ХИМИЧЕСКИЕ ФОРМУЛЫ И РАСЧЕТЫ ПО НИМ. ЗАДАЧИ НА НАХОЖДЕНИЕ ХИМИЧЕСКОЙ ФОРМУЛЫ ВЕЩЕСТВА. 1-1. Известно вещество, в котором на два атома алюминия приходится три атома серы. В каких массовых отношениях надо взять алюминий я серу, чтобы оба вещества полностью вступили в реакцию? 1-2. Водород соединяется с кальцием в массовых отношениях 1:20. Выведите химическую формулу гидрида кальция. 1-3. Вычислите относительную молекулярную массу, массовые отношения элементов и их массовые доли (в %) для следующих соединений: а) Сu2О;б)SО3;в) СаО; г) К2О ; д) NO2 ; e) N2O; ж) Са(ОН)2; з)Na2S; и) Cu(NO3)2 ; к) (СuОH)2CO3; л) Na2CO3*10H2O; m)CuSO4 *5H2O; н) KAl(SO4)2*12Н2О. 1-4. Вычислите, где больше массовая доля серы: в сероводороде H2S или серном газе SО2 . 1-5. Вычислите, где больше массовая доля (в %) углерода: в угарном газе СО или углекислом газе СО2. 1-6. Вычислите, где больше массовая доля (в %) железа: в магнитном железняке Fe3O4 или красном железняке Fe2O3.
1-7. Вычислите, где больше массовая доля (в %) водорода: в метане СН4 или сероводороде H2S. 1-8. Сколько граммов кальция содержится в 250г известняка СаСО3 ? 1-9. Сколько граммов кремния содержится в 2,4 г кремнезема SiO2 ? 1-10. Какая масса углерода содержится в 110 г углекислого газа? . 1-11. Какая масса натрия содержится в 12,2г силиката натрия Na2SiO3 ? 1-12. Какая масса железа содержится в 6,4 кг красного железняка Fe2О3 ? 1-13. Рассчитайте массу красного железняка Fe2O3, содержащую 5,6 г железа 1-14. Рассчитайте массу сернистого газа SO2, содержащую 8 г серы. 1-15. Рассчитайте массу питьевой соды NaHCO3, содержащую 30 г углерода. 1-16. Вычислите массу гипса CaSO4*2Н2О, содержащую 8 г кальция. 1-17. Вычислите массу медного купороса CuSO4*5H2O, содержащую 32 г меди. 1-18. В некотором количестве медной руды содержится 8 кг меди. Какой массе оксида меди (II) это соответствует?
1-19. Образец красного железняка - железной руды, являющейся природным оксидом железа (Ш), - содержит 92% Fe2O3, остальное составляют примеси, не содержащие железо. Вычислите содержание железа (в кг) в одной тонне этой руды. 1-20. Какая железная руда наиболее богата железом: магнитный железняк Fe3O4, сидерит FeCO3 или бурый железняк 2Fе2О3*Н2О? Считать, что каждая из указанных руд содержит 10% посторонних примесей, не включающих железо. 1-21. Технический хлорид алюминия содержит 98% А1С13, остальное составляют примеси. Вычислите процентное содержание хлора в этом химическом продукте. 1-22. Железную руду, являющуюся природным оксидом железа (Ш), называют красным железняком. Образец красного железняка массой 80 г содержит 30г железа. Вычислите массовую долю (в %) примесей в данном образце железняка. 1-23. Минералы, содержащие менее 10% марганца, нельзя отнести к категории руды. Определите, является ли рудным месторождение пиролюзита, содержащее 14 % МnО2. 1-24. Железные руды относятся к богатым, если содержание железа в них более 50% по массе. Определите, относится ли к богатым рудам сидерит FeCO3. 1-25. Установите простейшую формулу муравьиной кислоты, если известно, что массовые отношения в ней водорода, углерода и кислорода равны 1:6:16. 1-26. В натуральном жемчуге массовые отношения кальция, углерода и кислорода равны 10:3:12. Какова простейшая химическая формула жемчуга? 1-27. В производстве хрустального стекла используется поташ. Какова простейшая химическая формула, поташа, если массовый состав этого вещества равен: калия - 56,6%; углерода - 8,7%; кислорода-34,8%? 1-28. Массовый состав этана следующий: 80% углерода, 20% водорода; Плотность этапа по водороду равна 15. Определите формулу этана. 1-29. Определите молекулярную формулу тиосульфата натрия, в котором массовая доля натрия 29,1%, серы 40,5%, кислорода 30,4%. Относительная молекулярная масса тиосульфата натрия 158. 1-30. Определите молекулярную формулу кальциевой селитры, в которой 24,39% кальция, 17,07% азота, 58,54% кислорода. Относительная молекулярная масса кальциевой селитры равна 164. 1-31. Определите простейшую формулу вещества, содержащего только углерод и водород, если при полном сгорании 2 г этого вещества образуется 4,5 г воды. 1-32. Определите молекулярную формулу соединения, содержащего 33,3% натрия, 20,29% азота, 46,38% кислорода. Известно, что относительная молекулярная масса этого соединения в 3 раза больше относительной атомной массы натрия.
