Как найти массу исходной смеси

Здравствуйте, уважаемые читатели!

На днях на просторах интернета мне попалось условие задачи, которая отличалась от ранее разбираемых задач (формата 34 задачи ЕГЭ по химии). К особенностям задачи можно отнести следующие:

• Нахождение состава смеси из четырех компонентов путем последовательной обработки смеси разными реагентами.
• Компоненты смеси, в зависимости от их химических свойств, можно разделить на 2 группы. Это обусловливает специфику используемых на каждом этапе реагентов.
• Так как количество неизвестных величин в любой задаче равно количеству известных величин, даны 4 числовые характеристики получаемых материальных потоков.
• эти характеристики частично заданы в относительной форме (уменьшение или увеличение массы на ….г), поэтому основой решения являлся материальный баланс для конкретного потока (твердого остатка или раствора)

Текст задачи из интернета был неполным. Я взяла на себя смелость его дополнить ( дополнение выделено курсивом).

Итак, Задача 1

Смесь из цинка, оксида цинка, меди и оксида меди (II) обработали раствором щелочи. Масса смеси уменьшилась на 2,27 г, а масса раствора увеличилась на 2.25 г. Остаток растворили в концентрированной азотной кислоте. При этом выделилось 2,24 л бурого газа, масса раствора увеличилась на 5 г. Найти состав исходной смеси.

Решение.

1. Характеристика процессов, происходящих при взаимодействии смеси с раствором щелочи:

а)Zn+2NaOH+2H2O=H2+Na2(Zn(OH)4) (1)

ZnO+2NaOH+ H2O= Na2(Zn(OH)4) (2)

б) Найдем массы прореагировавших цинка и оксида цинка

Согласно условию:

m(Zn)+m(ZnO)=2,27 г (уменьшение массы смеси, произошло за счет растворения компонентов в щелочи)

2,27- m1 (H2 )=2,25 г(изменение массы раствора, складывается за счет перехода компонентов смеси в раствор и удаления выделяющегося водорода из раствора)

Пусть n(Zn)=x моль, n(ZnO)=у моль,тогда выразим изменения массы смеси и раствора и составим систему:

65х+81у=2,27

2,27- х*2=2,25, откуда n(Zn)=x=0,01 моль, n(ZnO)=у=0,02 моль

m(Zn)=0,01*65=0,65 г, m(ZnO)=0,02*81=1,62 г,

2.Характеристика процессов, происходящих при взаимодействии нерастворившейся смеси с конц. HNO3:

а) Сu +4HNO3 =2NO2+Cu(NO3)2+2H2O (3)

СuO +2HNO3 = Cu(NO3)2+ H2O (4)

б)Найдем массу растворившейся меди:

Согласно условию:

n3(NO2)=2,24/22,4=0,1 моль,

тогда n3(Сu)=0,5*0,1=0,05 моль, m (Сu)=0,05*64=3,2 г

в)Найдем массу растворившегося СuO:

m(Сu)+m(СuO)-m(NO2)=5 г(изменение массы раствора, складывается за счет перехода компонентов смеси в раствор и удаления выделяющегося газа из раствора)

тогда m(СuO)=5+m(NO2)-m(Сu)=5+0,1*46-3,2=6,4 г

3.Состав исходной смеси:

mсмеси=0,65+1,62+3,2+6,4=11,87 г

W(Zn)=0,65/11,87=0,055=5,5%,

W(ZnO)=1,62/11,87=0,136=13,6%,

W(Сu)=3,2/11,87=0,27=27%,

W(СuO)=6,4/11,87=0,539=53,9%.

По мотивам задачи 1 мною была составлена задача 2. В то время, как все количественные характеристики задачи 1 прямо характеризуют процессы, протекающие с компонентами смеси (изменение массы смеси, раствора, объем газа), в задаче 2 одна из характеристик носит опосредованный характер. Это масса серы, выделившейся при взаимодействии газовых потоков. Она является ключом к характеристике процесса растворения железа и хрома в кислоте. Итак,

Задача 2.

Смесь порошков 4 металлов (железо, хром, цинк и магний) смешали с избытком холодной концентрированной серной кислоты. Выделился газ с неприятным запахом. После окончания всех реакций масса раствора увеличилась на 7,2 г, масса смеси металлов уменьшилась на 8,9 г. Нерастворившийся остаток нагревали с концентрированной серной кислотой, при этом выделялся газ с резким запахом. После окончания всех реакций масса раствора уменьшилась на 0,42 г. Газы, выделившиеся на первой и второй стадиях процесса, смешали. При этом образовалось 1,44 г простого вещества желтого цвета. Найти состав исходной смеси металлов (% масс).

Решение.

1. Характеристика процессов, происходящих при взаимодействии смеси с холодной H2SO4 конц:

а)4Zn+5H2SO4 конц=4ZnSO4+H2S+4H2O (1)

4Mg+5H2SO4 конц=4MgSO4+H2S+4H2O (2)

б) Найдем массы прореагировавших цинка и магния и количество выделившегося газа:

Согласно условию:

m(Zn)+m(Mg)=8,9 г (уменьшение массы смеси, произошло за счет растворения компонентов в холодной H2SO4 конц)

8,9- m1+2(H2S)=7,2 г(увеличение массы раствора, складывается за счет перехода компонентов смеси в раствор и удаления выделяющегося газа из раствора )

Пусть n(Zn)=x моль, n(Mg)=у моль,тогда выразим изменения массы смеси и раствора и составим систему:

65х+24у=8,9

8,9-0,25(х+у)*34=7,2, откуда n(Zn)=x=0,1 моль, n(Mg)=у=0,1 моль

m(Zn)=0,1*65=6,5 г, m(Mg)=0,1*24=2,4 г,

n1+2(H2S)=0,25(х+у)=0,25*0,2=0,05 моль

2.Характеристика процессов, происходящих при взаимодействии оставшейся смеси металлов с горячей H2SO4 конц:

а)2Fe+ 6H2SO4 конц=Fe2(SO4)3+3SO2+ 6H2O (3)

2Cr+ 6H2SO4 конц=Cr2(SO4)3+3SO2+6H2O (4)

б) выразим изменение массы раствора и количество выделившегося газа:

Согласно условию:

m3+4(SO2)-m(Fe)-m(Cr)= 0,42 г (изменение (уменьшение) массы раствора, складывается за счет перехода компонентов смеси в раствор и удаления выделяющегося газа из раствора )

Пусть n(Fe)=x моль, n(Cr)=у моль,тогда выразим изменение массы раствора

1,5(х+у)*64-56х-52у=0,42 или 40х+44у=0,42 (5)

n(SO2)=1,5(х+у) (6)

3. Характеристика процессов, происходящих при взаимодействии выделившихся газов:

2H2S+SO2=3S+2H2O (7)

n( S) по условию = 1,44/32=0,045 моль;

n1+2(H2S) =0,05 моль; , H2S- в избытке, SO2 – в недостатке

n(SO2)=1/3n( S)=0,045/3=0,015 моль=1,5(х+у) (6)

4. Найдем массы железа и хрома в исходной смеси

Составим систему из уравнений 5 и 6:

40х+44у=0,42

1,5(х+у)=0,015, откуда х=n(Fe)=0,005 моль, у=n(Cr)=0,005 моль

m(Fe)=0,005*56=0,28 г, m(Cr)=0,005*52=0,26 г.

