هنگام حل کردن مخلوط مس. وظایف تعیین ترکیب کمی مخلوط

مشکلات روی مخلوط ها (USE-2017، شماره 33)

سوالات پاسخ آزاد حداکثر 4 امتیاز دارند.

مخلوطی از منیزیم و اکسید منیزیم به وزن 6.4 گرم با مقدار کافی اسید سولفوریک رقیق تیمار شد. در این مورد 2.24 لیتر گاز (n.s.) آزاد شد. کسر جرمی منیزیم موجود در مخلوط را بیابید.

هنگامی که 3.04 گرم از مخلوط آهن و مس در اسید نیتریک رقیق حل می شود، اکسید نیتروژن (II) با حجم 0.986 لیتر (n.s.) آزاد می شود. ترکیب مخلوط اولیه را تعیین کنید.

هنگامی که آهن با وزن 28 گرم با کلر واکنش داد، مخلوطی از کلریدهای آهن (II) و (III) با وزن 77.7 گرم تشکیل شد.

هنگامی که 8.2 گرم از مخلوط مس، آهن و آلومینیوم با مقدار اضافی اسید نیتریک غلیظ تیمار شد، 2.24 لیتر گاز آزاد شد. هنگامی که مخلوطی از همان جرم با مقدار اضافی اسید سولفوریک رقیق (DS) تصفیه شود، همان حجم گاز آزاد می شود. ترکیب مخلوط اولیه را بر حسب درصد جرمی تعیین کنید.

هنگامی که مخلوط مس و اکسید مس 2 در اسید نیتریک غلیظ حل شد، 18.4 گرم گاز قهوه ای آزاد شد و 470 محلول با کسر جرمی نمک 20٪ به دست آمد.
کسر جرمی اکسید مس را در مخلوط اولیه تعیین کنید.

تکالیف چند گزینه ای حداکثر 2 امتیاز دارند (امتحان یکپارچه دولتی 2017)

1. (آزمون دولتی واحد شماره 5)فرمول یک ماده را با کلاس/گروهی که این ماده به آن تعلق دارد مطابقت دهید

فرمول کلاس/گروه مواد

الف) CaH 2 1) اکسید نمک ساز

ب) NaH 2 PO 4 2) اکسید غیر نمک ساز

ب) H 3 N 3) نمک متوسط

د) SeO 3 4) اسید

5) نمک ترش

6) اتصال باینری

2. (امتحان واحد دولتی شماره 7) مواد زیر چه خواصی می توانند از خود نشان دهند؟

فرمول خواص مواد

الف) HNO 3 1) خواص بازها

ب) NaOH 2) خواص نمکها

ب) Fe(OH) 2 3) خواص اسیدها

د) روی (NO 3) 2 4) خواص اسیدها و نمک ها

5) خواص نمک ها و بازها

3. (کاربرد شماره 7) مطابقت بین یک ماده جامد و محصولات برهمکنش آن با آب برقرار کنید:

الف) BaBr 2 1) Ba(OH) 2 + HBr

ب) Al 2 S 3 2) Ba(OH) 2 + NH 3

ب) KH 2 3) Ba 2 + + 2Br -

د) Ba 3 N 2 4) H 2 + KOH

5) Al(OH) 3 + H 2 S

6) تعامل ندارد

4. (کاربرد شماره 5) یک تناظر بین اکسید و هیدروکسید مربوط به آن برقرار کنید

الف) N 2 O 3 1) HPO 3

ب) SeO 2 2) CuOH

ب) Cu 2 O 3) H 2 SeO 3

د) P 2 O 3 4) H 2 SeO 4

5. (آزمون یکپارچه دولتی شماره 9، شماره 17)طرح زیر از تبدیل مواد مشخص شده است:

Sr === X ==== NH 3 === Y

تعیین کنید که کدام یک از مواد نشان داده شده مواد X و Y هستند.

اعداد مواد انتخاب شده را زیر حروف مربوطه در جدول بنویسید.

6. (استفاده شماره 22)بین فرمول نمک و محصولات الکترولیز محلول آبی این نمک که بر روی الکترودهای بی اثر منتشر شده است مطابقت ایجاد کنید: برای هر موقعیتی که با یک حرف نشان داده شده است، موقعیت مربوطه را که با یک عدد نشان داده شده است انتخاب کنید.

محصولات الکترولیز فرمول نمک

الف) Na 3 PO4 1) O 2، H 2

ب) KF 2) O 2، Mg

ب) MgBr 2 3) H 2، Mg

د) Mg(NO 3) 2 4) Na, O 2

اعداد انتخاب شده را در جدول زیر مربوطه بنویسید

7. (آزمون دولتی واحد شماره 27)جرم سولفات مس (CuSO 4 * 5H 2 O) را که باید در آب حل شود تا 240 گرم محلول سولفات مس 10٪ به دست آید، محاسبه کنید.

8. (استفاده از شماره 27)دو محلول مخلوط شدند، جرم محلول اول 80 گرم بود، با کسر جرمی سولفات سدیم 5٪، جرم محلول دوم 40 گرم، با کسر جرمی سولفات سدیم 16٪ بود. کسر جرمی سولفات سدیم را در محلول تازه بدست آمده تعیین کنید.

پاسخ: ___________________ (عدد را به دهم بنویسید.)

9. (استفاده از 35 (5))با استفاده از روش تعادل الکترون، معادله واکنش را ایجاد کنید:

CH 3 -CH = CH-CH 3 + KMnO 4 + H 2 O == CH3-CH(OH)-CH(OH)-CH3 + MnO2 + KOH

مشکلات تعیین ترکیب کمی مخلوط. خواص شیمیایی فلزات

1. مخلوطی از براده های آلومینیوم و آهن با مقدار زیادی اسید هیدروکلریک رقیق تیمار شد و 8.96 لیتر (n.s.) هیدروژن آزاد شد. اگر همان جرم مخلوط با مقدار اضافی محلول هیدروکسید سدیم درمان شود، 6.72 لیتر (n.s.) هیدروژن آزاد می شود. کسر جرمی آهن در مخلوط اولیه را محاسبه کنید.

2. مخلوطی از براده های منیزیم و روی با مقدار اضافی اسید سولفوریک رقیق تیمار شد و 22.4 لیتر (n.s.) هیدروژن آزاد شد. اگر همان جرم مخلوط با محلول هیدروکسید سدیم اضافی درمان شود، 13.44 لیتر (n.s.) هیدروژن آزاد می شود. کسر جرمی منیزیم در مخلوط اولیه را محاسبه کنید.

3. هنگامی که مخلوطی از مس و اکسید مس (II) در اسید نیتریک غلیظ حل شد، 18.4 گرم گاز قهوه ای آزاد شد و 470 گرم از محلولی با کسر جرمی نمک 20٪ به دست آمد. کسر جرمی اکسید مس را در مخلوط اولیه تعیین کنید.

4. مخلوطی از سولفید آلومینیوم و آلومینیوم با آب تصفیه شد و 6.72 لیتر (تعداد) گاز آزاد شد. اگر همان مخلوط در محلول هیدروکسید سدیم اضافی حل شود، 3.36 لیتر (n.s.) گاز آزاد می شود. کسر جرمی آلومینیوم را در مخلوط اولیه تعیین کنید.

5. اگر مخلوطی از کلرید پتاسیم و کلسیم به محلول کربنات سدیم اضافه شود، 10 گرم رسوب ایجاد می شود. اگر همان مخلوط به محلول نیترات نقره اضافه شود، 57.4 گرم رسوب تشکیل می شود. کسر جرمی کلرید پتاسیم را در مخلوط اولیه تعیین کنید.

6. مخلوطی از مس و آلومینیوم به وزن 10 گرم با اسید نیتریک 96 درصد تیمار شد که 4.48 لیتر گاز آزاد کرد (n.s. ترکیب کمی مخلوط اولیه و کسر جرمی آلومینیوم را در آن تعیین کنید).

7. مخلوطی از منیزیم و اکسید منیزیم به وزن 6.4 گرم با مقدار کافی اسید سولفوریک رقیق شد و 2.24 لیتر گاز (n.s.) آزاد شد آی تی.

8. مخلوطی از مس و روی به وزن 40 گرم با محلول قلیایی غلیظ تیمار شد.

با موضوع: تحولات روش شناختی، ارائه ها و یادداشت ها

توسعه درس شامل طرح کلی درس، اسلایدهای درس، کتاب کار در مورد موضوع مورد مطالعه، کارت های آموزشی برای انجام آزمایش و سایر مطالب آموزشی است.

مسائل مربوط به مخلوط ها نوع بسیار رایجی از مسائل در شیمی است. آنها نیاز به یک ایده روشن از اینکه کدام مواد وارد واکنش پیشنهادی در مشکل می شوند و کدام نه.
ما در مورد یک مخلوط صحبت می کنیم که نه یک، بلکه چندین ماده (جزئی) را در یک ظرف "ریخته" کنیم. این مواد نباید با یکدیگر تداخل داشته باشند.

تصورات غلط و اشتباهات معمولی که هنگام حل مشکلات با استفاده از مخلوط به وجود می آیند.

