РусскийEnglish

Решение задач на растворы, задач с избытком одного из реагирующих веществ

Пример 1:

Какой объём водорода (н. у.) может получиться при действии 6,5 г цинка на 200 г 10%-ного раствора серной кислоты?

Решение:

  1. Записываем уравнение реакции:
    Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2
    Находим молярную массу цинка:
    M (Zn) = 65 г/моль
    Находим молярную массу серной кислоты:
    M (H2SO4) = 1 • 2 + 32 + 16 • 4 = 98 (г/моль)
    (молярную массу каждого элемента, численно равную относительной атомной массе, смотрим в периодической таблице под знаком элемента и округляем до целых)
  2. Находим чистую массу серной кислоты в растворе:
    m растворенного вещества = m раствора • ω = 200 • 0,10 = 20 (г)
    Более рационально подставить в уравнение массу, но если Ваш учитель требует решать через моли, находим количество вещества серной кислоты:
    n (H2SO4) = m/M = 20 г / 198 г/моль и т. д. Потом подставляем в уравнение моли.
  3. Находим, какое вещество в недостатке. Для этого записываем над уравнением реакции имеющиеся данные, а под уравнением — массу согласно уравнению (равна молярной массе, умноженной на число моль, т. е. коэффициент перед веществом. В этом примере равен 1):
    6,5 г  20 г
    Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2
    65 г    98 г
    Составляем неравенство из двух дробей:
    6,5 г < 20 г
    65 г      98 г
    Цинк в недостатке — расчет ведем по нему (его отношение фактической массы к эквивалентной массе меньше, значит, он израсходуется раньше. Серная кислота останется в избытке)
    Будьте внимательны! Ошибка в этом действии делает решение неверным!
  4. Записываем над уравнением реакции полученные данные, а под уравнением — данные по уравнению в тех же единицах измерения:
    6,5 г                             x моль
    Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2
    65 г                              1 моль
    Составляем пропорцию:
    6,5 г — x моль
    65 г  — 1 моль
    Находим число моль выделившегося водорода:
    x = 6,5 г • 1 моль / 65 г = 0,1 моль
  5. Находим объем водорода:
    v = 22,4 л/моль • n,
    где 22,4 — молярный объем, т. е. объем одного моля любого газа,
    n — количество вещества (моль)

    v = 22,4 л/моль • 0,1 моль = 2,24 л

Ответ: 2,24 л.

Пример 2:

Какой объём газа (н. у.) выделится, если цинк опустить в 40 мл 10%-ного раствора соляной кислоты, плотность которого 1.07 г/мл?

Решение:

  1. Записываем уравнение реакции:
    Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2
    Задача имеет решение, если цинк в избытке.
  2. Находим массу раствора соляной кислоты:
    m = v • ρ = 40 мл • 1,07 г/мл = 42,8 г
  3. Находим чистую массу соляной кислоты в растворе:
    m растворенного вещества = 42,8 • 0,10 = 4,28 (г)
  4. Находим молярную массу соляной кислоты:
    M (HCl) = 1 + 35,5 = 36,5 (г/моль)
    Находим количество вещества соляной кислоты:
    n (HCl) = m/M = 4,28 г / 36,5 г/моль = 0,117 моль
  5. Записываем над уравнением реакции имеющиеся данные, а под уравнением — число моль согласно уравнению (равно коэффициенту перед веществом):
        0,117 моль         x моль
    Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2
          2 моль            1 моль
    Составляем пропорцию:
    0,117 моль — x моль
    2 моль — 1 моль

    Находим x:
    x = 0,117 моль • 1 моль / 2 моль = 0,0585 моль
  6. Находим объем водорода:
    v = 22,4 л/моль • 0,0585 моль = 1,31 л
  7. Округляем результат, чтобы в нем было не больше значащих цифр, чем в величинах в условии задачи (2 значащие цифры)

Ответ: 1,3 л.

Пример 3:

Какую массу сложного эфира можно получить при действии на 100 г 20%-ного раствора этилового спирта избытком уксусной кислоты?

Решение:

  1. Записываем уравнение реакции:
    CH3COOH + HOC2H5 → CH3COOC2H5 + H2O
  2. Находим чистую массу этилового спирта:
    mспирта = mр-ра • ω = 100 г • 20% = 100 г • 0,20 = 20 г
  3. Находим молярную массу спирта и эфира:
    M (HOC2H5) = 1 + 16 + 12 • 2 + 5 = 46 (г/моль)
    M (CH3COOC2H5) = 12 + 3 + 12 + 16 + 45 = 88 (г/моль)
  4. Подставляем данные по условию задачи в уравнение
                        20 г                 x г
    CH3COOH + HOC2H5 → CH3COOC2H5 + H2O
                        46 г                88 г
  5. Составляем пропорцию, находим x:
    20 г — x г
    46 г — 88 г
    x = 20 • 88 / 46 = 38,3 (г)

Ответ: 38 г

Если ваши преподаватели требуют решать все в молях, переводите чистую массу спирта в моли по формуле:

n = m / M

а уравнение будет выглядеть так:
                  0,43 моль     x моль
CH3COOH + HOC2H5 → CH3COOC2H5 + H2O
                  1 моль          1 моль

В конце найденное количество моль переводим в массу, умножая моли эфира на молярную массу:

m = n • M = ...

(Ответ должен получиться приблизительно такой же)

автор: Владимир Соколов


       

Главная    Карта сайта    Контакты    Прокомментировать          © 2009–2016 S-konda.ru