УРОВЕНЬ В

1. Определить количество моль воды в формуле кристаллогидрата Na₂CO₃·nH₂O, если в результате прокаливания его масса изменилась от 1,43 до 0,53 г. Определить объем выделившейся парообразной воды при 200^оС и давлении 98,2 кПа.

Дано:	РЕШЕНИЕ: При прокаливании кристаллогидрата протекает реакция: Na2CO3·nH2O Na2CO3 +nH2O↑(1.1) Находим массу воды (), выделившейся при разложении кристаллогидрата: = 1,43 - 0,53 = 0,9 г

Расчет n ведем по уравнению реакции (1.1)

- 106 г/моль - n18 г/моль

- 0,53 г - 0,9 г

где

n = =

Формула кристаллогидрата Na₂CO₃·10H₂O

Рассчитываем объем выделившейся газообразной воды при

Т = 273 + 200 = 473 К и Р = 98,2 кПа по уравнению Менделеева-Клапейрона

где Р – Па, V – м³, m – кг, М– кг/моль, R – 8,314 Дж/моль·К,

Т – К.

Откуда Ответ: формула кристаллогидрата: Na₂CO₃·10Н₂О; .

2. Определить состав смеси (% масс.), содержащей карбонат магния (15 г) и оксид магния. Если после прокаливания смеси, полученный продукт вступил в реакцию с ортофосфорной кислотой и образовалось 80 г ортофосфата магния. Составить уравнения реакций.

Дано: MgO и MgCO3 m= 15 г m= 80 г	РЕШЕНИЕ: + мас. мас.
ω- ? ω- ?

При прокаливании смеси протекает реакция

MgCO₃ MgO + CO₂

Тогда по этому уравнению

М- 84,3 г/моль - 40,3 г /моль

m- (из MgCO₃) 15 г - (из MgCO₃)

где = 24,3 + 16 = 40,3 г/моль

М= 24,3 + 12 + 16·3 = 84,3 г/моль

(из MgCO₃) = == 7,17 г

После прокаливания смесь состоит только из MgО

При взаимодействии продукта, полученного после прокаливания с ортофосфорной кислотой, протекает реакция

3MgO_(общ.) + 2H₃PO₄ = Mg₃(PO₄)₂ + 3H₂O

3М_MgО ________ М

m_MgO(общ) 80 г

тогда

3∙ 40,3г/моль 262,9 г/моль

m_MgO(общ) 80 г

где М_MgО = 40,3 г/моль , М= 262,9 г/моль

откуда m_MgO(общ) = г

тогда

m_MgO(исх) = m_MgO(общ) – m_{MgO (из MgCO)} = 36,79 г – 7,17 г = 29,62 г

Таким образом

m_смеси = m_MgO(исх) + = 29,62 г + 15 г = 44,62 г

Состав исходной смеси

ω= мас.

ω= 100 – 66,38 = 33,62% масс.

3. При взаимодействии 1,8 г технического карбоната кальция (мела) с HCl выделилось 400 см³ CO₂, собранного над водным раствором NaHCO₃ и измеренного при температуре 288 К и давлении 730 мм рт.ст. Давление паров воды при 288 К равно 12,79 мм рт.ст. Определить содержание СаСО₃ в техническом карбонате кальция в процентах.

Дано:

РЕШЕНИЕ: Так как, примеси, содержащиеся в техническом СаСО3 не взаимодействуют с HCl с образованием CO2, то массу чистого карбоната кальция () определяем по уравнению реакции (1.4):

СаСО₃ +2HCl=CaCl₂ + H₂O+CO₂↑ (1.4)

22400 cм³ (н.у.)

Находим

100 г/моль 22400 см³

где

откуда (1.5)

где - объем выделившегося СО₂, приведенный к нормальным условиям.

Для определения воспользуемся объединенным газовым законом:

где - парциальное давление СО₂, так как СО₂ собран над водным раствором NaHCO₃, то

= + , тогда

мм рт.ст.

Т_o = 273 К,

Р_o = 760 мм рт. ст.,

тогда =

Определяем массу чистого СаСО₃ по формуле (1.5):

= , тогда

Ответ: содержание СаСО₃ в меле 88,89%.

2. ЭКВИВАЛЕНТ. ЗАКОН ЭКВИВАЛЕНТОВ

УРОВЕНЬ А

1. Трехвалентный элемент образует оксид, содержащий 68,90% масс. кислорода. Вычислить молярную массу эквивалента элемента и назвать элемент.

Дано: 68,90% асс. В = 3   Мэк(Э) - ? Э - ?

РЕШЕНИЕ: По закону эквивалентов: =

М_эк(Э) = , где М_эк(О) = 8 г/моль

m_окс = m_э +

m_э = 100 - = 100 – 68,9 = 31,1 г.

М_эк(Э) = = 3,61 г/моль

М_эк(Э) = , где В – валентность элемента.