1. تلاش برای نوشتن هر دو ماده در یک واکنش.
   چیزی شبیه به این معلوم می شود:
   مخلوطی از اکسیدهای کلسیم و باریم در اسید کلریدریک حل شد...
   معادله واکنش به صورت زیر نوشته شده است:
   CaO + BaO + 4HCl = CaCl 2 + BaCl 2 + 2H 2 O.
   این یک اشتباه است، زیرا می تواند هر مقدار از هر اکسید در این مخلوط وجود داشته باشد.
   و در معادله فوق فرض می شود که آنها مقدار مساوی.
2. فرض بر این است که نسبت مولی آنها با ضرایب موجود در معادلات واکنش مطابقت دارد.
   مثلا:
   Zn + 2HCl = ZnCl 2 + H 2
   2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2
   مقدار روی x و مقدار آلومینیوم 2x در نظر گرفته می شود (با توجه به ضریب در معادله واکنش). این نیز نادرست است. این مقادیر می توانند هر کدام باشند و به هیچ وجه به یکدیگر مرتبط نیستند.
3. تلاش برای یافتن "مقدار ماده مخلوط" با تقسیم جرم آن بر مجموع جرم مولی اجزا.
   این اقدام اصلا منطقی نیست. هر جرم مولی فقط می تواند به یک ماده اشاره داشته باشد.

اغلب در چنین مسائلی از واکنش فلزات با اسیدها استفاده می شود. برای حل چنین مشکلاتی باید دقیقاً بدانید که کدام فلزات با کدام اسیدها برهمکنش دارند و کدام نه.

اطلاعات نظری لازم

روش های بیان ترکیب مخلوط ها.

• کسر جرمی جزء در مخلوط- نسبت جرم جزء به جرم کل مخلوط. معمولاً کسر جرمی بر حسب درصد بیان می شود، اما نه لزوما.

  ω ["امگا"] = m جزء / متر مخلوط

• کسر مول از جزء در مخلوط- نسبت تعداد مول ها (مقدار ماده) یک جزء به تعداد کل مول های همه مواد موجود در مخلوط. به عنوان مثال، اگر مخلوط حاوی مواد A، B و C باشد، آنگاه:

  χ ["چی"] جزء A = n جزء A / (n(A) + n(B) + n(C))

• نسبت مولی اجزاءگاهی اوقات مشکلات یک مخلوط نشان دهنده نسبت مولی اجزای آن است. مثلا:

  N جزء A: n جزء B = 2: 3

• کسر حجمی جزء در مخلوط (فقط برای گازها)- نسبت حجم ماده A به حجم کل کل مخلوط گاز.

  φ ["phi"] = V جزء / مخلوط V

سری ولتاژ الکتروشیمیایی فلزات.

واکنش فلزات با اسیدها

1. با اسیدهای معدنی که شامل تمام اسیدهای محلول می شود ( به جز نیتروژن و گوگرد غلیظ، که برهمکنش آن با فلزات به شکل خاصی صورت می گیرد)، واکنش نشان می دهند فقط فلزات، واقع در سری ولتاژ الکتروشیمیایی به (سمت چپ) هیدروژن.
2. در این حالت، فلزاتی که دارای چندین حالت اکسیداسیون هستند (آهن، کروم، منگنز، کبالت) حداقل حالت اکسیداسیون ممکن را نشان می دهند - معمولاً +2.
3. برهمکنش فلزات با اسید نیتریکمنجر به تشکیل، به جای هیدروژن، محصولات احیای نیتروژن و با اسید سولفوریک غلیظ- به انتشار محصولات کاهش گوگرد. از آنجایی که در واقع مخلوطی از محصولات احیا تشکیل می شود، اغلب اشاره مستقیمی به یک ماده خاص در مشکل وجود دارد.

محصولات کاهش دهنده اسید نیتریک

محصولات کاهش اسید سولفوریک

واکنش فلزات با آب و مواد قلیایی.

1. در دمای اتاق در آب حل می شود فقطفلزات مربوط به بازهای محلول (قلیاها). اینها فلزات قلیایی (Li، Na، K، Rb، Cs) و همچنین فلزات گروه IIA: Ca، Sr، Ba هستند. این ماده قلیایی و هیدروژن تولید می کند. آب جوش همچنین می تواند منیزیم را حل کند.
2. فقط فلزات آمفوتریک می توانند در قلیایی حل شوند: آلومینیوم، روی و قلع. در این حالت کمپلکس های هیدروکسو تشکیل شده و هیدروژن آزاد می شود.

نمونه هایی از حل مسئله

بیایید به سه مثال از مسائلی که در آنها مخلوط فلزات با آنها واکنش می دهند نگاه کنیم نمکاسید:

مثال 1.هنگامی که مخلوط مس و آهن به وزن 20 گرم در معرض اسید کلریدریک اضافی قرار گرفت، 5.6 لیتر گاز (n.s.) آزاد شد. کسر جرمی فلزات را در مخلوط تعیین کنید.

در مثال اول، مس با اسید کلریدریک واکنش نمی دهد، یعنی با واکنش اسید با آهن، هیدروژن آزاد می شود. بنابراین، با دانستن حجم هیدروژن، می توانیم بلافاصله مقدار و جرم آهن را پیدا کنیم. و بر این اساس، کسر جرمی مواد در مخلوط.

راه حل مثال 1.

1. تعیین مقدار هیدروژن:
   n = V / V m = 5.6 / 22.4 = 0.25 مول.
2. با توجه به معادله واکنش:

   مقدار آهن نیز 0.25 مول است. می توانید جرم آن را پیدا کنید:
   m Fe = 0.25 56 = 14 گرم.

3. اکنون می توانید کسر جرمی فلزات را در مخلوط محاسبه کنید:

   ω Fe = m Fe / m کل مخلوط = 14 / 20 = 0.7 = 70٪

پاسخ: 70% آهن 30% مس.

مثال 2.هنگامی که مخلوطی از آلومینیوم و آهن به وزن 11 گرم در معرض اسید کلریدریک اضافی قرار گرفت، 8.96 لیتر گاز (n.s.) آزاد شد. کسر جرمی فلزات را در مخلوط تعیین کنید.

در مثال دوم، واکنش این است هر دوفلز در اینجا، هیدروژن از اسید در هر دو واکنش آزاد می شود. بنابراین نمی توان از محاسبه مستقیم در اینجا استفاده کرد. در چنین مواردی، حل با استفاده از یک سیستم بسیار ساده از معادلات راحت است که x را تعداد مول های یکی از فلزات و y را مقدار ماده دومی در نظر می گیریم.

راه حل مثال 2.

1. تعیین مقدار هیدروژن:
   n = V / V m = 8.96 / 22.4 = 0.4 مول.
2. مقدار آلومینیوم x مول و مقدار آهن x مول باشد. سپس می توانیم مقدار هیدروژن آزاد شده را بر حسب x و y بیان کنیم:

   حل چنین سیستم هایی با استفاده از روش تفریق بسیار راحت تر است و معادله اول را در 18 ضرب می کنیم:
   27x + 18y = 7.2
   و کم کردن معادله اول از دومی:

   (56 - 18) y = 11 - 7.2
   y = 3.8 / 38 = 0.1 مول (Fe)
   x = 0.2 مول (Al)

3. سپس جرم فلزات و کسر جرمی آنها را در مخلوط می یابیم:

   M Fe = n M = 0.1 56 = 5.6 گرم
   m Al = 0.2 27 = 5.4 گرم
   ω Fe = m Fe / m مخلوط = 5.6 / 11 = 0.50909 (50.91٪)،

   به ترتیب،
   ω Al = 100٪ - 50.91٪ = 49.09٪

پاسخ: 50.91% آهن، 49.09% آلومینیوم.

مثال 3.16 گرم از مخلوط روی، آلومینیوم و مس با محلول اضافی اسید هیدروکلریک تیمار شد. در این حالت 5.6 لیتر گاز (n.s.) آزاد شد و 5 گرم از ماده حل نشد. کسر جرمی فلزات را در مخلوط تعیین کنید.

در مثال سوم، دو فلز واکنش نشان می دهند، اما فلز سوم (مس) واکنش نشان نمی دهد. بنابراین، 5 گرم باقیمانده جرم مس است. مقادیر دو فلز باقیمانده - روی و آلومینیوم (توجه داشته باشید که جرم کل آنها 16 - 5 = 11 گرم است) را می توان با استفاده از یک سیستم معادلات، مانند مثال شماره 2، پیدا کرد.

پاسخ به مثال 3: 56.25% روی، 12.5% ​​آلومینیوم، 31.25% مس.

سه مثال بعدی (شماره 4، 5، 6) شامل واکنش فلزات با اسیدهای نیتریک و سولفوریک است. نکته اصلی در چنین کارهایی این است که به درستی تعیین کنید که کدام فلز در آن حل می شود و کدام نه.

مثال 4.مخلوطی از آهن، آلومینیوم و مس با بیش از حد اسید سولفوریک غلیظ سرد تیمار شد. در این حالت، بخشی از مخلوط حل شد و 5.6 لیتر گاز (n.s.) آزاد شد. مخلوط باقیمانده با محلول هیدروکسید سدیم اضافی تیمار شد. 3.36 لیتر گاز آزاد شد و 3 گرم باقیمانده حل نشده باقی ماند. جرم و ترکیب مخلوط اولیه فلزات را تعیین کنید.

در این مثال باید به یاد داشته باشیم که سرد متمرکزاسید سولفوریک با آهن و آلومینیوم (غیرفعال شدن) واکنش نمی دهد، اما با مس واکنش می دهد. این باعث آزاد شدن اکسید گوگرد (IV) می شود.
با قلیاییواکنش نشان می دهد فقط آلومینیوم- یک فلز آمفوتریک (علاوه بر آلومینیوم، روی و قلع نیز در قلیاها حل می شوند و بریلیم نیز می تواند در قلیایی غلیظ داغ حل شود).

