При нагревании карбоната магния часть вещества разложилась. при этом выделилось 5, 6л газа и образовалось 18, 4 г твердого остатка. остаток растворили в 365г соляной кислоты, при этом массовая доля кислоты в конечном растворе составила 2, 9% . вычислите массовую долю соляной кислоты в исходном растворе. в ответе запишите уравнения реакций которые указаны в условии , и все необходимые вычисления

Сначала произошло частичное разложение карбоната магния:

MgCO₃   →   MgO     +   CO₂↑
1 моль        1 моль         1 моль (22,4 л)
                   0,25 моль     0,25 моль ()

Vm - молярный объем (объем, занимаемый одним моль вещества, для всех газов это величина постоянная при постоянных давлении и температуре и равна 22,4 литра при нормальных условиях - давлении 1 атмосфера и температура 273 К)
Количество вещества выделившегося оксида углерода (углекислого газа CO₂) равно: 
n(CO₂) = V(CO₂) / Vm = 5,6 л / 22,4 л/моль =  0,25 моль

Согласно уравнению реакции, образовалось такое же количество вещества оксида магния 
n(MgO) = n(CO₂) = 0,25 моль.
Масса образовавшегося оксида магния m(MgO) = n(MgO)*M(MgO) = 0.25 моль * 40 г/моль = 10 г.

В состав твердого остатка входят неразложившийся карбонат магния и образовавшийся оксид магния. Общая масса остатка 18,4 г. Масса оксида магния 10 г. Тогда масса неразложившегося карбоната магния 18,4-10 = 8,4 г. (Допускаем, что примесей других веществ нет)
Оба вещества реагируют с соляной кислотой. В ходе реакции часть соляной кислоты (хлороводорода HCl) расходуется, ее масса, и соответственно, ее массовая доля уменьшается. Рассчитаем массу израсходованной кислоты.

MgCO₃ + 2 HCl    →   MgCl₂ +  H₂O + CO₂↑
84 г         2*36,5 г
8,4 г           х г
х = 8,4*2*36,5/84 = 7,3 г

MgO  +  2 HCl    →  MgCl₂ + H₂O
40 г      2*36,5 г
10 г          у г
у = 10*2*36,5/40 = 18,25 г

Масса израсходованной соляной кислоты 7,3+18,25 = 25,55 г
Пусть массовая доля кислоты (хлороводорода HCl) в исходном растворе была w.
Тогда масса кислоты в исходном растворе была w*m(раствор) = 365w г.
Тогда масса кислоты после растворения остатка стала 365w-25,55 г.

Массовая доля кислоты изменяется не только за счет ее расходования, но и из-за изменения массы раствора. (Например, если к раствору соляной кислоты прилить воду, то массовая доля кислоты снизится, хотя кислота ни на какую реакцию не расходуется).   
Масса раствора после растворения остатка равна сумме масс исходного раствора кислоты (365 г) и массе добавленного твердого остатка (18,4 г)
Однако надо учесть, что масса еще и уменьшилась за счет выделившегося оксида углерода (углекислый газ улетучивается). Найдем массу выделившегося CO₂.
MgCO₃ + 2 HCl   →   MgCl₂ +  H₂O + CO₂↑
84 г                                                      44 г
8,4 г                                                      х г
х = 8,4*44/84 = 4,4 г
Итоговая масса раствора равна 365 + 18,4 - 4,4 = 379 г.
По условию задачи массовая доля кислоты в итоговом растворе 2,9% или 0,029.
Выражение для массовой доли кислоты в итоговом растворе имеет вид:
(365w-25,55) / 379 = 0,029  (массу кислоты делим на массу раствора)
Решая это уравнение относительно w, получим массовую долю кислоты в исходном растворе.
(365w-25,55) / 379 = 0,029
365w-25,55 = 0,029*379 = 10,99
365w = 10,99 + 25,55 = 36,54
w = 36,54/365 = 0,100 = 10%
ответ: 10%