1-33. Оксид хлора содержит 47,42% кислорода. Плотность паров этого оксида по водороду равна 33,73. Определите молекулярную формулу оксида хлора. 1-34. Вещество аммиак содержит 82,36% азота и 17,64% водорода. Его плотность по кислороду равна 0,531. Какова молекулярная формула аммиака? 1-35. Этиловый спирт содержит 52,18% углерода, 13,04% водорода, 34,78% кислорода. Плотность паров спирта по водороду равна 23. Определите формулу этилового спирта. 1-36. При сжигании 7,6 г соединения, состоящего из углерода и серы, получено 2,24 л углекислого газа и 4,48 л сернистого газа (н.у.). Определите молекулярную формулу вещества. 1-37. В оксиде молибдена отношение массы молибдена к массе атомарного Кислорода равно 2. Определите простейшую формулу этого оксида. 1-38. Образец соединения фосфора и брома массой 81,3 г содержит фосфор массой 9,3 г. Определите простейшую формулу этого соединения. 1-39. В некотором органическом веществе массовая доля углерода равна 85,71%, водорода - 14,29%. 42 г этого вещества при температуре 127°С и давлении 5 атм. занимают объем 3,28 л. Определите молекулярную формулу вещества. 1-40. Органическое вещество содержит 82,76% углерода и 17,24% водорода - 2,74 г этого вещества при температуре 37°С и давлении 0,5 атм. занимают объем 2,4 л. Определите молекулярную формулу вещества. 1-41. Органическое вещество имеет следующий процентный состав: 38,7% углерода, 51,6% кислорода, 9,7% водорода. 20,62 г паров этого вещества при температуре 35° С и давлении 2 атм. занимают объем 4,2 л. Определите молекулярную формулу вещества. 1-42. При сгорании 2,3 г органического вещества образовалось 4,4 г углекислого газа и 2,7 г воды. 2,3 г паров сгоревшего вещества при температуре 40°С и давлении 1,5 атм. занимают объем 0,855 л. Определите молекулярную формулу вещества. 1-43. Оксид азота содержит 30,4% азота. Определите молекулярную формулу оксида если известно, что 12,65 г его при температуре 20° С и давлении 912 мм рт. ст. занимают объем 5,5 л. 1-44. Органическое вещество имеет следующий массовый состав: 40% углерода, 53,3% кислорода, 6,7% водорода. 15 г этого вещества при температуре 18° С и давлении 610 мм рт.ст. занимают объем 14,9 л. Определите молекулярную формулу этого вещества. 1-45. Вычислите, в какой массе тригидрата нитрата меди (II) содержится 4,7 г безводной соли. 1-46. Вычислите массовую долю (в %) кристаллизационной воды в железном, купоросе FeSO4*7H2O. 1-47. Чего больше по массе - воды или безводной соли - в кристаллической соде Na2CO3*10H2O? Ответ подтвердите расчетом. 1-48. Из 4,88 г безводного сульфата магния получается 10 г кристаллогидрата. Сколько моль кристаллизационной воды приходится на 1моль безводной соли в этом кристаллогидрате?
1-49. Гипс CaSO4*2H2O при нагревании до 128° С теряет 3/4 своей воды (по массе), превращаясь в другой гидрат - жженый гипс (алебастр). Выведите формулу алебастра. 1-50. Русским химиком Т.Ловицем в 1796 году впервые был получен кристаллогидрат гидроксида калия. Массовая доля кристаллизационной воды в этом кристаллогидрате равна 39,1%. Какова формула этого кристаллогидрата? 1-51. Определите формулу кристаллогидрата хлорида кальция, зная, что 7,3 г кристаллогидрата теряют при обезвоживании 3,6 г воды. 1-52. Кристаллогидрат некоторой соли содержит 18,6% натрия, 25,8% серы, 19,4% кислорода и 36,2% воды. Какова формула кристаллогидрата? 1-53. Кристаллогидрат некоторой соли содержит 9,8% магния, 13%серы, 26% кислорода и 51,2% воды. Выведите формулу кристаллогидрата.
КОЛИЧЕСТВО ВЕЩЕСТВА. ЧИСЛО АВОГАДРО. МОЛЯРНАЯ МАССА. 2-1. Вычислите массу: а) 2 моль железа; б) 5 моль серы; в) 1,5 моль цинка; г) 10 моль воды; д) 3 моль серной кислоты H2SO4; e) 6,5 моль оксида кальция СаО; ж) 150 моль натриевой селитры NaNO3; з) 2355 моль едкого кали КОН. 2-2. Вычислите количество атомов: а) в порции железа количеством вещества 10 моль; б) в порции серы количеством вещества 0,1 моль; в) в порции цинка количеством вещества 0,2 моль; г) в порции кальция Количеством вещества 1000 моль. 2-3. Порция серы содержит 60*1023 атомов серы. Какому количеству вещества это соответствует? 2-4 Порция алюминия содержит 9*1023 атомов алюминия. Какому количеству вещества это соответствует? 2-5. Какова масса 6,5 моль кремния? Сколько атомов кремния содержится в этой порции вещества? 2-6. Масса порции кальция равна 0,4 г. Какому количеству вещества это соответствует? Сколько атомов кальция в этой порции вещества? 2-7. Вычислите количество вещества магния в образце магния массой 6 кг. 2-8. Масса образца аммиака NH3 равна 3,4 г. Вычислите: а) число молекул аммиака в данном образце; б) количество вещества аммиака в данном образце. 2-9. Вычислите массу калия, взятого количеством вещества 2500моль. сколько атомов калия в этой порции вещества? 2-10 Вычислите массу кремния, взятого количеством вещества 150 моль. Сколько атомов кремния в этой порции вещества? 2-11 Масса образца серной кислоты равна 196 г. Какому количеству вещества это соответствует? Сколько молекул серной кислоты содержится в этом образце? 2-12. Сколько молекул содержится в порции воды массой 9 г? Какова масса порции водорода Н2, в которой содержится столько же молекул? 2-13. На одну чашку весов положили серу количеством вещества 0,5 моль, на другую - 20 г железа. Будут ли весы в состоянии равновесия? Ответ подтвердите расчетом. 2-14. На одной чашке весов находится некоторое количество медных стружек, на другой чашке весов - порция магниевых стружек, содержащая 75,25*1023 атомов магния. При этом весы находятся в состоянии равновесия. Какова масса порции медных стружек? 2-15. На одну чашку весов положили порцию серы количеством вещества 5 моль. Вычислите, какое количество вещества оксида железа (III)