5.Состав исходной смеси металлов:

mсмеси=6,5+2,4+0,28+0,26=9,44 г

W(Zn)=6,5/9,44=0,689=68,9%,

W(Mg)=2,4/9,44=0,254=25,4%,

W(Fe)=0,28/9,44=0,03=3%,

W(Cr)=0,26/9,44=0,027=2,7%.

В заключение хочу отметить, что любая используемая в рассмотренных задачах количественная характеристика могла бы быть выражена через атомистику. Вариативность данного типа задач может быть реализована и через привлечение в качестве одной из четырех количественных характеристик данных по используемым растворам ( в том числе растворимости).

Заранее благодарна за конструктивные замечания и пожелания.

Всего доброго!

P.S. Ответы на комментарии к статье:

Читатели попросили меня рассмотреть задачу, условие которой приведено в комментариях. Сделаю это ниже. Но прежде всего хочу выразить признательность уважаемой Ирине Козыревой. Предлагаемые ею модификации задач несут в себе определенные инсайты по сравнению с исходными вариантами.

Интересным элементом данной задачи считаю то, что , при указанном соотношении компонентов в смеси, не указано, к какому компоненту какое число относится. Недостатком условия, на мой взгляд, является неопределенность по отношению к том, какое соотношение дано (молярное или какое другое) и неудачный (на мой взгляд) подбор числовой информации, приведший меня к необходимости его изменения.

Надеясь на понимание автора задачи, составила свой вариант условия:

Смесь, состоящая из фосфора, кремния, серы и углерода, прокипятили в щелочи. Выделившаяся смесь имела плотность по водороду, равную 7,85. Масса раствора после реакции изменилась на 2,23 г, масса нерастворенного компонента составляет 0,12 г. Мольное соотношение компонентов в смеси составляет 1:6:2:1. Вычислить массовые доли компонентов смеси.

Итак, решение задачи.

1. Характеристика процесса растворения смеси в щелочи:

а)4P+3NaOH+3H2O=PH3+3NaH2PO2(1)

Si+2NaOH+H2O=2H2+Na2SiO3 (2)

3S+6NaOH=2Na2S+Na2SO3+3H2O (3)

Нерастворенным компонентом является углерод, n(C)=0,12/12=0,01 моль.

б) Найдем количественный состав газовой смеси (PH3 и H2):

М смеси= 7,85 *2=15, 7 г

Пусть в 1 моле смеси содержится х моль Н2 и (1-х) моль РН3, тогда:

2х+34(1-х)=15,7, откуда х =0,57 моль

Т.о., мольная доля Н2 в смеси = 0,57, мольная доля РН3 = 0,43.

в)пусть n2(Si)=x моль, тогда n2(Н2)=2x моль,

пусть n1(Р)=у моль, тогда n1(PH3)=0,25у моль,

n1(PH3)/n2(Н2)=0,43/0,57 , т.е.

0,25у/2x=0,43/0,57, откуда у=6 х (1), т.о. n (Р)= 6n (Si)

2. Найдем состав исходной смеси.

а)Согласно условию мольное соотношение между компонентами 1:6:2:1

n (Р):n (Si)=6:1, n(C)= 0,01 моль,

Возможны 2 варианта состава смеси :

n (Р):n (Si):n(C):n(S)=6:1:2:1, откуда

n (Р)=0,03 моль; n (Si)=0,005 моль, n(S)=0,005 моль,

б) выразим изменение массы раствора:

2,23= n (Р)*31+n (Si)*28+n(S)*32-(2n (Si)*2+0,25*n (Р)*34)

или:

2,23= 0,955 – неверно

Второй вариант состава смеси:

n (Р):n (Si):n(C):n(S)=6:1:1:2, откуда

n (Р)=0,06 моль; n (Si)=0,01 моль, n(S)=0,02 моль,

выразим изменение массы раствора:

2,23= n (Р)*31+n (Si)*28+n(S)*32-(2n (Si)*2+0,25*n (Р)*34)

или:2,23=2,23- верно.

т. о, n (Р)=0,06 моль; n (Si)=0,01 моль, n(S)=0,02 моль, n(C)= 0,01 моль.

в) m смеси= 31*0,06+28*0,01+32*0,02+12*0,01=2,9 г

W(P)=64%, W(Si)=9,7%,W(S)=22%,W(С)=4,3%.

Общее впечатление от задачи – очень понравилась. Разного рода недочеты бывают всегда и у самых маститых авторов. Когда составляешь задачу, без ошибок на первом этапе не обойтись (по крайней мере у меня это так). Но красивых задач с таким элементом неопределенности не припомню. Автору – браво!

Подготовка
к ЕГЭ. Задачи на смеси. Расчеты по уравнениям реакций

(Вопрос
№33 (№39-2016 г.) (С4)).

Автор: Бабий Т.М. учитель химии МБОУ «СОШ № 198»

Бормотова Н.А. учитель химии МБОУ «СОШ № 89»

Определение
состава продукта реакции (задачи на “тип соли”)”.

В задании №39
встречаются задачи, которые можно разделить на пять типов:

1. расчеты
   по уравнениям реакций;
2. определение
   состава продукта реакции (задачи на “тип соли”);
3. задачи
   на смеси веществ;
4. нахождение
   массовой доли одного из продуктов реакции в растворе по уравнению электронного
   баланса;
5. нахождение
   массы одного из исходных веществ по уравнению материального баланса.

Задачи на смеси.
С4. ЕГЭ

Смеси – это
сложные системы, состоящие из двух или более веществ. Состав смесей выражают
разными способами, наиболее часто встречающейся в задачах величиной является
массовая доля вещества.
Массовая доля вещества в смеси – это отношение массы вещества к массе
всей смеси:
ω( в-ва)= m_(в-ва)  / m_(смеси)

выражается
она в долях от единицы или процентах.

Задачи
на смеси очень разнообразны, способы их решения –тоже. Главное при решении
–правильно составить уравнения. реакций, а для этого нужно иметь

прочные
знания о химических свойствах веществ. Напомним основные моменты.

Взаимодействие металлов с кислотами

С растворимыми минеральными кислотами (кроме азотной и
концентрированной серной) реагируют только металлы, находящиеся в
электрохимическом ряду напряжений левее водорода. При этом металлы, имеющие
несколько степеней окисления (железо, хром, марганец, никель), проявляют минимальную
из возможных степень окисления – обычно это +2.

