P= S p i.

Dacă un gaz este colectat deasupra unui lichid, atunci când se calculează presiunea parțială a acestuia, trebuie avut în vedere că este egal cu diferența dintre presiunea totală și presiunea parțială de vapori a lichidului. De exemplu, pentru gazul colectat peste apă,

Legea echivalentelor. Un echivalent al unei substanțe este cantitatea din aceasta care se combină cu 1 mol de atomi de hidrogen sau înlocuiește același număr de atomi de hidrogen în reacții chimice. Masa echivalentă E este masa unui echivalent al unei substanțe. Volumul echivalent al unui gaz este volumul ocupat în condiții date de un echivalent al unei substanțe. Echivalentul (masa echivalentă) se poate calcula din compoziția compusului unui element dat cu oricare altul, al cărui echivalent (masă echivalentă) este cunoscut, conform legii echivalentelor: masele substanțelor care interacționează A + B ® C + D sunt proporționale cu masele lor echivalente:

Pe baza legii echivalentelor, putem calcula masa echivalentă a unei substanțe:

Unde M– masa molară a unui element, oxid, acid, bază sau sare, g/mol; Z– gradul de oxidare al unui element din produsul de reacție, produsul dintre numărul de atomi ai elementului și gradul de oxidare al elementului în oxizi, bazicitatea acidului, aciditatea bazei, produsul numărul de atomi de metal și gradul de oxidare a metalului din sare.

Exemplul 1. Determinați fracția de masă a aluminiului în oxidul său și calculați cât aluminiu poate fi izolat teoretic din 15 tone de bauxită cu un conținut de Al 2 O 3 de 87%.

Soluţie. Vom găsi Masă molară Al2O3:

Să luăm cantitatea de substanță Al 2 O 3 egală cu 1 mol, apoi cantitatea de substanță de aluminiu va fi egală cu 2 moli. Masa oxidului de aluminiu va fi de 102 g, iar masa aluminiului 2 × 27 = 54 g. Să calculăm fracția de masă a aluminiului în oxidul său:

.

Să calculăm masa de Al 2 O 3 pur în bauxită și masa de aluminiu care poate fi obținută din 15 tone de bauxită:

Exemplul 2. Când s-au calcinat 10 g dintr-o anumită substanță, s-au obținut 6,436 g CuO și 3,564 g CO2. Scrieți formula compusului.

Soluţie. 1. Aflați cantitatea de oxid de cupru (II):

1 mol de CuO conține 1 mol de Cu și O, prin urmare n(Cu) = = n(O, CuO) = 0,081 mol.

2. Aflați cantitatea de monoxid de carbon (IV):

1 mol de CO2 conține 1 mol de C și 2 moli de O, așadar n(C) = 0,081 mol, = 2 x 0,081 = 0,162 mol.

3. Cantitatea totală de substanță oxigenată n(O) = 0,081 + + 0,162 = 0,243 mol.

4. Să notăm raportul dintre cantitatea de substanță a elementelor:

n(Cu) : n(C): n(O) = 0,081:0,081:0,243 = 1:1:(0,243/0,081) = 1:1:3.

Numerele întregi rezultate reprezintă indicii stoichiometrici ai formulei substanței. Prin urmare, formula chimică a substanței dorite este CuCO3.

Exemplul 3. Compusul de sulf cu fluor conține 62,8% sulf și 37,2% fluor. Acest compus cu un volum de 118 ml per stare gazoasă(temperatura 7 °C, presiunea 96,34 kPa) are o masă de 0,51 g. Care este adevărata formulă a compusului?

Soluţie. 1. Calculați masa molară adevărată a compusului folosind ecuația Mendeleev–Clapeyron:

2. Lasă XȘi y– numărul de atomi de sulf și, respectiv, de fluor din molecula S X F y. Cunoscând procentul fiecărui element din compus și masa sa molară, calculăm

3. Astfel, formula cea mai simplă a compusului SF și masa sa molară M = 32 + 19 = 51 g/mol. Deoarece raportul dintre masele molare adevărate și cele mai simple , atunci formula necesară conține de 2 ori mai mulți atomi de fiecare tip. Aceasta înseamnă că formula compusului este S 2 F 2.

Exemplul 4 . Când se oxidează 2,81 g de cadmiu, se obțin 3,21 g de oxid de cadmiu. Calculați masa echivalentă a cadmiului și determinați-i valența.

Soluţie. 1. Folosind masa de cadmiu și masa oxidului său, găsim masa oxigenului: m(O)= m(CdO)- m(Cd) = 3,21 - 2,81 = 0,4 g.

2. Formarea oxidului de cadmiu se poate scrie sub forma unei scheme de reacție Cd + O ® CdO, pentru care creăm o proporție conform legii echivalenților:

3. Comparând valorile numerice ale masei echivalente și ale masei molare a cadmiului, găsim . Prin urmare, valența cadmiului este 2.

Exemplul 5 . Oxidul de mangan (IV) pierde oxigen la calcinare, formând Mn3O4. Ce volum de oxigen la o temperatură de 27 °C și o presiune de 1,1 atm va fi eliberat din 0,58 kg de MnO 2?

Soluţie. 1. Să scriem ecuația pentru reacția de descompunere

din care rezultă că 3 moli de MnO 2 dau 1 mol de oxigen.

Să aflăm cantitatea de substanță MnO2:

prin urmare, se formează

.

2. Considerând că 1 atm = 101325 Pa, conform ecuației Mendeleev–Clapeyron obținem

Exemplul 6. La o soluţie care conţine 0,2 moli de clorură ferică (FeCI3), s-au adăugat 0,24 moli de hidroxid de sodiu. Ce cantitate de hidroxid de fier a fost obținută?

Soluţie. Din ecuația reacției

FeCl3 + 3 NaOH® Fe(OH)3 + 3 NaCI

rezultă că 1 mol FeCl 3 interacționează cu 3 moli NaOH. Prin urmare, pentru a reacționa cu 0,2 moli de clorură ferică, este necesar 0,2 × 3 = 0,6 moli de hidroxid de sodiu.

Conform problemei, cantitatea de NaOH este de 0,24 mol, adică. el este insuficient. Calculele suplimentare sunt efectuate folosind hidroxid de sodiu. Să facem o proporție:

3 mol NaOH - 1 mol FeCl3

0,24 mol NaOH - X mol FeCl3,

din care cantitatea de substanță hidroxid de fier (III).

Exercițiu. Rezolva probleme.

1. Compoziția mineralului hematit se exprimă prin raport m(Fe): m(O) = 7:3. Câte grame de fier se pot obține din 50 g din acest mineral?

2. La scară industrială, oxidul de cadmiu este produs prin arderea cadmiului în exces de aer uscat. Determinați compoziția cantitativă a oxidului de cadmiu și obțineți formula acestuia dacă arderea a 2,1 g de cadmiu produce 2,4 g de oxid.

3. Criolitul are compoziția AlF 3 ∙3NaF. Calculați fracția de masă a fluorurii de aluminiu în criolit.

5. Pentru a analiza clorură de cupru și a determina compoziția ei cantitativă, s-a turnat o soluție de azotat de argint într-o soluție care conține 0,4 g de clorură de cupru. S-a format un precipitat de clorură de argint cu o greutate de 0,849 g.Determină compoziția cantitativă și derivă formula clorurii de cupru.

6. După purificarea prealabilă a bauxitei s-a obţinut un produs anhidru, constând în principal din oxid de aluminiu şi conţinând 0,3% oxid de siliciu (IV) şi 0,048% oxid de fier (III). Care este procentul de siliciu și fier în acest produs?

7. Cât mangan poate fi izolat prin aluminotermie din 20 kg de piroluzit care conține 87% oxid de mangan (IV)?

8. Dă nume chimic mineral și calculați fracția de masă a clorului în carnalită KMgCl 3 ∙6H 2 O.

10. Cât concentrat cu un conținut de cupru de 60% se poate obține dintr-o tonă de minereu care conține 3% calcocit (Cu 2 S) și 2% covellită (CuS)?

11. Dați denumirea chimică a mineralului și calculați procentul de cupru din crisocola CuSiO 3 ∙2H 2 O.

12. Ce masă de fier se poate obține din 2 tone de minereu de fier care conțin 94% Fe 3 O 4.

13. Ce masă de aluminiu se poate obține din 1 tonă de nefelină NaAlSiO 4?

14. Creați o formulă pentru dihidroxosulfatul de fier (III) și calculați procentul de oxid de sulf (VI) din acesta.

15. Compusul KHSO 4 poate fi considerat ca fiind alcătuit din K 2 O și SO 3 . Găsiți procentul de oxid de sulf (VI) din acest compus și numiți-l.

16. Scrieți formula pentru sulfatul de fier (III) și calculați conținutul de fier din acest compus.

17. Determinați cât argint și oxid de argint se poate obține din 10 kg de clorură de argint.

18. Calculați conținutul de oxid de cupru (II) și denumiți compusul (CuOH) 2 CO 3.

19. Dați o denumire chimică compusului FeCl 3 ·6H 2 O și calculați procentul de clor.

20. Dați un nume compusului (NiOH) 3 (PO 4) și calculați procentul de nichel din acesta.

21. Substanța este formată din sulf și carbon. Pentru determinarea compoziției sale cantitative, s-au luat 0,3045 g din această substanță. Tot sulful conținut în proba prelevată a fost transformat în sulfat de bariu, a cărui masă este de 1,867 g. Aflați compoziția cantitativă a substanței și indicați formula acesteia.

22. Substanța constă din aluminiu și clor. Dintr-o anumită cantitate de substanţă s-au obţinut 1,7196 g AgCl şi 0,2038 g Al2O3. Aflați compoziția cantitativă și stabiliți formula substanței.

23. Când se reduc cu hidrogen 2,4 g oxid de cupru, se obțin 0,54 g H 2 O. Aflați compoziția cantitativă și scrieți formula oxidului.

24. Când este încălzită, sarea Berthollet se descompune în oxigen și clorură de potasiu. Calculați compoziția cantitativă a sării Berthollet și obțineți formula acesteia dacă prin descompunerea a 1,02 g sare rezultă 0,62 g KCl.

25. Substanța este formată din potasiu, sulf și oxigen. Sulful și oxigenul conținute în 0,871 g din această substanță au fost izolate sub formă de BaSO 4 cântărind 1,167 g. Aflați compoziția cantitativă și stabiliți formula substanței.

26. Descompunerea unei anumite cantităţi dintr-o substanţă formată din cupru, carbon, oxigen şi hidrogen produce 1,432 g CuO, 0,396 g CO 2 şi 0,159 g apă. Găsiți compoziția cantitativă și formula substanței.

27. Substanța este formată din cupru și sulf. Din 0,667 g din această substanță s-au obținut 0,556 g CuO. Calculați compoziția procentuală și notați formula substanței.

28. Când s-a adăugat o soluție de azotat de argint la o soluție de 0,408 g clorură de cupru s-a format un precipitat de clorură de argint cu o greutate de 0,86 g. Calculați compoziția cantitativă a clorurii și stabiliți-i formula.

29. La analizarea unei probe de minereu de fier cu o greutate de 125 g, s-au găsit în ea 58 g de magnetită Fe 3 O 4. Calculați fracția de masă a fierului din proba de minereu.

30. Compuneți adevărata formulă a unui compus care conține 1,59% hidrogen, 22,21% azot și oxigen. Masa molară a compusului este de 63 g/mol.

31. Stabiliți adevărata formulă a unui compus care conține 3,03% hidrogen, 31,62% fosfor și oxigen. Masa molară a compusului este de 80 g/mol.

32. Care este formula adevărată a unui compus care conține 6,75% hidrogen, 39,97% carbon și oxigen. Densitatea relativă de vapori a acestei substanțe în raport cu dioxidul de carbon este 4,091.

33. La arderea a 10,5 l materie organică a primit 16,8 litri de monoxid de carbon (IV), redus la condiții normale și 13,5 g de apă. Densitatea acestei substanțe este de 1,875 g/cm3. Deduceți formula acestei substanțe.

34. Definiți formula chimica o substanță care conține cinci părți în masă de calciu și trei părți în masă de carbon.

35. Substanța constă din 32,8% Na, 12,9% Al, 54,3% F. Scrieți formula substanței.

36. Găsiți cea mai simplă formulă a unei substanțe constând din carbon, hidrogen, sulf, mercur și clor, pe baza următoarelor date: a) la oxidarea a 3,61 g substanță produce 1,72 g monoxid de carbon (IV) și 0,90 g apă; b) din 0,722 g de substanţă s-au obţinut 0,467 g sulfat de bariu; c) din 1,0851 g de substanță se obțin 0,859 g clorură de argint.

37. Când pirita este prăjită, se eliberează un gaz care conține 40% sulf și 60% oxigen și având o densitate a aerului în condiții normale. 2,76. Determinați formula gazului.

38. Analiza calitativa a arătat că malachitul este format din cupru, carbon, oxigen și hidrogen. Descompunerea unei anumite cantități de malachit a dat 0,48 g de oxid de cupru (II), 0,132 g de monoxid de carbon (IV) și 0,053 g de apă. Deduceți formula pentru malachit.

39. Alaunul de potasiu conține 8,23% potasiu, 5,7% aluminiu, 13,5% sulf, 27,0% oxigen și 45,5% apă. Care este formula pentru alaun?

40. La producerea oțelului, impuritățile de sulf și fosfor sunt deosebit de nedorite. Fosforul din oțel este conținut sub formă de compus de oxigen care conține 43,66% fosfor și 56,34% oxigen. Densitatea acestui compus în aer în condiții normale este de 4,9. Deduceți formula acestui compus oxigen-fosfor.

41. Minereu care conține 696 de tone de minereu de fier magnetic a fost livrat fabricii. Din acest minereu au fost topite 504 tone de fier. Notați formula pentru minereul de fier magnetic dacă se știe că este format numai din fier și oxigen.

42. Aflați formula hidratului cristalin de clorură de bariu, știind că 36,6 g de sare pierd 5,4 g în masă când sunt încălzite.

43. Găsiți cea mai simplă formulă a unei substanțe care conține (în masă) 43,4% sodiu, 11,3% carbon și 45,3% oxigen.

44. Substanța conține (în masă) 40,21% potasiu, 26,80% crom și 32,99% oxigen. Găsește-i cea mai simplă formulă.

45. Compusul conține 46,15% carbon. Restul este azot. Densitatea aerului este de 1,79. găsiți adevărata formulă a compusului.

46. ​​​​Când 2,66 g dintr-o anumită substanță sunt arse complet, se obțin 1,54 g CO 2 și 4,48 g SO 2. Găsiți cea mai simplă formulă a substanței.

47. Găsiți formulă moleculară un compus de bor cu hidrogen, dacă masa a 1 litru din acest gaz este egală cu masa a 1 litru de azot, iar conținutul de bor din substanță este de 78,2%.

