4.5. Какой объем хлора (н. У.) прореагирует с 112 г смеси железа и меди, массовая доля железа в которой 65%?

m(Fe) = 0,65*112 = 72,8 г

m(Cu) = 112 – 72,8 = 39,2 г

n(Fe) = 72,8/56 = 1,3 моль

n(Cu) = 39,2/64 = 0,6125 моль

Fe + (3/2)Cl₂ = FeCl₃

Cu + Cl₂ = CuCl₂

n(Cl₂) = 3/2n(Fe) + n(Cu) = 2,5625 моль

V(Cl₂) = 2,5625*22,4 = 57,4 л

Ответ: 57,4 л

4.8. Смесь оксида и сульфида цинка массой 114,9 г обработали избытком соляной кислоты. При этом выделилось 13,44 л (н. У.) газа. Определите массовую долю оксида цинка в смеси (в %).

ZnO + 2HCl = ZnCl₂ + H₂O

ZnS + 2HCl = ZnCl₂ + H₂S↑

n(H₂S) = 13,44/22,4 = 0,6 моль

n(ZnS) = n(H₂S) = 0,6 моль

m(ZnS) = 0,6*97 = 58,2 г

m(ZnO) = 114,9 – 58,2 = 56,7 г

ω(ZnO) = (56,7/114,9)*100% = 49,3%

Ответ: 49,3%

4.9. На растворение смеси оксида и карбоната магния было затрачено 520,65 мл 15%-ного раствора хлороводорода (ρ = 1,075 г/мл). При этом выделилось 8,96 л (н. у.) газа. Какова масса исходной смеси?

MgO + 2HCl = MgCl₂ + H₂O

MgCO₃ + 2HCl = MgCl₂ + CO₂↑ + H₂O

n(CO₂) = 8,96/22,4 = 0,4 моль

n(MgCO₃) = (½)n(HCl для MgCO₃) = n(CO₂) = 0,4 моль

n(HCl) = 520,65*1,075*0,15/36,5 = 2,3 моль

n(MgO) = (½)n(HCl для MgO) = 0,5(n(HCl) – n(HCl для MgCO₃)) = 0,5(2,3 – 0,2) = 1,05 моль

m(смеси) = 0,4*84 + 1,05*40 = 75,6 г

Ответ: 75,6 г

4.13. 25 Г сплава магния с алюминием обработали избытком раствора гидроксида натрия. Вычислите объем выделившегося водорода (н. У.), если массовая доля алюминия в сплаве 43,2%

Mg + NaOH → ×

2Al + 2NaOH + 6H₂O = 2Na[Al(OH)₄] + 3H₂↑

m(Al) = 0,432*25 = 10,8 г

n(Al) = 10,8/27 = 0,4 моль

n(H₂) = (3/2)n(Al) = 0,6 моль

V(H₂) = 0,6*22,4 = 13,44 л

Ответ: 13,44 л

4.14. Какой объем 25%-ного раствора гидроксида калия (ρ = 1,24 г/мл) потребуется для растворения 9 г оксида кремния (IV)?

SiO₂ + 2KOH = K₂SiO₃ + H₂O

n(SiO₂) = 9/60 = 0,15 моль

n(KOH) = 2n(SiO₂) = 0,3 моль

m(KOH) = 0,3*56 = 16,8 г

m(KOH, 25%) = 16,8/0,25 = 67,2 г

V(KOH, 25%) = 67,2/1,24 = 54,2 мл

Ответ: 54,2 мл

4.18. Газ, выделившийся при обработке 26,1 г оксида марганца (IV) избытком концентрированной соляной кислоты, пропустили через раствор иодида калия. Определите массу выделившегося при этом иода.

MnO₂ + 4HCl₂ = MnCl₂ + Cl₂↑ + 2H₂O

Cl₂ + 2KI = 2KCl + I₂

n(I₂) = n(MnO₂) = 26,1/87 = 0,3 моль

m(I₂) = 0,3*254 = 76,2 г

Ответ: 76,2 г

4.19. Газ, выделившийся при сгорании 10 г угля, был поглощен раствором гидроксида бария, при этом образовалось 147,75 г осадка. Какова массовая доля негорючих примесей в угле?