Fe2O3 надо положить на другую чашку весов, чтобы весы были в состоянии равновесия. 2-16. Вычислите, в каком случае масса вещества больше, если взять: а) 0,5 моль меди; б) 1 моль серы; в) 1,3 моль алюминия. 2-17. Вычислите, где содержится больше структурных частиц: в 8 кг оксида железа (III) Fe2О3 в 8 кг оксида меди (II) СuО. 2-18. Вычислите, что тяжелее: 0,1 моль серы, 0,1 моль воды или 0,1 моль кальция. 2-19. Образец вещества массой 6,6 г содержит 9*1022 молекул. Вычислите молярную массу вещества. 2-20. Образец вещества массой 12 г содержит 12*1022 молекул, Вычислите молярную массу вещества. 2-21 Вычислите массу образца углекислого газа, который содержит сколько же молекул, сколько атомов содержится в кусочке меди массой 1,6 г. 2-22. Вычислите массу образца ортофосфорной кислоты Н3РО4, который содержит столько же молекул, сколько атомов содержится в порции серы массой 4,8 г. 2-23. Вычислите массу образца воды, который содержит столько же молекул, сколько их в серной кислоте H2SO4 массой 0,49 г. 2-24. Вычислите, где содержится больше молекул: в порции водорода массой 16 г или в порции кислорода этой же массы. 2-25. Лаборанту необходимо было приготовить для проведения опыта порцию серы, содержащую 0,2 моль серы. Он приготовил навеску серы массой 5 г. Правильно ли лаборант выполнил задание? Как бы поступили вы? 2-26. Смешали металлические стружки: магний количеством вещества 1,5 моль и алюминий количеством вещества 2 моль. Вычислите массовую долю магния в полученной смеси. 2-27. Какое количество вещества атомной серы содержится в сульфиде железа (II) массой 11 г? 2-28. Вычислите количество вещества атомного фосфора, содержащегося в оксиде фосфора (V) массой 71 г. 2-29. Вычислите количество вещества атомного кальция, содержащегося в фосфорите Са3(РО4)2 массой 62 кг. 2-30. Смешали порошкообразные металлы: железо массой 24 г, цинк массой 46 г и медь массой 80 г. Вычислите массовую долю железа в полученной смеси. 2-31. В образце сплава меди с серебром число атомов меди равно числу атомов серебра. Вычислите массовую долю (в %) серебра в сплаве. 2-32. Рассчитайте число атомов меди в образце сплава меди с никелем массой 250 г, если массовая доля меди в сплаве равна 80%. 2-33. Определите количество вещества свинца, который надо взять для приготовления сплава олова со свинцом массой 30 г. Учтите, что массовая доля олова в сплаве должна быть равна 31%. 2-34. Алюминиево-бариевый сплав "Альба" используется в электровакуумном производстве как распыляемый газопоглотитель, Определите процентный состав сплава, если в нем на 1 моль атомов бария приходится 2,74 моль атомов алюминия.
ВЫЧИСЛЕНИЯ ПО УРАВНЕНИЮ ХИМИЧЕСКОЙ РЕАКЦИИ (УХР) С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПОНЯТИЯ "МОЛЯРНАЯ МАССА". 3-1. По УХР 2Си + О2 = 2СиО вычислите количество вещества и массу оксида меди, полученного при окислении 6,4 г меди. 3-2. По УХР 2Н2 + О2 = 2Н2О вычислите количество вещества и массу кислорода, затраченного для получения 1,8 г воды. 3-3. По УХР С + О2 = СО2 вычислите, какая масса углекислого газа образовалась при сжигании 0,12 тонн угля. 3-4. По УХР S + О2 = SО2 вычислите, хватит ли 8 кг кислорода для сжигания 16 кг серы. 3-5. По УХР Zn + CuCl2 = ZnCl2 + Си вычислите, хватит ли 13 г цинка для получения 13 г меди. 3-6. Сгорело 2 тонны метана СН4. По уравнению реакции СН4 + 2О2 = СО2+2Н2О вычислите массу (в тоннах) израсходованного кислорода. 3-7. По УХР 4Р+5О2=2Р2О5 вычислите массу сгоревшего красного фосфора, если образовалось 11,36 г оксида фосфора (V). 3-8. При сгорании 30 г алюминия образовался оксид алюминия массой 51г. Содержал ли алюминий негорючие примеси? Ответ подтвердите расчетом. 3-9. Вычислите, хватит ли 1 тонны кислорода для сжигания 500 кг угля. 3-10. Можно ли разложением 7,5 г пероксида водорода получить 4,5 г кислорода? Ответ подтвердите расчетом. 3-11. При сжигании 8 г угля в кислороде образовалось 22 г углекислого газа. Содержал ли уголь негорючие примеси? Ответ подтвердите расчетом. 3-12. При сжигании 2 г смеси серы и угля образовалось 6 г смеси сернистого и углекислого газов. Вычислите массы серы и угля в первоначальной смеси. 3-13. При прокаливании на воздухе 11,8 г смеси алюминия и меди образовалось 18,2 г смеси оксидов алюминия и меди. Вычислите массы алюминия и меди в первоначальной смеси. 3-14. В токе водорода нагревали 18,47 г оксида свинца (II): РbО+ Н2=Рb + Н2О. После прекращения нагревания масса оставшегося оксида РbО и образовавшегося свинца составила 18,07 г. Какая масса воды образовалась в этом опыте? 3-15. Сколько (по массе) кислорода потребуется для полного сгорания 1 тонны антрацита, в котором массовая доля углерода равна 96%, водорода - 2%, серы -1%, негорючих примесей -1% ?