• Взаимодействие металлов (в том числе и тех,
  которые находятся в электрохимическом ряду правее водорода) с азотной
  кислотой приводит к образованию продуктов восстановления азота, а с серной
  концентрированной кислотой – к выделению продуктов восстановления серы.
  Поскольку в реальности образуется смесь продуктов восстановления, в задаче
  часто есть прямое указание на получающееся вещество.
• С холодными (без нагревания) концентрированными
  азотной и серной кислотами не реа-

гируютAl, Cr, Fe. При нагревании реакция протекает и образуются
соли этих металлов

в степениокисления +3. Не реагируют с данными кислотами ни при
какой концентрации

Au и Pt.

Взаимодействие металлов с водой и щелочами

• В воде при комнатной температуре растворяются только металлы,
которым соответствуют растворимые основания (щелочи). Это щелочные металлы –
Li, Na, K,

Rb, Cs, а также металлы IIа группы – Са, Sr, Ba. Образуется щелочь
и водород. При кипячении в воде также можно растворить Mg.

• В щелочи могут раствориться только амфотерные металлы –алюминий,
цинк, бериллий, олово. При этом образуются гидроксо-комплексы и выделяется
водород,

например:

2Al + 2NaOH + 6H₂O = 2Na[Al(OH)₄]
+ 3H₂↑,

Zn + 2NaOH + 2H₂O =  Na2[Zn(OH)₄] + H₂↑.

ТИП I. НЕРАСТВОРИМОСТЬ ОТДЕЛЬНЫХ КОМПОНЕНТОВ.

Задача 1. Смесь алюминия и железа
обработали избытком соляной кислоты, при этом выделилось 8,96 л газа (н.у.).
Это же количество смеси обработали избытком раствора гидроксида натрия,
выделилось 6,72 л газа (н.у.). Найти массовую долю железа в исходной смеси.

Решение

1) Составим уравнения реакций взаимодействия металлов с

кислотой и щелочью, при этом нужно учесть, что железо не
реагирует с раствором щелочи:

2Al + 6HCl = 2AlCl₃+ 3H₂ ↑       (1)

2моль                            3моль

Fe+  2HCl  =  FeCl₂  +H₂↑           
(2)            

1моль                         1моль

2Al + 2NaOH + 6H₂O == 2Na[Al(OH)₄] + 3H₂↑      
(3)

2моль                                                           
3моль             

2)
Поскольку со щелочью реагирует только алюминий, то мож-

но
найти его количество вещества:

ν(Н2)
= V/V_M= 6,72 (л) / 22,4 (л/моль) = 0,3 моль,

следовательно,
ν(Al) = 0,2 моль.

3)
Поскольку для обеих реакций были взяты одинаковые количества смеси, то в
реакцию с

соляной
кислотой вступило такое же количество алюминия, как и в реакцию со щелочью,

–
0,2 моль.

По
уравнению (1) находим:

ν(Н₂)
= 0,3 моль.

4)
Найдем количество вещества водорода, выделившегося в результате реакции
металлов с кислотой:

ν_общ(Н₂)
= V / V_М= 8,96 (л) / 22,4 (л/моль) = 0,4 моль.

5)
Найдем количество вещества водорода, выделившегося при взаимодействии железа с
кислотой, и затем количество вещества железа:

ν(Н₂)
= ν_общ(Н₂) – ν(Н₂) = 0,4 – 0,3 = 0,1 моль,

ν(Fe)
= 0,1 моль.

6)
Найдем массы Al, Fe, массу смеси и массовую долю железа в смеси:

m(Al) = 27
(г/моль) * 0,2 (моль) = 5,4 г,

m(Fe) = 56
(г/моль) * 0,1 (моль) = 5,6 г,

m_смеси(Al, Fe) =
5,4 + 5,6 = 11 г,

ω_(Fe)
= m_в-ва / m_см = 5,6 / 11 = 0,5091 (50,91
%).

Ответ. ω(Fe) =
50,91 %.

ТИП II. ≪ПАРАЛЛЕЛЬНЫЕ
РЕАКЦИИ≫

Речь идет об одновременно происходящих реакциях, с реагентом
(реагентами) взаимодействуют все компоненты смеси. Для определения порций
отдельных компонентов придется использовать алгебраический алгоритм. Поскольку
в дальнейшем предстоят расчеты по уравнениям реакций, в качестве неизвестной
величины лучше всего выбрать количество вещества.

Алгоритм 1. Решение через систему уравнений с двумя неизвестными

(подходит для любой задачи такого типа)

1. Составить уравнения реакций.

2. Количества веществ (ν) в исходной смеси
обозначить через х, у моль и, согласно молярным соотношениям по
уравнениям реакций, выразить через х, у моль количества веществ в

образовавшейся смеси.

3. Составить математические уравнения. Для
этого следует выразить массу (или объем)

веществ через х, у и молярную массу (молярный объем)
по формулам:

m = ν*M;   V = ν*V_М.

4. Составить систему уравнений и решить ее.

5. Далее решать согласно условиям задачи

Задача
1. Пластинку
из магниево-алюминиевого сплава массой 3,9 г поместили

в
раствор соляной кислоты. Пластинка растворилась, и выделилось 4,48 л газа.
Найти массовые доли металлов в сплаве.

Решение

1)
Запишем уравнения реакции:

Mg
+ 2HCl = MgCl₂ +H₂↑

1моль                        
1моль

2Al+
6HCl = 2AlCl₃ +3H₂↑

2моль                          
3моль

    
2) Обозначим количества веществ:

ν(Mg)
= x моль; ν(Н₂) = х моль;

ν(Al)
= y моль; ν(Н₂) = 1,5 у моль.

3)
Составим математические уравнения: найдем массы магния, алюминия и их смеси, а
также ко-

личество
вещества выделившегося водорода:

m(Mg) = 24x,

m(Al) = 27y,

m(смеси) =
24х + 27y;

ν(Н₂)
= V/V_M= 4,48 (л) / 22,4 (л/моль) = 0,2 моль.

4)
Составим систему уравнений и решим ее:

24x+
27y=3,9

x 
+1,5y
= 0, 2 .

х
=
0,2 – 1,5у,

24(0,2
– 1,5у) + 27у = 3,9,

у
=
0,1;

х
=
0,2 – 1,5*0,1 = 0,05.

5)
Найдем массы магния и алюминия и их массовые доли в смеси:

m(Mg) =
0,05 (моль) * 24 (г /моль) = 1,2 г,

m(Al) = 0,1
(моль) * 27 (г /моль) = 2,7 г,

ω(Mg)
= m(Mg) / m(см.) = 1,2 (г) / 3,9 (г) = 0,3077,

ω(Al)
= m(Al) / m(см.) = 2,7 / 3,9 = 0,6923.

 Ответ. ω(Mg) =
30,77 %; ω(Al) = 69,23 %.

Задача
2. К
раствору, содержащему 5,48 г смеси сульфата и силиката натрия, прибавили
избыток хлорида бария, в результате образовалось 9,12 г осадка. Найти массы
солей в исходной смеси.

