молекул кислорода и какой объём водорода (н.у.) образуется при разложении 180 г воды?
Дано: m(H2O)=180 г
Найти: N(O2)-?, V(H2)-?
Решение:
1-й способ

1. Количество вещества воды массой 180 г рассчитываем по формуле: n=m/M, где M=Mr г/моль.
Mr(H2O)=2•Ar(H)+Ar(O)=2•1+16=18, поэтому M(H2O)=18 г/моль
n(H2O)=m(H2O)/M(H2O)=180 г : 18 г/моль = 10 моль
2. Составим химическое уравнение:
2H2O = 2H2 + O2

По уравнению реакции n(H2O):n(H2):n(O2)=2:2:1, то есть с 2 моль воды образуется 2 моль водорода и 1 моль кислорода, следовательно,  количество вещества кислорода и воды одинаковое, а количество вещества кислорода в 2 раза меньше количества вещества воды, поэтому
n(H2)=n(H2O)=10 моль
n(O2)=n(H2O):2=10 моль : 2=5 моль

3.Число молекул кислорода в количестве вещества 5 моль вычисляем по формуле: N=n•NA, где NA=61023моль-1 ― число Авогадро.
N(O2)=n(O2)•NA=5 моль • 6•1023моль-1=301023 =3•1024молекул

4. Объём водорода количеством вещества 10 моль рассчитываем по формуле: V=n•VM, где VM=22,4 л/моль ― молярный объём.
V(Н2)=n(Н2)•VM=10 моль • 22,4 л/моль=224 л
2-й способ
1. Составим химическое уравнение:
180 г    х л    у моль
2H2O = 2H2 + O2
36 г    44,8 л  1 моль

Над формулами соединений H2O, H2 и O2 записываем приведенную в условии задачи массу воды (180 г), неизвестные объём водорода и количество вещества кислорода (х л и у моль соответственно), а под формулами соединений ― массу и объём соответствующего количества вещества согласно коэффициентам в химическом уравнении. Для этого вычисляем молярную массу (M=Mr кг/кмоль) воды и, соответственно, массу 2 моль, так как 2 моль воды H2O разложилося с образованием 2 моль водорода Н2 (1 моль газа при н.у. занимает объем 22,4 л, а 2 моль ― в 2 раза больший объем, то есть 44,8 л).
M(H2O)=18 г/моль, м
асса 1 моль=18 г, а масса 2 моль=36 г
2. Объём водорода рассчитываем с помощью пропорции:
180 г / 36 г = х л / 44,8 л, отсюда по свойству пропорции имеем: х л • 36 г = 44,8 л • 180 г
х=V(H2)=44,8 л • 180 г : 36 г=224 л
3. Количество вещества кислорода рассчитываем с помощью пропорции:
180 г / 36 г = у моль / 1 моль, отсюда по свойству пропорции имеем: у моль • 36 г = 180 г • 1 моль
у=n(О2)= 180 г • 1 моль : 36 г=5 моль
4. Число молекул кислорода в количестве вещества 5 моль вычисляем по формуле: N=n•NA, где NA=61023моль-1 ― число Авогадро.
N(O2)=n(O2)•NA=5 моль • 6•1023моль-1=301023 =3•1024 молекул

Ответ: при разложении 180 г воды образуется 3•1024 молекул кислорода и 224 л водорода.

Задание 4 Придумайте условие задачи, в которой необходимо использовать приведенное ниже уравнение, и решите ее:
H3PO4 + 3NaOH = Na3PO4 + 3H2O.
Вычислите массу соли, которая образуется в результате нейтрализации избытком гидроксидом натрия 98 г раствора фосфорной кислоты с массовой долей кислоты 10%.
Дано: m(раствора)=98 г, ω(H3PO4)=10%
Найти: m(Na3PO4)—?
Решение

1-й способ
1. Рассчитываем массу фосфорной кислоты в растворе:
m(H3PO4)=(ω(H3PO4)•m(раствора)):100%=10%•98 г:100%=9,8 г

3. Количество вещества фосфорной кислоты массой 9,8 г вычисляем по формуле: n=m/M, где M=Mr г/моль.
M(H3PO4)=98 г/моль
n(H3PO4)=m(H3PO4)/M(H3PO4)=9,8 г : 98 г/моль=0,1 моль
4. Составим химическое уравнение:
H3PO4 + 3NaOH = Na3PO4 + 3H2O

По уравнению реакции n(H3PO4):n(Na3PO4)=1:1, количество вещества одинаковое, поэтому:
n(Na3PO4)=n(H3PO4)=0,1 моль

5. Рассчытываем массу фосфата натрия в количестве вещества 0,1 моль по формуле: m=n•M, где M=Mr г/моль.
M(Na3PO4)=164 г/моль
m(Na3PO4)=n(Na3PO4)•M(Na3PO4)=0,1 моль • 164 г/моль=16,4 г