3-16. Оксид железа массой 3,2 г восстановили водородом до металла, получив железо массой 2,24 г. Определите формулу исходного оксида железа. 3-17. Оксид свинца массой 81,26 г восстановили до металла водородом, получив свинец массой 70,38 г. Определите, какой оксид свинца был взят для реакции - оксид свинца (II) или оксид свинца (IV). 3-18. При взаимодействии алюминия массой 8,1 г с галогеном образовался галогенид алюминия массой 80,1 г. Какой галоген прореагировал с алюминием? 3-19. Щелочной металл массой 1,56 г прореагировал с избытком хлора. Полученное твердое вещество растворили в воде и добавили раствор нитрата серебра. При этом образовался осадок массой 5,74 г. Какой металл был взят для реакции? 3-20. Вычислите массу карбида алюминия Аl4C3, который можно получить при взаимодействии 4,8 г углерода с достаточным количеством алюминия. 3-21. Можно ли получить 10,65 г оксида фосфора (V), сжигая 4 г красного фосфора в избытке кислорода? Ответ подтвердите расчетом. 3-22. При взаимодействии магния массой 0,36 г с галогеном образовался галогенид магния массой 4,17 г. Какой галоген прореагировал с магнием? 3-23. При окислении 76,8 кг оксида серы (IV) кислородом получили 90 кг оксида серы (VI). Вычислите, весь ли оксид серы (IV) был окислен. 3-24. Вычислите потерю в массе (в %), происходящую при прокаливании известняка СаСО3. 3-25. Вычислите потерю в массе (в %), происходящую при прокаливании нитрата цинка. 3-26. При прокаливании 4,2 г карбоната магния образовался твердый остаток массой 2,55 г. Определите степень разложения карбоната магния и количественный состав твердого остатка. 3-27. При прокаливании 56,7 г нитрата цинка образовался твердый остаток массой 35,1 г. Определите степень разложения нитрата цинка и количественный состав твердого остатка. 3-28. Сожгли 1,4 кг оксида углерода (II). Весь полученный оксид углерода (IV) пропустили черву раствор, содержащий 8,55 кг гидроксида бария. Какая соль образовалась при этом и какова ее масса? 3-29. Весь углекислый газ, полученный при сжигании 9,6 кг угля, пропустили через раствор, содержащий 29,6 кг гидроксида кальция. Какая соль и какой массы образовалась при этом? 3-30. При полном разложении 2,1 г карбоната двухвалентного металла образовался твердый остаток массой 1 г. Определите, карбонат какого металла был взят для реакции. 3-31. При полном разложении гидроксида трехвалентного металла массой 93,6 г был получен твердый остаток массой 61,2 г. Определите химическую формулу этого гидроксида. 3-32. При взаимодействии 3,25 г двухвалентного металла с водой получили 4,05 г его оксида. Определите этот металл.
3-33. Щелочной металл массой 6,65 г полностью растворили в воде. Из полученного раствора выпариванием выделили 7,5 г щелочи. Определите этот металл. 3-34. Вычислите, какую массу безводного сульфата натрия можно получить при прокаливании глауберовой соли (декагидрата сульфата натрия) массой 64,4 г. 3-35. Прокалили некоторую массу гептагидрата сульфата железа (II),при этом получили 3,8 г безводной соли. Вычислите, какую массу кристаллогидрата прокалили. 3-36. Вычислите, какую массу безводного сульфата меди (II) можно получить при прокаливании медного купороса - пентагидрата сульфата меди (II) массой 1,25 г. 3-37. При взаимодействии 1,2 г двухвалентного металла с кислородом получили 2 г оксида. Определите металл.
ГЛАВА 4. ВЫЧИСЛЕНИЯ ПО ТЕРМОХИМИЧЕСКИМ УРАВНЕНИЯМ (ТХУ). 4-1. По ТХУ 2Сu + О2 = 2СuО+ 311 кДж вычислите, сколько теплоты выделится при окислении меди количеством вещества 6 моль. 4-2. По ТХУ 3Fe + 2O2 - Fe3O4 + 1116 кДж вычислите, сколько теплоты выделится при сжигании железа массой 560 кг. 4-3. По ТХУ S+ О2 = SO2 + 297 кДж вычислите, сколько тепловой энергии выделится при сжигании серы массой 0,8 тонны. 4-4. По ТХУ горения натрия в хлоре 2Na + Cl2 = 2NaCl + 819 кДж рассчитайте, какая масса натрия сгорела, если выделилось 41 кДж тепловой энергии. 4-5. По ТХУ 2Н2 + О2 = 2Н2О+ 572 кДж рассчитайте массу сгоревшего водорода, если выделилось 1,43 кДж теплоты. 4-6. По ТХУ С+ О2 - СО2 + 401 кДж вычислите, сколько теплоты выделится при сжигании угля массой 1,5 кг. 4-7. По ТХУ С+ О2 = СО2 + 401 кДж вычислите, сколько теплоты выделится при сжигании 1 кг антрацита, в котором массовая доля углерода равна 96%, негорючих примесей - 4%. 4-8. По ТХУ S+ О2 = SO2 + 297 кДж вычислите массовую долю негорючих примесей в техническом препарате серы если при сжигании образца серы массой 50 г выделилось 446 кДж теплоты. 4-9. По ТХУ СаСО3 = СаО+СО2-180 кДж вычислите, сколько тепловой энергии необходимо для полного разложения 0,5 тонн известняка, в котором массовая доля не разлагающихся примесей равна 10%. 4-10. При сжигании 65 кг цинка в кислороде выделилось 348-10 кДж теплоты. Вычислите тепловой эффект и напишите ТХУ реакции горения цинка в кислороде. 4-11. При сжигании 1,2 г магния в кислороде выделилось 30,1 кДж теплоты. Вычислите тепловой эффект и напишите ТХУ реакции горения магния в кислороде. 4-12. Тепловой эффект реакции разложения оксида ртути (II) равен 180 кДж. Сколько надо затратить энергии на разложение 0,05 моль оксида ртути (II)? 4-13. Тепловой эффект реакции горения фосфора равен 3010 кДж. Сколько энергии выделится при сжигании 21,7 кг фосфора? 4-14. Вычислите, сколько теплоты выделится при сжигании 1 кг антрацита, в котором массовая доля углерода равна 95%, водорода -3,4%,серы - 0,2%, негорючих примесей - 1,4%. Тепловой эффект реакции горения углерода равен 401 кДж, водорода 572 кДж, серы 297 кДж. 4-15. По ТХУ горения натрия в хлоре 2Na + Cl2 = 2NaCl + 819 кДж вычислите, какой объем хлора (н.у.) израсходован, если выделилось 205 кДж теплоты. Хватит ли полученного хлорида натрия для получения 15 л хлороводорода?