48. Un compus de sulf cu fluor conține 62,8% S și 37,2% F. Volumul acestui compus sub formă de gaz este de 118 ml, la 7 °C și 98,64 kPa masa sa este de 0,51 g. Care este adevărata formulă a compusului ?

49. Aflați formula unei substanțe care conține 85,71% C și 14,29% H, dacă densitatea acestui gaz în aer este 4,83.

50. La arderea completă a unei substanțe organice cu greutatea de 13,8 g s-au obținut 26,4 g monoxid de carbon (IV) și 16,2 g apă. găsiți formula moleculară a unei substanțe dacă densitatea sa de vapori pentru hidrogen este 23.

51. Component chimic constă (în greutate) din 25,48% cupru, 12,82% sulf, 25,64% oxigen și 36,06% apă. Găsiți formula compusului și denumiți-o.

52. Stabiliți formula unei substanțe gazoase care conține (în masă) 20% hidrogen și 80% carbon, dacă densitatea sa de hidrogen este de 15.

53. La arderea completă a 0,23 g dintr-o substanță formată din carbon, hidrogen și oxigen s-au obținut 0,27 g apă și 224 ml dioxid de carbon(volum de gaz măsurat în condiții standard). Determinați formula moleculară a unei substanțe dacă densitatea sa de vapori în aer este 1,59.

54. Compusul conține carbon, hidrogen și azot. Carbonul reprezintă 79,12% din el. Masa de azot obținută din 0,546 g de compus este de 0,084 g. Masa molară a substanței este 182. Deduceți formula acesteia.

55. Stabiliți formula unui hidrat cristalin care conține 8,11% Al, 28,83% O, 14,41% S și 48,65% H2O.

56. Care este formula unei substanțe care conține 42,9% SiO 2 și 57,1% MgO?

57. Determinați formula unui hidrat cristalin care conține 16,08% Na, 4,2% C, 16,78% O și 62,94% H2O.

58. Stabiliți formula unui hidrat cristalin care conține 16,08% Na, 11,94% S, 23,89% O și 47% H2O.

59. Calculați masa molară a benzenului dacă 1,1 litri din vaporii acestuia la 91 °C și 81313 Pa au o masă de 2,31 g.

60. Masa a 584 ml de gaz la 21 °C și presiunea normală este de 1,44 g. Calculați masa molară a gazului.

61. Masa a 0,36 litri de vapori de substanță la 98 °C și 98,642 kPa este egală cu 1,8 g. Calculați masa molară a substanței.

62. Masa a 454 ml de gaz la 44 °C și 97309 Pa este egală cu 1,19 g. Calculați masa molară a gazului.

63. Calculați masa a 1 m 3 de aer la 37 °C și 83200 Pa.

64. Calculați volumul care ocupă la 27 °C și 760 mm Hg. Artă. 1 kg de aer.

65. O butelie de 20 de litri conține 3 kg de oxigen. Calculați presiunea în cilindru la 20 °C.

66. Calculați la ce presiune 5 kg de azot vor ocupa un volum de 50 de litri dacă temperatura este de 500 °C?

67. Un cilindru de 10 litri la 27 °C conține 3 × 10 23 molecule de oxigen. Calculați presiunea oxigenului în cilindru.

68. Un balon cu o capacitate de 0,75 l, umplut cu oxigen la 20 °C, are masa de 132 g. Masa balonului gol este de 130,79 g. Calculati presiunea oxigenului din balon.

69. Un cilindru de oțel pentru depozitarea gazelor comprimate conține 64 kg de oxigen. Determinați masa de dioxid de carbon care umple același cilindru în aceleași condiții.

70. O parte de gaz a fost colectată într-un cilindru închis cu un volum de 41 litri la o temperatură de 627 °C și o presiune de 1,2 atm. Masa gazului din cilindru este de 42,7 g. Aflați masa molară a gazului și determinați ce fel de gaz este dacă conține sulf.

71. Pentru analiză la 25 °C și 779 mmHg. Artă. O probă de gaz a fost luată într-un balon de 100 ml. Masa balonului cu gaz este de 16,392 g, masa balonului gol este de 16,124 g. Determinați masa molară a gazului.

72. Un balon cu o capacitate de 232 ml a fost umplut cu ceva gaz la o temperatură de 17 °C și o presiune de 752 mm Hg. Artă. Masa balonului a crescut cu 0,27 g. Calculați masa molară a gazului.

73. Pentru analiza compoziției gazului s-a umplut un gazometru cu o capacitate de 20 litri la o presiune de 1,025 atm și o temperatură de 17 °C. Masa gazometrului a crescut cu 10 g. Calculați masa molară a gazului.

74. O butelie cu o capacitate de 1 litru a fost umplută cu gaz la o temperatură de 21 °C și o presiune de 1,05 atm. Masa gazului din cilindru este de 1,48 g. Calculați masa molară a gazului.

75. Determinați câte molecule sunt conținute în 3 litri dintr-un anumit gaz la o presiune de 1520 mm Hg. Artă. iar temperatura 127 °C.

76. Determinați la ce temperatură se află 0,2 g dintr-un anumit gaz, ocupând un volum de 0,32 litri, dacă presiunea gazului este de 1,5 atm și densitatea acestuia în aer este de 1,52.

77. Care este temperatura unui gaz dacă presiunea acestuia este de 30 atm, masa 1,5 kg, volum 170 l, densitatea aerului 1,08?

78. La o presiune de 98,7 kPa și o temperatură de 91 °C, un gaz ocupă un volum de 680 ml. Aflați volumul de gaz în condiții normale.

79. Butelia conține gaz la o temperatură de 27 °C. Determinați ce parte din gaz va rămâne în cilindru dacă, cu butelia deschisă, temperatura gazului crește cu 100 °C.

80. Presiunea gazului într-un vas închis la 12 °C este de 100 kPa. Ce va deveni presiunea gazului dacă vasul este încălzit la 303 K?

81. Volumul a 0,111 g dintr-o anumită substanță este de 26 ml la 17 °C și 104 kPa. Calculați masa molară a gazului.

82. La –23 °C, volumul de gaz este de 8 litri. La ce temperatură volumul gazului va deveni 10 litri dacă presiunea rămâne neschimbată?

83. Un cilindru închis cu o capacitate de 40 de litri conține 77 g de CO 2. Manometrul conectat la cilindru indică o presiune de 106,6 kPa. Calculați temperatura gazului din butelie.

84. La 27 °C, volumul de gaz este de 600 ml. Ce volum va ocupa gazul când temperatura crește cu 30 K dacă presiunea rămâne neschimbată?

85. Aflați masa a 1 m 3 de aer la 17 °C și o presiune de 624 mm Hg. Artă.

86. Un gaz la 10 °C și o presiune de 960 hPa ocupă un volum de 50 ml. La ce presiune va ocupa gazul un volum de 10 ml dacă temperatura îi crește cu 10 K?

87. Determinați masa molară a unei substanțe organice, știind că 0,39 g din vaporii acesteia la o temperatură de 87 ° C și o presiune de 936 mm Hg. Artă. ocupa un volum de 120 ml.

88. Calculați masa a 3 m 3 de oxigen la o temperatură de 27 ° C și o presiune de 780 mm Hg. Artă.

89. Calculați masa de oxigen care a umplut un gazometru cu o capacitate de 14,5 litri la o temperatură de 17 °C și o presiune de 16 atm.

90. Să se determine masa molară a unui gaz, din care 0,96 g ocupă un volum de 0,41 litri la o temperatură de 27 °C și o presiune de 1,2 atm.

91. Un vas cu o capacitate de 5 litri contine 7 g azot la 273 K. Determinati presiunea gazului. La ce temperatură va deveni egală cu 1 atm?

92. Un vas cu o capacitate de 15 litri contine 21 g azot la 400 K. Determinati presiunea gazului.

93. Cât cântărește 1 litru de gaz în condiții normale, dacă densitatea lui în aer este de 1,52?

94. Un vas cu o capacitate de 15 litri contine 21 g azot la 273 K. Determinati presiunea gazului.

95. Un litru dintr-un anumit gaz cântărește 2,86 g în condiții normale.Să se determine masa molară a gazului și densitatea acestuia în aer.

96. 2,8 litri de gaz cântăresc 2 g în condiţii normale.Determină masa molară a gazului şi densitatea acestuia în aer.

97. Se determină masa a 190 ml de vapori de benzen la o temperatură de 97 °C și o presiune de 740 mm Hg. Artă.

98. Ce volum ocupă 4,2 g de azot la o temperatură de 16 °C și o presiune de 771 mm Hg? Artă.?

99. Calculați masa molară a unui gaz necunoscut și densitatea acestuia în aer, știind că masa a 0,5 litri a acestui gaz în condiții normale este de 0,5804 g.

100. Determinați masa molară a eterului, știind că 312 ml din vaporii acestuia la o temperatură de 47 ° C și o presiune de 800 mm Hg. Artă. cântărește 0,925 g.

101. Aflați masa a 1 litru de aer la o temperatură de 40 °C și o presiune de 939 mm Hg. Artă.

102. Să se determine masa molară a unei substanțe dacă masa de 312 ml a vaporilor acesteia la o temperatură de 40 °C și o presiune de 939 mm Hg. Artă. egal cu 1,79 g.

103. 52,5 g de azot ocupă un volum de 41 litri la o temperatură de 7 °C. determina presiunea gazului.

104. Să se determine masa molară a unui gaz, din care 0,96 g ocupă un volum de 0,41 litri la o temperatură de 27 °C și o presiune de 1,2 atm.

105. Calculați masa de oxigen care a umplut un gazometru cu o capacitate de 14,5 litri la o temperatură de 17 °C și o presiune de 16 atm.

106. Într-un vas închis cu o capacitate de 3 litri se amestecă 0,5 litri de azot și 2,5 litri de hidrogen. Presiunea lor inițială este de 103,5 și, respectiv, 93,7 kPa. Determinați presiunile parțiale ale gazelor și presiunea totală a amestecului.

107. Se amestecă 2 litri de dioxid de carbon (= 1 atm) și 5,6 litri de azot (= 96,9 kPa). Care sunt presiunile parțiale ale gazelor din amestec și presiunea totală a acestuia?

108. Calculați fracțiile de volum (în procente) de neon și argon din amestec dacă presiunea lor parțială este de 203,4 și, respectiv, 24,6 kPa.

109. Calculați fracțiile de volum (în procente) ale oxizilor de carbon (II) și (IV), a căror presiune parțială este de 0,24 și, respectiv, 0,17 kPa.

110. Presiunea totală a unui amestec de argon și hidrogen este de 108,6 kPa. Care este fracția de volum a argonului dacă presiunea parțială a hidrogenului este de 105,2 kPa?

111. Un vas cu o capacitate de 6 litri conţine azot sub o presiune de 3×10 6 Pa. După adăugarea oxigenului, presiunea amestecului a crescut la 3,4 x 106 Pa. Care este fracția de volum a oxigenului din amestec?

112. Într-un rezervor de gaz deasupra apei la o temperatură de 25 °C există 5,2 litri de oxigen sub o presiune de 102,4 kPa. Care este volumul de oxigen uscat dacă presiunea vaporilor de apă saturați la aceeași temperatură este de 3,164 kPa?

113. Ca rezultat al reacției a 4,45 g de metal cu hidrogenul, s-au format 5,1 g hidrură. Determinați masa echivalentă a metalului.

114. Când 0,385 g de metal au reacţionat cu clorul, s-au format 1,12 g de clorură a acestui metal. Calculați masa echivalentă a acestui metal.

115. Reacția a 0,44 g de metal cu brom a necesitat 3,91 g de brom. Determinați masa echivalentă a metalului.

116. Determinați masa echivalentă a unui metal divalent și denumiți-o dacă au fost necesari 0,26 litri de oxigen, măsurați în condiții normale, pentru arderea completă a 3,2 g de metal.

117. Când hidrogenul sulfurat a fost trecut printr-o soluție care conține 7,32 g de clorură de metal divalent, s-au obținut 6,133 g de sulfură a acesteia. Determinați masa echivalentă a metalului.

118. Descompunerea a 4,932 g de oxid metalic a produs 0,25 l de oxigen, redus la conditii normale. Determinați masa echivalentă a metalului.

119. Când o placă metalică cu o greutate de 10,2 g a interacționat cu o soluție de sulfat de cupru (II), masa plăcii a crescut cu 1,41 g. Calculați masa echivalentă a metalului.

120. Oxidul de plumb conține 7,14% (în masă) oxigen. Determinați masa echivalentă a plumbului.

121. un compus metal-halogen conține 64,5% (în masă) halogen, oxidul aceluiași metal conține 15,4% (în masă) oxigen. Determinați masa echivalentă a halogenului și denumiți-o.

122. Pentru a reduce 6,33 g de oxid metalic s-au consumat 0,636 litri de hidrogen, redus la condiții normale. Determinați masa echivalentă a metalului.

123. Calculați masa echivalentă a unui metal, din care 2 g se combină cu 1,39 g de sulf sau 6,95 g de brom.

124. S-a stabilit că 0,321 g de aluminiu și 1,168 g de zinc sunt înlocuite din acid. acelasi numar hidrogen. Aflați masa echivalentă a zincului dacă masa echivalentă a aluminiului este de 8,99 g/echiv.

125. Câți litri de hidrogen, redus la condiții normale, vor fi necesari pentru a reduce 112 g de oxid de metal care conține 71,43% metal? Care este masa echivalentă a metalului?

126. Calculați masa molară și echivalentă a unui metal divalent dacă 2,2 g din acesta sunt deplasate dintr-un acid cu 0,81 l de hidrogen la 22 °C și 102,9 kPa. Denumiți metalul.

127. Calculați masa echivalentă de acid dacă 28,9 ml de soluție de hidroxid de sodiu cu o concentrație de 0,1 mol/l au fost necesare pentru a neutraliza 0,234 g din acesta.

128. A fost nevoie de 3,04 g pentru a neutraliza 2 g de bază de acid clorhidric. Calculați masa echivalentă a bazei.

129. Calculați echivalentul acidului ortofosforic în reacțiile:

K2C03 + 2H3PO4® 2KH2PO4 + C02 + H20;

K2C03 + H3PO4® K2HP04 + C02 + H20;

3 K 2 CO 3 + 2 H 3 PO 4 ® 2 K 3 PO 4 + 3CO 2 + 3 H 2 O.

130. Calculați echivalentul carbonatului de potasiu în reacții

K2C03 + HI® KHCO3 + KI;

K2CO3 + 2HI® H2CO3 + 2KI.

131. În tehnologie, oxidul de cupru se obține prin calcinarea cuprului în absența aerului. Determinați masa echivalentă de cupru dacă calcinarea a 8 g de cupru produce 9 g de oxid de cupru.

132. Calcocitul mineral (lustru de cupru) conține 20% sulf. Determinați masa echivalentă a metalului și formula calcocitului.

