Определение состава смеси, в которой одно из исходных веществ, вступает в реакцию с соответствующим реагентом.
учебно-методический материал по химии (9, 11 класс)

Определение состава смеси, в которой одно из исходных веществ, вступает в реакцию с соответствующим реагентом.

Задача №1

Смесь массой 6 г из алюминия и меди обработали соляной кислотой и собрали 3,7 л водорода. Определите массовые доли (%) металлов в смеси.

Дано:

m смеси = 6 г

V (H2) = 3,7 л

М (Al) = 27 г/ моль

М (Cu) = 64 г/ моль

W (Al) - ?

W (Cu) - ?

Решение:

1 этап. Все ли компоненты смеси реагируют с соляной кислотой?

Составьте уравнение реакции.

С соляной кислотой вступают в реакцию те металлы, которые

находятся в электрохимическом ряду напряжений до водорода.

Из металлов данной смеси с соляной кислотой реагирует только

алюминий.

х г                                       3,7 л

2 Al + 6 HCl → 2 AlCl3 + 3H2↑

2 моль                            3 моль

М = 27 г/моль             Vm = 22,4 л/ моль

m = 54 г                        V = 67,2 л/ моль

2 этап. По уравнению реакции вычислим массу алюминия.

х / 54 = 3,7 / 67,2

x = 2,973 (г)

3 этап. Вычислим массу меди в смеси. По условию масса смеси 6 г, а

масса алюминия 2,973 г.

m (Cu) = 6 – 2,973 = 3,027 (г)

4 этап. Вычислим массовые доли металлов в смеси по формуле:

W (Ме) = m (Ме) / mсмеси

W (Al) = 2,973 / 6 = 0, 4955 или 49, 55 %

W (Cu) = 3,027 / 6 = 0, 5045 или 50,45 %

Ответ: W (Al) = 49,55 % ; W (Cu) = 50,45 %

Задача №2

При последовательном пропускании смеси газов: азота, оксида углерода (II), оксида углерода (IV) объёмом 10 л (н.у.) через избыток известковой воды и затем над нагретым оксидом меди (II) выпадает 10 г осадка и образуется 6,35 г меди. Определите объёмную долю каждого газа в смеси.

Дано:

Vcмеси = 10 л

m (CaCO3) = 10 г

m (Cu) = 6,35 г

М (СаСО3) = 100 г/ моль

М (Сu) = 63,5 г/ моль

_____________________

φ (N2) -?

φ (CO) -?

φ (CO2) -?

Решение:

1 этап. С каким из газов реагирует избыток известковой воды при

последовательном пропускании смеси? Составьте уравнение реакции.

х л                                 10 г

Са (ОН)2 + СО2 → СаСО3↓ + Н2О (1)

1 моль                        1 моль

Vm = 22, 4 л/моль       М = 100 г/ моль

V = 22 , 4 л                  m = 100 г

В результате реакции выпадает осадок карбоната кальция массой 10 г.

2 этап. Вычислим объём углекислого газа, содержавшегося в смеси по

уравнению реакции (1):

х / 22,4 = 10 / 100

х = 2,24 л

3 этап. Какой из оставшихся газов вступает в реакцию с нагретым оксидом

меди (II)? Составьте уравнение реакции.

y л                               6,35 г

CuO + CO → Cu↓ + CO2↑ (2)

1 моль                          1 моль

Vm = 22, 4 л/моль       М = 63, 5 г/моль

V = 22, 4 л                   m = 63, 5 г

4 этап. Вычислим объём угарного газа по уравнению реакции (2):

y /22,4 = 6,35 / 63,5

y = 2, 24 л

5 этап. Какой газ, содержавшийся в смеси, не прореагировал?

Вычислите его объём.

Вычислим объём азота: V (N2) = 10 – 2,24 – 2,24 = 5,52 л

6 этап. Вычислим объёмные доли газов в исходной смеси.

φ (N2) = 5,52/ 10 = 0,552 или 55,2 %

φ (CO) = 2,24 /10 = 0,224 или 22,4 %

φ (CO2) = 2,24 / 10 = 0,224 или 22,4 %

Ответ: φ (N2) = 55,2 %; φ (CO) = 22,4 %; φ (CO2) = 22,4 %.