W (Al) - ?
W (Cu) - ?
Решение:
1 этап. Все ли компоненты смеси реагируют с соляной кислотой?
Составьте уравнение реакции.
С соляной кислотой вступают в реакцию те металлы, которые
находятся в электрохимическом ряду напряжений до водорода.
Из металлов данной смеси с соляной кислотой реагирует только
алюминий.
х г 3,7 л
2 Al + 6 HCl → 2 AlCl3 + 3H2↑
2 моль 3 моль
М = 27 г/моль Vm = 22,4 л/ моль
m = 54 г V = 67,2 л/ моль
2 этап. По уравнению реакции вычислим массу алюминия.
х / 54 = 3,7 / 67,2
x = 2,973 (г)
3 этап. Вычислим массу меди в смеси. По условию масса смеси 6 г, а
масса алюминия 2,973 г.
m (Cu) = 6 – 2,973 = 3,027 (г)
4 этап. Вычислим массовые доли металлов в смеси по формуле:
W (Ме) = m (Ме) / mсмеси
W (Al) = 2,973 / 6 = 0, 4955 или 49, 55 %
W (Cu) = 3,027 / 6 = 0, 5045 или 50,45 %
Ответ: W (Al) = 49,55 % ; W (Cu) = 50,45 %
Задача №8
При последовательном пропускании смеси газов: азота, оксида углерода (II), оксида углерода (IV) объёмом 10 л (н.у.) через избыток известковой воды и затем над нагретым оксидом меди (II) выпадает 10 г осадка и образуется 6,35 г меди. Определите объёмную долю каждого газа в смеси.
Дано:
Vcмеси = 10 л
m (CaCO3) = 10 г
m (Cu) = 6,35 г
М (СаСО3) = 100 г/ моль
М (Сu) = 63,5 г/ моль
_____________________
φ (N2) -?
φ (CO) -?
φ (CO2) -?
Решение:
1 этап. С каким из газов реагирует избыток известковой воды при
последовательном пропускании смеси? Составьте уравнение реакции.
х л 10 г
Са (ОН)2 + СО2 → СаСО3↓ + Н2О (1)
1 моль 1 моль
Vm = 22, 4 л/моль М = 100 г/ моль
V = 22 , 4 л m = 100 г
В результате реакции выпадает осадок карбоната кальция массой 10 г.
2 этап. Вычислим объём углекислого газа, содержавшегося в смеси по
уравнению реакции (1):
х / 22,4 = 10 / 100
х = 2,24 л
3 этап. Какой из оставшихся газов вступает в реакцию с нагретым оксидом
меди (II)? Составьте уравнение реакции.
y л 6,35 г
CuO + CO → Cu↓ + CO2↑ (2)
1 моль 1 моль
Vm = 22, 4 л/моль М = 63, 5 г/моль
V = 22, 4 л m = 63, 5 г
4 этап. Вычислим объём угарного газа по уравнению реакции (2):
y /22,4 = 6,35 / 63,5
y = 2, 24 л
5 этап. Какой газ, содержавшийся в смеси, не прореагировал?
Вычислите его объём.
Вычислим объём азота: V (N2) = 10 – 2,24 – 2,24 = 5,52 л
6 этап. Вычислим объёмные доли газов в исходной смеси.
φ (N2) = 5,52/ 10 = 0,552 или 55,2 %
φ (CO) = 2,24 /10 = 0,224 или 22,4 %
φ (CO2) = 2,24 / 10 = 0,224 или 22,4 %
Ответ: φ (N2) = 55,2 %; φ (CO) = 22,4 %; φ (CO2) = 22,4 %.
Задача №9
Определите массовую долю каждого из газов в смеси, состоящей из водорода и метана, если её плотность по водороду равна 5.
Дано:
D (H2) = 5
M (H2) = 2 г/моль
М (СН4) = 16 г/моль
________________
W (H2) -?
W (CH4) -?
Решение:
1 этап. Обозначим массовые доли газов через переменные величины.
W (H2) = х %, W (CH4) = (100 – х) %
2 этап. Вычислим среднюю молярную массу смеси по формуле
М = M (H2)* D (H2)
М = 5 * 2 = 10 г/ моль
3 этап. Выразим массы водорода и метана с учётом массовой доли
газов в смеси по формуле: m = M* W/ 100%
m (H2) = 2*x/ 100; m (CH4) = 16*(100 – x)/ 100
4 этап. Выразим среднюю молярную массу смеси как сумму масс газов в
смеси и вычислим х:
2*х /100 + 16*(100 – x) / 100 = 10
х =42, 85 %
5 этап. Вычислим массовую долю метана в смеси:
W (CH4) = 100 – 42, 85 = 57, 15 %
Ответ: W (H2) = 42, 85 %; W (CH4) = 57, 15 %.
Список литературы
1.Т.М. Варламова, А.И. Кракова Общая и неорганическая химия. Базовый курс. М.: Рольф, 2000, с. 58 – 60, 63.
2. А.С. Гудкова, К.М. Ефремова 500 задач по химии. М.: Просвещение, 1977, с. 39, 57, 118, 129.
3. Д.П. Ерыгин, Е.А. Шишкин Методика решения задач по химии.
М.: Просвещение, 1989, с. 5 – 10, с. 136 – 142.
4. Н.Н. Магдесиева, Н.Е. Кузьменко Учись решать задачи по химии.
М.: Просвещение, 1986, с. 79, 191.
5. Н.Е. Кузьменко, В.В. Ерёмин, В.А. Попков Начала химии (2 том).
М.: издательство «Экзамен», 2007, с, 172, 225.
6. А.Г. Пилипенко, В.Я. Пачинок, И.П. Середа Справочник по элементарной химии. Киев: Наукова Думка, 1985.