Читайте также:
|
1. На нейтрализацию 0,943 г фосфористой кислоты 
израсходовано 1,291 г калия гидроксида. Вычислите количество вещества эквивалентов, молярную массу эквивалентов и основность кислоты. На основании расчета напишите уравнение реакции.
Решение. Зная химические формулы реагентов и их массы, запишем закон эквивалентов для взаимодействующих веществ:
.
Учитывая то, что гидроксид калия 
, будучи однокислотным основанием, во всех реакциях эквивалентен только одному молю ионов водорода Н +, т.е. Э (
и, следовательно, 
() 
), преобразуем выражение закона эквивалентов относительно 
):
) 
.
Подставив в полученное уравнение известные данные, определим молярную массу эквивалентов фосфористой кислоты:
) 
.
Количество вещества эквивалентов фосфористой кислоты определим по формуле:
) 
0,5 моль.
Разделив молярную массу кислоты на молярную массу ее эквивалентов, получим основность кислоты: n 
.
Это означает, что в реакцию нейтрализации с гидроксидом калия вступили только 2 иона водорода 
из трех, входящих в состав молекулы кислоты. Тогда уравнение реакции нейтрализации будет выглядеть следующим образом:
2 
.
Ответ: ) 0,5 моль; 
) 
; в данной реакции кислота двухосновная.
2. Металл массой 0,5 г вытеснил из раствора кислоты 198 мл водорода, измеренного над водой при температуре 298 К и давлении 99,3 кПа. Давление насыщенного пара воды при этой температуре составило 3,13 кПа. Рассчитайте молярную массу эквивалента металла и определите его, если в образовавшейся соли степень окисления металла равна 3.
Решение. Запишем схему реакции взаимодействия неизвестного металла (
) с неизвестной кислотой (
) для уяснения механизма процесса:
↑.
Количество вещества газообразного водорода n () определяется с учетом парциального давления водорода 
) над раствором, которое легко вычесть по закону Дальтона:
) 
h ().
В этом уравнении – атмосферное давление при температуре опыта, h () – давление паров воды в атмосфере при этой же температуре. Подставив данные из условия задачи, получим:
) 99,3 кПа 
96,17 кПа.
Теперь используем уравнение Менделеева-Клапейрона (уравнение 10) для определения количества вещества водорода
n 
) 
0,008 моль.
Этому количеству вещества соответствует масса молекул водорода, равная m () n ()· M ) 
0,008(моль)·2(
) 0,016 г.
Согласно закону эквивалентов И. Рихтера (уравнение 19), преобразованному относительно молярной массы эквивалентов неизвестного металла (), получим:
() 
.
Подставим в это выражение известные данные и помня, что 
) 
, решим его: () 
.
Для определения природы металла используем формулу (13), записав ее в виде
М () 
()· В 
.
По таблице Д. И. Менделеева найдем этот элемент, он – ниобий 
.
Ответ: неизвестный металл – ниобий Nb, молярная масса эквивалентов атомов ниобия равна (Nb) 
.
3. При разложении 100,8 г сложного вещества, молекула которого состоит из атомов натрия, серы и кислорода, образовалось 49,6 г оксида натрия и 21,9 л диоксида серы, измеренного при температуре 380 К и давлении 115 кПа. Определите химическую формулу вещества и напишите уравнение реакции его разложения.
Решение. Согласно условию задачи простейшую формулу неизвестного вещества можно записать в виде 
, а процесс его разложения изобразить схемой:
O y 
.
Количество вещества атомов каждого из элементов - натрия n (
), серы n (
) и кислорода n (
) в составе сложного вещества и количество вещества атомов этих элементов в составе оксида натрия и диоксида серы должны совпасть, следовательно, n () 2n (
); n (
= n (); n (
) n () 2n ().
Для расчета количества вещества молекул оксида натрия, и затем атомов натрия применим формулу (4). Получим: n () 
0,8 моль; n () 2n (
О) 2·0,8(моль) 1,6 моль.
Для расчета количества вещества молекул диоксида серы и атомов серы применим формулу (6). Получим:
n () 
0,8 моль; n () n () 0,8 моль.
Теперь рассчитаем количество вещества атомов кислорода в искомом соединении:
n () n () 2n () 
.
Находим соотношение индексов x, y и z в сложном соединении:
n (): n (): n () 1,6 моль: 0,8 моль: 2,4 моль.
Разделим правую часть равенства на наименьшее из значений (0,8 моль), получим 
. Следовательно, простейшая формула соединения 
–натрия сульфит.
Ответ: искомое соединение – соль сернистой кислоты натрия сульфит , уравнение реакции разложения этого соединения
t 
↑.
4. При пропускании сероводорода через раствор, содержащий 2,98 г металла хлорида со степенью окисления +1, образуется 2,20 г его сульфида. Вычислите молярную массу эквивалента металла и укажите его название. Напишите уравнение реакции обмена.
Решение. Воспользуемся формулой (19) закона эквивалентов, обозначив простейшие формулы солей неизвестного металла в виде 
и 
. Получим следующие выражения:
; 
.
В этих уравнениях равны левые части, значит, равны и правые. Преобразуем их в новое уравнение: .
Вспомним также, что молярная масса эквивалентов сложного вещества равна сумме молярных масс эквивалентов составляющих его компонентов (формула 17), следовательно, () (
) 
) и 
) 
) 
).
Молярные массы эквивалентов ионов 
и 
определим, используя формулу (14):
) 
; 
) 
.
Подставив полученные значения в выражение для молярных масс эквивалентов солей – хлорида и сульфида металла, получим новые равенства:
() (Me +) 35,5; ) ) 
16.
Используем полученные равенства для решения ранее записанного уравнения:
.
Решив это уравнение относительно 
), найдем искомую молярную массу эквивалентов неизвестного металла в его соединениях:
) 
.
Поскольку валентность металла равна 1, то ) М(). По таблице Д. И. Менделеева найдем, что этой величине молярной массы соответствует атом калия. Следовательно, искомый металл – калий 
.
Ответ: неизвестный металл – калий . Молярная масса эквивалентов атомов (ионов) калия в сложных соединениях 
) 
. Уравнение реакции обмена имеет вид:
2 
2 
.
5. Рассчитайте молярную массу эквивалента металла (2), если при получении средней соли этого металла на каждые 0,002 кг металла расходуется 0,00327 кг ортофосфорной кислоты; 0,006 кг этого металла вытесняют из кислоты такой объем водорода, сколько его вытесняют 0,0027 кг алюминия. Определите металл и напишите его реакцию с ортофосфорной кислотой.
Решение. Из условия задачи следует, что 0,006 кг неизвестного металла эквивалентны 0,0027 кг алюминия. Для расчета () и 
) используем закон эквивалентов: 
и 
, отсюда 
и () 
. Следовательно, () 
и М () ()· В 
.
По таблице Д. И. Менделеева находим, что этот металл – кальций 
.
Теперь определим 
), используя закон эквивалентов для другой пары взаимодействующих веществ: 
. Отсюда 
) 
. Следовательно, ) 
.
Для определения количества вещества ионов водорода , вступивших в реакцию замещения с атомами металла, используем выражение n () 
3 моль.
Ответ: в реакцию с ортофосфорной кислотой вступил металл – кальций , уравнение реакции имеет вид:
3 2 
3 ↑.
Дата добавления: 2015-07-11; просмотров: 191 | Нарушение авторских прав
| <== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
| Пример 3. Определение формулы химического вещества | | | А) Домашнее задание для закрепления навыков решения задач |