راه حل مثال 4.

1. فقط مس با اسید سولفوریک غلیظ واکنش می دهد، تعداد مول های گاز عبارتند از:
   n SO 2 = V / Vm = 5.6 / 22.4 = 0.25 مول
2. تعداد مول هیدروژن:
   nH2 = 3.36 / 22.4 = 0.15 مول،
   نسبت مولی آلومینیوم و هیدروژن 2:3 است و بنابراین،
   n Al = 0.15 / 1.5 = 0.1 مول.
   وزن آلومینیوم:
   m Al = n M = 0.1 27 = 2.7 گرم
3. باقیمانده آهن است که وزن آن 3 گرم است.
   مخلوط متر = 16 + 2.7 + 3 = 21.7 گرم.
4. کسر جرمی فلزات:

   ω Cu = m Cu / m مخلوط = 16 / 21.7 = 0.7373 (73.73%)
   ω Al = 2.7 / 21.7 = 0.1244 (12.44%)
   ω Fe = 13.83٪

پاسخ: 73.73 درصد مس، 12.44 درصد آلومینیوم، 13.83 درصد آهن.

مثال 5.21.1 گرم از مخلوط روی و آلومینیوم در 565 میلی لیتر محلول اسید نیتریک حاوی 20 وزنی حل شد. % NNNO 3 و چگالی 1.115 گرم در میلی لیتر. حجم گاز آزاد شده که ماده ای ساده و تنها محصول احیای اسید نیتریک است 2.912 لیتر (n.s.) بود. ترکیب محلول حاصل را بر حسب درصد جرمی تعیین کنید. (RHTU)

متن این مشکل به وضوح محصول کاهش نیتروژن را نشان می دهد - یک "ماده ساده". از آنجایی که اسید نیتریک با فلزات هیدروژن تولید نمی کند، نیتروژن است. هر دو فلز در اسید حل می شوند.
مسئله نه ترکیب مخلوط اولیه فلزات، بلکه ترکیب محلول حاصل پس از واکنش ها را می پرسد. این کار را دشوارتر می کند.

راه حل مثال 5.

1. تعیین مقدار ماده گاز:
   n N 2 = V / Vm = 2.912 / 22.4 = 0.13 مول.
2. جرم محلول اسید نیتریک، جرم و مقدار HNO3 محلول را تعیین می کنیم:

   محلول M = ρ V = 1.115 565 = 630.3 گرم
   m HNO 3 = ω m محلول = 0.2 630.3 = 126.06 گرم
   n HNO 3 = m / M = 126.06 / 63 = 2 مول

   لطفا توجه داشته باشید که از آنجایی که فلزات کاملاً حل شده اند، به این معنی است که - قطعا اسید کافی وجود داشت(این فلزات با آب واکنش نمی دهند). بر این اساس، بررسی لازم خواهد بود آیا اسید زیاد است؟و چه مقدار از آن پس از واکنش در محلول حاصل باقی می ماند.

3. ما معادلات واکنش را می سازیم ( تراز الکترونیکی خود را فراموش نکنید) و برای راحتی محاسبات، 5x را مقدار روی و 10y را مقدار آلومینیوم در نظر می گیریم. سپس، مطابق با ضرایب موجود در معادلات، مقدار نیتروژن در واکنش اول x mol و در واکنش دوم - 3y mol خواهد بود:

   5 برابر		ایکس
   5 روی	+ 12HNO 3 = 5Zn(NO 3) 2 +	N 2	+6H2O

   Zn 0 − 2e = Zn 2+	|	5
   2N +5 + 10e = N 2		1

   حل این سیستم با ضرب معادله اول در 90 و کم کردن معادله اول از معادله دوم راحت است.

   X = 0.04، به این معنی که n Zn = 0.04 5 = 0.2 مول
   y = 0.03، یعنی n Al = 0.03 10 = 0.3 mol

   بیایید جرم مخلوط را بررسی کنیم:
   0.2 65 + 0.3 27 = 21.1 گرم.
   

4. حالا بیایید به ترکیب محلول برویم. بازنویسی مجدد واکنش ها و نوشتن مقادیر تمام مواد واکنش داده شده و تشکیل شده (به جز آب) در بالای واکنش ها راحت خواهد بود:

   0,2	0,48	0,2	0,03
   5 روی	+ 12HNO3 =	5 روی (NO 3) 2	+N2+	6H2O

   0,3	1,08	0,3	0,09
   10 Al	+ 36HNO3 =	10Al(NO 3) 3	+3N2+	18H2O

5. سوال بعدی این است که آیا اسید نیتریک در محلول باقی مانده است و چقدر باقی مانده است؟
   با توجه به معادلات واکنش، مقدار اسیدی که واکنش نشان داده است:
   n HNO 3 = 0.48 + 1.08 = 1.56 مول،
   آن ها اسید بیش از حد بود و می توانید باقیمانده آن را در محلول محاسبه کنید:
   n استراحت HNO 3. = 2 - 1.56 = 0.44 مول.
6. بنابراین، در راه حل نهاییشامل:

   نیترات روی به مقدار 0.2 مول:
   m Zn(NO 3) 2 = n M = 0.2 189 = 37.8 گرم
   نیترات آلومینیوم به مقدار 0.3 مول:
   m Al(NO 3) 3 = n M = 0.3 213 = 63.9 گرم
   اسید نیتریک اضافی به مقدار 0.44 مول:
   m HNO 3 استراحت. = n M = 0.44 63 = 27.72 گرم

7. جرم محلول نهایی چقدر است؟
   به یاد داشته باشید که جرم محلول نهایی شامل اجزایی است که مخلوط کرده ایم (محلول ها و مواد) منهای محصولات واکنشی که محلول را ترک کرده اند (رسوبات و گازها):

   سپس برای وظیفه ما:

   م جدید محلول = جرم محلول اسید + جرم آلیاژ فلز - جرم نیتروژن
   m N 2 = n M = 28 (0.03 + 0.09) = 3.36 گرم
   m جدید محلول = 630.3 + 21.1 - 3.36 = 648.04 گرم

8. اکنون می توانید کسر جرمی مواد را در محلول حاصل محاسبه کنید:

   ωZn(NO 3) 2 = m مقدار / m محلول = 37.8 / 648.04 = 0.0583
   ωAl(NO 3) 3 = m حجم / m محلول = 63.9 / 648.04 = 0.0986
   ω HNO 3 استراحت کنید. = متر آب / متر محلول = 27.72 / 648.04 = 0.0428

پاسخ: 5.83٪ نیترات روی، 9.86٪ نیترات آلومینیوم، 4.28٪ اسید نیتریک.

مثال 6.هنگامی که 17.4 گرم از مخلوط مس، آهن و آلومینیوم با مقدار اضافی اسید نیتریک غلیظ تیمار شد، 4.48 لیتر گاز (n.e.) آزاد شد و هنگامی که این مخلوط در معرض همان جرم اسید کلریدریک اضافی قرار گرفت، 8.96 لیتر گاز آزاد شد. گاز (n.e.) آزاد شدند. ترکیب مخلوط اولیه را تعیین کنید. (RHTU)

هنگام حل این مشکل، اولاً باید به یاد داشته باشیم که اسید نیتریک غلیظ با یک فلز غیرفعال (مس) NO 2 تولید می کند و آهن و آلومینیوم با آن واکنش نمی دهند. برعکس، اسید هیدروکلریک با مس واکنش نشان نمی دهد.

به عنوان مثال 6 پاسخ دهید: 36.8٪ مس، 32.2٪ آهن، 31٪ آلومینیوم.

مشکلات برای راه حل مستقل

1. مشکلات ساده با دو جزء مخلوط.

1-1. مخلوطی از مس و آلومینیوم به وزن 20 گرم با محلول 96 درصد اسید نیتریک تیمار شد و 8.96 لیتر گاز (n.e.) آزاد شد. کسر جرمی آلومینیوم را در مخلوط تعیین کنید.

1-2. مخلوطی از مس و روی به وزن 10 گرم با محلول قلیایی غلیظ تیمار شد. در این مورد 2.24 لیتر گاز (n.y) آزاد شد. کسر جرمی روی در مخلوط اولیه را محاسبه کنید.

1-3. مخلوطی از منیزیم و اکسید منیزیم به وزن 6.4 گرم با مقدار کافی اسید سولفوریک رقیق تیمار شد. در این مورد 2.24 لیتر گاز (n.s.) آزاد شد. کسر جرمی منیزیم موجود در مخلوط را بیابید.

1-4. مخلوطی از روی و اکسید روی به وزن 3.08 گرم در اسید سولفوریک رقیق حل شد. ما سولفات روی را با وزن 6.44 گرم به دست آوردیم کسر جرمی روی را در مخلوط اصلی محاسبه کنید.

1-5. هنگامی که مخلوطی از پودرهای آهن و روی به وزن 9.3 گرم در معرض محلول اضافی کلرید مس (II) قرار گرفت، 9.6 گرم مس تشکیل شد. ترکیب مخلوط اولیه را تعیین کنید.