4-16. По ТХУ а) СаСО3 = СаО+ СО2 - 180 кДж; б) С+О2 = СO2+401 кДж вычислите, какую минимальную массу угля надо сжечь, чтобы полученной теплоты хватило для получения 0,5 тонн жженой извести СаО. 4-17. По ТХУ a) 2C2H2 + 5О2 = 4СО2 + 2Н2О+ 2700 кДж; б) 2Н2О=2Н2 + O2 -572 кДж вычислите, какой минимальный объем (н.у.) ацетилена C2H2 надо сжечь, чтобы полученной теплоты хватило для полного разложения 18 кг воды. 4-18. По ТХУ а) С+ О2 = СО2 + 401 кДж; б) С2Н4 + 3О2 = 2CО2 +2Н2О+1400кДж вычислите, какую массу угля надо сжечь, чтобы выделилось столько же энергии, сколько ее выделяется при сжигании 1,4 тонны этилена С2Н4. 4-19. При сжигании образца цинка массой 1,5 г выделилось 5,9 кДж теплоты. Определите, содержал ли образец цинка негорючие примеси, учитывая, что при сжигании 1 моль цинка выделяется 348 кДж теплоты. 4-20. По ТХУ а) СН4 + 2О2 = СО2 +2Н2О+ 890 кДж; б) СаСО3 = СаО + СО2 - 180 кДж вычислите объемную долю (в %) метана (СН4) в природном газе, если известно, что энергии, выделившейся при сжигания 1 М природного газа хватило на полное разложение 20 кг известняка, в котором массовая доля карбоната кальция равна 94 %. Считать, что другие компоненты природного газа не горючи. 4-21. На полное разложение некоторой массы карбоната кальция было израсходовано 0,9 кДж теплоты. Полученный оксид углерода (IV) был поглощен 0,148 - процентным раствором гидроксида кальция массой 125 г. Определите, какая соль и какой массы при этом получилась. Тепловой эффект реакции разложения карбоната кальция равен 180 кДж.
ГЛАВА 5. МОЛЯРНЫЙ ОБЪЕМ ГАЗОВ. ГАЗОВЫЕ ЗАКОНЫ. 5-1. Какой объем при нормальных условиях (н.у.) займут: а) 0,2 моль водорода; б) 2 моль кислорода? в) 10 моль азота; г) 0,05 моль углекислого газа, д) 150 моль фтора; е) 2220 моль хлора? 5-2. Какое количество вещества составляют (при н.у.): а) 112 л водорода; б) 2,24 м3 кислорода; в) 0,56 м3 азота; г) 4,48-10м3 фтора; д) 224 л углекислого газа; е) 168 м3 хлора? 5-3. Какой объем (при н.у.) займет смесь газов следующего состава: 0,35 моль кислорода, 0,22 моль азота, 1,65 моль углекислого газа и 0,78 моль оксида серы (IV)? Решите задачу наиболее рациональным способом. 5-4. Плотность гелия (в пересчете на н.у.) 0,178 кг/ м3. Исходя из этого, вычислите массу 1 моль гелия. 5-5. Плотность азота (в пересчете на н.у.) 1,2506 кг/м3. Исходя из этого, вычислите массу 1 моль азота. 5-6. Вычислите относительную плотность по водороду и воздуху для следующих газов: а) азота N2; б) кислорода О2; в) углекислого газа СО2; г) аргона Аг; д) сероводорода H2S; e) бромоводорода НВг. 5-7. Какой объем при н.у. займут: а) 0,5 кг водорода; б) 80 г кислорода; в) ,4,4 кг углекислого газа; г) 1 т аммиака NH3 д) 248,5 г хлора; е) 4 кг метана СН4 ? 5-8. Какой объем занимают 0,16 кг кислорода? Какая масса водорода займет такой же объем? Условия считать нормальными. 5-9. Относительная плотность, паров цинка по водороду при 1400°С приблизительно равна 32,7. Каков состав молекул цинка в парах? 5-10. Относительная плотность паров белого фосфора по воздуху равна 4,276. Найдите формулу белого фосфора. 5-11. Вычислите массу перманганата калия КMnО4, необходимого для получения 0,00112 м3 кислорода. 5-12. Какой объем кислорода можно получить при разложении 1,7 кг пероксида водорода Н2О2? 5-13. Вычислите, хватит ли 20 м3 кислорода для сжигания 8 кг серы. 5-14. По УХР 2NO+О2 = 2NO2 вычислите, какой объем кислорода расходуется на окисление 12 м3 оксида азота (II).