133. Una dintre metodele de producere a metalelor este reducerea oxizilor acestora cu hidrogen. Calculați masa echivalentă a metalului dacă se știe că reducerea a 3,4 g de oxid de metal a necesitat atât hidrogen cât este eliberat în timpul reacției a 6,54 g de zinc cu acidul.

134. Calculați masa echivalentă a metalului dacă 4,93 g de clorură de metal reacţionează cu azotatul de argint pentru a produce 8,61 g de clorură de argint.

135. 0,58 g de cupru s-au dizolvat în acid azotic. Sarea rezultată a fost calcinată pentru a obţine 0,726 g de oxid de cupru. Calculați masa echivalentă a cuprului.

136. 1,02 g de metal s-au dizolvat în acid. În acest caz, s-au eliberat 0,94 litri de hidrogen, măsurați în condiții normale. Calculați masa echivalentă a metalului.

137. Una dintre operațiile la producerea oțelului prin metoda Bessemer este combinarea oxizilor metalici bazici cu oxidul de siliciu (IV) conform ecuației MnO + SiO 2 → MnSiO 3. Când se utilizează 100 g de zgură care conține 25% oxid de siliciu (IV), a cărui masă echivalentă este de 15 g/mol, s-au format 109,2 g de silicat de mangan. Calculați masa echivalentă a silicatului de mangan.

138. Pentru a reduce 15,9 g de clorură ferică s-au consumat 2,8 litri de hidrogen, adus în condiții normale. Calculați masa echivalentă de clorură ferică.

139. Când se ard 5,0 g de metal, se formează 9,44 g de oxid de metal. Determinați masa echivalentă a metalului.

140. S-a stabilit că 1,0 g dintr-un anumit metal se combină cu 8,89 g brom sau 1,78 g sulf. Aflați masele echivalente de brom și metal, știind că masa echivalentă de sulf este de 16,0 g/eq.