1-6. اگر هیدروژن با حجم 4.48 لیتر (n.s.) آزاد شود، چه جرمی از محلول 20٪ اسید کلریدریک برای حل کامل 20 گرم مخلوط روی و اکسید روی لازم است؟

1-7. هنگامی که 3.04 گرم از مخلوط آهن و مس در اسید نیتریک رقیق حل می شود، اکسید نیتروژن (II) با حجم 0.896 لیتر (n.s.) آزاد می شود. ترکیب مخلوط اولیه را تعیین کنید.

1-8. هنگامی که 1.11 گرم از مخلوط براده های آهن و آلومینیوم در محلول 16٪ اسید کلریدریک (ρ = 1.09 گرم در میلی لیتر) حل شد، 0.672 لیتر هیدروژن (n.s.) آزاد شد. کسر جرمی فلزات را در مخلوط بیابید و حجم اسید کلریدریک مصرفی را تعیین کنید.

2. وظایف پیچیده تر هستند.

2-1. مخلوطی از کلسیم و آلومینیوم به وزن 18.8 گرم بدون هوا با مقدار اضافی پودر گرافیت کلسینه شد. محصول واکنش با اسید کلریدریک رقیق تیمار شد و 11.2 لیتر گاز (n.o.) آزاد شد. کسر جرمی فلزات را در مخلوط تعیین کنید.

2-2. برای حل کردن 1.26 گرم آلیاژ منیزیم-آلومینیوم، 35 میلی لیتر از محلول اسید سولفوریک 19.6 درصد (ρ = 1.1 گرم در میلی لیتر) استفاده شد. اسید اضافی با 28.6 میلی لیتر محلول بی کربنات پتاسیم با غلظت 1.4 mol/l واکنش داد. کسر جرمی فلزات در آلیاژ و حجم گاز (عدد) آزاد شده در طول انحلال آلیاژ را تعیین کنید.

2-3. هنگامی که 27.2 گرم از مخلوطی از آهن و اکسید آهن (II) در اسید سولفوریک حل شد و محلول تا خشک شدن تبخیر شد، 111.2 گرم سولفات آهن - هپتا هیدرات سولفات آهن (II) - تشکیل شد. ترکیب کمی مخلوط اولیه را تعیین کنید.

2-4. هنگامی که آهن با وزن 28 گرم با کلر واکنش داد، مخلوطی از کلریدهای آهن (II) و (III) با وزن 77.7 گرم تشکیل شد.

2-5. کسر جرمی پتاسیم در مخلوط آن با لیتیوم چقدر بود، اگر در نتیجه تصفیه این مخلوط با کلر اضافی، مخلوطی به وجود آمد که در آن کسر جرمی کلرید پتاسیم 80٪ بود؟

2-6. پس از درمان مخلوطی از پتاسیم و منیزیم با جرم کل 10.2 گرم با برم اضافی، جرم مخلوط حاصل از مواد جامد برابر با 42.2 گرم شد رسوب جدا شد و تا وزن ثابت کلسینه شد. جرم باقیمانده حاصل را محاسبه کنید.

2-7. مخلوطی از لیتیوم و سدیم با جرم کل 7.6 گرم با اکسیژن اضافی اکسید شد، در مجموع 3.92 لیتر (n.s.) مصرف شد. مخلوط حاصل در 80 گرم محلول اسید سولفوریک 24.5 درصد حل شد. کسر جرمی مواد را در محلول به دست آمده محاسبه کنید.

2-8. آلیاژ آلومینیوم-نقره با مقدار اضافی محلول غلیظ اسید نیتریک تیمار شد و باقیمانده در اسید استیک حل شد. حجم گازهای آزاد شده در هر دو واکنش، اندازه گیری شده در شرایط یکسان، برابر بود. کسر جرمی فلزات موجود در آلیاژ را محاسبه کنید.

3. سه فلز و مسائل پیچیده.

3-1. هنگامی که 8.2 گرم از مخلوط مس، آهن و آلومینیوم با مقدار اضافی اسید نیتریک غلیظ تیمار شد، 2.24 لیتر گاز آزاد شد. هنگامی که مخلوطی از همان جرم با مقدار اضافی اسید سولفوریک رقیق (DS) تصفیه شود، همان حجم گاز آزاد می شود. ترکیب مخلوط اولیه را بر حسب درصد جرمی تعیین کنید.

3-2. 14.7 گرم از مخلوط آهن، مس و آلومینیوم، در تعامل با مقدار اضافی اسید سولفوریک رقیق، 5.6 لیتر هیدروژن (n.s.) آزاد می کند. اگر کلرزنی همان نمونه مخلوط به 8.96 لیتر کلر (n.s.) نیاز دارد، ترکیب مخلوط را بر حسب درصد جرم تعیین کنید.

3-3. براده های آهن، روی و آلومینیوم با نسبت مولی 2:4:3 (به ترتیب ذکر شده) مخلوط می شوند. 4.53 گرم از این مخلوط با کلر اضافی تیمار شد. مخلوط حاصل از کلریدها در 200 میلی لیتر آب حل شد. غلظت مواد را در محلول به دست آمده تعیین کنید.

3-4. آلیاژی از مس، آهن و روی به وزن 6 گرم (جرم همه اجزاء برابر است) در محلول 18.25% اسید هیدروکلریک به وزن 160 گرم قرار داده شد.

3-5. 13.8 گرم از مخلوطی متشکل از سیلیکون، آلومینیوم و آهن هنگام گرم شدن با هیدروکسید سدیم اضافی تیمار شد و 11.2 لیتر گاز (n.s.) آزاد شد. هنگامی که چنین توده ای از مخلوط در معرض اسید کلریدریک اضافی قرار می گیرد، 8.96 لیتر گاز (n.s.) آزاد می شود. جرم مواد را در مخلوط اصلی تعیین کنید.

3-6. هنگامی که مخلوطی از روی، مس و آهن با مقدار زیادی محلول قلیایی غلیظ درمان شد، گاز آزاد شد و جرم باقیمانده حل نشده 2 برابر کمتر از جرم مخلوط اصلی بود. این باقیمانده با اسید کلریدریک اضافی تیمار شد، حجم گاز آزاد شده برابر با حجم گاز آزاد شده در حالت اول بود (حجم ها در شرایط مشابه اندازه گیری شدند). کسر جرمی فلزات را در مخلوط اولیه محاسبه کنید.

3-7. مخلوطی از کلسیم، اکسید کلسیم و کاربید کلسیم با نسبت مولی اجزای 3:2:5 (به ترتیب ذکر شده) وجود دارد. حداقل حجم آبی که می تواند با چنین مخلوطی با وزن 55.2 گرم وارد یک واکنش شیمیایی شود چقدر است؟

3-8. مخلوطی از کروم، روی و نقره با جرم کل 7.1 گرم با اسید هیدروکلریک رقیق شده، جرم باقیمانده حل نشده 3.2 گرم بود، پس از جداسازی رسوب، محلول با برم در یک محیط قلیایی تیمار شد و در پایان واکنش با نیترات باریم اضافی تیمار شد. جرم رسوب تشکیل شده برابر با 12.65 گرم است.

پاسخ و نظرات به مشکلات برای حل مستقل.

1-1. 36٪ (آلومینیوم با اسید نیتریک غلیظ واکنش نمی دهد).

1-2. 65٪ (فقط فلز آمفوتریک، روی، در قلیایی حل می شود).

1-3. 37,5%;

3-1. 39٪ مس، 3.4٪ Al;

3-2. 38.1٪ آهن، 43.5٪ مس.

3-3. 1.53٪ FeCl 3، 2.56٪ ZnCl 2، 1.88٪ AlCl 3 (آهن با کلر به حالت اکسیداسیون +3 واکنش می دهد).

3-4. 2.77٪ FeCl 2، 2.565٪ ZnCl 2، 14.86٪ HCl (فراموش نکنید که مس با اسید کلریدریک واکنش نمی دهد، بنابراین جرم آن در جرم محلول جدید گنجانده نمی شود).

3-5. 2.8 گرم Si، 5.4 گرم Al، 5.6 گرم آهن (سیلیکون یک غیر فلز است، با محلول قلیایی واکنش می دهد، سیلیکات سدیم و هیدروژن تشکیل می دهد؛ با اسید کلریدریک واکنش نمی دهد).

3-6. 6.9% مس، 43.1% آهن، 50% روی.

3-8. 45.1٪ نقره، 36.6٪ کروم، 18.3٪ روی (کروم، زمانی که در اسید هیدروکلریک حل شود، به کلرید کروم (II) تبدیل می شود، که وقتی در یک محیط قلیایی در معرض برم قرار می گیرد، به کرومات تبدیل می شود، زمانی که نمک باریم اضافه می شود، نامحلول است. کرومات باریم تشکیل می شود)

وظیفه شماره 1

هنگامی که مخلوطی از مس و اکسید مس (II) در اسید نیتریک غلیظ حل شد، 18.4 گرم گاز قهوه ای آزاد شد و 470 گرم از محلولی با کسر جرمی نمک 20٪ به دست آمد. کسر جرمی اکسید مس را در مخلوط اولیه تعیین کنید.

پاسخ: 65.22%

توضیح:

هنگامی که مس و اکسید مس (II) حل می شوند، واکنش های زیر رخ می دهد:

Cu + 4HNO 3 (conc.) = Cu (NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O (I)

CuO + 2HNO 3 (conc.) = Cu (NO 3) 2 + H 2 O (II)

گاز قهوه ای NO 2 تنها زمانی آزاد می شود که مس با اسید نیتریک غلیظ واکنش دهد. بیایید مقدار آن را با استفاده از فرمول پیدا کنیم:

که در آن m جرم ماده [g]، M جرم مولی ماده [g/mol] است.