С + O₂ = CO₂

CO₂ + Ba(OH)₂ = BaCO₃↓ + H₂O

n(C) = n(BaCO₃) = 147,75/197 = 0,75 моль

m(C) = 0,75*12 = 9 г

ω(примесей) = ((10 - 9)/10)*100% = 10%

Ответ: 10%

4.21. Сплав цинка, железа и меди массой 78,8 г обработали избытком раствора гидроксида калия. Масса нерастворившегося остатка составила 59,2 г. Остаток обработали избытком концентрированной серной кислоты. Для растворения оставшегося металла потребовалось 417,14 мл 10%-ной соляной кислоты (ρ = 1,05 г/мл). Найдите массовые доли металлов в исходном сплаве.

Zn + 2KOH + 2H₂O = K₂[Zn(OH)₄] + H₂↑

Fe + KOH → ×

Cu + KOH → ×

m(Zn) = 78,8 – 59,2 = 19,6 г

ω(Zn) = (19,6/78,8)*100% = 24,9%

Fe + H₂SO₄ (конц.) → ×

Cu + 2H₂SO₄ (конц.) = CuSO₄ + SO₂↑ + 2H₂O

Fe + 2HCl = FeCl₂ + H₂↑

m(HCl, 10%) = 417,14*1,05 = 438 г

m(HCl) = 438*0,1 = 43,8 г

n(HCl) = 43,8/36,5 = 1,2 моль

n(Fe) = 0,5n(HCl) = 0,6 моль

m(Fe) = 0,6*56 = 33,6 г

ω(Fe) = (33,6/78,8)*100% = 42,6%

ω(Cu) = 100 – 24,9 – 42,6 = 35,2%

Ответ: ω(Zn) = 24,9%, ω(Fe) = 42,6%, ω(Cu) = 35,2%

4.24. Кислород, полученный при разложении бертолетовой соли, был использован для сжигания серы. Для поглощения газа, образовавшегося при этом, потребовалось 245,9 мл 20%-ного раствора гидроксида натрия (ρ = 1,22 г/мл), причем образовалась средняя соль. Найдите массу бертолетовой соли.

2KClO₃ = 2KCl + 3O₂↑ (кат. MnO₂)

S + O₂ = SO₂↑

SO₂ + 2NaOH = Na₂SO₃ + H₂O

n(KClO₃) = (1/3)*n(NaOH) = (1/3)*245,9*1,22*0,2/40 = 0,5 моль

m(KClO₃) = 0,5*112,5 = 61,25 г

Ответ: 61,25 г

5.4. Газ, полученный при взаимодействии 19,8 г сульфата аммония и 32 г 25%-ного раствора гидроксида натрия, смешали с газом, полученным при разложении 24,5 г бертолетовой соли. Газовую смесь пропустили через 73 г 5%-ного раствора соляной кислоты. Определите состав смеси газов после прохождения через раствор.

(NH₄)₂SO₄ + 2NaOH = Na₂SO₄ + 2NH₃↑ + 2H₂O

2KClO₃ = 2KCl + 3O₂↑ (кат. MnO₂)

NH₃ + HCl = NH₄Cl

n((NH₄)₂SO₄) = 19,8/132 = 0,15 моль

n(NaOH) = 32*0,25/40 = 0,2 моль

NaOH в недостатке.

n(NH₃) = n(NaOH) = 0,2 моль

n(O₂) = (3/2)n(KClO₃) = (3/2)*24,5/122,5 = 0,3 моль

n(HCl) = 73*0,05/36,5 = 0,1 моль

HCl в недостатке.

Остается 0,2 – 0,1 = 0,1 моль NH₃.

Итого: 0,1 моль NH₃ и 0,3 моль O₂.

Отношение объемов газов равно отношению количеств вещества газов.

Ответ: 25% NH₃ и 75% O₂.