Решение

1)
Составим уравнения реакций:

Na₂SO₄
+ BaCl₂ = BaSO₄↓ + 2NaCl,

1моль                      
1моль

Na₂SiO₃
+ BaCl2 =BaSiO₃↓+ 2NaCl.

1моль                       
1моль

2)
Обозначим количества веществ:

ν(Na₂SO₄)
= x моль,

ν(BaSO₄)
= х моль;

ν(Na₂SiO₃)
= у моль,

ν(BaSiO₃)
= у моль.

3)
Составим формулы для массы веществ:

m(Na₂SO₄)
= 142x,

m(BaSO₄)
= 233x,

m(Na₂SiO₃)
= 122y,

m(BaSiO3) = 213y;

m_{(исх. см.)} = m(Na₂SO₄)
+ m(Na₂SiO₃),

m_{(обр. см.)} = m(BaSO₄)
+ m(BaSiO₃).

4)
Составим систему уравнений и решим ее:

142x+ 122y =5,48

233x+ 213y =9,12 .

х
=
0,03, y= 0,01.

m(Na₂SO₄) = 0,03
(моль)æ142 (г/моль) = 4,26 г,

m(Na₂SiO₃)
= 5,48 – 4,26 = 1,22 г.

Ответ. m(Na₂SO₄)
= 4,26 г;  m(Na₂SiO₃)
= 1,22 г.

Алгоритм
2. Решение через уравнение с одним неизвестным

(подходит
только для задач, в которых можно найти общее количество продукта,
образующегося во всех параллельных реакциях)

1.
Составить
уравнения реакций.

2.
Найти
количество образовавшегося вещества.

3.
Обозначить
количество вещества, получившегося в результате одной реакции, через

х
моль,
тогда количество вещества, получившегося в результате второй реакции, будет
равно:

(ν
– х). Выразить, согласно уравнениям реакций, количества веществ в
исходной смеси.

4.
Выразить
массы веществ, составить и решить уравнение с одним неизвестным.

 Из
двух задач, решенных по алгоритму 1, этим способом можнорешить только задачу
1. (в разделе

ТИП II. ≪ПАРАЛЛЕЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ≫)

Решение
задачи 1

1)
Составим уравнения реакций:

Mg+
2HCl = MgCl₂ + H₂ ↑      (1)

1моль                         
1моль

2Al+ 6HCl = 2AlCl₃
+3H₂↑    (2)

2моль                          
3моль

 2)
Найдем количество вещества образовавшегося водорода:

ν(Н2)
= V / V_М = 4,48 (л) / 22,4 (л/моль) = 0,2 моль.

3)
Обозначим количество вещества водорода, получившегося по реакции (2),

ν(Н2)
= х моль, тогда количество вещества водорода, получившегося по реакции
(1),

равно:
ν(Н2) = 0,2 – х.

Согласно
уравнениям реакций в исходной смеси было:

ν(Mg)
= 0,2 – x; ν(Al) = 2x / 3.

4)
Выразим массы:

m(Mg) =
24(0,2 – x) = 4,8 – 24x,

m(Al) =
27æ2x /3 = 18х.

Составим
уравнение с одним неизвестным:

4,8
– 24х + 18х = 3,9;

х
=
0,15.

ν(Mg)
= 0,2 – 0,15 = 0,05 моль;

ν(Al)
= 2/3 * 0,15 = 0,1 моль.

5)
Найдем массы магния и алюминия и их массовые доли в смеси:

m(Mg) =
0,05 (моль) * 24 (г /моль) = 1,2 г,

m(Al) = 0,1
(моль) * 27 (г /моль) = 2,7 г,

ω(Mg)
= m(Mg) / m(см.) = 1,2 (г) / 3,9 (г) = 0,3077,

ω(Al)
= m(Al) / m(см.) = 2,7 / 3,9 = 0,6923.

 Ответ. ω(Mg) =
30,77 %; ω(Al) = 69,23 %.

ТИП III. КОМБИНИРОВАННЫЕ ЗАДАЧИ

Задача 1. При обработке 17,4 г смеси
алюминия, железа и меди избытком соляной кисло-

ты выделилось 8,96 л (н.у.)  . Не растворившийся в соляной кислоте
остаток растворился

 в концентрированной азотной  кислоте с выделением 4,48 л газа
(н.у.). Определить состав

исходной смеси (в %).

Решение

1)
Составим уравнения реакций:

Fe+
2HCl = FeCl₂ + H₂↑   

1моль                
     1моль

 
2Al+ 6HCl = 2AlCl₃ +3H₂↑

2моль                           
3моль

Cu+
4HNO₃ == Сu(NO3)₂ + 2NO₂↑+ 2H₂O.

1моль                                      
2моль 

2)
Найдем количество вещества оксида азота(IV) и количество

вещества
и массу меди:

ν(NO₂)
= V / V_М= 4,48 л / 22,4 (л/моль) = 0,2 моль,

ν(Сu)
= 0,1 моль;

m(Cu) = M
* ν == 64 (г/моль) * 0,1 (моль) = 6,4 г.

3)
Найдем массу смеси железа и алюминия:

m(Fe, Al) =
17,4 (г) – 6,4 (г) = 11 г.

4)
Обозначим количества веществ:

ν(Fe)
= x моль, ν(Н2) = х моль;

ν(Al)
= y моль, ν(Н2) = 1,5 у моль.

5)
Выразим массы Fe и Alчерез  xи y; найдем количество вещества
водорода:

m(Fe) = 56x;
m(Al) = 27y;

ν(Н₂)
= V / V_М= 8,96 (л) / 22,4 (л/моль) = 0,4 моль.

6)
Составим систему уравнений и решим ее:

56x
+ 27y = 11

X
+ 1,5y 
=0,4 .

 х
=
0,4 – 1,5у;

56(0,4
– 1,5у) + 27у = 11,

у
=
0,2;

х
=
0,4 – 1,5*0,2 = 0,1.

7)
Найдем массы железа и алюминия, затем массовые доли веществ в смеси:

m(Fe) = 0,1
(моль) * 56 (г/моль) = 5,6 г,

m(Al) = 0,2
(моль) * 27 (г/моль) = 5,4 г;

ω(Cu)
= m(Cu) / m(см.) = 6,4 (г) / 17,4 (г) = 0,368,

ω(Fe)
= m(Fe) / m(см.) = 5,6 (г) / 17,4 (г) = 0,322,

ω(Al)
= m(Al) / m(см.) = 5,4 (г) / 17,4 (г) = 0,31.

Ответ. ω(Сu) =
36,8 %; ω(Fe) = 32,2 %; ω(Al) = 31 %.

ТИП IV. ЗАДАЧИ НА КИСЛЫЕ СОЛИ

Этот тип задач тоже был предложен впервые в одном из вариантов ЕГЭ
по химии в 2012 г. В зависимости от количеств реагирующих веществ возможно
образование смеси двух солей. Приведем пример.