M(NO 2) = 46 گرم در مول

ν (NO 2) = m (NO 2) / M (NO 2) = 18.4 گرم / 46 گرم / مول = 0.4 مول.

با توجه به شرایط واکنش (I):

ν I (Cu(NO 3) 2) = ν(Cu) = 1/2ν(NO 2)،

از این رو،

ν I (Cu(NO 3) 2) = ν(Cu) = 0.4 mol/2 = 0.2 mol.

توده نیترات مس که در اثر برهمکنش مس با اسید نیتریک غلیظ ایجاد می شود:

m I (Cu(NO 3) 2) = M(Cu(NO 3) 2) . ν(Cu(NO 3) 2) = 188 گرم بر مول. 0.2 مول = 37.6 گرم.

جرم مس واکنش داده شده عبارت است از:

m(Cu) = M(Cu) . ν(Cu) = 64 گرم بر مول. 0.2 مول = 12.8 گرم.

مجموع جرم نیترات مس موجود در محلول برابر است با:

متر مجموع (Cu(NO 3) 2) = w(Cu(NO 3) 2) . m(p-ra)/100% = 20%. 470 گرم / 100٪ = 94 گرم.

جرم نیترات مس که از واکنش اکسید مس با اسید نیتریک غلیظ (II) تشکیل می شود:

m II (مس (NO 3) 2) = m (مخلوط) - m I (مس (NO 3) 2) = 94 گرم - 37.6 گرم = 56.4 گرم.

مقدار نیترات مس تشکیل شده از واکنش اکسید مس با اسید نیتریک غلیظ (II):

ν II (Cu(NO 3) 2) = m II (Cu(NO 3) 2) /M II (Cu(NO 3) 2) = 56.4 g/188 g/mol = 0.3 mol

با توجه به شرایط واکنش:

(II) ν II (Cu(NO 3) 2) = ν(CuO) = 0.3 مول.

m(CuO) = M(CuO). ν(CuO) = 80 گرم بر مول. 0.3 مول = 24 گرم

m(مخلوطات) = m(CuO) + m(Cu) = 24 گرم + 12.8 گرم = 36.8 گرم

کسر جرمی اکسید مس در مخلوط برابر است با:

w(CuO)% = m(CuO)/m(مخلوطات). 100٪ = 24 گرم / 36.8 گرم 100٪ = 65.22٪.

وظیفه شماره 2

کسر جرمی کربنات سدیم را در محلول به دست آمده از جوشاندن 150 گرم محلول بی کربنات سدیم 4/8 درصد تعیین کنید. چه حجمی از محلول 15.6% کلرید باریم (چگالی 1.11 گرم در میلی لیتر) با کربنات سدیم حاصل واکنش می دهد؟ تبخیر آب را می توان نادیده گرفت.

جواب: 5.42% 90 میلی لیتر

توضیح:

تجزیه بی کربنات سدیم در محلول با واکنش زیر توصیف می شود:

2NaHCO 3 → Na 2 CO 3 + CO 2 + H 2 O

کسر جرمی ماده محلول با فرمول محاسبه می شود:

w(in-in)% = m(in-in)/m(p-ra). 100%

که در آن m(v-va) جرم ماده محلول است، m(p-ra) جرم محلول است.

بیایید جرم بی کربنات سدیم محلول (NaHCO 3) را محاسبه کنیم:

M(NaHCO 3) = m(p-ra). w(NaHCO 3)/100% = 150 گرم 8.4%/100% = 12.6 گرم

ν(NaHCO 3) = m(NaHCO 3)/M(NaHCO 3) = 12.6 گرم/84 گرم در مول = 0.15 مول

با توجه به معادله واکنش:

ν(Na2CO3) = ν(CO2) = 1/2ν(NaHCO3) = 0.15 mol/2 = 0.075 mol

m(Na2CO3) = M(Na2CO3). ν(Na 2 CO 3) = 106 گرم در مول. 0.075 مول = 7.95 گرم.

m(CO 2) = M(CO 2). ν(CO 2) = 44 گرم در مول. 0.075 مول = 3.3 گرم.

از آنجایی که تبخیر آب را می توان نادیده گرفت، با کم کردن جرم دی اکسید کربن از جرم محلول اولیه، جرم بی کربنات سدیم را می یابیم که پس از تجزیه تشکیل شده است:

m(p-ra) = m (out.p-ra) - m(CO 2) = 150 گرم - 3.3 گرم = 146.7 گرم

w(Na2CO3)% = m(Na2CO3)/m(p-ra). 100٪ = 7.95 گرم / 146.7 گرم 100٪ = 5.42٪

واکنش بین محلول های کلرید باریم و کربنات سدیم با این معادله توصیف می شود:

BaCl 2 + Na 2 CO 3 → BaCO 3 ↓ + 2 NaCl

با توجه به معادله واکنش:

ν(BaCl 2) = ν(Na 2 CO 3) = 0.075 مول، بنابراین

m(BaCl2) = M(BaCl2). ν(BaCl2) = 208 گرم بر مول. 0.075 مول = 15.6 گرم

جرم محلول کلرید باریم عبارت است از:

m(p−ra BaCl2) = m(BaCl2)/w(BaCl2). 100٪ = 15.6 گرم / 15.6٪. 100٪ = 100 گرم

حجم محلول با استفاده از فرمول محاسبه می شود:

V(p-ra) = m(p-ra)/ρ(p-ra)، که ρ(p-ra) چگالی محلول است.

V(محلول BaCl2) = m(محلول BaCl2)/ρ(محلول BaCl2)

V (محلول BaCl 2) = 100 گرم / 1.11 گرم در میلی لیتر = 90 میلی لیتر

وظیفه شماره 3

محلول های 10 درصد هیدروکسید سدیم و اسید سولفوریک را با چه نسبت جرمی باید مخلوط کرد تا محلول خنثی سولفات سدیم به دست آید؟ کسر جرمی نمک در چنین محلولی چقدر است؟

پاسخ: m(محلول H 2 SO 4) / m (محلول NaOH) = 1.225; w (Na 2 SO 4) = 8٪توضیح:

برهمکنش محلول های هیدروکسید سدیم و اسید سولفوریک با تشکیل نمک متوسط ​​(محلول خنثی) طبق طرح زیر انجام می شود:

2NaOH + H 2 SO 4 → Na 2 SO 4 + H 2 O

جرم سدیم هیدروکسید و اسید سولفوریک برابر است:

m(NaOH) = 0.1m (محلول NaOH). m(H2SO4) = 0.1m(H2SO4)

بر این اساس، مقادیر هیدروکسید سدیم و اسید سولفوریک برابر است:

ν(NaOH) = m(NaOH)/M(NaOH) = 0.1m(محلول NaOH)/40g/mol

ν(H2SO4) = m(H2SO4)/M(H2SO4) = 0.1m(محلول H2SO4)/98g/mol

با توجه به معادله واکنش ν(H 2 SO 4) = 1/2ν (NaOH)، بنابراین

0.1 متر (محلول H 2 SO 4) / 98 = ½. 0.1m (محلول NaOH)/40

m(محلول H 2 SO 4) / m (محلول NaOH) = 98/2/40 = 1.225

با توجه به معادله واکنش

ν(H2SO4) = ν(Na2SO4)، بنابراین

ν(Na2SO4) = 0.1m (محلول H2SO4)/98 g/mol

m(Na2SO4) = 0.1m (محلول H2SO4)/98 گرم بر مول. 142 گرم بر مول = 0.145 متر (محلول H 2 SO 4 )

m (محلول H 2 SO 4) = 1.225. m (محلول NaOH)

جرم محلول سولفات سدیم به دست آمده عبارت است از:

m (محلول Na 2 SO 4) = m ( محلول H 2 SO 4 ) + m ( محلول NaOH ) = 2.225 m ( محلول NaOH ) = 2.225 ( محلول H 2 SO 4 ) / 1.225

w(Na 2 SO 4 ) % = 0.145 m ( محلول H 2 SO 4 ). 1.225/2.225 m (محلول H 2 SO 4). 100٪ = 8.0٪

وظیفه شماره 4

اگر 26.1 گرم اکسید منگنز (IV) به 200 میلی لیتر اسید کلریدریک 35٪ (چگالی 1.17 گرم در میلی لیتر) در هنگام حرارت دادن اضافه شود، چند لیتر کلر (n.o.) آزاد می شود؟ چند گرم هیدروکسید سدیم در محلول سرد با این مقدار کلر واکنش می دهد؟

پاسخ: V(Cl 2) = 6.72 l; m(NaOH) = 24 گرم

توضیح:

هنگامی که اسید کلریدریک به اکسید منگنز (IV) اضافه می شود، واکنش رخ می دهد:

MnO 2 + 4HCl → MnCl 2 + Cl 2 + 2H 2 O

بیایید جرم کلرید هیدروژن و جرم اسید کلریدریک در محلول را محاسبه کنیم:

m (محلول 35% HCl) = V (محلول HCl) . ρ(محلول HCl) = 200 میلی لیتر. 1.17 گرم در میلی لیتر = 234 گرم

m(HCl) = M(HCl) . w(HCl)%/100% = 234 گرم 35%/100% = 81.9 گرم

بنابراین مقدار HCl:

ν(HCl) = m(HCl)/M(HCl) = 81.9 گرم/36.5 g/mol = 2.244 مول

مقدار اکسید منگنز (IV):

ν(MnO2) = m(MnO2)/M(MnO2) = 26.1 g/87 g/mol = 0.3 mol

با توجه به معادله واکنش ν(MnO2) = ¼ ν(HCl)، و با توجه به شرط ν(MnO2)< ¼ν(HCl), следовательно, MnO 2 – вещество в недостатке, полностью прореагирует с соляной кислотой.