X: y = 1,32/1,32: 1,98/1,32 = 1: 1,5 și apoi înmulțiți ambele valori ultima relatie cu doi: x: y = 2: 3. Astfel, cea mai simplă formulă a oxidului de crom este Cr2O3. PRI me R 9 Odată cu arderea completă a unei anumite substanțe cântărind 2,66 g, s-au format CO2 și SO2 cu mase de 1,54 g și, respectiv, 4,48 g. Găsiți cea mai simplă formulă a substanței. Soluție Compoziția produselor de ardere arată că substanța conține carbon și sulf. Pe lângă aceste două elemente, ar putea conține și oxigen. Masa de carbon care a făcut parte din substanță poate fi găsită din masa de CO2 formată. Masa molară a CO2 este de 44 g/mol, în timp ce 1 mol de CO2 conține 12 g de carbon. Să aflăm masa carbonului m conținută în 1,54 g CO2: 44/12 = 1,54/m; m = 12 1,54/44 = 0,42 g. În mod similar, calculând masa de sulf conținută în 4,48 g de SO2, obținem 2,24 g. Deoarece masa de sulf și carbon este de 2,66 g, această substanță nu conține oxigen și formula lui substanța CxSy: x: y = 0,42/12: 2,24/32 = 0,035: 0,070 = 1: 2. În consecință, cea mai simplă formulă a substanței este CS2. Pentru a găsi formula moleculară a unei substanțe, este necesar, pe lângă compoziția substanței, să o cunoaștem greutate moleculară. PRI me R 10 Un compus gazos de azot cu hidrogen conține 12,5% (masă) hidrogen. Densitatea hidrogenului compusului este 16. Aflați formula moleculară a compusului. Rezolvare Formula necesară a substanței NxHy: x: y = 87,5/14: 12,5/1 = 6,25: 12,5 = 1: 2. Cea mai simplă formulă compuși NH2. Această formulă corespunde unei greutăți moleculare de 16 amu. Vom găsi adevărata masă moleculară a compusului pe baza densității sale de hidrogen: M = 2 16 = 32 amu. Prin urmare, formula substanței este N2H4. Exemplul 11 ​​Când hidratul cristalin de sulfat de zinc cântărind 2,87 g a fost calcinat, masa sa a scăzut cu 1,26 g. Se determină formula hidratului de cristal. Soluţie În timpul calcinării, hidratul cristalin se descompune: t ZnSO 4 nH2O → ZnSO4 + nH2O M(ZnSO4) = 161 g/mol; M(H2O) = 18 g/mol. Din condițiile problemei rezultă că masa de apă este de 1,26 g, iar masa de ZnSO4 este egală cu (2,87-1,26) = 1,61 g. Atunci cantitatea de ZnSO4 va fi: 1,61/161 = = 0,01 mol, iar numărul de moli de apă 1,26/18 = 0,07 mol. Prin urmare, pentru 1 mol de ZnSO4 există 7 moli de H2O și formula hidratului de cristal de ZnSO4 este 7H2O. Exemplul 12 Aflați masa de acid sulfuric necesară pentru a neutraliza complet hidroxidul de sodiu cântărind 20 g. Soluție Ecuația reacției: H2SO4 + 2NaOH = Na2S04 + 2H2O. M(H2S04) = 98 g/mol; M(NaOH) = 40 g/mol. După condiția: ν(NaOH) = 20/40 = 0,5 mol. Conform ecuației reacției, 1 mol de H2SO4 reacționează cu 2 moli de NaOH, iar cu 0,5 moli de NaOH reacționează 0,25 moli de H2SO4 sau 0,25 98 = 24,5 g. Exemplul 13 Un amestec de cupru și fier a fost ars într-un curent de rumeguș cu clor cântărind 1,76 g; Ca urmare s-a obtinut un amestec de cloruri metalice cu o greutate de 4,60 g. Calculati masa de cupru care a intrat in reactie. Soluție Reacțiile se desfășoară după următoarele scheme: 1) Cu + Cl2 = CuCl2 2) 2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3 M(Cu) = 64 g/mol; M(Fe) = 56 g/mol; M(CuCl2) = 135 g/mol; M(FeCl3) = 162,5 g/mol. Să notăm conținutul de cupru din amestec cu x g. Atunci conținutul de fier din amestec va fi (1,76 - x) g. Din ecuațiile (1.2) rezultă că masa clorurii de cupru(II) rezultată „a” va fi a = 135x/64 g, masa clorurii de fier(III) „b” va fi b = (1,76 - x) 162,5/56 g. Conform condițiilor problemei, masa unui amestec de cupru( II) și cloruri de fier (III), adică a + b = 4,60 g. Prin urmare 135x/64 + 162,5 (1,76 - x)/56 = 4,60. Prin urmare, x = 0,63, adică masa cuprului este de 0,63 g. EXEMPLUL 14 La tratarea unui amestec de hidroxid de potasiu și bicarbonat cu un exces de soluție de acid clorhidric, s-a format clorură de potasiu cu o greutate de 22,35 g și un gaz cu un volum de 4 .48 dm3 (n.s.). Calculați compoziția amestecului inițial (ω, %). Soluție Ecuații de reacție: 1) KHCO3 + HCl = KCl + H2O + CO2 2) KOH + HCl = KCl + H2O M(KHCO3) = 100 g/mol; M(KCI) = 74,5 g/mol; M(KOH) = 56 g/mol. Conform condițiilor problemei, volumul de gaz (CO2) conform reacției (1) este egal cu 4,48 dm3 sau 0,2 mol. Apoi din ecuația de reacție (1) rezultă că cantitatea inițială din amestecul de bicarbonat de potasiu este 0,2 mol sau 0,2 100 = 20 g și se formează aceeași cantitate de 0,2 mol KCl sau 0,2 74,5 = 14,9 d. Cunoscând masa totală de KCl format ca urmare a reacțiilor (1 și 2), putem determina masa de KCl formată prin reacția (2). Va fi 22,35 - 14,9 = 7,45 g sau 7,45/74,5 = 0,1 mol. Formarea a 0,1 mol KCl conform reacției (2) va necesita aceeași cantitate de KOH, adică 0,1 mol sau 0,1 56 = 5,60 g. În consecință, conținutul de componente inițiale din amestec va fi: 5,6 100 /25,6 = 21,9% KOH și 20,0 100/25,6 = 78,1% KHCO3. Probleme 51 În timpul descompunerii carbonatului de metal(II) cu o greutate de 21,0 g, a fost eliberat CO2 cu un volum de 5,6 dm3 (n.s.). Setați formula pentru sare. 52 Aflați formulele compușilor având o compoziție în fracțiuni de masă de un procent: a) sulf - 40 și oxigen - 60; b) fier - 70 și oxigen - 30; c) crom - 68,4 și oxigen - 31,6; d) potasiu - 44,9; sulf - 18,4 și oxigen - 36,7; e) hidrogen - 13,05; oxigen - 34,78 și carbon - 52,17; e) magneziu - 21,83; fosfor - 27,85 și oxigen - 50,32. 53 Determinaţi formulele compuşilor având compoziţia în fracţiuni de masă de procent: a) potasiu - 26,53; crom - 35,35 și oxigen - 38,12; b) zinc - 47,8 și clor - 52,2; c) argint - 63,53; azot - 8,24 și oxigen - 28,23; d) carbon - 93,7; hidrogen - 6,3. 54 Să se determine cele mai simple formule ale mineralelor având o compoziție în fracțiuni de masă de procent: a) cuprul - 34,6; fier - 30,4; sulf - 35,0; b) calciu - 29,4; sulf - 23,5; oxigen - 47,1; c) calciu - 40,0; carbon - 12,0; oxigen - 48,0; d) sodiu - 32,9; aluminiu - 12,9; fluor - 54,2. 55 Stabiliți formulele: a) oxid de vanadiu, dacă oxidul de 2,73 g conține un metal de 1,53 g: b) oxid de mercur, dacă descompunerea completă a masei sale 27 g eliberează oxigen cu un volum de 1,4 dm3 (n.s.) ? 56 Stabiliți formula unei substanțe constând din carbon, hidrogen și oxigen într-un raport de masă de 6: 1: 8, respectiv, dacă densitatea sa de vapori în aer este 2,07. 57 Determinați formula unui compus a cărui compoziție în fracțiuni de masă dintr-un procent de metal este 38,71; fosfor - 20,00; oxigen - 41,29. 58 Aflați formula unui compus cu masa molară de 63 g/mol, având o compoziție în fracțiuni de masă de un procent: hidrogen - 1,59; azot - 22,21 și oxigen - 76,20. 59 Stabiliți formula unui compus (M = 142 g/mol) având compoziția în fracțiuni de masă de un procent: sulf - 22,55; oxigen - 45,02 și sodiu - 32,43. 60 Aflați formula unui compus (M = 84 g/mol) având compoziția în fracțiuni de masă de un procent: magneziu - 28,5; carbon - 14,3; oxigen - 57,2. 61 Aflați formula unui compus (M = 136 g/mol) având compoziția în fracțiuni de masă de un procent: calciu - 29,40; hidrogen - 0,74; fosfor - 22,80; oxigen - 47,06. 62 Stabiliți formula unui compus (M = 102 g/mol) având compoziția în fracțiuni de masă de un procent: aluminiu - 52,9; oxigen - 47,1. 63 Când o substanță cu greutatea de 3,4 g a fost arsă în oxigen, s-au format azot și apă cu o greutate de 2,8 g și, respectiv, 5,4 g. Determinați formula substanței. 64. Aflați formula unui compus (M = 310 g/mol) având compoziția în fracțiuni de masă de un procent: calciu - 38,75; fosfor - 20,00; oxigen - 41,25. 65 Aflați formula unei hidrocarburi având o compoziție în fracțiuni de masă de un procent: carbon - 82,76; hidrogen - 17,24. În stare gazoasă, o hidrocarbură cu volumul de 1,12 dm3 (n.s.) are masa de 2,9 g. 66 Găsiți formula compusului de bor cu hidrogen (boran), care are o compoziție în fracțiuni de masă de un procent: bor. - 78,2; hidrogen - 21,8; dacă masa de 1 dm3 a acestui gaz este egală cu masa a 1 dm3 de azot (n.s.). 67 Aflați formula unei substanțe având o compoziție în fracțiuni de masă de un procent: carbon - 93,75; hidrogen - 6,25. Densitatea acestei substanțe în aer este de 4,41. 68 Aflați formula unei substanțe dacă densitatea sa de hidrogen este 49,5; iar compoziția este exprimată în fracțiuni de masă de un procent: carbon - 12,12; oxigen - 16,16; clor - 71,72. 69 Arderea unei hidrocarburi cu o greutate de 4,3 g a produs dioxid de carbon cu o greutate de 13,2 g. Densitatea de vapori a hidrocarburii în raport cu hidrogenul este 43. Care este formula hidrocarburii? 70 La arderea completă a unui compus de sulf cu hidrogen, se formează apă și dioxid de sulf cu mase de 3,6 g și, respectiv, 12,8 g. Determinați formula substanței de pornire. 71 Care este formula siliciului hidrogen (silan), dacă se știe că atunci când este ars cu o masă de 6,2 g se formează dioxid de siliciu cu o masă de 12,0 g? Densitatea hidrogenului de silice în aer este de 2,14. 72 Odată cu arderea completă a materiei organice cu o greutate de 13,8 g, s-au format dioxid de carbon și apă cu mase de 26,4 g, respectiv 16,2 g. Densitatea vaporilor acestei substanțe în raport cu hidrogenul este 23. Determinați formula substanței. 73 Când o substanță necunoscută cu o greutate de 5,4 g a fost arsă în oxigen, s-au format azot, dioxid de carbon și apă cu o greutate de 2,8 g; 8,8 g; 1,8 g respectiv. Determinați formula unei substanțe dacă masa sa molară este de 27 g/mol. 74 Fracțiile de masă ale oxizilor de sodiu, calciu și siliciu (IV) în geamurile ferestrelor sunt, respectiv, de 13,0; 11,7 și 75,3%. Ce raport molar al acestor oxizi exprimă compoziția sticlei? 75 Determinați formula hidratului cristalin de sulfat de sodiu dacă pierderea în greutate la aprindere este de 55,91% din greutatea hidratului cristalin. 76 Stabiliți formula hidratului cristalin de clorură de bariu dacă, la calcinarea unei sări cu o greutate de 36,6 g, pierderea în greutate a fost de 5,4 g. 77 Aflați formula hidratului cristalin de sulfat de fier (II) dacă, la calcinarea unei sări cu greutatea de 2,78 g, greutatea pierderea a fost de 1, 26 g. 78 Reziduul după calcinarea hidratului de cristal de sulfat de cupru (II) cântărind 25 g a fost de 16 g. Stabiliți formula hidratului de cristal. 79 La deshidratarea hidratului cristalin de clorură de cupru(II) cu o greutate de 1,197 g, pierderea de masă a fost de 0,252 g. Stabiliți formula hidratului cristalin. 80 Aflați formula hidratului cristalin de clorură de calciu dacă, atunci când este calcinat cu o masă de 5,88 g, se eliberează apă cu o masă de 1,44 g. 81 Aflați formula hidratului cristalin de carbonat de sodiu dacă, atunci când este calcinat cu o masă de 14,3 g, se formează carbonat de sodiu cu o masă de 5,3 g.82 Compoziția alaunului de potasiu include apă de cristalizare cu o fracție de masă de 45,5%. Calculați câți moli de apă există pe mol de KAl(SO4)2. 83 Să se determine formula hidratului cristalin, în care fracții de masă elementele sunt: ​​magneziu - 9,8%; sulf - 13,0%; oxigen - 26,0%; apă - 51,2%. 84 Stabiliți formula hidratului cristalin, a cărui compoziție se exprimă în fracțiuni de masă de un procent: fier - 20,14; sulf - 11,51; oxigen - 63,35; hidrogen - 5,00. 85 Aflați formula sifonului cristalin, care are compoziția în fracțiuni de masă de un procent: sodiu - 16,08; carbon - 4,20; oxigen - 72,72; hidrogen - 7,00. 86 Stabiliți formula hidratului cristalin al sulfatului de calciu dacă, la calcinarea unui hidrat cristalin care cântărește 1,72 g, pierderea în greutate a fost de 0,36 g. 87 Hidroxid de zinc cu greutatea 1,98 g a fost dizolvat în acid azotic și a rezultat o sare hidrat cristalizat cu greutatea de 5 g. soluţie.94 g. Stabiliţi formula acestui hidrat cristalin. 88 Determinați formula carnalitei xKCl yMgCl2 zH2O dacă se știe că la calcinarea a 5,55 g masa sa a scăzut cu 2,16 g; iar la calcinarea precipitatului obţinut prin acţiunea unei soluţii alcaline asupra unei soluţii care conţine aceeaşi cantitate de sare, pierderea este de 0,36 g. 89 Compoziţia compusului include carbon, hidrogen, clor şi sulf. Când se arde această substanță cu o greutate de 1,59 g, se formează dioxid de carbon și apă cu mase de 1,76 g și, respectiv, 0,72 g. Când se dizolvă această substanță cu o greutate de 0,477 g și se adaugă în soluție azotat de argint, se formează un precipitat cu o greutate de 0,861 g. Masa molară a substanței este de 159 g/mol. Determinați formula substanței. 90 Determinați formula dublu de fier(III) și sulfat de amoniu dacă se știe că atunci când acesta este dizolvat cu o masă de 19,28 g în apă și adăugarea ulterioară a unui exces de soluție concentrată de NaOH, un gaz cu volumul de 896 se eliberează cm3 (n.s.) și se formează un precipitat maro, la calcinare a cărui masa reziduului este de 3,20 g. 91 Determinați formula unui compus în care fracțiile de masă ale elementelor sunt: ​​metal - 28%; sulf - 24%; oxigen - 48%. 92 Hidratul cristalin natural conține apă de cristalizare și sare cu fracțiuni de masă de 56%, respectiv 44%. Deduceți formula hidratului cristalin dacă se știe că sarea inclusă în compoziția hidratului cristalin colorează flacăra în galben iar cu o soluție de clorură de bariu formează un precipitat alb, insolubil în apă și acizi. 93 Calculați volumul de hidrogen (n.s.) care va fi eliberat atunci când aluminiul cu o greutate de 2,7 g interacționează cu o soluție care conține KOH cu o greutate de 20 g. 94 Când metalul (II) cu o greutate de 6,85 g interacționează cu apa, hidrogenul este eliberat cu un volum de 1,12 dm3 (n.s.). Identificați metalul. 95 La o soluție care conține sulfat de fier (III) cântărind 40 g s-a adăugat o soluție care conține NaOH cântărind 24 g. Care este masa precipitatului format? 96 Ce masă de carbonat de calciu trebuie luată pentru a umple un cilindru cu o capacitate de 40 dm3 la 188 K și o presiune de 101,3 kPa cu dioxidul de carbon obținut din descompunerea acestuia? 97 Sarea Berthollet se descompune atunci când este încălzită pentru a forma clorură de potasiu și oxigen. Ce volum de oxigen la 0 °C și o presiune de 101325 Pa poate fi obținut dintr-un mol de sare de bertolit? 98 Determinați masa de sare formată în timpul interacțiunii oxidului de calciu cu o greutate de 14 g cu o soluție care conține acid azotic cu o greutate de 35 g. 99 La o soluție care conține clorură de calciu cu o greutate de 0,22 g a fost adăugată o soluție care conține azotat de argint cu o greutate de 2,00 d. Care este masa sedimentului format? Ce substanțe vor fi în soluție? 100 Când acidul clorhidric acționează asupra unui metal necunoscut cu greutatea de 22,40 g, se formează clorură de metal(II) și se eliberează un gaz cu un volum de 8,96 dm3 (n.s.). Identificați metalul necunoscut. 101 Calculați conținutul de impurități în fracțiuni de masă de un procent în calcar dacă, la calcinarea completă a masei sale de 100 g, se eliberează dioxid de carbon cu un volum de 20 dm3 (n.s.). 102 Ce masă de aluminiu va fi necesară pentru a produce hidrogenul necesar pentru reducerea oxidului de cupru (II) rezultat din descompunerea termică a malachitului cu o greutate de 6,66 g? 103 Reducerea unui oxid al unui metal necunoscut (III) cu o greutate de 3,2 g a necesitat hidrogen cu un volum de 1,344 dm3 (n.s.). Metalul a fost apoi dizolvat într-un exces de soluție de acid clorhidric și hidrogenul a fost eliberat cu un volum de 0,896 dm3 (n.s.). Identificați metalul și scrieți ecuațiile reacțiilor corespunzătoare. 104 Când halogenură de calciu cu o greutate de 0,200 g a interacționat cu o soluție de azotat de argint, s-a format halogenură de argint cu o greutate de 0,376 g. Determinați ce sare de calciu a fost utilizată. 105 Un amestec de cloruri de sodiu și potasiu cu o greutate de 0,245 g a fost dizolvat în apă și soluția rezultată a fost tratată cu o soluție de azotat de argint. Ca rezultat al reacției s-a format un precipitat cu o greutate de 0,570 g. Calculați fracțiunile de masă (%) de cloruri de sodiu și potasiu din amestec. 106 Un amestec de fluoruri de sodiu și litiu cântărind 4 g a fost tratat cu acid sulfuric concentrat în timpul încălzirii. În acest caz s-a obţinut un amestec de sulfaţi metalici cu o greutate de 8 g. Determinaţi conţinutul de sare din amestecul iniţial în fracţiuni de masă de procent. 107 Determinați compoziția amestecului (ω, %) NaHCO3, Na2CO3, NaCl, dacă la încălzirea acestuia cu o masă de 10 g se eliberează un gaz cu volumul de 0,672 dm3 (n.s.), iar la interacțiunea cu acidul clorhidric al aceeași masă a amestecului, se eliberează un gaz cu volumul de 2,016 dm3 (n.s.). 108 Determinați compoziția amestecului (ω, %) format prin interacțiunea pulberei de aluminiu cu o greutate de 27 g cu oxid de fier (III) cu o greutate de 64 g. 109 După adăugarea de clorură de bariu la o soluție care conține un amestec de sulfați de sodiu și potasiu de 1,00 g, s-a format sulfat de bariu cu o greutate de 1,49 g. În ce raport se amestecă sulfații de sodiu și potasiu? 110 La o soluție apoasă de sulfați de aluminiu și sodiu s-a adăugat un exces de soluție de azotat de bariu cu o greutate de 9,68 g și s-a format un precipitat cu o greutate de 18,64 g. Calculați masa sulfaților de aluminiu și sodiu din amestecul inițial. 111 Când un aliaj de zinc și magneziu cântărind 20 g a interacționat cu un exces de soluție de acid sulfuric, s-a format un amestec de sulfați ai acestor metale cu o greutate de 69 g. Determinați compoziția aliajului în fracțiuni de masă de procent. 112 Un aliaj de aluminiu-magneziu cântărind 3,00 g se amestecă cu excesul de oxid de crom (III) și se aprinde. Ca urmare, se formează crom cu o greutate de 5,55 g. Determinați compoziția amestecului inițial (ω, %). 113 Un amestec de dioxid de carbon și dioxid de carbon cu un volum de 1 dm3 (n.s.) are masa de 1,43 g. Determinați compoziția amestecului în fracții de volum (%). 