При нейтрализации оксида фосфора(V) щелочью в зависимости от
молярного соотношения

образуются следующие продукты:

P₂O₅
+ 6NaOH = 2Na₃PO₄
+ 3H₂O,

ν(P₂O₅)
/ ν(NaOH) = 1/6;

P2O5 + 4NaOH = 2Na₂HPO₄
+ H2O,

ν(P₂O₅)
/ ν(NaOH) = 1/4;

P₂O₅
+ 2NaOH + H₂O = 2NaH₂PO₄,

ν(P₂O₅)
/ ν(NaOH) = 1/2.

При взаимодействии 0,2 моль Р₂О₅ с раствором
щелочи, содержащим 0,9 моль NaOH, молярное

соотношение находится между 1/4 и 1/6. В этом случае образуется
смесь двух солей: фосфата натрия и гидрофосфата натрия. Если раствор щелочи
будет содержать 0,6 моль NaOH, то молярное соотношение будет другим:

0,2/0,6 =1/3, оно находится между 1/2 и 1/4,

поэтому получится другая смесь двух солей: дигидрофосфата и
гидрофосфата натрия.

Эти задачи можно решать разными способами. В любом случае вначале
нужно составить

уравнения всех возможных реакций, найти количества реагирующих
веществ и, сравнив их соотношение с числом моль по уравнению, определить, какие
соли получаются.

При
более простом варианте (алгоритм 1) можно не учитывать

последовательность
протекания реакций, исходить из предположения, что одновременно происходят две
реакции, и использовать алгебраический способ решения.

Алгоритм
1

(Параллельные
реакции)

1.
Составить
уравнения всех возможных реакций.

2.
Найти
количества реагирующих веществ и по их соотношению определить уравнения

двух
реакций, которые происходят одновременно.

3.
Обозначить
количество вещества одного из реагирующих

веществ
в первом уравнении как

х моль, во втором – умоль.

4.
Выразить
через х и у количества веществ реагентов или

получившихся
солей согласно молярным соотношениям по уравнениям.

5.
Составить
и решить систему уравнений с двумя неизвестными, найти

количества
реагирующих веществ, затем количества получившихся солей.

Далее
решать задачу согласно условию.

При
более сложном для понимания, но более глубоко раскрывающем химизм происходящих

процессов
способе решения нужно учитывать то, что в некоторых случаях продукты реакции
зависят

от
порядка смешивания веществ.

Нужно
учитывать последовательность реакций, протекающих при взаимодействии
многоосновной

кислоты
и щелочи. Так, при постепенном добавлении гидроксида натрия к раствору
фосфорной кислоты будут протекать реакции:

H₃PO₄
+ NaOH = NaH₂PO₄ + H₂O,

NaH₂PO₄ + NaOH = Na₂HPO₄ + H₂O,

Na₂HPO₄ + NaOH = Na₃PO₄ + H₂O.

При
обратном же порядке смешивания реагентов последовательность протекания и сами
реакции будут иными:

3NaOH
+ H₃PO₄ = Na₃PO₄ + 3H₂O,

2Na₃PO₄
+ H₃PO₄ = 3Na₂HPO₄,

Na₂HPO₄ + H₃PO₄ = 2NaH₂PO₄.

При
пропускании углекислого или сернистого газов через раствор щелочи получается
средняя

соль,
т.к. вначале щелочь находится в избытке. Затем по мере добавления оксида
появляется его

избыток,
он реагирует со средней солью, которая частично превращается в кислую.

Алгоритм
2

(Последовательные
реакции. Нейтрализация щелочи)

1.
Составить
уравнение реакции образования средней соли.

Количество
вещества средней соли и количество вещества прореагировавшей кислоты или
кислотного оксида рассчитывается по количеству вещества щелочи.

2.
Найти
количество вещества избытка кислоты или кислотного оксида:

ν_изб = ν_исх – ν_прор.

Составить
уравнение реакции избытка кислоты или оксида со средней солью.

3.
По
количеству вещества избытка кислоты или кислотного оксида найти количество

вещества
кислой соли и количество прореагировавшей средней соли.

4.
Найти
количество вещества оставшейся средней соли.

Задача
1. Газ,
полученный при сжигании 19,2 г серы в избытке кислорода, без остатка
прореагировал с 682,5 мл 5%-го раствора гидроксида натрия (плотность 1,055
г/мл).

Определите
состав полученного раствора и рассчитайте массовые доли веществ в этом растворе

Решение

1)
Составим уравнения возможных реакций:

S  +O₂  =  SO₂                              
(1)

1моль1моль

SO₂  +NaOH  =  NaHSO₃  , (2)

1моль1моль1моль

SO₂ 
+  2NaOH  =  Na₂SO₄  + H₂O. (3)

1моль     2моль           1моль

2)
Найдем количества вещества реагентов:

ν(S)
= m / M = 19,2 (г) / 32 (г/моль) = 0,6 моль;

ν(SO₂)
= 0,6 моль;

m(р-ра
NaOH) = V(р-ра) * ρ(р-ра) == 682,5 (мл) * 1,055 (г/мл) = 720,04 г,

m(NaOH) = m(р-ра)
* ω = 720,04 (г) * 0,05 = 36 г,

ν(NaOH)
= m / М == 36 (г) / 40 (г/моль) = 0,9 моль.

Сравним
данные количества веществ по уравнениям (2) и (3):

ν(SO₂)
: ν(NaOH) = 0,6 (моль) : 0,9 (моль) = 1 : 1,5.

Это
свидетельствует о том, что в полученном растворе будут находиться обе соли:

NaHSO₃
и Na₂SO₃.

Далее
задачу можно решать разными способами, напримерпоалгоритму 1.

3)
Обозначим количество вещества оксида серы(IV), вступившего во взаимодействие с
гидроксидом натрия, в реакции (2) как

ν(SO₂)
= х моль,

а
в реакции (3) как

ν(SO₂)
= у моль.

4)
Тогда, в соответствии со стехиометрией, в реакцию (2) вступило х моль
NaOH, а в реакцию (3)

 –2y
моль NaOH.

5)
Составим систему уравнений:

       
x +  y = 0,6

      
x   + 2 y = 0,9.

     
х =
0,6 – у,

     
0,6 – у + 2у = 0,9;

     
у =
0,3, х = 0,3.

По
уравнениям (2) и (3) следует, что количество вещества образовавшейся соли равно
количеству

вещества
оксида серы(IV), т.е.

ν(NaSO₃)
= 0,3 моль,

ν(NaHSO₃)
= 0,3 моль.

6)
Найдем массы веществ:

m(SO₂)
= M * ν = 64 (г/моль) * 0,6 (моль) = 38,4 г;

m(Na₂SO₃)
= M * ν = 126 (г/моль) * 0,3 (моль) = 37,8 г;

m(NaHSO₃)
= M * ν = 104 (г/моль) * 0,3 (моль) = 31,2 г.