با توجه به معادله واکنش، ν(MnO 2) = ν(Cl 2) = 0.3 مول، بنابراین حجم آزاد شده در شماره. کلر برابر است با:

V(Cl 2) = V m. ν(Cl2) = 22.4 l/mol. 0.3 مول = 6.72 لیتر

در یک محلول سرد، قلیایی با کلر واکنش می دهد و هیپوکلریت سدیم (NaClO) و کلرید سدیم (NaCl) را تشکیل می دهد (واکنش عدم تناسب):

Cl 2 + 2 NaOH → NaClO + NaCl + H 2 O

با توجه به معادله واکنش، ν(Cl2) = ½ ν(NaOH)، بنابراین ν(NaOH) = 0.3 مول. 2 = 0.6 مول

جرم هیدروکسید سدیم که با کلر در محلول سرد واکنش می دهد عبارت است از:

m(NaOH) = M(NaOH). ν(NaOH) = 40 گرم بر مول. 0.6 مول = 24 گرم

وظیفه شماره 5

مخلوط مس و اکسید مس (II) می تواند با 219 گرم محلول اسید کلریدریک 10 درصد یا 25/61 گرم محلول اسید سولفوریک 80 درصد واکنش دهد. کسر جرمی مس را در مخلوط تعیین کنید.

پاسخ: 21%

توضیح:

از آنجایی که مس در یک سری فعالیت های فلزی در سمت راست هیدروژن قرار دارد، اسید هیدروکلریک با آن برهمکنش نمی کند. هیدروکلراید فقط با اکسید مس (II) واکنش می دهد و نمک و آب تشکیل می دهد:

هم مس و هم اکسید مس (II) با محلول اسید سولفوریک 80 درصد واکنش می دهند:

بیایید جرم و مقدار ماده HCl را که با CuO واکنش می دهد محاسبه کنیم:

بنابراین، مقدار CuO در واکنش با HCl:

بیایید جرم و مقدار ماده H 2 SO 4 را محاسبه کنیم:

از آنجایی که در واکنش اکسید مس با اسید سولفوریک

بنابراین، واکنش با مس 0.2 مول H 2 SO 4 می گیرد و مقدار ماده مس برابر است با:

جرم مواد برابر است:

بنابراین، کسر جرمی مس در مخلوط اولیه است

وظیفه شماره 6

هنگامی که 5.6 گرم هیدروکسید پتاسیم با 5.0 گرم آمونیوم کلرید واکنش داد، آمونیاک به دست آمد. در 50 گرم آب حل شد. کسر جرمی آمونیاک در محلول حاصل را تعیین کنید. حجم محلول اسید نیتریک 10% با چگالی 1.06 گرم در میلی لیتر که برای خنثی کردن آمونیاک مورد نیاز است را تعیین کنید.

پاسخ: ω(NH 3)% = 3.1%; V (محلول HNO 3) = 55.5 میلی لیتر

توضیح:

در نتیجه واکنش تبادل هیدروکسید پتاسیم با کلرید آمونیوم، آمونیاک آزاد می شود و کلرید پتاسیم و آب تشکیل می شود:

KOH + NH 4 Cl → KCl + NH 3 + H 2 O

بیایید مقادیر واکنش KOH و NH 4 Cl را محاسبه کنیم:

طبق معادله واکنش، KOH و NH 4 Cl به مقدار مساوی و با توجه به شرایط مسئله، ν(KOH) > ν(NH 4 Cl) واکنش می دهند. بنابراین کلرید آمونیوم به طور کامل واکنش نشان می دهد و 0.09346 مول آمونیاک تشکیل می شود.

کسر جرمی آمونیاک در محلول حاصل با فرمول محاسبه می شود:

آمونیاک بر اساس واکنش با اسید نیتریک واکنش نشان می دهد:

HNO 3 + NH 3 → NH 4 NO 3

در نتیجه، مقدار مساوی از اسید نیتریک با آمونیاک واکنش می دهد، یعنی.

بنابراین، جرم اسید نیتریک واکنش برابر است با:

جرم محلول اسید نیتریک برابر است با:

حجم محلول اسید نیتریک 10% برابر است با:

وظیفه شماره 7

کلرید فسفر (V) با وزن 4.17 گرم به طور کامل با آب واکنش داد. چه حجمی از محلول هیدروکسید پتاسیم با کسر جرمی 10% (چگالی 1.07 گرم در میلی لیتر) برای خنثی سازی کامل محلول به دست آمده مورد نیاز است؟

پاسخ: V( محلول KOH) = 84 میلی لیتر

توضیح:

کلرید فسفر (V) کاملاً هیدرولیز می شود و اسید فسفریک و کلرید هیدروژن را تشکیل می دهد:

اسیدهای اورتوفسفریک و هیدروکلریک حاصل با محلول هیدروکسید پتاسیم خنثی می شوند و نمک های متوسط ​​​​تشکیل می شوند:

بیایید مقدار کلرید فسفر (V) را که با آب واکنش می دهد محاسبه کنیم:

در نتیجه (طبق معادله واکنش)

و (5 برابر بیشتر از ν(PCl 5)).

برای خنثی کردن اسید اورتوفسفریک 0.06 مول KOH و برای خنثی کردن اسید کلریدریک 0.1 مول KOH مورد نیاز است.

بنابراین، مقدار کل قلیایی مورد نیاز برای خنثی کردن محلول اسید برابر است.

جرم قلیایی برابر است با:

جرم محلول قلیایی برابر است با:

حجم محلول قلیایی 10% برابر است با:

وظیفه شماره 8

هنگام ریختن 160 گرم محلول 10 درصد نیترات باریم و 50 گرم محلول 11 درصد کرومات پتاسیم، رسوب تشکیل می شود. کسر جرمی نیترات باریم در محلول حاصل را محاسبه کنید.

پاسخ: ω(Ba(NO 3) 2) = 4.24%

توضیح:

در واکنش تبادلی، هنگامی که نیترات باریم با کرومات پتاسیم برهمکنش می‌کند، نیترات پتاسیم تشکیل می‌شود و رسوبی رسوب می‌کند - کرومات باریم:

Ba(NO 3) 2 + K 2 CrO 4 → BaCrO 4 ↓ + 2KNO 3

اجازه دهید جرم و مقدار نیترات باریم و کرومات پتاسیم را در واکنش محاسبه کنیم:

با توجه به معادله واکنش، نمک های Ba(NO 3) 2 و K 2 CrO 4 1 به 1، با توجه به شرایط مسئله ν(Ba(NO 3) 2) > ν(K 2 CrO 4) واکنش نشان می دهند، بنابراین، کرومات پتاسیم کمبود دارد و کاملا واکنش نشان می دهد.

بیایید مقدار و جرم نیترات باریم باقیمانده پس از واکنش را محاسبه کنیم:

از آنجایی که باریم کرومات رسوب می کند، جرم محلول حاصل از ترکیب محلول های نیترات باریم و کرومات پتاسیم برابر است با:

بیایید جرم باریم کرومات رسوب شده را محاسبه کنیم:

سپس جرم محلول برابر است با:

کسر جرمی نیترات باریم را در محلول حاصل به دست آورید:

وظیفه شماره 9

اگر مخلوطی از کلرید پتاسیم و کلسیم به محلول کربنات سدیم اضافه شود، 10 گرم رسوب تشکیل می شود. اگر همان مخلوط به محلول نیترات نقره اضافه شود، 57.4 گرم رسوب تشکیل می شود. کسر جرمی کلرید پتاسیم را در مخلوط اولیه تعیین کنید.

پاسخ: ω(KCl) = 57.3%

توضیح:

کلرید کلسیم وارد یک واکنش تبادلی با کربنات سدیم می شود و در نتیجه کربنات کلسیم رسوب می کند:

CaCl 2 + Na 2 CO 3 → CaCO 3 ↓ + 2 NaCl (I)

کلرید پتاسیم با کربنات سدیم واکنش نمی دهد.

بنابراین، جرم کربنات کلسیم رسوب داده شده برابر با 10 گرم است.

هر دو کلرید وارد یک واکنش تبادلی با نیترات نقره می شوند:

CaCl 2 + 2AgNO 3 → 2AgCl↓ + Ca(NO 3) 2 (II)

KCl + AgNO 3 → AgCl↓ + KNO 3 (III)

بیایید مقدار کل کلرید نقره را محاسبه کنیم:

بر اساس واکنش (II)، بنابراین

بر اساس واکنش (III)، بنابراین،

جرم کلرید پتاسیم در مخلوط اولیه برابر است با:

بیایید کسر جرمی کلرید پتاسیم را در مخلوط محاسبه کنیم:

وظیفه شماره 10

مخلوطی از سدیم و اکسید سدیم در آب حل شد. در این حالت، 4.48 لیتر (n.s.) گاز آزاد شد و 240 گرم محلول با کسر جرمی هیدروکسید سدیم 10٪ تشکیل شد. کسر جرمی سدیم را در مخلوط اولیه تعیین کنید.