114 Ce masă de calcar care conține carbonat de calciu (ω = 90%) va fi necesară pentru a produce 10 tone de var nestins? 115 Când un amestec de aluminiu și oxid de aluminiu cântărind 3,90 g a fost tratat cu soluție de NaOH, a fost eliberat un gaz cu un volum de 840 cm3 (n.s.). Determinați compoziția amestecului (ω, %). 1.4 Calcule conform legii echivalenților Cantitatea dintr-un element sau substanță care interacționează cu 1 mol de atomi de hidrogen (1 g) sau înlocuiește această cantitate de hidrogen în reacții chimice se numește echivalentul acestui element sau substanță. Masa echivalentă (Me) este masa a 1 echivalent al unei substanțe. Exemplul 15 Se determină masele echivalente și echivalente de brom, oxigen și azot în compușii HBr, H2O, NH3. Soluție În compușii de mai sus, 1 mol de atomi de hidrogen se combină cu 1 mol de atomi de brom, 1/2 mol de atomi de oxigen și 1/3 mol de atomi de azot. Prin urmare, conform definiției, echivalenții de brom, oxigen și azot sunt egali cu 1 mol, 1/2 mol și, respectiv, 1/3 mol. Pe baza maselor molare ale atomilor acestor elemente, constatăm că masa echivalentă a bromului este de 79,9 g/mol, oxigen - 16 1/2 = 8 g/mol, azot - 14 1/3 = 4,67 g/mol. Masa echivalentă poate fi calculată din compoziția compusului dacă se cunosc masele molare (M): 1) Me (element): Me = A/B, unde A este masa atomică a elementului, B este valența lui elementul; 2) Me(oxid) = Me(ele.) + 8, unde 8 este masa echivalentă a oxigenului; 3) Me(hidroxid) = M/n(on-), unde n(on-) este numărul de grupări OH-; 4) Me(acizi) = M/n(n+), unde n(n+) este numărul de ioni H+. 5) Me (săruri) = M/nmeVme, unde nme este numărul de atomi de metal; Vme este valența metalului. Exemplul 16 Determinați masele echivalente ale următoarelor substanțe Al, Fe2O3, Ca(OH)2, H2SO4, CaCO3. Soluție Me(Al) = A/B = 27/3 = 9 g/mol; Me(Fe2O3) = 160/2 3 = = 26,7 g/mol; Me(Ca(OH)2) = 74/2 = 37 g/mol; Me(H2S04) = 98/2 = 49 g/mol; Me(CaC03) = 100/12 = 50 g/mol; Me(Al2(SO4)3) = 342/2 3= 342/6 = 57 g/mol. Exemplul 17 Calculați masa echivalentă a Н2SO4 în reacțiile: 1) Н2SO4+ NaOH = NaHSO4 + H2O 2) H2SO4 + 2NaOH = Na2SO4 + H2O Masa echivalentă a soluției substanță complexă, ca și masa echivalentă a unui element, poate avea sensuri diferiteși depind de reacția chimică în care intră substanța. Masa echivalentă a acidului sulfuric este egală cu masa molară împărțită la numărul de atomi de hidrogen înlocuiți de metal în această reacție. Prin urmare, Me(H2SO4) în reacția (1) este egal cu 98 g/mol, iar în reacția (2) - 98/2 = 49 g/mol. La rezolvarea unor probleme care conțin informații despre volume substanțe gazoase , este recomandabil să se folosească valoarea volumului echivalent (Ve). Volumul echivalent este volumul ocupat în condiții date de 1 echivalent dintr-o substanță gazoasă. Deci pentru hidrogen la nr. volumul echivalent este de 22,4 1/2 = 11,2 dm3, pentru oxigen - 5,6 dm3. Conform legii echivalentelor, masele (volumele) substanţelor m1 şi m2 care reacţionează între ele sunt proporţionale cu masele (volumele) lor echivalente: m1/ Ме1 = m2/ Ме2. (1.4.1) Dacă una dintre substanțe este în stare gazoasă, atunci: m/Me = V0/Ve. (1.4.2) Exemplul 18 Când se arde un metal cu o greutate de 5,00 g, se formează un oxid de metal cu o greutate de 9,44 g. Să se determine masa echivalentă a metalului. Rezolvare Din condiţiile problemei rezultă că masa oxigenului este egală cu diferenţa 9,44 g - 5,00 g = 4,44 g. Masa echivalentă a oxigenului este de 8,0 g/mol. Înlocuind aceste valori în expresia (1.4.1) se obține: 5,00/Me(Me) = 4,44/8,0; Mz(Me) = 5,00 8,0/4,44 = 9 g/mol. Exemplul 19 În timpul oxidării metalului(II) cu o greutate de 16,7 g, s-a format un oxid cu o greutate de 21,5 g. Calculați masele echivalente de: a) metal; b) oxidul acestuia. Care este masa molară a: c) metalului; d) oxid de metal? Soluția m(O2) în oxid va fi: 21,54 - 16,74 = 4,80 g. Conform legii echivalenților se obține: 16,74/Me(Me) = 4,80/8,00, Din: Me( Me) = 27,90 g /mol. Masa echivalentă a oxidului este egală cu suma maselor echivalente ale metalului și oxigenului și va fi 27,90 + 8,00 = 35,90 g/mol. Masa molară a metalului (II) este egală cu produsul dintre masa echivalentă și valența (2) și va fi 27,90 2 = 55,80 g/mol. Masa molară a oxidului de metal(II) va fi 55,8 + 16,0 = 71,8 g/mol. Exemplul 20 Dintr-un azotat de metal cu o greutate de 7,27 g se obtine o clorura cu o greutate de 5,22 g. Calculati masa echivalenta a metalului. Soluție Deoarece masa echivalentă a unui azotat de metal (clorură) este egală cu suma maselor echivalente ale metalului (x) și a reziduului acid al azotatului (clorură), atunci conform legii echivalenților, ținând cont de: condiţiile problemei, se obţine: 7,27/5,22 = (x + 62)/ (x + 35,5). Din: x = 32,0 g/mol. Exemplul 21 Se obține un hidroxid cu o greutate de 9,00 g din sulfat de metal(II) cu o greutate de 15,20 g. Calculați masa echivalentă a metalului și determinați formula sării inițiale. Rezolvare Ținând cont de condițiile problemei și ecuației (1.4.1), obținem: 15,2/9,0 = (Me(Me) + 48)/(Me(Me) + 17). Din: Me(Me) = 28 g/mol; M(Me) = 282 = 56 g/mol. Formula sării: FeSO4. Exemplul 22 Ce masă de Ca(OH)2 conține același număr de echivalenți ca Al(OH)3 cu o greutate de 312 g? Soluția Me(Al(OH)3) este 1/3 din masa sa molară, adică 78/3 = 26 g/mol. În consecință, 312 g de Al(OH)3 conțin 312/26 = 12 echivalenți. Me(Ca(OH)2) este 1/2 din masa sa molară, adică 37 g/mol. Prin urmare, 12 echivalenți reprezintă 37 12 = 444 g. Exemplul 23 Reducerea oxidului de metal(II) cu o greutate de 7,09 g necesită hidrogen cu un volum de 2,24 dm3 (n.s.). Calculați masele echivalente de oxid și metal. Care este masa molară a metalului? Rezolvare Conform legii echivalentelor se obtine: 7,09/2,24 = Me(oxid)/11,20; Me(oxid) = 35,45 g/mol. Masa echivalentă a oxidului este egală cu suma maselor echivalente ale metalului și oxigenului, deci Me(Me) va fi 35,45 - 8,00 = 27,45 g/mol. Masa molară a metalului(II) va fi 27,45 2 = 54,90 g/mol. La determinarea maselor echivalente diverse substanțe, de exemplu, în funcție de volumul de gaz eliberat, acesta din urmă este colectat peste apă. Apoi trebuie luată în considerare presiunea parțială a gazului. Presiunea parțială a unui gaz într-un amestec este presiunea pe care acest gaz ar produce-o dacă ar ocupa aceeași condiţiile fizice volumul întregului amestec de gaze. Conform legii presiunilor parțiale, presiunea totală a unui amestec de gaze care nu intră în contact unele cu altele. reactie chimica , este egală cu suma presiunilor parțiale ale gazelor care formează amestecul. Dacă un gaz este colectat deasupra unui lichid, atunci în calcule trebuie avut în vedere faptul că presiunea acestuia este parțială și egală cu diferența dintre presiunea totală a amestecului de gaz și presiunea parțială a vaporilor a lichidului. EXEMPLUL 24 Ce volum vor ocupa la nivelul zero? 120 cm3 de azot colectat peste apă la 20 C și o presiune de 100 kPa (750 mmHg)? Presiunea vaporilor saturați a apei la 20 °C este de 2,3 kPa. Soluție Presiunea parțială a azotului este egală cu diferența dintre presiunea totală și presiunea parțială a vaporilor de apă: PN 2 = P - PH 2O = 100 - 2,3 = 97,7 kPa. Notând volumul necesar cu V0 și folosind ecuația combinată Boyle-Marriott și Gay-Lussac, găsim: V0 = РVT0/TP0 = 97,7 120 273/293 101,3 = 108 cm3. Probleme 116 Calculaţi masa echivalentă şi echivalentă a acidului fosforic în reacţiile de formare a: a) hidrogen fosfat; b) fosfat dihidrogen; c) ortofosfat. 117 Determinați masele echivalente de sulf, fosfor și carbon în compușii: H2S, P2O5, CO2. 118 S-a aplicat hidroxid de potasiu în exces la soluţii de: a) fosfat dihidrogen de potasiu; b) azotat de dihidroxobismut(III). Scrieți ecuații pentru reacțiile acestor substanțe cu hidroxidul de potasiu și determinați echivalenții și masele echivalente ale acestora. 119 Scrieţi ecuaţiile pentru reacţiile hidroxidului de fier(III) cu acidul clorhidric (clorhidric), în care se formează următorii compuşi ai fierului: a) clorură de dihidroxofer; b) clorhidrat de fier; c) clorură ferică. Calculați masa echivalentă și echivalentă a hidroxidului de fier (III) în fiecare dintre aceste reacții. 120 Calculaţi masa echivalentă a acidului sulfuric în reacţiile de formare a: a) sulfatului; b) hidrosulfat. 121 Care este volumul echivalent (nr.) de oxigen, hidrogen și clor? 122 Să se determine masa echivalentă a acidului sulfuric dacă se știe că H2SO4 cu o greutate de 98 g reacţionează cu magneziul cu o greutate de 24 g, a cărui masă echivalentă este de 12 g/mol. 123 Arderea magneziului cu o greutate de 4,8 g a produs un oxid cu o greutate de 8,0 g. Determinați masa echivalentă a magneziului. 124 Când un metal de 2,20 g interacționează cu hidrogenul, se formează o hidrură de 2,52 g.Să se determine masa echivalentă a metalului și se scrie formula hidrurii. 125 Determinați masele echivalente de staniu în oxizii săi, fracția de masă a oxigenului în care este de 21,2% și 11,9%. 126 Pentru reacția unui metal cu o greutate de 0,44 g a fost necesar brom cu o greutate de 3,91 g, a cărui masă echivalentă este de 79,9 g/mol. Determinați masa echivalentă a metalului. 127 Fracția de masă a oxigenului din oxidul de plumb este de 7,17%. Determinați masa echivalentă a plumbului. 128 Fracția de masă a calciului în clorură este de 36,1%. Calculați masa echivalentă a calciului dacă masa echivalentă a clorului este de 35,5 g/mol. 129 Determinați masa echivalentă a metalului dacă fracția de masă a sulfului din sulfură este de 22,15% și masa echivalentă de sulf este de 16 g/mol. 130 Aceeași masă de metal se combină cu oxigenul cu masa de 0,4 g și cu unul dintre halogeni cu masa de 4,0 g. Determinați masa echivalentă a halogenului. 131 Calculați masa echivalentă a aluminiului dacă arderea a 10,1 g din acesta produce un oxid cu o greutate de 18,9 g. 132 Pentru neutralizare acid oxalic (H2C2O4) cu o greutate de 1,206 g necesar KOH cu o greutate de 1,502 g, a cărui masă echivalentă este de 56 g/mol. Calculați masa echivalentă a acidului. 133 S-a consumat acid clorhidric de 3,04 g pentru a neutraliza un hidroxid de 3,08 g. Calculați masa echivalentă a hidroxidului. S-a consumat 134 NaOH, cântărind 12,0 g, pentru a neutraliza acidul ortofosforic cu o greutate de 14,7 g. Calculați masa echivalentă și bazicitatea acidului ortofosforic. Scrieți ecuația pentru reacția corespunzătoare. 135 Pentru neutralizarea acidului fosforic (H3PO3) cu o greutate de 8,2 g s-a consumat KOH cu o greutate de 11,2 g. Calculați masa echivalentă și bazicitatea acidului fosforic. Scrieți ecuația reacției. 136 Pentru a neutraliza un acid de 2,45 g s-a consumat NaOH de 2,00 g.Determină masa echivalentă a acidului. 137 Un oxid de metal(I) cu o greutate de 1,57 g conține un metal cu o greutate de 1,30 g. Calculați masa echivalentă a metalului și a oxidului său. 138 Calculați masa atomică a metalului (II) și determinați ce fel de metal este dacă acest metal cu o greutate de 8,34 g este oxidat de oxigen cu un volum de 0,68 dm3 (n.s.). 139 Descompunerea unui oxid de metal cu o greutate de 0,464 g produce un metal cu o greutate de 0,432 g. Să se determine masa echivalentă a metalului. 140 Dintr-un metal cu o greutate de 1,25 g se obtine nitrat cu o greutate de 5,22 g. Calculati masa echivalenta a acestui metal. 141 Când aluminiul cu o greutate de 0,32 g și zincul cu o greutate de 1,16 g reacţionează cu un acid, se eliberează același volum de hidrogen. Determinați masa echivalentă a zincului dacă masa echivalentă a aluminiului este de 9 g/mol. 142 Dintr-o clorură de metal cu o greutate de 20,8 g se obţine un sulfat al acestui metal cu o greutate de 23,3 g. Calculaţi masa echivalentă a metalului. 143 Dintr-un azotat de metal cu o greutate de 2,62 g se obţine un sulfat al acestui metal cu o greutate de 2,33 g. Calculaţi masa echivalentă a metalului. 144 Dintr-o iodură de metal cu greutatea de 1,50 g se obţine un azotat al acestui metal cu o greutate de 0,85 g. Calculaţi masa echivalentă a metalului. 145 Dintr-un sulfat metalic cu o greutate de 1,71 g se obtine un hidroxid al acestui metal cu o greutate de 0,78 g. Calculati masa echivalenta a metalului. 146 Dintr-o clorură de metal cu o greutate de 1,36 g se obţine un hidroxid al acestui metal cu o greutate de 0,99 g. Calculaţi masa echivalentă a metalului. 147 Dintr-un azotat de metal cu o greutate de 1,70 g se obtine o iodura a acestui metal cu o greutate de 2,35 g. Calculati masa echivalenta a metalului. 148 Când un metal cântărind 1,28 g a interacționat cu apa, hidrogenul a fost eliberat cu un volum de 380 cm3, măsurat la 21 °C și o presiune de 104,5 kPa (784 mm Hg). Calculați masa echivalentă a metalului. 149 Ce volum de hidrogen (n.s. ) va fi necesar să se reducă un oxid de metal cu o greutate de 112 g, dacă fracția de masă a metalului din oxid este de 71,43%? Determinați masa echivalentă a metalului. 150 Masa echivalentă a metalului este de 23 g/mol. Determinați masa de metal care trebuie luată pentru a separa hidrogenul de acid cu un volum de 135,6 cm3 (n.s.). 151 Calculați masa echivalentă a metalului dacă un metal cu o greutate de 0,5 g înlocuiește hidrogenul dintr-un acid cu un volum de 184 cm3, măsurat la 21 °C și o presiune de 101325 Pa. 152 Calculați masa echivalentă a metalului dacă metalul (II) cu o greutate de 1,37 g înlocuiește hidrogenul dintr-un acid cu un volum de 0,5 dm3, măsurat la 18 °C și o presiune de 101325 Pa. 153 Să se determine masa echivalentă și atomică a metalului(II), dacă reacția unui metal cu o greutate de 0,53 g cu HCl produce H2 cu un volum de 520 cm3 la 16 °C și o presiune de 748 mm Hg. Artă. Presiunea vaporilor de apă saturați la o temperatură dată este de 13,5 mm Hg. Artă. 154 Metalul(II) cu o greutate de 0,604 g a deplasat hidrogen dintr-un acid cu un volum de 581 cm3, măsurat la 18 C și o presiune de 105,6 kPa și colectat deasupra apei. Presiunea de vapori saturați a apei la o temperatură dată este de 2,1 kPa. Calculați masa atomică a metalului. 155 Într-un gazometru deasupra apei există O2 cu un volum de 7,4 dm3 la 296 K și o presiune de 104,1 kPa (781 mm Hg). Presiunea vaporilor de apă saturată la această temperatură este de 2,8 kPa (21 mmHg). Ce volum (n.s.) va ocupa oxigenul din gazometru? 2 STRUCTURA UNUI ATOM ȘI SISTEMUL PERIODIC LUI D. I. MENDELEEV 2.1 Învelișul electronic al unui atom Mișcarea unui electron într-un atom este de natură probabilistică. Spațiul circumnuclear, în care cu cea mai mare probabilitate (0,90 - 0,95) poate fi localizat un electron, se numește orbital atomic (AO). Orbital atomic, ca oricare figură geometrică, este caracterizat de trei parametri (coordonate), numiti numere cuantice(n, l, m l, ms). Numerele cuantice nu preiau nici o valoare, ci anumite, discrete (discontinue). Valorile adiacente ale numerelor cuantice diferă cu unu. Numerele cuantice determină dimensiunea (n), forma (l) și orientarea (m l) a unui orbital atomic în spațiu. Orbitalii atomici corespunzători valorilor lui l egale cu 0, 1, 2, 3 se numesc orbitali s-, p-, d- și, respectiv, f. În formulele grafice electronice ale atomilor, fiecare orbital atomic este desemnat printr-un pătrat (). Ocupând unul sau altul orbital atomic, un electron formează un nor de electroni, care poate avea o formă diferită pentru electronii aceluiași atom. Un nor de electroni este caracterizat de patru numere cuantice (n, l, m l, ms). Aceste numere cuantice sunt legate de proprietăți fizice electron: numărul n (numărul cuantic principal) caracterizează nivelul energetic (cuantic) al electronului; numărul l (orbital) - momentul unghiular (subnivelul energetic); numărul m l (magnetic) - moment magnetic; ms - rotire. Spinul apare din cauza rotației electronului în jurul propriei axe. Conform principiului Pauli: un atom nu poate avea doi electroni caracterizați de același set de 4 numere cuantice. Prin urmare, un orbital atomic nu poate conține mai mult de doi electroni, care diferă în spinurile lor (ms = ± 1/2). În tabel Tabelul 1 prezintă valorile și denumirile numerelor cuantice, precum și numărul de electroni la nivelul și subnivelul energetic corespunzător. Starea stabilă (neexcitată) a unui atom multielectron corespunde unei distribuții a electronilor peste orbitalii atomici la care energia atomului este minimă. Prin urmare, ei sunt umpluți în ordinea creșterilor succesive ale energiilor lor. Această ordine de completare este determinată de regula Klechkovsky (regula n+l): - umplerea subnivelurilor electronice cu creșterea număr de serie atomul unui element trece de la valoarea mai mică (n + l) la valoare mai mare(n + l); - cu valori egale (n + l), subnivelurile de energie cu valoarea inferioară a lui n sunt completate mai întâi. Secvența nivelurilor și subnivelurilor de energie de umplere este următoarea: 1s→ 2s→2p→ 3s→3p→ 4s→ 3d→ 4p→5s→ 4d→5p→ 6s→ (5d1) → → 4f →5d→ 6p →7s→ ( 6d1) →5f →6d→7p. Structura electronică Atomul poate fi reprezentat și sub formă de diagrame ale aranjamentului electronilor în celulele cuantice (de energie), care sunt o reprezentare schematică a orbitalilor atomici. Plasarea electronilor în orbitalii atomici într-unul nivel de energie este determinată de regula lui Hund: electronii dintr-un subnivel de energie sunt localizați mai întâi unul câte unul și apoi, dacă există mai mulți electroni decât orbitali, atunci ei sunt umpluți cu doi electroni sau astfel încât spinul total să fie maxim. Exemplul 25 Creați formule electronice și electronice-grafice pentru atomii elementelor cu numerele de serie 16 și 22. Soluție Deoarece numărul de electroni dintr-un atom al unui element este egal cu numărul său de serie din tabelul lui D.I. Mendeleev, atunci pentru sulf -Z = 16 , titan - Z = 22. Formulele electronice sunt: ​​16S 1s 22s 22p 63s 23p4; 22Ti 1s 22s 22p 63s 23p 64s 23d 2. Formule grafice electronice ale acestor atomi:

Corpul uman conține aproximativ 5 g de fier, majoritatea aceasta (70%) face parte din hemoglobina din sânge.

Proprietăți fizice

În stare liberă, fierul este un metal alb-argintiu cu o tentă cenușie. Fierul pur este ductil și are proprietăți feromagnetice. În practică, aliajele de fier - fontă și oțel - sunt de obicei folosite.

Fe este cel mai important și mai abundent element dintre cele nouă d-metale ale subgrupului lateral grupa VIII. Împreună cu cobaltul și nichelul formează „familia fierului”.

Atunci când formează compuși cu alte elemente, folosește adesea 2 sau 3 electroni (B = II, III).

Fierul, ca aproape toate elementele d din grupa VIII, nu prezintă o valență mai mare, egală cu numărul grupului. Valenta sa maxima ajunge la VI si apare extrem de rar.

Cei mai tipici compuși sunt cei în care atomii de Fe sunt în stări de oxidare +2 și +3.

Metode de obținere a fierului

1. Fierul tehnic (aliat cu carbon și alte impurități) se obține prin reducerea carbotermică a compușilor săi naturali conform următoarei scheme:

Recuperarea are loc treptat, în 3 etape:

1) 3Fe 2 O 3 + CO = 2Fe 3 O 4 + CO 2

2) Fe 3 O 4 + CO = 3FeO + CO 2

3) FeO + CO = Fe + CO 2

Fonta rezultată în urma acestui proces conține mai mult de 2% carbon. Ulterior, fonta este folosită pentru a produce aliaje oțel - fier care conțin mai puțin de 1,5% carbon.

2. Fierul foarte pur se obține în unul dintre următoarele moduri:

a) descompunerea Fe pentacarbonilului

Fe(CO)5 = Fe + 5СО

b) reducerea FeO pur cu hidrogen

FeO + H2 = Fe + H2O

c) electroliza soluţiilor apoase de săruri de Fe +2

FeC2O4 = Fe + 2CO2

oxalat de fier (II).

Proprietăți chimice

Fe este un metal cu activitate medie, arată proprietăți generale, caracteristic metalelor.

O caracteristică unică este capacitatea de a „rugini” în aer umed:

În absența umidității cu aer uscat, fierul începe să reacționeze vizibil numai la T > 150°C; la calcinare, se formează „calamă de fier” Fe 3 O 4:

3Fe + 2O 2 = Fe 3 O 4

Fierul nu se dizolvă în apă în absența oxigenului. La foarte temperatura ridicata Fe reacționează cu vaporii de apă, înlocuind hidrogenul din moleculele de apă:

3 Fe + 4H20(g) = 4H2

Mecanismul ruginirii este coroziunea electrochimică. Produsul de rugină este prezentat într-o formă simplificată. De fapt, se formează un strat liber dintr-un amestec de oxizi și hidroxizi cu compoziție variabilă. Spre deosebire de filmul de Al 2 O 3, acest strat nu protejează fierul de distrugerea ulterioară.

Tipuri de coroziune

Protejarea fierului de coroziune

1. Interacțiune cu halogeni și sulf la temperaturi ridicate.

2Fe + 3Cl 2 = 2FeCl 3

2Fe + 3F 2 = 2FeF 3

Fe + I 2 = FeI 2

Se formează compuși în care predomină tipul ionic de legătură.

2. Interacțiunea cu fosforul, carbonul, siliciul (fierul nu se combină direct cu N2 și H2, ci le dizolvă).

Fe + P = Fe x P y

Fe + C = Fe x C y

Fe + Si = Fe x Si y

Se formează substanțe cu compoziție variabilă, cum ar fi berhollide (natura covalentă a legăturii predomină în compuși)

3. Interacțiune cu acizi „neoxidanți” (HCl, H 2 SO 4 dil.)

Fe 0 + 2H + → Fe 2+ + H 2

Deoarece Fe este situat în seria de activitate la stânga hidrogenului (E° Fe/Fe 2+ = -0,44 V), este capabil să înlocuiască H 2 din acizii obișnuiți.

Fe + 2HCI = FeCI2 + H2

Fe + H2S04 = FeS04 + H2

4. Interacțiunea cu acizii „oxidanți” (HNO3, H2SO4 conc.)

Fe 0 - 3e - → Fe 3+

HNO 3 concentrat și H 2 SO 4 „pasivează” fierul, astfel încât la temperaturi obișnuite metalul nu se dizolvă în ele. La caldura mare are loc dizolvarea lentă (fără eliberare de H2).

In sectiunea Fierul HNO 3 se dizolvă, intră în soluție sub formă de cationi Fe 3+ și anionul acid este redus la NO*:

Fe + 4HNO3 = Fe(NO3)3 + NO + 2H2O

Foarte solubil într-un amestec de HCI și HNO3

5. Relația cu alcalii

ÎN solutii apoase Fe nu se dizolvă în alcalii. Reacționează cu alcalii topiți numai la temperaturi foarte ridicate.

6. Interacțiunea cu sărurile metalelor mai puțin active

Fe + CuSO 4 = FeSO 4 + Cu

Fe 0 + Cu 2+ = Fe 2+ + Cu 0

7. Reacția cu monoxid de carbon gazos (t = 200°C, P)

Fe (pulbere) + 5CO (g) = Fe 0 (CO) 5 pentacarbonil de fier

Compușii Fe(III).

Fe 2 O 3 - oxid de fier (III).

pudră roșu-brun, n. R. în H 2 O. În natură - „minereu de fier roșu”.

Modalitati de obtinere:

1) descompunerea hidroxidului de fier (III).

2Fe(OH)3 = Fe2O3 + 3H2O

2) arderea piritei

4FeS 2 + 11O 2 = 8SO 2 + 2Fe 2 O 3

3) descompunerea nitraților

Proprietăți chimice

Fe 2 O 3 - oxid bazic cu semne de amfoteritate.

I. Principalele proprietăți se manifestă în capacitatea de a reacționa cu acizii:

Fe2O3 + 6H + = 2Fe3+ + ZH2O

Fe2O3 + 6HCI = 2FeCl3 + 3H2O

Fe 2 O 3 + 6HNO 3 = 2Fe(NO 3) 3 + 3H 2 O

II. Slab proprietăți acide. Fe 2 O 3 nu se dizolvă în soluții apoase de alcalii, dar atunci când sunt topite cu oxizi solizi, alcalii și carbonați, ferite formează:

Fe 2 O 3 + CaO = Ca(FeO 2) 2

Fe2O3 + 2NaOH = 2NaFeO2 + H2O

Fe 2 O 3 + MgCO 3 = Mg(FeO 2) 2 + CO 2

III. Fe 2 O 3 - materie primă pentru producția de fier în metalurgie:

Fe 2 O 3 + ZS = 2Fe + ZSO sau Fe 2 O 3 + ZSO = 2Fe + ZSO 2

Fe(OH) 3 - hidroxid de fier (III).

Modalitati de obtinere:

Obținut prin acțiunea alcalinelor asupra sărurilor solubile de Fe 3+:

FeCl3 + 3NaOH = Fe(OH)3 + 3NaCl

În momentul preparării, Fe(OH)3 este un sediment mucos-amorf roșu-brun.

Hidroxidul de Fe(III) se formează și în timpul oxidării Fe și Fe(OH)2 în aerul umed:

4Fe + 6H2O + 3O2 = 4Fe(OH)3

4Fe(OH) 2 + 2H 2 O + O 2 = 4Fe(OH) 3

Hidroxidul de Fe(III) este produsul final al hidrolizei sărurilor de Fe3+.

Proprietăți chimice

Fe(OH)3 este o bază foarte slabă (mult mai slabă decât Fe(OH)2). Prezintă proprietăți acide vizibile. Astfel, Fe(OH)3 are un caracter amfoter:

1) reacțiile cu acizii apar ușor:

2) precipitatul proaspăt de Fe(OH)3 se dizolvă în conc. soluții de KOH sau NaOH cu formarea de complexe hidroxo:

Fe(OH)3 + 3KOH = K3

Într-o soluție alcalină, Fe(OH) 3 poate fi oxidat în ferați (săruri ale acidului de fier H 2 FeO 4 care nu sunt eliberate în stare liberă):

2Fe(OH) 3 + 10KOH + 3Br 2 = 2K 2 FeO 4 + 6KBr + 8H 2 O

Săruri de Fe 3+

Cele mai importante practic sunt: ​​Fe 2 (SO 4) 3, FeCl 3, Fe(NO 3) 3, Fe(SCN) 3, K 3 4 - sare galbenă de sânge = Fe 4 3 albastru prusac (precipitat albastru închis)

b) Fe3+ + 3SCN - = Fe(SCN)3tiocianat Fe(III) ( soluție roșie sânge culori)

prin x și y. Formula oxidului CrO. Conținutul de oxigen din oxidul de crom este de 31,6%. Apoi:

x: y = 68,4/52: 31,6/16 = 1,32: 1,98.

Pentru a exprima raportul rezultat în numere întregi, împărțiți numerele rezultate la un număr mai mic:

x: y = 1,32/1,32: 1,98/1,32 = 1: 1,5,

și apoi înmulțiți ambele valori ale ultimului raport cu două:

Astfel, cea mai simplă formulă a oxidului de crom este Cr2O3.

PRI me R 10 Odată cu arderea completă a unei anumite substanțe cu o greutate de 2,66 g, s-au format CO2 și SO2 cu mase de 1,54 g și, respectiv, 4,48 g. Găsiți cea mai simplă formulă a substanței.

Soluție Compoziția produselor de ardere arată că substanța conține carbon și sulf. Pe lângă aceste două elemente, ar putea conține și oxigen.

Masa de carbon care a făcut parte din substanță poate fi găsită din masa de CO2 formată. Masa molară a CO2 este de 44 g/mol, în timp ce 1 mol de CO2 conține 12 g de carbon. Să aflăm masa carbonului m conținută în 1,54 g de CO2:

44/12 = 1,54/m; t = 12-1,54 / 44 = 0,42 g.

Calculând în mod similar masa de sulf conținută în 4,48 g SO2, obținem 2,24 g.

Deoarece masa de sulf și carbon este de 2,66 g, această substanță nu conține oxigen și formula substanței este Cx8y:

x: y = 0,42/12: 2,24/32 = 0,035: 0,070 = 1: 2.

Prin urmare, cea mai simplă formulă a substanței este C82. Pentru a găsi formula moleculară a unei substanțe, este necesar, pe lângă compoziția substanței, să cunoască masa moleculară a acesteia.

PRI me R 11 Un compus gazos de azot cu hidrogen conține 12,5% (masă) hidrogen. Densitatea hidrogenului compusului este 16. Aflați formula moleculară a compusului.

Soluție Formula necesară a substanței NJH:

x: y = 87,5/14: 12,5/1 = 6,25: 12,5 = 1: 2.

Cea mai simplă formulă pentru compusul NH2. Această formulă corespunde unei greutăți moleculare de 16 a. e.m. Vom găsi adevărata masă moleculară a compusului pe baza densității sale de hidrogen:

M = 2-16 = 32 a.m.u.

Prin urmare, formula substanței este ^H4.

Exemplul 12 Când hidratul cristalin de sulfat de zinc cântărind 2,87 g a fost calcinat, masa sa a scăzut cu 1,26 g. Se determină formula hidratului de cristal.

Soluție Când este calcinat, hidratul cristalin se descompune:

ZnS04 - nH2O ZnS04 + nH2Ot; M(ZnS04) = 161 g/mol; M(H2O) = 18 g/mol.

Din condițiile problemei rezultă că masa de apă este de 1,26 g, iar masa de ZnSO4 este egală cu (2,87 - 1,26) = 1,61 g. Atunci cantitatea de ZnSO4 va fi: 1,61/161 = 0,01 mol, iar numărul moli de apă 1,26/18 = 0,07 mol.

În consecință, pentru 1 mol de ZnSO4 există 7 moli de H2O și formula hidratului cristalin este ZnSO4-7H2O.

Exemplul 13 Un amestec de pilitură de cupru şi fier cântărind 1,76 g a fost ars într-un curent de clor; rezultând un amestec de cloruri metalice cu o greutate de 4,60 g. Calculaţi masa de cupru care a reacţionat.

Soluție Reacțiile se desfășoară conform următoarelor scheme:

1) Cu + CI2 = CuCl2;

2) 2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3; M(Ou) = 64 g/mol; M^) = 56 g/mol;

M^uOD = 135 g/mol; M^a^ = 162,5 g/mol.

În funcție de condițiile problemei, masa unui amestec de cloruri de cupru(11) și fier(III), adică. a + b = 4,60 g. Prin urmare 135x / 64 + 162,5 - (1,76 - x) / 56 = 4,60.

Prin urmare, x = 0,63, adică masa cuprului este de 0,63 g.

Exemplul 14 La tratarea unui amestec de hidroxid de potasiu şi bicarbonat cu un exces de soluţie de acid clorhidric, sa format clorură de potasiu cu o greutate de 22,35 g şi s-a eliberat un gaz cu un volum de 4,48 dm3 (n.s.). Calculați compoziția (co, %) a amestecului inițial.

Rezolvarea ecuațiilor de reacție

1) KHC03 + HCI = KCI + H2O + CO2t;

2) KOH + HCI = KCI + H2O;

M(KHCO3) = 100 g/mol; M(t) = 74,5 g/mol; M(IS) = 56 g/mol.

Conform condițiilor problemei, volumul de gaz (CO2) conform reacției (1) este egal cu 4,48 dm3 sau 0,2 mol. Apoi din ecuația de reacție (1) rezultă că cantitatea inițială din amestecul de bicarbonat de potasiu este 0,2 mol sau 0,2-100 = 20 g și se formează aceeași cantitate de 0,2 mol KCl sau 0,2-74,5 = 14,9 g.

Cunoscând masa totală de KO formată ca urmare a reacțiilor (1) și (2), putem determina masa de KS1 formată prin reacția (2). Va fi 22,35 - 14,9 = 7,45 g sau 7,45/74,5 = 0,1 mol. Formarea a 0,1 mol de KC1 prin reacția (2) va necesita aceeași cantitate de KOH, adică 0,1 mol sau 0,1 -56 = 5,60 g. Prin urmare, conținutul componentelor inițiale din amestec va fi:

5,6-100/25,6 = 21,9% KOH și 20,0-100/25,6 = 78,1% KHCO3.

Exemplul 15 Când s-a calcinat iodură de bariu cântărind 4,27 g, a rămas un precipitat cu greutatea de 3,91 g. Se determină fracția de masă de iodură de bariu în soluția obținută prin dizolvarea acestui hidrat cristalin cântărind 60 g în apă cu un volum de 600 cm3.

Soluție Ecuația deshidratării hidratului cristalin

BaJ2 - xH2O = BaJ2 + x^Ot. Masa molară a BaJ2 este de 391 g/mol, iar masa molară a hidratului de cristal BaJ2 este xH2O - (391 + 18x) g/mol. Să facem o proporție:

(391 + 18x) g hidrat cristalin - 391 g sare anhidră

4,27 g hidrat cristalin - 3,91 g sare anhidră

constatăm că x = 2. Astfel, formula hidratului cristalin este BaJ2 - 2H2O. Masa sa molară este de 427 g/mol. Un hidrat cristalin care cântărește 60 g conține 60-391 / 427 = 54,9 g sare anhidră. Să calculăm fracția de masă de iodură de bariu în soluția obținută prin dizolvarea BaJ2 - 2H2O cântărind 60 g în apă cu un volum de 600 cm3:

ro(BaJ2) = m (BaJ2) / = 54,9 / (600 + 60) = 0,083.