7)
Найдем массу раствора после реакций и массовые доли растворенных солей:

m(р-ра) = m(SO₂)
+ m(р-ра NaOH) = 38,4 + 720,04 = 758,44 г;

ω(Na₂SO₃)
= m / m(р-ра) = 37,8 (г) / 758,44 (г) = 0,0498,

ω(NaHSO₃)
= m / m(р-ра) = 31,2 (г) / 758,44 (г) = 0,0411.

Ответ. ω(Na₂SO₃)
= 4,98 %;  ω(NaHSO₃)
= 4,11 %.

Решим
эту задачу по алгоритму 2.

1)
Сначала протекает реакция образования средней соли:

SO₂ 
+  2NaOH  =  Na₂SO₄  + H₂O.

1моль     2моль           1моль

По
данным из условия задачи рассчитываем количество вещества NaOH, а по нему –
количество получившегося Na₂SO₃ и прореагировавшего SO₂:

ν(Na₂SO₃)
= 0,9 : 2 = 0,45 моль,

ν(SO₂) =
0,9 : 2 = 0,45 моль.

2)
Поскольку оксид серы(IV) был взят в избытке, то оставшееся количество его
вступит в реакцию

со
средней солью с образованием кислой соли:

SO₂  +NaOH  =  NaHSO3 

1моль  
1моль1моль

.

ν_изб(SO2) = ν_исх
– ν_прор= 0,6 – 0,45 = 0,15 моль.

3)
При этом образуется 0,3 моль NaHSO3.

 4)
Количество вещества оставшейся средней соли равно:

ν(Na₂SO₃)
= 0,45 – 0,15 = 0,3 моль.

Далее
ход решения одинаков: найдем массы веществ, массу раствора и массовые доли
растворен-

ных
в нем веществ.

Алгоритм
3 (Последовательные
реакции.Нейтрализация кислоты)

1.
Составить
уравнение реакции образования кислой соли.

Количество
вещества кислой соли и количество прореагировавшей щелочи рассчитывается

по
количеству вещества кислоты.

2.
Найти
количество вещества избытка щелочи:

ν_изб
= ν_исх– ν_прор .

Составить
уравнение реакции избытка щелочи с кислой солью.

3.
По
количеству щелочи найти количество вещества средней соли и количество

 прореагировавшей
кислой соли.

4.
Найти
количество вещества оставшейся кислой соли.

Попробуйте
решить сами.

Задача
2. Через
224 г раствора с массовой долей гидроксида калия 20 % пропустили 11,2 л
сернистого газа (н.у.). Вычислить массовые доли солей в полученном растворе.

Ответ. ω(K₂SO₃)
= 18,52 %; ω(KHCO₃) = 9,38 %.

Задача
3. Через
100 мл раствора гидроксида натрия с плотностью 1,1 г/мл пропустили 4,928 л
оксида углерода(IV) (н.у.), в результате чего образовалось 22,88 г смеси двух солей.

Определить
массовые доли веществ в полученном растворе.

Ответ. ω(NaHCO₃)
= 1,4 %; ω(Na₂СO₃) = 17,7 %.

Задача
4. Продукты
полного сгорания 4,48 л сероводорода (н.у.) в избытке кислорода

полностью
поглощены 53 мл 16%-го раствора гидроксида натрия (ρ = 1,18 г/мл). Вычислить

массовые
доли веществ в полученном растворе и массу осадка, который выделится при
обработке этого раствора избытком гидроксида бария.

Ответ. ω(NaHSO₃)
= 22,8 %; ω(Na₂SO₃)
= 9 %; m(BaSO₃) = 43,4 г.

Задача
5. При
пропускании углекислого газа через раствор, содержащий 6 г гидроксида натрия,
образовалось 9,5 г смеси солей. Определить объем прореагировавшего углекислого
газа.

Ответ. V(CO₂)=
2,24 л.

Задача
6. В
стакан, содержащий 200 мл воды, последовательно внесли 28,4 г фосфорного
ангидрида и 33,6 г гидроксида калия. Вычислить массовые доли веществ,
содержащихся в растворе по окончании всех реакций.

Ответ. ω(KH₂РO₄)
= 10,38 %; ω(K₂HРO₄) = 13,28 %.

Задача
7. К
82 мл 20%-го раствора гидроксида натрия (ρ = 1,22 г/мл) добавили

116
мл 25%-й серной кислоты (ρ = 1,18 г/мл). Найти массовые доли солей в
образовавшемся

растворе.

Ответ. ω(NaHSO₄)
= 10,12 %; ω(Na₂SO₃) = 8,98 %.

В заключение приведем примеры типичных ошибок, возникающих
при решении задач, подобных

обсуждаемым.

• Составление «суммарного» уравнения
реакции.

Например, прирешении задачи, в которой смесьNaHCO₃ и Na₂CO₃
обработали соляной кислотой, нельзя писатьсуммарное уравнение реакции:

NaHCO₃ + Na₂CO₃ + 3HCl = 3NaCl +
2H₂O + 2CO₂↑.

Это ошибка. В смеси могут быть любые количества солей, а в
приведенном уравнении предполагается, что их количество равное.

Следует записывать отдельные уравнения реакций:

NaHCO₃ + HCl = NaCl + H₂O + CO₂↑,
(1)

Na₂CO₃ + 2HCl = 2NaCl + H₂O + CO₂↑.
(2)

• Предположение, что мольное соотношение
соответствует коэффициентам в уравнении.

Часто рассуждают, например, так:

коэффициенты перед формулами NaHCO₃ и Na₂CO₃
в уравнениях (1) и (2) равны, следовательно, и

количества солей тоже равны. Это неверно, эти количества
могут быть любыми, и они никак между собой не связаны.

Литература:
Химия Учебно-методический журнал для учителей химии и естествознания  № 4 (846) 
him.1september.ru

https://examer.ru/login

Задачи на определение количественного состава смеси – частые гости на экзаменах или контрольных любых уровней и классов. Многие из этих задач имеют схожую идею решения, поэтому, поняв основные принципы и методы, можно с легкостью решить задачу любой сложности на эту тематику.

Воздействие на смесь химическими реактивами

Первой идеей, или типом задач, являются те, где на смесь действуют определенными химическими реактивами. Эти вещества взаимодействуют только с одним компонентов смеси, что позволяет рассчитать его массу. Необходимым для решения являются знания характерных химических реакций, ведь без этого, попросту нереально написать соответствующие уравнения реакций. Рассмотрим это на таком примере.

Пример 1

Смесь, масса которой 41,8 г, которая содержит натрий карбонат, натрий нитрат и натрий сульфат, поместили в раствор H₂SO₄, масса которого равна 98 г, а массовая часть кислоты – 10%, и нагрели. Выделилось 2,24 л газа. К полученному раствору добавили избыток барий хлорида и получили 46,6 г осадка. Определите массовую часть натрий нитрата в исходной смеси.