پاسخ: ω(KCl) = 59.74%

توضیح:

هنگامی که اکسید سدیم با آب واکنش می دهد، قلیایی تشکیل می شود و هنگامی که سدیم با آب واکنش می دهد، قلیایی تشکیل می شود و هیدروژن آزاد می شود:

2Na + 2H 2 O → 2NaOH + H 2 (I)

Na 2 O + H 2 O → 2NaOH (II)

بیایید مقدار هیدروژن آزاد شده هنگام تعامل سدیم با آب را محاسبه کنیم:

با توجه به معادله واکنش (I) ν(Na) = ν(NaOH) = 2ν(H 2) = 0.4 مول، بنابراین، جرم سدیم در واکنش با آب و جرم قلیایی در نتیجه واکنش تشکیل می شود (I ) برابر است با:

m(Na) = 23 g/mol 0.4 mol = 9.2 g و mI (NaOH) = 40 g/mol 0.4 mol = 16 g

بیایید جرم کل قلیایی را در محلول محاسبه کنیم:

جرم و مقدار ماده قلیایی تشکیل شده در واکنش (II) برابر است با:

m II (NaOH) = 24 گرم - 16 گرم = 8 گرم

با توجه به معادله واکنش (II) ν(Na 2 O) = 1/2 ν II (NaOH)، بنابراین،

ν(Na 2 O) = 0.2 mol/2 = 0.1 mol

m(Na 2 O) = M(Na 2 O) ν(Na 2 O) = 62 g/mol 0.1 mol = 6.2 g

بیایید جرم مخلوط اولیه متشکل از سدیم و اکسید سدیم را محاسبه کنیم:

m(مخلوط) = m(Na) + m(Na 2 O) = 9.2 گرم + 6.2 گرم = 15.4 گرم

کسر جرمی سدیم در مخلوط برابر است با:

کار شماره 11

مخلوطی از کربنات سدیم و بی کربنات سدیم می تواند با 73 گرم محلول اسید هیدروکلریک 20 درصد و 80 گرم محلول هیدروکسید سدیم 10 درصد واکنش دهد. کسر جرمی کربنات سدیم را در مخلوط اولیه تعیین کنید.

پاسخ: ω(Na 2 CO 3) = 38.7٪

توضیح:

برهمکنش کربنات سدیم و بی کربنات با اسید کلریدریک بر اساس واکنش ها انجام می شود:

Na 2 CO 3 + 2HCl → 2NaCl + CO 2 + H 2 O (I)

NaHCO 3 + HCl → NaCl + CO 2 + H 2 O (II)

بی کربنات سدیم با هیدروکسید سدیم واکنش داده و نمک متوسطی را تشکیل می دهد:

NaHCO 3 + NaOH → Na 2 CO 3 + H 2 O (III)

بیایید جرم و مقدار ماده NaOH را که مطابق واکنش (III) واکنش نشان می دهد، محاسبه کنیم:

m(NaOH) = 80 گرم * 0.1 = 8 گرم

بنابراین، با توجه به واکنش (III)، 0.2 مول NaHCO 3 واکنش نشان می دهد، زیرا ν III (NaHCO 3) = ν (NaOH).

بیایید جرم و مقدار کل ماده HCl را که بر اساس واکنش های (I) و (II) واکنش می دهد، محاسبه کنیم:

v(HCl) = m(HCl)/M(HCl) = 14.6 g/36.5 g/mol = 0.4 mol

با توجه به معادله واکنش (II) ν II (NaHCO 3) = ν II (HCl)، بنابراین، 0.2 مول از HCl با بی کربنات سدیم واکنش می دهد. سپس با واکنش (I) با کربنات سدیم برهمکنش می‌دهد:

ν I (HCl) = 0.4 mol – 0.2 mol = 0.2 mol.

طبق معادله واکنش (I) ν(Na 2 CO 3) = 1/2ν (HCl) = 0.2 mol/2 = 0.1 mol.

بیایید جرم بی کربنات و کربنات سدیم را در مخلوط اولیه محاسبه کنیم:

m(NaHCO 3) = M(NaHCO 3) ν(NaHCO 3) = 84 g/mol 0.2 mol = 16.8 g

m(Na2CO3) = M(Na2CO3) ν(Na2CO3) = 106 g/mol 0.1 mol = 10.6 g

جرم مخلوط اولیه نمکها عبارتند از:

m(مخلوط) = m (NaHCO 3) + m (Na 2 CO 3) = 16.8 گرم + 10.6 گرم = 27.4 گرم

کسر جرمی کربنات سدیم برابر است با:

کار شماره 12

مخلوطی از سولفید آلومینیوم و آلومینیوم با آب تصفیه شد و 6.72 لیتر (تعداد) گاز آزاد شد. اگر همان مخلوط در محلول هیدروکسید سدیم اضافی حل شود، 3.36 لیتر (n.s.) گاز آزاد می شود. کسر جرمی آلومینیوم را در مخلوط اولیه تعیین کنید.

پاسخ: ω(Al) = 15.25%

توضیح:

هنگام درمان مخلوط سولفید آلومینیوم و آلومینیوم با آب، فقط سولفید آلومینیوم واکنش نشان می دهد:

Al 2 S 3 + 6H 2 O → 2Al(OH) 3 ↓ + 3H 2 S (I)

در نتیجه این فعل و انفعال، سولفید هیدروژن تشکیل می شود که مقدار ماده آن عبارت است از:

n(H2S) = V(H2S)/V m = 6.72/22.4 = 0.3 مول،

مقدار سولفید هیدروژن آزاد شده تنها به جرم سولفید آلومینیوم بستگی دارد (به مقدار فلز آلومینیوم بستگی ندارد). بنابراین بر اساس معادله I می توان نتیجه گرفت که:

n(Al 2 S 3) = n (H 2 S) ⋅ 1/3، که در آن 1 ضریب Al 2 S 3 و 3 ضریب H 2 S است. سپس:

n(Al 2 S 3) = 0.3 ⋅ 1/3 = 0.1 مول.

از این رو:

m(Al 2 S 3) = n (Al 2 S 3) ⋅ M (Al 2 S 3) = 0.1 ⋅ 150 گرم = 15 گرم.

هنگامی که همان مخلوط در محلول هیدروکسید سدیم بیش از حد واکنش می دهد، گاز تنها زمانی آزاد می شود که هیدروکسید سدیم با آلومینیوم واکنش دهد:

Al 2 S 3 + 8NaOH → 2Na + 3Na 2 S (II)

بیایید مقدار هیدروژن آزاد شده در اثر برهمکنش آلومینیوم با محلول NaOH را محاسبه کنیم:

n III (H 2) = V(H 2) / V m = 3.36/22.4 = 0.15 مول

با توجه به معادله واکنش (III) n(Al) = nIII (H 2) ⋅ 2/3، بنابراین، n(Al) = 0.1 مول

جرم آلومینیوم:

m(Al) = M(Al) n(Al) = 27 g/mol 0.1 mol = 2.7 g

بنابراین، جرم مخلوط اولیه:

m(مخلوطات) = m(Al 2 S 3) + m(Al) = 15 گرم + 2.7 گرم = 17.7 گرم.

کسر جرمی آلومینیوم در مخلوط اولیه برابر است با:

ω(Al) = 100% ⋅ 2.7/17.7 = 15.25%

وظیفه شماره 13

برای احتراق کامل مخلوطی از کربن و دی اکسید سیلیکون، اکسیژن به وزن 22.4 گرم مصرف شد که چه حجمی از محلول 20٪ هیدروکسید پتاسیم (ρ = 1.173 گرم در میلی لیتر) می تواند با مخلوط اولیه واکنش دهد. کسر جرمی کربن موجود در آن 70 درصد است؟

جواب: 28.6 میلی لیتر

توضیح:

دی اکسید سیلیکون با اکسیژن واکنش نمی دهد. هنگامی که کربن می سوزد، دی اکسید کربن تولید می شود:

C + O 2 → CO 2

بیایید مقدار کربن موجود در احتراق را محاسبه کنیم:

با توجه به معادله واکنش ν(O 2) = ν(C)، بنابراین ν(C) = 0.7 مول

بیایید جرم کربن سوخته را محاسبه کنیم:

m(C) = M(C) ν(C) = 12 g/mol 0.7 mol = 8.4 g

بیایید جرم مخلوط اولیه کربن و دی اکسید سیلیکون را محاسبه کنیم:

بیایید جرم و مقدار دی اکسید سیلیکون را محاسبه کنیم:

m(SiO 2) = m (مخلوطات) - m(C) = 12 گرم - 8.4 گرم = 3.6 گرم

فقط دی اکسید سیلیکون با قلیایی واکنش می دهد:

2KOH + SiO 2 → K 2 SiO 3 + H 2 O

در نتیجه این واکنش، قلیایی به مقدار زیر مصرف می شود:

ν(KOH) = 2 0.06 مول = 0.12 مول

m(KOH) = M(KOH) ν(KOH) = 56 گرم بر مول 0.12 مول = 6.72 گرم

بیایید جرم و حجم محلول قلیایی KOH را محاسبه کنیم:

وظیفه شماره 14

مخلوطی از بی کربنات و کربنات پتاسیم با کسر جرمی کربنات در آن 73.4٪ می تواند با 40 گرم محلول 14٪ هیدروکسید پتاسیم واکنش دهد. مخلوط اولیه با محلول اسید سولفوریک اضافی تیمار شد. در این حالت چه حجم (n.s.) گاز آزاد می شود؟