Exemplul 16 Când metalul (11) cu o greutate de 2,18 g este oxidat cu oxigen, se obține un oxid de metal cu o greutate de 2,71 g. Ce metal este acesta?

Soluție Oxidul metalic (11) are compoziția EO și masa sa molară este egală cu suma maselor atomice ale metalului și oxigenului. Fie masa atomică a metalului x g/mol, apoi masa molară a oxidului de metal este (x + 16) g/mol. Ținând cont de condițiile problemei, să creăm o proporție:

x g metal - (x + 16) g oxid metalic

2,18 g metal - 2,71 g oxid metalic

de unde x = 65,8 g. Prin urmare, metalul este zinc.

Exemplul 17 Determinați formula adevărată a unei substanțe gazoase care conține fluor și oxigen cu fracțiuni de masă de 54,29% și, respectiv, 45,71%, dacă densitatea sa relativă pentru azot este egală cu

Soluție Substanța de testat care cântărește 100 g conține fluor și oxigen cu mase de 54,29 g și, respectiv, 45,71 g. Aflați numărul de moli de atomi:

54,29/19 = 2,86 moli de fluor și 45,71/16 = 2,86 moli de oxigen.

Astfel, numărul de atomi de fluor dintr-o moleculă este egal cu numărul de atomi de oxigen. Prin urmare, cea mai simplă formulă a substanței este (OF)n. Această formulă corespunde unei mase molare egale cu 35 g/mol. Vom găsi masa molară adevărată a unei substanțe pe baza densității sale de azot: M = 28-2,5 = 70 g/mol. Să scriem ecuația pentru masa molară a compusului (OF)n: 16n + 19n = 70. De unde n = 2.

Prin urmare, formula substanței este O2F2.

Exemplul 18 Stabiliți formula unui mineral având o compoziție în fracțiuni de masă de un procent: siliciu - 31,3; oxigen - 53,6; amestec de aluminiu și beriliu - 15.1.

Soluție Ecuația electroneutrității:

(+4) - 31,3 / 28 + (-2) - 53,6 / 6 + (+3) - x / 27 + (+2) - (15,1 - x) / 9 = 0 4,47 - 6,7 + 0,11x + 3,356 - 0,222x = 0 x = 10,14.

În consecință, mineralul conține aluminiu - 10,14%; beriliu - 4,96

Să aflăm numărul de atomi de siliciu, oxigen, beriliu și aluminiu:

31,3/28: 53,6/16: 10,14/27: 4,96/9 = 1,118: 3,350: 0,375: 0,551.

Pentru a exprima rapoartele rezultate în numere întregi, împărțiți numerele rezultate la un număr mai mic:

Prin urmare, formula minerală este Si6Al2Be3O18 sau Al2O3-3BeO-6SiO2.

Exemplul 19 Un amestec de hidrogen cu un gaz necunoscut cu un volum de 10 dm3 (n.s.) are masa de 7,82 g. Determinați masa molară a gazului necunoscut dacă se știe că pentru a obține tot hidrogenul inclus în amestec, acesta s-a consumat zinc metalic cu o greutate de 11,68 g în reacția sa cu acidul sulfuric.

Soluție Ecuația reacției:

Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2t Numărul de moli de hidrogen este egal cu numărul de moli de zinc

n (H2) = n (Zn) = 11,68/65 = 0,18 mol.

Volumul (n.s.) și masa hidrogenului sunt, respectiv, egale cu:

V (H2) = 0,18-22,4 = 4,03 dm3; m (H2) = 0,18-2 = 0,36 g. Să aflăm volumul, masa și masa molară a gazului necunoscut: V (gaz) = ​​10 - 4,03 = 5,97 dm3; m (gaz) = ​​7,82 - 0,36 = 7,46 g; M (gaz) = 7,46-22,4 / 5,97 = 28 g/mol.

PRI me R 20 La arderea unei substanțe organice cu o greutate de 7,2 g, a cărei densitate de vapori pentru hidrogen este de 36, s-au format oxid de carbon (UI) și apă cu mase de 22 g și, respectiv, 10,8 g. Determinați formula substanței de pornire.

Soluție Ecuația arderii materiei organice cu compoziție necunoscută:

CjyA, + O2 = x CO2 + y/2 H2O + zA

M(CO2) = 44 g/mol; M(H2O) = 18 g/mol.

Să aflăm masele de hidrogen și carbon din substanță: m (H2) = n (H2) - M(H2) = m (H2O) - M(H2) / M(H2O) = 10,8-2 / 18 = 1,2 g ; m (C) = n (C) - A(C) = m (CO2) - A(C) / M(CO2) = 22-12 / 44 = 6,0 g.

Deoarece masa totală de carbon și hidrogen este egală cu masa substanței arse, a fost arsă o hidrocarbură cu compoziția CxHy. Vom găsi adevărata masă moleculară a unei hidrocarburi pe baza densității sale de hidrogen: M = 2-36 = 72 amu.

Pentru a stabili formula unei hidrocarburi, să facem o proporție:

7,2 g CxHy - 22 g CO2

72 g CxHy - 44 g CO2.

Prin urmare, x = 5, adică molecula CxHy conține 5 atomi de carbon. Numărul de atomi de hidrogen este (72 - 12-5) / 1 = 12. Prin urmare, formula substanței organice este C5H12.

61 În timpul descompunerii carbonatului metalic (11) cu o greutate de 21,0 g, s-a eliberat CO2 cu un volum de 5,6 dm3 (n.s.). Setați formula de sare.

62 Găsiți formulele compușilor având o compoziție în fracțiuni de masă de procent:

a) sulf - 40 și oxigen - 60;

b) fier - 70 și oxigen - 30;

c) crom - 68,4 și oxigen - 31,6;

d) potasiu - 44,9; sulf - 18,4 și oxigen - 36,7;

e) hidrogen - 13,05; oxigen - 34,78 și carbon - 52,17;

e) magneziu - 21,83; fosfor - 27,85 și oxigen - 50,32.

63 Determinați formulele compușilor cu compoziție în masă

fracțiuni de procent:

a) potasiu - 26,53; crom - 35,35 și oxigen - 38,12;

b) zinc - 47,8 și clor - 52,2;

c) argint - 63,53; azot - 8,24 și oxigen - 28,23;

d) carbon - 93,7; hidrogen - 6,3.

64 Determinați cele mai simple formule de minerale cu o compoziție de

fracțiuni de masă procentuale:

a) cupru - 34,6; fier - 30,4; sulf - 35,

Pentru a stabili adevărul formulei, în problemă pot fi prezente informații suplimentare de natură variată. Cel mai adesea aceasta este masa molară a substanței (în formă explicită sau implicită) și/sau o descriere a transformărilor în care aceasta intră.

Exemplu: 12

La ardere, 0,88 g de unele compus organic S-au format 0,896 litri de dioxid de carbon și 0,72 g apă. Densitatea vaporilor unui compus dat în termeni de hidrogen 44. Care este formula adevărată a unui compus organic?

În primul rând, să clarificăm din ce elemente constă molecula substanței studiate. Deoarece produsele de ardere conțin și, concluzionăm că substanța arsă conține carbon și hidrogen. Să le găsim numărul.

Din 12 g se formează 22,4 l

Din 2 g se formează 18 g

Să aflăm dacă substanța studiată conține oxigen.

Să adunăm masele găsite de hidrogen și carbon
0,48 + 0,08 = 0,56 g și comparabil cu masa inițială a substanței arse = 0,88 g. Deoarece , atunci substanța conține oxigen

Să găsim cea mai simplă formulă în formular

Cea mai simplă formulă.

Vom căuta formula adevărată în forma .

Vom găsi masa molară adevărată folosind densitatea relativă a compusului organic în raport cu hidrogenul. Densitatea relativă a unui gaz (A) față de altul (B) se găsește prin formula.

prin urmare, ,

unde 2 este masa molară a hidrogenului, g/mol;

Densitatea relativă a hidrogenului unui compus organic.

44 2 = 88 g/mol

n= 88/44=2, prin urmare, adevărata formulă a substanței:

(C2H4O)2 sau C4H8O2

Exemplul 13

Problema lui A.I.Zhirov (9-3) IV Etapa VOSîn chimie 2004

Tabelul prezintă compozițiile a patru compuși binari având aceeași compoziție calitativă.

Compus de compoziție
eu	93,10	6,90
II	87,08	12,92
III	83,49	16,51
IV	81,80	18,20

1. Determinați compoziția calitativă a compușilor (A, B).

2. Determinați compoziția compușilor I–IV (formule).

1. Analiza condițiilor problemei

Condiția prevede că toate conexiunile constau din două elemente identice. Deoarece , se poate presupune că, prin urmare, A este cel mai probabil un nemetal situat în a 2-a perioadă sau hidrogen, prin urmare formulele lor pot fi prezentate ca:

Astfel, A este în mod necesar un nemetal, iar B poate fi fie un metal, fie un nemetal.

2. Aflarea coeficienților x, y, z, w

Pentru a le găsi, vom folosi legea rapoartelor multiple: „Dacă două elemente pot forma mai mulți compuși între ele, atunci fracțiile de masă ale oricăruia dintre elementele acestor compuși legate de fracția de masă a celuilalt sunt legate ca numere întregi mici. .”

Să împărțim la cel mai mare număr 13,49, deoarece în compușii reali cantitatea de B nu este aceeași, dar crește de la primul compus la al patrulea.

.

3. Determinarea masei atomice a elementului B

Vom determina elementul B căutând prin posibile nemetale A. Sunt puține dintre ele. Acestea sunt H, F, care au o valență de 1 și O, care are o valență de 2. Nemetalele rămase din a doua perioadă nu pot forma mai mult de doi compuși cu un element.

Să luăm în considerare nemetale monovalente; pentru ele, formulele compușilor iau forma:

II V 0,5 A sau VA 2

III B 3/8 A sau B 3 A 8

IV B 1/3 A sau BA 3.

Să calculăm masa atomică a elementului B folosind datele pentru compusul I.

Dacă A este „H”, atunci

A B = 13,49 A H = 13,49 1 = 13,49, deoarece

.

Nu există un astfel de element.

Dacă A este „F”, atunci

A B = 13,49·19 = 256,31 – nu există un astfel de element.

Să luăm în considerare un nemetal divalent - oxigen. Pentru el, formulele compușilor vor lua forma.

IV B 2 A 3, deoarece pentru oxigenul divalent compușii vor avea forma B 2 A n, rezultă că B 2 A n = B 2 1/ n A.

Să luăm în considerare masa atomică a elementului B, pe baza datelor pentru compusul II

A B = 6,74 16 = 107,84 – acesta este Ag (argint).

Răspuns I Ag 2 O

Exemplul 14

Problema (9-1) A. I. Zhirova 2004 Etapa a IV-a a Școlii Superioare de Învățământ de Chimie

Mineralul moissanit a fost numit după chimistul francez Henri Moissanite. Moissanitul este foarte rezistent chimic la majoritatea substanțelor chimice și are un indice de refracție ridicat. În modern Bijuterii inserțiile moissanite tăiate înlocuiesc diamantele. „... Dar prin fuziunea cu alcalii caustici într-un creuzet de argint, transferul în soluție este ușor îndepărtat...” (F. Tredwell, „Curs Chimie analitică„Vol. 1, p. 319, Odesa, 1904.)

O probă de 1.000 g de moisanit măcinat fin a fost topită într-un creuzet de argint cu 7,0 g de hidroxid de sodiu monohidrat. Topitura rezultată s-a dizolvat complet în 50 ml apă. La adăugarea cu grijă a 30 ml de soluție de acid clorhidric 20% (densitate 1,1 g/cm3) la soluția rezultată, s-au eliberat 0,56 l (n.s.) de gaz, a cărui densitate în aer este de 1,52 și un sediment alb precipitat Precipitatul a fost separat prin filtrare, spălat cu apă distilată și calcinat la 900 °C. Masa sa după calcinare a fost de 1,500 g. Întregul filtrat a fost evaporat la sec, masa reziduului uscat a fost de 7,05 g.

1. Determinați compoziția moissanitei (formula).

2. Scrieți ecuația reacției pentru transformarea moisanitei într-o stare solubilă (fuziune cu alcalii). Ce produse gazoase pot fi eliberate în timpul acestei reacții?

3. De ce, în opinia dumneavoastră, este mai convenabil să folosiți hidroxid de sodiu monohidrat pentru fuziune?

4. Scrieți ecuațiile pentru reacțiile care apar atunci când se adaugă un acid în soluția analizată.

5. Scrieți ecuațiile de reacție pentru obținerea unui analog sintetic de moissanit în condiții de laborator.

1. Analiza condițiilor problemei

Deoarece mineralul moissanit nu se va dizolva în condiții normale nici în acizi, nici în alcalii, iar transferul său în soluție este posibil numai după fuziunea cu un alcali, se poate presupune că este format fie numai din nemetale, fie dintr-un metal amfoter. care formează un cation. Să ne imaginăm formula chimică a mineralului A x B y. Să prezentăm schema de analiză sub formă

A x B y + NaOH H 2 O → PLAV + H 2 O → Soluție fără sediment

iar degajarea gazelor + HCl → gaz sediment + soluție sediment calcinat + reziduu uscat

2. Calculați masa molară și cantitatea de gaz eliberată.

D aer = 1,52 M gaz = 1,52 29 = 44,08 g/mol

.

Gazele cu o masă molară de 44 g/mol sunt CO2, N2O, C3H8, CH3COH. Dintre aceste gaze, CO 2 este cel mai potrivit, deoarece numai CO 2 poate fi izolat din topiturile alcaline prin acțiunea HCl.

3. Să determinăm substanța în exces în reacția topiturii cu o soluție de HCl.

3.1. Calculați numărul de moli de hidroxid de sodiu monohidrat

.

3.2. Calculați numărul de moli de acid adăugat

.

Să presupunem că reziduul uscat este format numai din NaCl, atunci

,

după cum vedem = , rezultă că întregul reziduu uscat este format numai din NaCl, prin urmare, elementele care au format mineralul au trecut în CO 2 gaz și sediment.

La topirea unui mineral cu alcalii, acesta din urmă este întotdeauna luat în exces, altfel aliajul nu se va dizolva complet în apă, astfel încât elementele care au format mineralul sunt transferate în anionii sărurilor de sodiu. Pentru a forma 0,12 moli de NaCl, 0,12 moli de HCl au fost suficiente, prin urmare, HCl a fost luat în exces, astfel încât tot carbonul conținut în mineral a fost eliberat sub formă de CO2.

4. determinarea compoziţiei calitative şi cantitative a mineralului.