М_э = М_эк(Э) ∙ В = 3,61 ∙ 3 = 10,83 г/моль, что соответствует молекулярной массе атома бора.

Ответ: М_эк(Э) = 3,61 г/моль; элемент – В.

2. На восстановление 7,2 г оксида потребовалось 2,24 л водорода, измеренного при н.у. Рассчитать молярные массы эквивалентов оксида и металла. Назвать этот металл.

Дано: mокс. = 7,2 г 2,24 л   Мэк(Окс.) -? Мэк(Ме) - ? Ме - ?

РЕШЕНИЕ: По закону эквивалентов = 11,2 л/моль

М_ЭК(Окс) = = = 36 г/моль

М_ЭК(Окс) = М_ЭК(Ме) + М_ЭК(О)

М_ЭК(Ме) = М_ЭК(Окс) – М_ЭК(О) = 36 - 8 = 28 г/моль

М_Э = М_ЭК(Ме) · В

Если В = 1 М_Э = 28 г/моль. Такого металла в таблице Д.И. Менделеева нет. Если В = 2 М_Э = 56 г/моль. Следовательно, Ме - Fe

Ответ: М_эк(Окс) = 36 г/моль, М_эк(Ме) = 28 г/моль, Ме – Fe

3. Хлорид некоторого металла массой 0,493 г обработали избытком раствора AgNO₃. При этом образовалось 0,95 г AgCl. Вычислить молярную массу эквивалента металла и назвать этот металл.

Дано: =0,494г = 0,95 г   Mэк(Me) - ? Me - ?

РЕШЕНИЕ: По закону эквивалентов: т.е. = =

где х – валентность Ме, т.к. заряд хлорид иона равен – 1.

М_ЭК (AgCl) = = 108 + 35,5 = 143,5 г/моль

= = 74,62 г/моль

= +

г/моль

= -

= 74,62 –35,5 = 39,12 г/моль.

М_Э = М_ЭК(Ме) · В. Если х = В = 1, то М_Э = 39,12 г/моль, что соответствует молярной массе атома калия.

Ответ: = 39,12 г/моль, Ме - К

УРОВЕНЬ В

1. При растворении 16,25 г двухвалентного металла в кислоте выделилось 6,52 л водорода, собранного над водой и измеренного при температуре 298К и давлении 730 мм рт. ст. Определить молярную массу эквивалента металла и назвать металл. Давление паров воды при температуре 298К равно 23,76 мм рт. ст.

Дано: =16,25 г В = 2 6,52 л Т = 298 К Робщ = 730 мм рт.ст = 23,76 мм рт.ст   Мэк(Ме) - ? Ме - ?

РЕШЕНИЕ: По закону эквивалентов = Мэк(Ме) = = = 11,2 л/моль

По объединенному уравнению газового состояния

где: Т_о = 273 К, Р_о = 760 мм рт.ст.

Р_общ = + ; = Р_общ -

определяем

=
= 5,55 л

М_эк(Ме) = =32,79 г/моль

М_эк(Ме) = , г/моль, где В – валентность металла

М_Ме = М_эк(Ме) ∙ В = 32,79 ∙ 2 = 65,58 г/моль, что соответствует молекулярной массе атома цинка.

Ответ: М_эк(Zn) = 32,79 г/моль, металл – Zn

2. При окислении металла израсходовано 3,79 л кислорода, измеренного при 293 К и давлении 740 мм рт.ст. Образовалось 39,43 г оксида. Определить молярные массы эквивалентов металла и оксида. Назвать металл.

Дано: mокс. = 39,43 г 3,79 л Т = 293 К = 740 мм рт.ст.   Мэк(Окс) -? Мэк(Ме) - ? Ме - ?

РЕШЕНИЕ: По закону эквивалентов nэк (окс) = nэк(О2) Мэк(Окс) = л/моль

По объединенному уравнению газового состояния

где: Т_О = 273 К, Р_О = 760 мм рт.ст.

определяем

= = 3,44 л.

М_эк(Окс) = 64,2 г/моль

М_эк(Окс) = М_эк(Ме) + М_эк(О)

М_эк(Ме) = М_эк(Окс) - М_эк(О)

М_эк(Ме) = 64,2 – 8 = 56,2 г/моль

М_Ме = М_эк(Ме) ∙ В. Если В = 1, то М_Э = 56,2 г/моль. Такого металла в таблице Д.И. Менделеева нет. Если В = 2, то М_Ме = 112,4 г/моль. Следовательно, металл - кадмий

Ответ: М_эк(Окс) = 64,2 г/моль

М_эк(Ме) = 56,2 г/моль

Ме – Cd

3. Написать уравнения реакций взаимодействия гидроксида железа (III) с хлороводородной кислотой с образованием:
а) хлорида дигидроксожелеза (III);
б) хлорида гидроксожелеза (III);
в) хлорида железа (III).