پاسخ: V(CO 2) = 6.72 لیتر

توضیح:

فقط یک نمک اسیدی، بی کربنات پتاسیم، می تواند با قلیایی واکنش نشان دهد:

KHCO 3 + KOH → K 2 CO 3 + H 2 O

بیایید جرم و مقدار هیدروکسید پتاسیم را محاسبه کنیم:

با توجه به معادله واکنش ν(KOH) = ν(KHCO 3)، بنابراین، ν(KHCO 3) = 0.1 مول

جرم بی کربنات پتاسیم در مخلوط برابر است با:

m(KHCO 3) = M(KHCO 3) ν(KHCO 3) = 100 گرم بر مول 0.1 مول = 10 گرم

کسر جرمی بی کربنات در مخلوطی از نمک ها

ω(KHCO 3) = 100٪ - ω(K 2 CO 3) = 100٪ - 73.4٪ = 26.6٪

بیایید جرم مخلوط نمک را محاسبه کنیم:

بیایید جرم و مقدار کربنات سدیم را محاسبه کنیم:

هنگامی که نمک های کربنات پتاسیم و بی کربنات با اسید سولفوریک اضافی واکنش می دهند، نمک اسیدی تشکیل می شود - هیدروژن سولفات پتاسیم:

KHCO 3 + H 2 SO 4 → KHSO 4 + CO 2 + H 2 O

K 2 CO 3 + 2H 2 SO 4 → 2KHSO 4 + CO 2 + H 2 O

مقدار و حجم کل دی اکسید کربن آزاد شده برابر است با:

ν(CO 2) = 0.2 مول + 0.1 مول = 0.3 مول

V(CO 2) = V m ν(CO 2) = 22.4 l/mol 0.3 mol = 6.72 لیتر

کار شماره 15

مخلوطی از براده های منیزیم و روی با مقدار اضافی اسید سولفوریک رقیق تیمار شد و 22.4 لیتر (n.s.) هیدروژن آزاد شد. اگر همان جرم مخلوط با محلول هیدروکسید سدیم اضافی درمان شود، 13.44 لیتر (n.s.) هیدروژن آزاد می شود. کسر جرمی منیزیم در مخلوط اولیه را محاسبه کنید.

پاسخ: 19.75%

توضیح:

هنگام درمان مخلوطی از براده های منیزیم و روی با اسید سولفوریک رقیق، هیدروژن آزاد می شود:

Zn + H 2 SO 4 (رقیق شده) → ZnSO 4 + H 2 (I)

Mg + H 2 SO 4 (dl.) → MgSO 4 + H 2 (II)

فقط روی (یک فلز آمفوتریک) با محلول اضافی NaOH واکنش می دهد:

روی + 2NaOH + 2H 2 O → Na 2 + H 2 (III)

اجازه دهید مقدار هیدروژن آزاد شده توسط واکنش (III) را محاسبه کنیم:

با توجه به معادله واکنش (III) ν III (H 2) = ν(Zn)، بنابراین، ν(Zn) = 0.6 mol

جرم روی عبارت است از:

m(Zn) = M(Zn) ν(Zn) = 65 g/mol 0.6 mol = 39 g

با توجه به معادلات واکنش (I) و (II) ν I (H 2) = ν (Zn) و ν II (H 2) = ν (Mg)، مقدار کل هیدروژن آزاد شده برابر است با:

بنابراین، مقدار هیدروژن آزاد شده در واکنش (II):

ν II (H2) = ν(Mg) = 1 mol - 0.6 mol = 0.4 mol

جرم منیزیم عبارت است از:

m(Mg) = M(Mg) ν(Mg) = 24 g/mol 0.4 mol = 9.6 g

بیایید جرم منیزیم و روی را محاسبه کنیم:

m(مخلوطات) = m(Mg) + m(Zn) = 9.6 گرم + 39 گرم = 48.6 گرم

کسر جرمی منیزیم در مخلوط اولیه برابر است با:

وظیفه شماره 16

8 گرم گوگرد در اکسیژن اضافی سوزانده شد. گاز حاصل از 200 گرم محلول هیدروکسید سدیم 8 درصد عبور داده شد. کسر جرمی نمک ها را در محلول به دست آمده تعیین کنید.

پاسخ: ω(NaHSO 3) ≈ 4.81%؛ ω (Na 2 SO 3) ≈ 8.75٪

توضیح:

هنگامی که گوگرد در اکسیژن اضافی می سوزد، دی اکسید گوگرد تشکیل می شود:

S + O 2 → SO 2 (I)

بیایید مقدار گوگرد سوخته را محاسبه کنیم:

با توجه به معادله واکنش، ν(S) = ν(SO 2)، بنابراین، ν(SO 2) = 0.25 مول

جرم دی اکسید گوگرد آزاد شده برابر است با:

m(SO 2) = M(SO 2) ν(SO 2) = 64 g/mol 0.25 mol = 16 g

بیایید جرم و مقدار هیدروکسید سدیم را محاسبه کنیم:

واکنش بین قلیایی و NaOH در مراحلی انجام می شود: ابتدا یک نمک اسیدی تشکیل می شود، سپس به یک نمک میانی تبدیل می شود:

NaOH + SO 2 → NaHSO 3 (II)

NaHSO 3 + NaOH → Na 2 SO 3 + H 2 O (III)

از آنجایی که ν(NaOH) > ν(SO 2) و ν(NaOH)< 2ν(SO 2), следовательно, образуются средняя и кислая соли.

در نتیجه واکنش (II)، ν(NaHSO 3) = 0.25 mol تشکیل می شود و ν(NaOH) = 0.4 mol – 0.25 mol = 0.15 mol باقی می ماند.

هنگامی که هیدروژن سولفات سدیم و قلیایی برهم کنش می کنند (واکنش (III))، سولفیت سدیم با مقدار ماده ν(Na 2 SO 3) = 0.15 mol تشکیل می شود و آنچه باقی می ماند ν(NaHSO 3) = 0.25 mol - 0.15 mol = است. 0، 1 مول.

بیایید جرم هیدروسولفیت و سولفیت سدیم را محاسبه کنیم:

m(NaHSO3) = M(NaHSO3) ν(NaHSO3) = 104 گرم بر مول 0.1 مول = 10.4 گرم

m(Na 2 SO 3 ) = M ( Na 2 SO 3 ) ν ( Na 2 SO 3 ) = 126 g/mol 0.15 mol = 18.9 g

جرم محلول حاصل از عبور دی اکسید گوگرد از محلول قلیایی برابر است با:

m(p-ra) = m(p-ra NaOH) + m(SO 2) = 200 گرم + 16 گرم = 216 گرم

کسر جرمی نمک ها در محلول حاصل برابر است با:

وظیفه شماره 17

مخلوطی از براده های آلومینیوم و آهن با مقدار زیادی اسید هیدروکلریک رقیق تیمار شد و 8.96 لیتر (n.s.) هیدروژن آزاد شد. اگر همان جرم مخلوط با مقدار اضافی محلول هیدروکسید سدیم درمان شود، 6.72 لیتر (n.s.) هیدروژن آزاد می شود. کسر جرمی آهن در مخلوط اولیه را محاسبه کنید.

پاسخ: ω(Fe) ≈ 50.91%

توضیح:

واکنش براده های آلومینیوم و آهن در مقادیر زیاد اسید کلریدریک رقیق با آزاد شدن هیدروژن و تشکیل نمک ها ادامه می یابد:

Fe + 2HCl → FeCl 2 + H 2 (I)

2Al + 6HCl → 2AlCl 3 + 3H 2 (II)

فقط براده های آلومینیوم با محلول قلیایی واکنش می دهند و در نتیجه نمک پیچیده و هیدروژن تشکیل می شود:

2Al + 2NaOH + 6H 2 O → 2Na + 3H 2 (III)

اجازه دهید مقدار هیدروژن آزاد شده توسط واکنش (III) را محاسبه کنیم:

بیایید مقدار هیدروژن آزاد شده توسط واکنش های (I) + (II) را محاسبه کنیم:

با توجه به معادله واکنش (III) ν III (Al) = 2/3ν III (H 2)، بنابراین، ν III (Al) = 2/3 · 0.3 mol = 0.2 mol.

جرم براده های آلومینیومی عبارتند از:

m(Al) = M(Al) ν(Al) = 27 g/mol 0.2 mol = 5.4 g

با توجه به معادله واکنش (II) ν II (Al) = 2/3ν II (H 2)، بنابراین، ν II (H 2) = 3/2 0.2 mol = 0.3 mol

مقدار هیدروژن آزاد شده در واکنش (I) برابر است با:

ν I (H 2) = ν I + II (H 2) - ν II (H 2) = 0.4 mol - 0.3 mol = 0.1 مول.

با توجه به معادله واکنش (I) ν I (Fe) = ν I (H 2)، بنابراین، ν I (Fe) = 0.1 مول

جرم براده های آهن عبارتند از:

m(Fe) = M(Fe) ν(Fe) = 56 g/mol 0.1 mol = 5.6 g

جرم براده های آهن و آلومینیوم برابر است با:

m(خاک اره) = m(Al) + m(Fe) = 5.4 گرم + 5.6 گرم = 11 گرم

کسر جرمی آهن در مخلوط اولیه برابر است.