а) mno − - окислитель, восстанавливается в кислой среде до mn2+; fe2+ - восстановитель, окисляется

4

3+

до fe .

feso4 + kmno4 + h2so4 → fe2(so4)3 + k2so4 + mnso4 + h2o

mno − + 8h+ + 5 e = mn2+ + 4h2o

4

2

2fe2+ - 2 e = fe3+ 5

2mno 4 + 16h + 10fe = 2mn + 8h2o + 10fe3+

− + 2+ 2+

10 feso4 + 2kmno4 + 8h2so4 = 5fe2(so4)3 + k2so4 + 2mnso4 + 8h2o.

б) clo − - окислитель, восстанавливается до cl − ; cl − - восстановитель, окисляется до cl2:

3

kclo3 + hcl → kcl + cl2 + h2o

clo − + 6h+ + 6 e = cl − + 1

3

3h2o

2cl − - 2 e = cl2 3

− + − −

clo 3 +6h + 6cl → cl + 3h2o+3cl2

kclo3 + 6hcl = kcl + 3cl2↑ + 3h2o.

в) h2o - окислитель, восстанавливается до h2; si - восстановитель, окисляется в щелочной среде до

2−

sio :

3

si + naoh + h2o → na2sio3 + h2

2h2o + 2 e = h2 + 2oh − 2

si + 6oh - 4 e = sio 3 + 1

− 2−

3h2o

4h2o+si+6oh − = 2h2+4oh − + sio 2− + 3h2o

3

si + 2naoh +h2o = na2sio3 + 2h2↑.

п р и м е р 119 рассчитайте содержание kmno4 (ω,%) в техническом продукте, если при дейст-

вии на него раствором соляной кислоты массой 25 г образуется такое количество хлора, которое спо-

собно вытеснить весь иод из раствора, содержащего ki массой 83 г.

решение

1) 2kмno4 + 16hcl = 2kcl + 2mncl2 + 5cl2 + 8h2o

2) 2ki + cl2 = 2kcl + i2

m(kmno4) = 158 г/моль; m(ki) = 166 г/моль.

из уравнений реакций (1,2) следует, что 2 моль kmno4→ 5 моль cl2 → 10 моль ki, т.е. 1 моль

kmno4 → 5 моль ki.

ν(ki) = 83/166 = 0,5 моль. с данным количеством ki вступит в реакцию 0,1 моль kmno 4 или

0,1•158 = 15,8 г.

откуда ω = 15,8•100/25 = 63,2%.

п р и м е р 120 при нагревании смеси нитратов натрия и свинца образовался pbo массой 22,3 г и

выделился газ объемом 6,72 дм3 (н. рассчитайте массу смеси исходных веществ.

решение

t

1) 2nano3 = 2nano2 + o2 ↑

t

2) 2pb(no3)2 = 2pbo + 4no2 ↑ + o2 ↑

m(nano3) = 85 г/моль; m(pbo) = 223 г/моль;

m(pb(no3)2) = 331 г/моль.

количество оксида свинца(ii) равно ν = 22,3/223 = 0,1 моль. из уравнения реакции (2) следует, что

2 моль pb(no3)2 → 2 моль pbo, поэтому ν(pb(no3)2) = = 0,1 моль или 0,1•331 = 33,1 г.

объем газов no2 и o2, выделяющихся по реакции (2) составит 0,25 моль или 0,25•22,4 = 5,6 дм3.

следовательно, по реакции (1) выделится кислород объемом 6,72 -5,60 = 1,12 дм3, что составляет

1,12/22,4 = 0,05 моль. в состав смеси входит nano3 в количестве 0,05•2 = 0,10 моль или 0,1•85 = 8,5 г.

тогда масса смеси исходных веществ составит 33,1 + 8,5 = 41,6 г.