Решение

Итак, первое, что нужно определить: какой газ выделяется при растворении в сульфатной кислоте? Это только карбонат натрия, другие компоненты не взаимодействуют с сульфатной кислотой. Тогда:

Na₂CO₃ + H₂SO₄ →rightarrow Na₂SO₄ + CO₂ ↑uparrow + H₂O

Тогда найдем количество моль газа и карбоната натрия:

nCO₂=V/V₀=2,24/22,4=0,1 моль

Далее в раствор добавляют хлорид бария. Как известно, ионы бария взаимодействую с сульфат-ионами и выпадает осадок сульфата бария.

Ba²⁺ + SO₄^2- →rightarrow BaSO₄

Стоит быть внимательным, т.к. в растворе есть два источника сульфат-ионов – сульфат натрия и сульфатная кислота. Можем найти, сколько было сульфата натрия:

nBaSO₄=m/Mr=46,6/(233)=0,2 моль

nH₂SO₄=m/Mr=m_р-ра ⋅cdot W/Mr=98 ⋅cdot 0,1/98=0,1 моль

Таким образом, nNa₂SO₄=nBaSO₄ – nH₂SO₄ = 0,2 – 0,1=0,1 моль

Теперь, зная сколько было натрий сульфата и карбоната, можем найти массу натрий нитрата:

mNa₂SO₄=n ⋅cdot Mr=0,1 ⋅cdot 142=14,2 г

mNa₂CO₃=n ⋅cdot Mr=0,1 ⋅cdot 106=10,6 г

mNaNO₃=m- mNa₂CO₃ – mNa₂SO₄=41,8-14,2-10,6=17 г

WNaNO₃=mNaNO₃/m=17/41,8 ⋅cdot 100%=40,67%

Нахождение состава смеси по плотности

Другим типом задач является нахождение состава смеси по известной плотности. Для решения таких задач требуется умение составления и решения несложных уравнений. Рассмотрим этот тип задач на таком примере

Пример 2

Смесь водорода и аммиака имеет плотность в 12,57 раза меньше плотности углекислого газа. Определите объемную часть водорода в смеси.

Решение

Сначала найдем, какую плотность имеет смесь. Как известно, плотность прямо пропорциональна молярной массе, поэтому молярная масса смеси

Mr_смеси=MrCO₂/12,57=44/12,57=3,5 г/моль

Далее, пусть x – объемная доля водорода в смеси, тогда (1-х) – объемная доля аммиака. Тогда, составим такое уравнение:

Mr_H2 ⋅cdot x+Mr_NH3 ⋅cdot (1-x)=Mr_смеси

2 ⋅cdot x + 17 ⋅cdot (1-x)=3,5

15x=13,5

x=0,9

Или 90% водорода в смеси.

Взаимодействие реагента с обоими компонентами смеси

Далее рассмотрим тип задач, в которых реагент взаимодействует с обоими компонентами смеси. Для решения таких задач нужно составить уравнение. Рассмотрим такой пример.

Пример 3

На 25 г смеси алюминия и меди подействовали концентрированной азотной кислотой и нагрели. Получили 33,6 л газа. Определите массовую часть алюминия в смеси.

Решение

Первое, что нужно сделать – написать уравнения реакций:

Cu + 4HNO₃ →rightarrow Cu(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O

Al + 6HNO₃ →rightarrow Al(NO₃)₃ + 3NO₂ + 3H₂O

Стоит отметить, что здесь азотная кислота реагирует с алюминием, поскольку взята горячая кислота.

Заметим, что на один моль меди приходится 2 моль газа, а на 1 моль алюминия – 3 моль газа.
Найдем количество газа:

n=V/V₀=33,6/22,4=1,5 моль

Далее составим такой уравнение:

Пусть x г – масса алюминия в смеси, тогда (25-х) г – масса меди.

Тогда:

(nAl) ⋅cdot 3+(nCu) ⋅cdot 2=0,5

Или x/Mr_Al ⋅cdot 3+(25-x)/Mr_Cu ⋅cdot 2=1,5

(x/27) ⋅cdot 3+(25-x) ⋅cdot 2/64=1,5

Решая, получаем х=9 г

Или W=m/m_смеси=9/25 ⋅cdot 100%=36%

В итоге, имеем, что для успешной борьбы с задачами на определение количественного состава смеси, важно иметь знания как в химии, так и обладать определенными математическими навыками.

Вычисление массы или
объема продукта реакции по известной массе или объему исходного вещества,
содержащего определенную массовую долю примесей (в %)

При
решении задач этого типа необходимо вначале рассчитать массу или объем чистого
вещества, которое содержится в исходной смеси, а потом решать как обычную
задачу по химическому уравнению. Массу чистого вещества (как и объем) можно
вычислить двумя способами.

С
п о с о б 1. Массу чистого вещества (или объем) определяют по формуле:

w (чист.
в-ва) = 100 % – w (примеси),

w (чист.
в-ва) =

m (чист.
в-ва) = m (смеси) · w (чист. в-ва)

Способ 2. Вначале определяют массу примеси:

m (примеси)
= m (смеси) · w (примеси), а затем вычитают ее из
массы смеси: m (чист. в-ва) = m (смеси) – m (примеси).

П р и м е р 1. На завод было
доставлено 50 т фосфорита, содержащего 35 % пустой породы. Определите
массу фосфата кальция в природном фосфорите.

Решение.

С п о с о б  1. Массовая доля фосфата
кальция в руде составляет:

w (Ca₃(PO₄)₂)
= 100 % – 35 % = 65 %,

m (Ca₃(PO₄)₂)
= 50 · 0,65 = 32,5 (т).

Способ
2. m (примеси) = 50 т · 0,35 = 17,5 т, тогда

m (Ca₃(PO₄)₂)
= 50 т – 17,5 т = 32,5 т.

П р и м е р  2. Определите, какой
объем ацетилена можно получить из карбида кальция массой 10 кг, массовая
доля примесей в котором 15 %.

Решение.

1.
Определяем массу примесей:

m (примеси)
= 10 · 0,15 = 1,5 (кг)

2.
Масса чистого карбида кальция равна

m (CaC₂)
= 10 – 1,5 = 8,5 (кг).

3.
Составляем уравнение реакции:

0,133 моль  х моль

CaC₂
+ 2H₂O = C₂H₂­­
+ Ca(OH)₂

1 моль         1 моль

4.
Рассчитываем ν (CaC₂):

ν (CaC₂)
= =
0,133 моль

5.
По уравнению реакции определяем ν (C₂Н₂):

ν (CaC₂)
= ν (C₂Н₂) Þ
ν (C₂Н₂) = 0,133 моль

6.
Определяем объем ацетилена:

V (C₂Н₂)
= ν (C₂Н₂) · V_M
= 0,133 моль · 22,4 м³/моль = 2,979 м³.

П р и м е р 3. Вычислите, какая масса
фосфорита с массовой долей примесей 12 % необходима для получения фосфора
массой 200 кг.

Решение.

х моль                                6,452 моль

Ca₃(PO₄)₂
+ 3SiO₂ + 5C  3CaSiO₃ + 2P
+ 5CO­­

1 моль                               2 моль

1.
Определяем ν (P)
: ν (P) = =
6,452 (моль).

