18 Г н2о получено из 2 г н,
3,6Г н2о получено из х г н,
Аналогично 64 г SO2 может быть получено из 32 г серы:
64 г SO2 – 32 г S,
12,8 г SO2 – у г S,
.
Таким образом, исходное соединение содержало 0,1 г водорода и 6,4 г серы. Разделив массы водорода и серы на молярные массы их атомов, получим отношение числа моль атомов H и S:
.
Следовательно, формула исходного соединения Н2S.
1.4.4. Эквивалент. Закон эквивалентов
Задача 1. Вычислите эквивалент, если известно, что 0,5 г этого элемента вытеснили 167,1 мл водорода при нормальных условиях.
Решение. Известно, что 1 эквивалент водорода, равный 1,008 г, при нормальных условиях занимает объем 11,2 л, или 11200 мл. В соответствии с законом эквивалентов записываем:
167,1 Мл h2 вытеснено 0,5 г элемента,
11200 Мл h2 вытеснено х г элемента,
г
х = 33,51 и есть эквивалент элемента.
Задача 2. При взаимодействии 34,54 г металла с кислородом образовалось 38,54 г оксида. Вычислить эквиваленты металла и оксида.
Решение. Масса кислорода, вступившего в реакцию, составляет
38,54 г – 34,54 г = 4 г.
По закону эквивалентов составляем соотношение
где ЭMe – эквивалент металла; 8 – эквивалент кислорода.
Эквивалент оксида металла Эок равен сумме эквивалентов металла ЭMe и кислорода Эо:
Эок = 69,08 + 8 = 77,08.
1.4.5. Закон Авогадро. Молярный объем газа
Задача 1. Определите массу 5 л аммиака при нормальных условиях. Сколько моль газа заключено в этот объем?
Решение. Молярная масса аммиака составляет 17 г/моль. 1 моль · 17 г/моль = 17 г NH3 занимает при нормальных условиях 1 моль · 22,4 л/моль = 22,4 л:
17 г NH3 – 22,4 л,
х г NH3 – 5 л,
откуда
г
Для нахождения количества вещества аммиака следует разделить его массу на молярную массу:
или объем на молярный объем
.
Задача 2. Имеется 20 г аммиака. Определите объем газа при нормальных условиях.
Решение. Молярная масса аммиака равна 17 г/моль. В 20 г заключается
1 моль газа занимает при нормальных условиях 22,4 л. Составляем пропорцию:
1 моль – 22,4 л,
1,18 моль – х л,
л
Задача 3. Определите молярную массу газа, если 9,51 г его занимает объем при нормальных условиях 3,0 л.
Решение. При нормальных условиях 1 моль любого газа занимает объем 22,4 л. Молярную массу газа находим, определив массу 22,4 л этого газа. Составляем пропорцию:
3 л газа – 9,51 г,
22,4 л газа – х г,
Задача 4. Плотность газа по водороду равна 14. Определите плотность этого газа по воздуху.
Решение. Зная плотность газа по водороду, в соответствии с вышесказанным находим молярную массу газа:
М = 2·14 г/моль = 28 г/моль.
Поскольку молярная масса воздуха округленно равна 29 г/моль, плотность по воздуху составит:
1.4.6. Химические уравнения и стехиометрические расчёты по ним
Задача 1. Определите объем водорода, который выделится при растворении 10 г алюминия в соляной кислоте при нормальных условиях.
Решение. Составляем уравнение реакции:
2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2 .
Молярная масса алюминия равна 27 г/моль. Из уравнения реакции видно, что из 2 моль алюминия получается 3 моль водорода. При растворении 2 моль · 27 г/моль = 54 г Al выделяется водорода 3 моль · 22,4 л/моль = 67,2 л. Составляем пропорцию:
54 г Al – 67,2 л Н2,
10 г Al – х л Н2,
.
Задача 2. Хватит ли 1,5 л кислорода для сжигания 4,5 г магния при нормальных условиях?
Решение. Запишем уравнение реакции:
2 Mg + O2 = 2 MgO.
Молярная масса магния равна 24 г/моль, молярный объем газа 22,4 л/моль. Из уравнения реакции видно, что для сжигания2 моль магния требуется 1 моль кислорода. Для сжигания 2 моль · 24 г/моль = 48 г Mg требуется
1 моль · 22,4 г/моль = 22,4 л О2,
тогда
48 г Mg – 22,4 л О2,
4,5 г Mg – х л О2,
.
Следовательно, имеющихся 1,5 л О2 не хватит для сжигания 4,5 г магния, т.е. кислород взят в недостатке.
Задача 3. При прокаливании 30 г известняка получении 16 г оксида кальция. Определите массовую долю в процентах карбоната кальция в известняке.
Решение. Составляем уравнение реакции термического разложения карбоната кальция:
CaCO3 = CaO + CO2.
Молярные массы вещества равны: карбоната кальция – 100 г/моль, оксида кальция – 56 г/моль. Из уравнения реакции видно, что из 1 моль CaCO3 получается 1 моль CaO.
Запишем: для получения 1 моль · 56 г/моль = 56 г CaO требуется 1 моль·100 г/моль = 100 г CaCO3;
для получения 1 моль·56 г/моль = 16 г CaO требуется х г CaCO3, откуда
г
CaCO3
В данном образце (30 г) известняка содержится 28,6 г карбоната кальция, остальное – примеси.
Рассчитаем массовую долю карбоната кальция, для чего запишем:
30 г – 100 %,
28,6 г – у %,
откуда
%
Задача 4. Железо может быть получено восстановлением оксида железа (III) алюминием. Какую массу алюминия и оксида железа (III) надо взять для получения 140 г железа?
Решение. Записываем уравнение реакции:
Fe2O3 + 2Al = 2Fe + Al2O3.
Из уравнения реакции следует: для получения 2 моль железа требуется 2 моль алюминия. Молярные массы железа – 56 г/моль, алюминия – 27 г/моль. Следовательно,
для получения 112 г Fe требуется 54 г Al,
для получения 140 г Fe требуется x г Al,
откуда
Из уравнения реакции следует: для получения 2 моль железа (112 г) требуется 1 моль оксида железа (160 г). Записываем:
112 г Fe – 160 г Fe2O3,
140 г Fe – у г Fe2O3,
откуда
г
Fe2O3