Mineralul nu poate conține anionul CO 3 2-, deoarece carbonații sunt foarte solubili în acizi, așa că vom calcula folosind carbon.

Să presupunem că anionul mineral are un atom de carbon, atunci 1 g de mineral conține 0,025 mol de compus

.

După cum vedem,< , что еще раз подтверждает, что минерал не относится к классу карбонатов. При такой маленькой молярной массе, анионом может быть только С 4- , тогда х·М А = 40–12 = 28. Если х = 1, тогда А – Si, если х = 2,
A – N. Azotul dispare, deoarece nu există compus CN 2, deci cel mai probabil A este Si, iar moisanitul are formula SiC.

Să verificăm această ipoteză obținând formula sedimentului

- acesta este SiO2.

Într-adevăr, reacțiile produc SiO2:

SiC + 4 NaOH H 2 O = Na 2 SiO 3 + Na 2 CO 3 + 2H 2 O + 4H 2

H 2 O + Na 2 SiO 3 + 2HCl → 2NaCl + H 4 SiO 4

(n-2)H2O + H4SiO4 → SiO2nH2O↓

Si02nH2O Si02 + H2O

Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + CO2 + H2O.

7 Probleme multivariate standard

1 Determinați masa molară a echivalentului de metal, din care... grame sunt deplasate din acidul... hidrogenul colectat peste apă la o temperatură... °Cși adăugând... (Pentru presiunea vaporilor de apă saturati, vezi Anexă). Datele numerice pentru toate opțiunile sunt prezentate în tabel. 1.

2 Pentru oxidarea a ... grame de A (...) este nevoie de ... ml (l) oxigenul măsurat în condiții standard. Determinați masa molară a echivalentului elementului (A), compoziția procentuală a oxidului rezultat, formula acestuia și folosind reacții chimice arată caracterul său acido-bazic. Datele numerice pentru toate opțiunile sunt prezentate în tabel. 2.

3 Determinați masa 1 m 3 amestec de gaze din compoziția specificată în următoarele condiții. Datele numerice pentru toate opțiunile sunt prezentate în tabel. 3.

5 Determinați masele și volumele (pentru substanțele gazoase) după terminarea reacției (...) substanței A cu (...) substanței B (...) Datele numerice pentru toate opțiunile sunt prezentate în tabel. 5.

6 Un amestec de (...) grame, format din substanțele A și B (...), a fost tratat cu un exces de acid clorhidric. În acest caz, au fost eliberați (...) litri de hidrogen, măsurați în condiții de mediu. Determinați fracția de masă a fiecărui component al amestecului. Datele numerice pentru toate opțiunile sunt prezentate în tabel. 6.

7 La ardere (...) s-a format (...) apă și (...) dioxid de carbon (n.o.). Găsiți adevărata formulă a unui compus organic dacă densitatea relativă a vaporilor acestuia este (...). Datele numerice pentru toate opțiunile sunt prezentate în tabel. 7.

tabelul 1

Date numerice pentru problema 1

Opțiune	Masa metalică, g	Volumul de hidrogen, l	Temperatura, °C	Presiune
	5,4000	7,70000	27,0	756,7 mm Hg.
	0,5840	0,21900	17,0	754,5 mm Hg.
	0,5000	0,18450	21,0	1,0 atm.
	0,1830	0,18270	20,0	767,5 mm Hg.
	1,1500	0,62300	20,0	751,5 mm Hg.
	0,0600	0,06050	14,0	752 mmHg
	2,7900	0,62300	20,0	751,5 mm Hg.
	11,1700	7,70000	27,0	756,5 mm Hg.
	0,6500	0,25400	29,0	1,0 atm.
	0,2700	0,38500	27,0	756,7 mm Hg.
	0,5870	0,25400	29,0	1,0 atm.
	0,1200	0,12100	14,0	0,99 atm.
	0,4600	0,24900	20,0	0,99 atm.
	0,2500	0,09225	21,0	1,0 atm.
	0,2046	0,27400	19,0	771,5 mm Hg.
	1,1100	0,40420	19,0	770 mmHg
	0,3470	0,18000	15,0	0,85 atm.
	0,0750	0,02850	22,0	745 mmHg
	0,0230	0,03230	19,5	763 mmHg
	0,1110	0,04042	19,0	1.01 atm.
	0,5400	0,77000	27,0	0,96 atm.
	0,2500	0,09225	21,0	760 mmHg
	0,2400	0,24200	14,0	753 mmHg
	1,0000	0,36900	21,0	760 mmHg
	0,6000	0,06050	14,0	0,9 atm.

masa 2

Date numerice pentru problema 2

Opțiune	Masa substanței A, g	Volumul de oxigen
	1,24 fosfor	672 ml
	1,27 cupru	0,224 l
	0,92 sodiu	224 ml
	0,5 sulf	0,35 l
	1,92 molibden	672 ml
	15,6 potasiu	2,24 l
	2,43 magneziu	1,12 l
	2,24 fier	672 ml
	2.0 carbon	3,78 l
	0,41 fosfor	0,373 l
	3,95 seleniu	1,68 l
	9,2 litiu	7,46 l
	0,8 calciu	224 ml
	2,8 galiu	0,672 l
	1,0 sulf	700 ml
	0,954 cupru	0,168 l
	0,766 wolfram	140 ml
	2.28 Germania	0,7 l
	4,88 antimoniu	0,672 l
	0,6 arsenic	0,224 l
	0,14 azot	112 ml
	2.08 crom	672 ml
	0,544 niobiu	0,224 l
	3.63 germania	1,12 l
	0,724 tantal	112 ml

Tabelul 3

Date numerice pentru problema 3

Opțiune	Gaz	%	Gaz	%	Gaz	%	T, °C	Presiune
	O 2		N 2		Ar			1 atm.
	O 2		N 2		CO2			730 mm Hg
	CO		CO2		N 2			100 kPa
	CO		H2O		CO2			1,4 atm.
	CO		O2		N 2			740 mm Hg
	C2H4		CH 4		CO			700 mmHg
	CI 2		H 2		acid clorhidric			800 mm Hg
	O2		Ar		N 2			110 kPa
	O2		H 2		Ar			98 kPa
	O2		H 2		Ne		-20	1,1 atm.
	Cl2		N 2		H 2			10 kPa
	N 2		CH 4		C2H2			760 mm Hg
	F 2		O2		-	-	-100	0,1 atm.
	El		Ar		O2			780 mmHg
	Kr		N 2		Cl2			500 mm Hg
	H 2		O2		-	-		90 kPa
	BR 2		N 2		Ar			1 MPa
	CO		CO2		N 2			140 kPa
	CO		CO2		O2			0,8 atm.
	CH 4		CO		H 2			0,9 atm.
	C2H4		CH 4		C2H6			745 mm Hg
	H 2		El		O2			1,9 atm.
	CO		H 2		H2O			1,0 atm.
	Cl2		TiCl4		N 2			730 mm Hg
	CO		Fe(CO)5		-	-		100 atm.

Tabelul 4

Date numerice pentru problema 4

Opțiune	Concentrează-te	Substanța B	Produs de reacție
Mineralul A	Greutate, g	Substanța D	Volumul, l
	Bi 2 S 3		O2	SO 2	22,4
	PbS		O2	SO 2	2,24
	Ag2S		O2	SO 2	11,2
	FeS		O2	SO 2	15,68
	FeS 2		O2	SO 2	5,6
	NiS		O2	SO 2	1,12
	Cu2S		O2	SO 2	2,24
	ZnS		O2	SO 2	44,8
	HgS		O2	SO 2	33,6
	MnS 2		O2	SO 2	3,36
	PtS 2		O2	SO 2	1,792
	Fe2O3		C	CO(Fe)	13,44
	Fe3O4		C	CO(Fe)	8,96
	FeO		C	CO(Fe)	11,2
	Fe2O3		H 2	H2O(Fe)	6,72
	C		O2	CO2	33,6
	ZnO		C	CO	22,4
	WS 2		O2	SO 2	7,2
	MoS 2		O2	SO 2	11,2
	GeS		O2	SO 2	1,12
	VS 2		O2	SO 2	5,6
	Cu2O		C	CO	1,12
	Ag2O		C	CO	2,24
	FeS 2		O2	SO 2	17,92
	Cu2S		O2	SO 2	1,586

Tabelul 5

Date numerice pentru problema 5

Opțiune	Substanța A	Greutate, g	Substanța B	Masa sau volumul	Presiune	Temperatura, °C
	Fe		acid clorhidric	50 g 10%	740 mm
	Na2CO3		CaCI2	100 g 40%	-	-
	NaOH		H2SO4	50 g	-	-
	CaCO3		acid clorhidric	100 g 5%	800 mm
	NaOH		CO2	14 l	1,2 atm
	NaCl		AgNO3		-	-
	FeCl3		NaOH	200 g 20%	-	-
	CuSO4		H2S	10 l	100 kPa
	Pb(NO3)2		H2S	20 l	1 MPa
	MgCO3		HNO3	100 g 60%	10 kPa
	KOH		acid clorhidric	300 g 20%	-	-
	KOH		acid clorhidric	10 l	730 mm
	BaCl2		H2SO4	500 g 25%	-	-
	BaCl2		AgNO3	600 g	-	-
	FeCl3		AgNO3	1.000 g	-	-
	Ba(OH)2		acid clorhidric	5 l	1,0 atm
	LiOH		CO2	30 l	0,1 atm
	Cu(NO3)2		NaOH	1 kg 10%	-	-
	Al2 (SO4) 3		NH4OH	5 kg 10%	-	-
	CaCI2		Na2CO3	1 kg 20%	-	-
	Ba(OH)2		Na3PO4	5 kg 2%	-	-
	Hg(NO3)2		H2S	50 l	1,2 atm
	CdCl2		H2S	80 l	700 mm
	K2CO3	1 000	acid clorhidric	100 l	101 kPa
	Na2CO3		H2SO4	5 kg 30%	110 kPa

Tabelul 6

Date numerice pentru problema 6

Opțiune	Greutatea amestecului, g	Substanța A	Substanța B	Volumul producției de hidrogen, l
	8,5	N / A	K	3,235
	4,71	La(La+3)	Al	1,68
	7,27	Zn	ZnO	1,25
	8,0	Fe	Mg	4,48
	12,0	Al	Al2O3	3,73
	3,32	La(La+3)	Al	1,34
	4,445	Mg	Al	4,77
	4,5	Ti(Ti+3)	TiO2	0,46
	1,31	Mg	Al	1,3
	1,5	Cu	Mg	0,56
	1,32	Zn	SiO2	0,44
	2,5	Zn	Mg	1,4
	31,045	K	N / A	11,2
	18,659	Fe	Zn	6,72
	37,46	Ca	Al	24,64
	10,0	Fe	FeO	2,24
	14,262	Li	Al	19,040
	6,755	Ba	Ca	2,688
	19,99	Ca	CaCI2	10,060
	11,933	Zn	Al	8,96
	6,484	Sc	Fe	2,912
	176,442	Ba	K	33,6
	38,324	Cr(Cr+3)	Fe	17,92
	20,24	Cr(Cr+3)	Cr2O3	6,72
	252,5	Ba	BaO	22,4

Tabelul 7 = 21

2,2 g org. conn. 1,8 ml 2,24 l = 2,75

8 sarcini complexitate crescută

Probleme de amestec

1 Un amestec format din carbură de calciu și carbonat de calciu a fost tratat cu un exces de acid clorhidric, rezultând un amestec de gaze cu o densitate a aerului de 1,27 și o soluție, la evaporarea căreia s-a format un reziduu solid cu o greutate de 55,5. G. Determinați masa amestecului inițial și fracțiile de masă ale substanțelor din acesta.

2 Un amestec de carbură de calciu și carbură de aluminiu a fost expus la exces de apă, rezultând un amestec de gaze cu o densitate a amoniacului de 1,0. După evaporarea soluţiei rezultate, s-a obţinut un precipitat, la calcinarea căruia s-a format un reziduu solid cântărind 66,8. G. Determinați masa amestecului inițial și fracțiunile de masă ale substanțelor acestuia.

3 La calcinarea unui amestec cu o greutate de 41 G, constând din acetat de sodiu și hidroxid de sodiu în exces, s-a eliberat un gaz care a reacționat cu clorul când este iluminat. Ca rezultat al ultimei reacții, s-a format 11,95 G triclormetan (cloroform). Randamentul de cloroform a fost de 40 % din cele teoretice. Aflați fracțiunile de masă ale substanțelor din amestecul original.

4 La calcinarea unui amestec de nitrați de fier (II) și mercur, amestec de gaze, care este 10 %

5 La calcinarea unui amestec de fier (II) și nitrați de fier (III) s-a format un amestec gazos, care 9 % mai greu decât argonul. De câte ori a scăzut masa amestecului solid după calcinare?

6 Pentru dizolvare 1.26 G aliaj de magneziu cu aluminiu utilizat 35 ml soluție de acid sulfuric (fracția de masă 19,6 % , densitate 1,14). Excesul de acid a reacţionat cu 28,6 ml soluție de bicarbonat de potasiu cu o concentrație de 1,4 mol/l. Calculați fracțiunile de masă ale metalelor din aliaj și volumul de gaz (în condiții normale) eliberat în timpul dizolvării aliajului.

7 Probă de argint topit cu cupru, masa 3,54 G, densitate dizolvată în 23.9 ml soluţie acid azotic(fracția de masă a acidului 31,5 % , densitatea soluției 1,17). Pentru a neutraliza excesul de acid azotic a fost nevoie de 14,3 ml soluție de hidroxid de bariu cu o concentrație de 1,4 mol/l. Calculați fracțiunile de masă ale metalelor din aliaj și volumul de gaz (în condiții normale) eliberat în timpul dizolvării aliajului.

8 Amestec de pilitură de fier și zinc, cântărind 2,51 G, procesat 30.7 ml soluție de acid sulfuric (fracția de masă a acidului 19,6 % , densitatea soluției 1,14). A fost nevoie de 25 pentru a neutraliza excesul de acid ml soluție de bicarbonat de potasiu cu o concentrație de 2,4 mol/l. Calculați fracțiunile de masă ale metalelor din amestecul inițial și volumul de gaz (în condiții standard) eliberat în timpul dizolvării metalelor.

9 Un amestec de sulfat de bariu și carbon, cu o greutate de 30 G, calcinat fără oxigen la o temperatură de 1200 °C. Produsul obţinut după calcinare a fost tratat cu un exces de acid clorhidric. Masa sedimentului nedizolvat a fost de 1,9 G. Notați ecuațiile reacțiilor corespunzătoare și determinați fracțiunile de masă ale substanțelor din amestecul original.

10 Calculați fracțiile de masă ale componentelor unui amestec format din bicarbonat de amoniu, carbonat de calciu și hidroxid de amoniu, dacă se știe că din 62,2 G din acest amestec am obtinut 17,6 G monoxid de carbon (IV) și 10.2 G amoniac gazos.