2.
По уравнению реакции определяем ν (Ca₃(PO₄)₂)
чистого:

ν (Ca₃(PO₄)₂)
: ν (P) = 1 : 2 Þ
ν (Ca₃(PO₄)₂) = =
3,226 (моль).

3.
Находим массу чистого фосфата кальция, необходимую для получения фосфора массой
200 кг:

m (Ca₃(PO₄)₂)
= ν (Ca₃(PO₄)₂)
· М
= 3,226 · 310 = 1000 (кг).

4.
Находим массовую долю чистого фосфата кальция:

w (Ca₃(PO₄)₂) =
100 % – w (примесей) = 100 % – 12 % = 88 %.

5.
Определяем массу фосфорита, необходимую для получения фосфора массой
200 кг:

w (Ca₃(PO₄)₂)
=

Þ
m (фосфорита) = = 1136,4 (кг).

П р и м е р  4. При взаимодействии
кальцинированной соды массой 10,8 г с избытком соляной кислоты получили
оксид углерода (IV) объемом 2,24 л (н. у.). Вычислите массовую долю
(%) примесей в кальцинированной соде.

Решение.

х моль                              0,1 моль

Na₂CO₃
+ 2HCℓ = 2NaCℓ + H₂O + CO₂­­

1 моль                              1 моль

1.
Находим количество вещества СО₂:

ν (СО₂)
= =
0,1 (моль)

2.
Вычисляем массу Na₂CO₃ в кальцинированной соде.

Из
уравнения реакции следует:

ν (Na₂CO₃)
: ν (СО₂) = 1 : 1 Þ
ν (Na₂CO₃) = 0,1 моль, тогда

m (Na₂CO₃)
= ν (Na₂CO₃)
· М (Na₂CO₃)
= 0,1 · 106 = 10,6 (г).

3.
Находим массу примесей в кальцинированной соде:

m (прим.)
= m (кальц. сода) – m (Na₂CO₃) = 10,8 – 10,6 =
0,2 (г)

4.
Вычисляем массовую долю примесей:

w примесей
= =
0,018, или 1,8 %.

Реши самостоятельно:

1. Определите массу NaOH, которую
можно получить при взаимодействии соды с известковым молоком, полученным из
5 кг известняка, содержащего 80 % CaCO₃. (3,2 кг.)

2.
Вычислите объем (в м³) оксида углерода (IV) и массу жженой извести
(CaO), которые можно получить при обжиге 500 кг известняка, содержащего
92 % карбоната кальция. (257,6 кг CaO и 103 м³ СО₂.)

3.
Какая масса раствора с массовой долей серной кислоты 70 % потребуется для
получения фосфорной кислоты из фосфорита массой 200 кг, содержащего
70 % Ca₃(PO₄)₂? (189,7 кг.)

4.
При взаимодействии 5,0 г технического магния с избытком соляной кислоты
выделилось 3,36 л водорода (н. у.). Вычислите массовую долю (в %)
чистого магния в техническом магнии. (72,0 %.)

5.
Оксид углерода (IV), полученный при сжигании угля массой 50 г, пропустили
через раствор гидроксида бария. Какая масса осадка образовалась,  если 
массовая  доля  углерода в угле составляет 96 %? (788 г.)

6.
Песок массой 2 кг сплавили с избытком гидроксида калия, получив в
результате реакции силикат калия массой 3,82 кг. Определите выход продукта
реакции, если массовая доля оксида кремния (IV) в песке равна 90 %. (82,7 %.)

7.
При сгорании технической серы массой 10 г выделился газ, который
пропустили через избыток раствора гидроксида натрия. В реакцию вступил
гидроксид натрия массой 24 г. Определите массовую долю серы в техническом
продукте. (96 %.)

8.
Вычислите массу раствора кислоты с массовой долей HCℓ 30 %,
затраченную на растворение цинка массой 200 г с массовой долей примесей
35 %. (487 г.)

9.
Для обжига сульфида цинка массой 2 т с массовой долей негорючих веществ
3 % израсходовали 6000 м³ воздуха. Определите объемные
доли газов в образовавшейся газовой смеси. (83,1 % N₂;
7,76 % SO₂; 9,14 % О₂.)

10.
Вычислите, какая масса магнетита Fe₃O₄, содержащего
10 % примесей, необходима для получения железа массой 4 т. (6,134 т.)

11.
При действии на мрамор массой 10,5 г соляной кислотой выделился оксид
углерода (IV) объемом 2,24 л (н. у.). Определите массовую долю (%)
карбоната кальция в мраморе. (95,24 %.)

12.
При прокаливании на воздухе пирита массой 5 кг получен оксид серы    (IV) 
массой   5,12   кг. Определите   массовую  долю FeS₂ в пирите.
(96 %.)

13.
Вычислите число атомов углерода и кислорода в карбонате кальция массой  
11 кг,   в   котором   находится   9,1 %   примесей,  не содержащих
углерод и кислород. (6 · 10²² атомов углерода; 1,8 · 10²³
атомов кислорода.)

14.
Вычислите число атомов цинка и хлора в хлориде цинка массой 42,5 г,   в  
котором находится 20 % примесей, не содержащих цинк и хлор. (1,5 · 10²³
атомов цинка; 3 · 10²³ атомов хлора.)

15.
Массовая доля ZnS в цинковой обманке составляет 97 %. Определите, какой
объем сероводорода образуется из 500 кг цинковой обманки. (112 м³.)

16.
Какое количество бензола можно получить из ацетилена, выделившегося при
обработке водой карбида кальция массой 42,8 г с массовой долей примесей
18,4 %? Массовая доля выхода бензола составляет 30 %. (0,054 моль.)

17.
Из карбида кальция массой 7,5 г с массовой долей примесей 4 %
получили ацетилен, который был превращен в альдегид по реакции Кучерова. Какая
масса серебра выделится при взаимодействии всего полученного альдегида с
аммиачным раствором оксида серебра? (24,3 г.)

18.
Природный газ объемом 235,8 л (н. у.) использовали для получения
ацетилена. Объемная доля метана в газе составляет 95 %. Определите объем
образовавшегося ацетилена (н. у.), если его выход составил 60 %. (67,2 л.)

19. Вычислите
массу раствора с массовой долей гидроксида натрия 10 %, необходимую для
полной нейтрализации продукта сгорания природного газа объемом 23,33 л
(н. у.). Объемная доля метана составляет 96 %. (800 г.)

20. Какой объем
природного газа (н. у.) потребуется для получения муравьиной  кислоты 
массой  69 г путем  каталитического  окисления метана?    Объемная  
доля   метана   в  природном  газе   составляет 98 %. (34,28 л.)

21. Образец технического карбида алюминия массой
16 г обработали избытком воды. Определите объем газа (н. у.), который
получили, если массовая доля примесей в карбиде составляет 10 %, а выход
продукта реакции равен 75 %. (5,04 л.)