5-15. Вычислите, какой объем воздуха потребуется для сжигания 112 м3 метана СН4. Объемная доля кислорода в воздухе 20%. 5-16. По УХР 2SO2 +O2 = 2SO3 вычислите, какой объем кислорода необходим для окисления 1000 м3 оксида серы (IV). 5-17. При сжигании 100 кг серы получили оксид серы (IV) объемом 67,2 м3. Вычислите массу негорючих примесей в образце серы. 5-18. Вычислите, какой объем кислорода получится при разложении электрическим током воды массой 0,8 кг. 5-19. Вычислите, какой объем водорода получится при взаимодействии алюминия массой 0,027 кг с достаточным количеством серной кислоты. 5-20. Какой объем кислорода потребуется для сжигания в нем магния массой 2,4 кг? Вычислите массу полученного оксида магния. 5-21. Какой объем хлороводорода HCl образуется при горении водорода объемом 100 м3 в хлоре объемом 50 м3? Какой газ останется неизрасходованным? 5-22. Расплавленный натрий массой 1,15 г внесли в колбу, содержащую 450 мл хлора (н.у.), Весь ли натрий сгорит в хлоре? Вычислите массу продукта реакции. 5-23. Котельная сжигает 2 тонны каменного угля в сутки. Массовая доля углерода в угле равна 84%, водорода - 5%, воды - 5%, серы- 3,5%, негорючих примесей- 2,5%. Какой объем кислорода расходуется при этом? Учитывая, что 1 гектар леса дает в сутки 7 м3 кислорода, вычислите, с какой площади леса будет восполняться расходуемый на сжигание 2 тонн, угля кислород. 5-24. Какой объем воздуха расходуется на сжигание 1 м3 ставропольского природного газа? Объемная доля метана СН4 в газе равна 96%, углекислого газа -1,4%, этана С2Н6 - 0,4%, пропана С3H8 -0,2%. 5-25. Какой объем водорода образуется при разложении воды электрическим током массой 9 г? Вычислите, хватит ли полученного водорода для полного восстановления меди из оксида меди (II) массой 24 г. 5-26. Доменный газ содержит по объему 32% угарного газа, 3% водорода, остальное - углекислый газ. Вычислите, какой объем воздуха потребуется для полного сжигания 50 м3 доменного газа. 5-27. Рассчитайте, можно ли в газометр емкостью 10 л поместить при н.у.: а) азот массой 14 г; б) водород массой,0,5 г; в) водород объемом 10 л, измеренный при температуре, 31°Си давлении 5 атм.; г) кислород объемом 5 л, измеренный при температуре 27°С и давлении 2 атм. 5-28. Масса 3,36 л газовой смеси угарного и углекислого газов при н.у. равна 5 г. Определите объем каждого газа в смеси.
5-29. Масса 16,8 л газовой смеси углекислого газа и метана СН4 при н.у. равна 26 г. Определите количественный состав газовой смеси. 5-30. Масса 12 л газовой смеси оксида углерода (IV) и аммиака NН4 при н.у. равна 18 г. Определите объем каждого газа в смеси. 5-31. При действии натрия на воду выделился водород, который при температуре 20°С и давлении 740 мм рт.ст. занял объем 10 л. Какая масса натрия вступила в реакцию с водой? 5-32. Рассчитайте, какой объем занимает при температуре 27°С и давлении 720 мм рт.ст. кислород, выделившийся при разложении бертолетовой соли массой 49 г. 5-33. Вычислите, какой объем займет при температуре 17°С и давлении 750 мм рт.ст. водород, выделившийся при разложении водой гидрида кальция массой 5,5 г. 5-34. Вычислите, какой объем займет при температуре 27°С и давлении 740 мм рт.ст. углекислый газ, который необходим для превращения 2 г карбоната кальция в гидрокарбонат. 5-35. Определите объем кислорода (н. у.), который необходим для сжигания 20 л водорода, измеренного при температуре 31°С и давлении 5атм. 5-36. Определите объем кислорода (н. у.), который необходим для сжигания 64 л метана, измеренного при температуре 50°С и давлении 2 атм. 5-37. Вычислите относительную плотность по водороду газовой смеси, Состоящей из аргона объемом 56 л и азота объемом 28 л (объемы газов приведены к нормальным условиям). 5-38. Смесь азота и кислорода имеет относительную плотность по водороду 15,5. Вычислите молярную долю кислорода в смеси. 5-39. Вычислите количество вещества оксида углерода (IV), который занимает объем 120 л при температуре 27°С и давлении 166,2 кПа. 5-40. Имеется смесь водорода массой 1,4 г и азота массой 5,6 г. Вычислите, какой объем займет данная смесь газов при температуре 32°С и давлений 0,92 атм. 5-41. Газ массой 30,3 г заполнил сосуд вместимостью 15 л при температуре 18°С. Давление газа внутри сосуда составляет 122 кПа. Вычислите молярную массу газа. 5-42. Некоторый газ объемом 2,8 л (н.у.) поместили в сосуд, который в отсутствие газа имел массу 110,3 г. Масса сосуда с газом равна 115,8 г. Вычислите относительную плотность газа по воздуху. 5-43. При давлении 105,4 кПа и температуре 25°С азот занимает сосуд, вместимостью 5,5 л. Вычислите количество вещества азота, находящегося в данном сосуде. 5-44. Какой объем воздуха при температуре 0°С и давлении 720 мм рт.ст. нужен для обжига 5 тонн пирита, содержащего 70 % FeS2 ? 5-45. Какой объем сероводорода при температуре 17°С и давлении 760 мм рт.ст. необходим для обесцвечивания 200 мл воды, насыщенной бромом? Известно, что в одном литре воды при этих условиях растворяется 35 г брома.