2-й способ
1. Рассчитываем массу фосфорной кислоты в растворе:
m(H3PO4)=(ω(H3PO4)•m(раствора)):100%=10%•98 г:100%=9,8 г

2. Составим химическое уравнение:
9,8 г                         х г 
H3PO4 + 3NaOH = Na3PO4 + 3H2O
98 г                         164 г

Над формулами соединений H3PO4 и Na3PO4 записываем вычисленную массу фосфорной кислоты (9,8 г) и неизвестную массу фосфата натрия (х г), а под формулами соединений ― массу соответствующего количества вещества согласно коэффициентам в химическом уравнении. Для этого вычисляем молярную массу (M=Mr кг/кмоль) веществ и, соответственно, массу 1 моль, так как с 1 моль фосфорной кислоты H3PO4 образовалось 1 моль фосфата натрия Na3PO4.
M(H3PO4)=98 г/моль, м
асса 1 моль=98 г
M(Na3PO4)=164 г/моль, масса 1 моль=164 г
3. Массу фосфата натрия рассчитываем с помощью пропорции:
9,8 г / 98 г = х г / 164 г, отсюда по свойству пропорции имеем: х г • 98 г=164 г • 9,8 г
х=m(Na3PO4)=164 г • 9,8 г : 98 г=16,4 г

Ответ: в результате нейтрализации избытком гидроксидом натрия 98 г раствора фосфорной кислоты с массовой долей кислоты 10% образуется 16,4 г соли фосфата натрия.

Задание 5 Придумайте и решите задачу, в условиях которой была бы дана масса раствора вещества с определённой массовой долей растворённого вещества, а требовалось бы найти количество вещества одного из веществ и объём другого. При составлении задачи используйте уравнение реакции: Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2
Какой объём водорода (н.у.) и количество вещества соли образуется при взаимодействии с цинком 196 г раствора серной кислоты с массовой долей кислоты 5%?
Дано: m(раствора)=196 г, ω(H2SO4)=5%
Найти: V(H2)-?, n(ZnSO4)-?
Решение

1-й способ
1. Рассчитываем массу cерной кислоты в растворе:
m(H2SO4)=(ω(H2SO4)•m(раствора)):100%=5%•196 г:100%=9,8 г

2. Количество вещества cерной кислоты массой 9,8 г вычисляем по формуле: n=m/M, где M=Mr г/моль.
M(H2SO4)=98 г/моль
n(H2SO4)=m(H2SO4)/M(H2SO4)=9,8 г : 98 г/моль=0,1 моль
3. Составим химическое уравнение:
Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2

По уравнению реакции n(H2SO4):n(ZnSO4):n(H2)=1:1:1, количество вещества одинаковое, поэтому:
n(H2)=n(ZnSO4)=n(H2SO4)=0,1 моль

4. Объём водорода количеством вещества 0,1 моль рассчитываем по формуле: V=n•VM, где VM=22,4 л/моль ― молярный объём.
V(Н2)=n(Н2)•VM=0,1 моль • 22,4 л/моль=2,24 л
2-й способ
1. Рассчитываем массу cерной кислоты в растворе:
m(H2SO4)=(ω(H2SO4)•m(раствора)):100%=5%•196 г:100%=9,8 г

2. Составим химическое уравнение:
9,8 г                х моль   у л  
H2SO4 + Zn = ZnSO4 + H2
98 г                1 моль   22,4 л

Над формулами соединений H2SO4, ZnSO4 и H2 записываем вычисленную массу серной кислоты (9,8 г) и неизвестные количество вещества сульфата цинка и объём водорода (х моль и у л соответственно), а под формулами соединений ― массу и объём соответствующего количества вещества согласно коэффициентам в химическом уравнении. Для этого вычисляем молярную массу (M=Mr г/моль) серной кислоты и, соответственно, массу 1 моль, так как с 1 моль серной кислоты H2SO4 образовалось 1 моль сульфата цинка ZnSO4 и 1 моль водорода Н2 (1 моль любого газа при н.у. занимает объем 22,4 л).
M(H2SO4)=98 г/моль, м
асса 1 моль=98 г
3. Количество вещества сульфата цинка рассчитываем с помощью пропорции:
9,8 г / 98 г = х моль / 1 моль, отсюда по свойству пропорции имеем: х моль • 98 г=9,8 г • 1 моль
х=n(ZnSO4)=9,8 г • 1 моль : 98 г=0,1 моль

4. Объём водорода рассчитываем с помощью пропорции:
9,8 г / 98 г = у л / 22,4 л, отсюда по свойству пропорции имеем: у л • 98 г = 22,4 л • 9,8 г
х=V(H2)=22,4 л • 9,8 г : 98 г=2,24 л
Ответ: при взаимодействии с цинком 196 г раствора серной кислоты с массовой долей кислоты 5% образуется 0,1 моль соли сульфата цинка и 2,24 л водорода.
%USERNAME%, оставишь комментарий?
Имя:*
E-Mail:


В каком классе вы учитесь?