п р и м е р 121 к раствору иодида калия в кислой среде добавлено 200 см3 0,6 н раствора дихро-

мата калия. какая масса иода выделилась?

решение

6ki + k2cr2o7 + 7h2so4 = 3i2 + 4k2so4 + cr2(so4)3 + 7h2o

m(k2cr2o7) = 294 г/моль; mэ(k2cr2o7) = 294/6 = 49 г/моль.

масса k2cr2o7 в 200 см3 0,6 н раствора равна 0,649•200/1000 = 5,88 г или 5,88/294 = 0,02 моль. из

уравнения реакции следует, что 1 моль k2cr2o7 → → 3 моль i2, тогда из 0,02 моль k2cr2o7 выделится

0,06 моль i2 или 0,06•254 = = 15,24 г.

п р и м е р 122* * какую массу kclo3 следует взять для получения кислорода необходимого для

реакции каталитического окисления аммиака, образующегося при нагревании раствора (nh4)2so4 мас-

сой 500 г (ω = 13,2 %) и ca(oh)2 массой 100 г, содержащий примесь карбоната кальция (ω = 3,5 %).

решение

1) 2kclo3 = 2kcl + 3o2↑

2) 4nh3 + 5o2 = 4no↑ + 6h2o

3) (nh4)2so4 + ca(oh)2 = caso4 + 2nh3↑ + 2h2o

m(kclo3) =122,5 г/моль; m((nh4)2so4) =132 г/моль;

m(ca(oh)2) =74 г/моль.

Объяснение:

Алгоритм решения задач такого типа сводится к следующему:

принимаем массу вещества за 100 г

массовые доли элементов в веществе будут соответствовать их массам в 100 г этого вещества

находим количество каждого элемента путем деления массы элемента на его молярную массу

составляем мольное отношение, приводим его к целым числам и находим простейшую формулу

1.

n(H) = 5.94 г/1 г/моль = 5,9 моль

n(O) = 94,06 г/16 г/моль = 5,9 моль

n(H):n(O) = 5,9:5,9 = 1:1

Простейшая формула НО, но зная, что кислород проявляет валентность равную двум, а водород - 1, исходя из простейшей формулы мы не сможем составить структурную формулу, поэтому предположим, что данное вещество будет иметь формулу Н2О2, тогда его структурная формула Н-О-О-Н - пероксид водорода

2.

n(S) = 13,74 г/32 г/моль = 0,43 моль

n(O) = 27,42 г/16 г/моль = 1,71 моль

n(Ba) = 58,84 г/137 г/моль =  0,43 моль

n(Ba):n(S):n(O) = 0,43:0,43:1,71

Чтобы привести к целым числам, все числа делим на наименьшее:

n(Ba):n(S):n(O) = 1:1:4

Простейшая формула BaSO4

      O     O

    /     \  //

Ba       S

     \   /   \\

      O     O

3.

n(Mn) = 34,76 г/55 г/моль =  0,63 моль

n(O) = 40,5 г/16 г/моль = 2,53 моль

n(K) = 24,74 г/39 г/моль = 0,63 моль

n(K):n(Mn)=n(O) = 0,63:0,63:2,53  = 1:1:4

Простейшая формула KMnO4

       O  

       ||

K-O-Mn=O

       ||

       O

4.

n(O) = 57.665 г/16 г/моль = 3,6 моль

n(Cu) = 25,45 г/64 г/моль = 0,4 моль

n(H) = 4,045 г/1 г/моль = 4 моль

n(S) = 12.84 г/32 г/моль = 0,4 моль

n(Cu):n(H):n(S):n(O) = 0,4:4:0,4:3,6 = 1:10:1:9

Простейшая формула СuSH10O9

Предположим, что это кристаллогидрат, тогда воды будет 5 моль

5H2O. Формула вещества будет CuSO4*5H2O

      O     O

    /     \  //

Cu        S

     \   /   \\

      O     O