5-46. Вычислите, какой объем воздуха, измеренного при температуре 20°C и давлении 740 мм рт.ст., потребуется для сжигания силана объемом 200 см3 (н.у.). 5-47. Вычислите, какой объем кислорода (н.у.) необходим для сжигания 80 л силана, измеренного при температуре 42°С и давлении 1,2 атм. 5-48. Определите число молекул газа, который заполняет сосуд вместимостью 190,4 л. Давление газа в сосуде 180 кПа, температура 37°С. 5-49. Какова масса 1 л смеси газов, состоящей из угарного и углекислой газов, где объемная доля первого газа равна 35 %? 5-50. В газометре содержится 20 л кислорода. В струе кислорода, подаваемого из газометра, сгорело 12 л аммиака (н.у.). Какие газы и в каком объеме образовались в результате сгорания? Сколько литров кислорода осталось в газометре? 5-51. Вычислите массу 1 л смеси газов, состоящей из равных массовых долей азота и оксида углерода (IV). Какая соль образуется при пропускании 1 л этой смеси через 50 г 28-процентного раствора гидроксид натрия и какова ее масса? 5-52. При взаимодействии 1,5 г некоторого простого вещества с водой выделилось 0,923 л водорода, измеренного при температуре 27°С и давлении 1*105 Па. Определите, какое вещество прореагировало с водой. 5-53. Какой объем займет при температуре 20°С и давлении 1,5 атм, углекислый газ, полученный в известково-обжигательной печи после разложения 5 тонн известняка, содержащего 5 % некарбонатных примесей? 5-54. Давление газа, занимающего объем 2,5 л, равно 1,2 атм. Каково ста нет давление, если, не изменяя температуру, сжать газ до объема в 1 л? 5-55. Некоторое количество газа при давлении 2 атм. занимает объем 30 л Какому давлению надо подвергнуть газ при постоянной температуре чтобы объем его стал равен 25 л? 5-56. В стальном баллоне емкостью 12 л находится кислород под давлением 150 атм. при температуре 0°С. Сколько литров кислорода, приведенного к н.у., можно получить из такого баллона? 5-57. При температуре 0°С и давлении 896 мм рт.ст. 28 г азота занимают объем 19 л. Какой объем займет азот при н.у.? 5-58. На сколько градусов надо нагреть газ, находящийся в закрытом сосуде при температуре 0°С, чтобы давление его увеличилось вдвое? 5-59. При температуре 27°С объем газа равен 150 мл. До какой температуры надо нагреть газ при постоянном давлении, чтобы объем его увеличился до 200 мл. 5-60. Температура азота, находящегося в стальном баллоне под давлением 150 атм., равна 18°С. Предельное давление для баллона равно 200 атм. При какой температуре давление азота достигнет этой величины? 5-61. После взрыва 20 мл смеси водорода с кислородом осталось З,2 мл кислорода. Вычислите объемные доли (в %) кислорода и водорода в первоначальной смеси. 5-62. Вычислите объем, занимаемый азотом массой 70 г при температуре 21 °С и давлении 1,4 атм. 5-63. В замкнутом сосуде при температуре 120°С и давлении 0,5 атм. находится смесь, состоящая из трех объемов кислорода и одного объема метана. Каково будет давление в: сосуде, если вызвать взрыв смеси и привести содержимое сосуда к первоначальной температуре? 5-64. Вычислите объем, занимаемый азотом массой 5,25 г при температуре 26°С и давлении 736 мм рт.ст. 5-65. Смесь равных объемов водорода и кислорода находится в стальном цилиндре под давлением 0,2 атм. Температура смеси равна 150°С. Каково будет давление в цилиндре после взрыва смеси и приведении содержимого цилиндра к первоначальной температуре? 5-66. Масса 1 л кислорода при н.у. равна 1,43 г. Вычислите массу 608 мл кислорода при температуре 25°С и давлении 745 мм рт.ст. 5-67. При температуре 27°С и давлении 800 мм рт.ст. масса 380 мл газа равна 0,455 г. Определите относительную молекулярную массу газа. 5-68. Вычислите относительную молекулярную массу вещества, зная, что масса 380 мл его паров при температуре 97°С и давлении 740 мм рт.ст. равна 1,9 г. 5-69. При температуре 39°С и давлении 741 мм рт.ст. масса 640 мл газа равна 1,73 г. Определите относительную молекулярную массу газа. 5-70. Вычислите относительную молекулярную массу ацетона, если масса 500 мл его паров при температуре 87°С и давлении 720 мм рт.ст. равна 0,93 г. 5-71. В стальном баллоне вместимостью 10 л находится аммиак при температуре 20°С и давлении 750 кПа. Рассчитайте массу хлорида аммония, который может быть получен при взаимодействии всего аммиака с хлороводородом. 5-72. Какой объем займет при температуре 45°С и давлении 800 мм рт.ст. водород, полученный при взаимодействии цинка с 10-процентной серной кислотой объемом 0,045 л (плотность 1080 кг/ м3)? 5-73. При взаимодействии 3,07 г смеси металлических цинка и никеля с, соляной кислотой получили водород, который при температуре 23°С и давлении 740 мм рт.ст занял объем 1,25 л. Определите количественный состав исходной смеси. 5-74. При взаимодействии 9,2 г смеси порошков цинка и алюминия с соляной кислотой получили водород, объем которого при температуре 50°С и давлении 920 мм рт.ст. составил 5,47 л. Определите массовую долю (в %) цинка в исходной смеси. 5-75. При помощи каких газов из раствора иодида калия можно выделить свободный иод? Какой объем каждого из этих газов, измеренных при температуре 27°С и давлении 1*105 Па, требуется для получения 25,4 г свободного иода? 5-76. При обработке 41,6 г смеси кристаллических фторида и хлорида калия избытком концентрированной серной кислоты образовалось 14,35 л газа, измеренного при температуре 20°С и давлении 1*105 Па. Определите количественный состав исходной смеси.
5-77. Взорвали смесь хлора и водорода, при этом получили 10 л хлороводорода (н.у.). Остаток не прореагировавшего газа был израсходован на полное восстановление до металла железной окалины Fe3O4 массой 2,32 г. Определите объем исходной хлороводородной смеси. 5-78. Смесь хлора и водорода, в которой объемная доля хлора равна 80 %, пропустили через избыток раствора бромида натрия. При этом весь хлор прореагировал, и из раствора был вытеснен весь бром, масса которого составила 32 г. Определите объем исходной хлороводородной смеси при н.у. 5-79. 25,44 л хлора, измеренного при Температуре 37°С и давлении 5 атм., пропустили через избыток раствора иодида калия. Вычислите массу полученного иода. 5-80. При пропускании смеси кислорода и хлора, в которой объемная доля кислорода равна 35 %, через избыток раствора иодида калия получили 12,7 г иода. Вычислите, какой объем займет исходная газовая смесь при температуре 32 С и давлении 1,2 атм.
ГЛАВА 6. РАСТВОРЫ. КРИСТАЛЛОГИДРАТЫ. 6-1. В 100 г воды растворили 5 г сахара. Вычислите массовую долю (в %) сахара в растворе. 6-2. Вычислите, сколько (по массе) соли и воды необходимо для приготовления 0,5 кг 20-процентного раствора соли. 6-3. 1 кг раствора соли содержит 0,075 кг соли. Какова массовая доля (в %) соли в этом растворе? 6-4. В какой массе воды надо растворить 50 г соли, чтобы получить 5-процентный раствор соли? 6-5. Выпарили 0,1 кг 5-процентного раствора сахара. Какая масса сахара осталась на стенках чашки? 6-6. Какую массу соли надо растворить в 0,19 кг воды, чтобы получить 10-процентный раствор соли? 6-7. Как изменится массовая доля (в %) соли в растворе, если к 0,12 кг 10-процентного раствора соли добавить: а) 50 г воды; б) 5 г соли; в) 50 г 20-процентного раствора этой же соли? Ответ подтвердите расчетом. 6-8. Сколько (по массе) воды надо добавить к 0,2 кг 15-процентного раствора соли, чтобы получить 3-процентный раствор? 6-9. 0,45 кг 30-процентного раствора сахара выпарили. Полученные кристаллы сахара растворили в 0,5 л воды. Вычислите массовую долю (в %) сахара в полученном растворе. 6-10. 0,1 кг загрязненной поваренной соли растворили в 0,24 кг воды и получили 25-процентный раствор. Вычислите массу нерастворимых примесей в образце поваренной соли. 6-11. Сколько (по массе) соли надо добавить к 0,5 кг/ 20-процентного раствора, чтобы массовая доля соли в растворе увеличилась в 2 раза? 6-12. При выпаривании 0,35 кг 25 - процентного раствора соли масса раствора уменьшилась до 0,1 кг. Какова будет массовая доля (в %) соли в полученном после выпаривания растворе? 6-13. Вычислите объем водорода (н.у.), полученного при действии избытком цинка на 100 г 4,9-процентного раствора серной кислоты. 6-14. При действии избытком магния на 0,9 кг раствора серной кислоты получили 0,056 м3 водорода (н.у.). Вычислите массовую долю (в %) серной кислоты в растворе. 6-15. При взаимодействии 80 г раствора азотной кислоты с избытком оксида магния получили 0,74 г нитрата магния. Вычислите массовую долю (в %) кислоты в растворе. 6-16. Вычислите объем водорода, который можно получить при Действии избытком железных опилок на 0,25 м 10-процентного раствора серной кислоты (плотность 1066 кг/ м3). 6-17. Какую массу карбоната натрия можно получить при пропускании углекислого газа через 100 л 5-процентного раствора гидроксида натрия (плотность 1054 кг/ м3)? 6-18. Какой объем 35 - процентного раствора азотной кислоты (плотность 1214 кг/м3) потребуется для полного растворения 0,08 кг оксида меди (II)? 6-19. Какой объем 3-процентного раствора гидроксида натрия (плотность 1032 кг/м3) потребуется для полной нейтрализации 0,00189 м3 12-процентного раствора серной кислоты (плотность 1080 кг/м3)? 6-20. Какой объем процентного раствора азотной кислоты (плотность 1078 кг/м3) потребуется для полной нейтрализации 0,0007155 м3 10 -процентного раствора гидроксида калия (плотность 1090 кг/м3)? 6-21. Имеется 0,05 кг 4-процентного раствора хлорида меди (II). Сколько (по массе) порошка цинка надо добавить в этот раствор, чтобы он из голубого стал бесцветным? 6-22. Для удаления ржавчины со стальных шурупов используют 20-процентную соляную кислоту (плотность 1,1 г/мл). Считая условно, что ржавчина - это оксид железа (Ш), рассчитайте, какой объем соляной кислоты потребуется для удаления 16 г ржавчины. 6-23. Железный сурик - красная краска - содержит в качестве пигмента 63% оксида железа (Ш). Какая масса 10 - процентной соляной кислоты потребуется для растворения всего пигмента, содержащегося в 10 г сурика? 6-24. Хватит ли 57,85 мл 22 - процентного раствора серной кислоты (плотность 1,155 г/мл) для полного растворения 11,05 г цинка? Какой объем водорода выделится при этой реакции? 6-25. Какую массу металлического натрия надо растворить в воде, чтобы получить 100 г 8-процентного раствора гидроксида натрия? 6-26. В 100 г воды растворили 4,6 г металлического натрия. Вычислите массовую долю (в %) гидроксида натрия в полученном растворе. 6-27. В 25 мл воды растворили оксид кальция массой 0,03 г. Определите массовую долю (в %) гидроксида кальция в полученном растворе. 6-28. Масса одной гранулы цинка примерно 0,5 г. Сколько таких гранул цинка можно растворить в 628,8 мл 8-процентного раствора серной кислоты (плотность 1,052 г/см3)? 6-29. Растворили 33,6 л хлороводорода в 100 мл воды. Вычислите массовую долю (в %) хлороводорода в полученном растворе. 6-30. Нашатырный спирт - это водный раствор газа аммиака NH3. В аптеке для получения нашатырного спирта в 300 г воды растворили 112 л аммиака (н.у.). Вычислите массовую долю (в %) аммиака в полученном растворе.