7. В 15 %-ном растворе серной кислоты массой 300 г растворили карбид алюминия. Выделившийся при этом метан занял объём 2,24 л (н. У.). Рассчитайте массовую долю серной кислоты в полученном растворе.

Al₄C₃ + 6H₂SO₄ = 2Al₂(SO₄)₃ + 3CH₄↑

n(H₂SO₄) = 300*0,15/98 = 0,46 моль

n(CH₄) = 2,24/22,4 = 0,1 моль

n(Al₄C₃) = n(CH₄)/3 = 0,033 моль

m(р-ра) = 300 + 144*0,1/3 – 0,1*16 = 303,2 г

m(H₂SO₄ ост.) = 300*0,15 – 0,2*98 = 25,4 г

ω(H₂SO₄) = (25,4/303,2)*100% = 8,4%

Ответ: 8,4%

8. Смесь сульфида железа (II) и сульфида свинца (II) общей массой 20,0 г обработали избытком раствора разбавленной соляной кислоты. Выделился газ, при взаимодействии которого с избытком сернистого газа образовалось 4,8 г серы. Рассчитайте массовые доли (в %) веществ в исходной смеси.

FeS + 2HCl = FeCl₂ + H₂S↑

PbS + HCl → ×

2H₂S + SO₂ = 3S + 2H₂O

n(S) = 4,8/32 = 0,15 моль

n(H₂S) = 2n(S)/3 = 0,1 моль = n(FeS)

m(FeS) = 0,1*88 = 8,8 г

ω(FeS) = (8,8/20)*100% = 44%

ω(PbS) = 100 – 44 = 56%

Ответ: 44% FeS, 56% PbS

9. Смесь ок­си­да меди (I) и ок­си­да меди (II) общей мас­сой 50,0 г рас­тво­ри­ли в кон­цен­три­ро­ван­ной сер­ной кислоте. При этом вы­де­лил­ся газ, ко­то­рый может обес­цве­тить 1000 г 4,0-процентной бром­ной воды. Рас­счи­тай­те мас­со­вые доли (в %) ве­ществ в ис­ход­ной смеси. От­но­си­тель­ную атом­ную массу меди при­ми­те рав­ной 64.

Cu₂O + 3H₂SO₄ = 2CuSO₄ + SO₂↑ + 3H₂O

CuO + H₂SO₄ = CuSO₄ + H₂O

SO₂ + Br₂ + 2H₂O = H₂SO₄ + 2HBr

n(Cu₂O) = n(SO₂) = n(Br₂) = 1000*0,04/160 = 0,25 моль

m(Cu₂O) = 0,25*144 = 36 г

ω(Cu₂O) = (36/50)*100% = 72%

ω(CuO) = 100 – 72 = 28%

Ответ: 72% Cu₂O, 28% CuO

10. Для пол­но­го растворения смеси цинка и суль­фи­да цинка по­тре­бо­ва­лось 35,0 г 14,6-процентной со­ля­ной кислоты. При про­пус­ка­нии выделившегося газа через из­бы­ток раствора нит­ра­та свинца об­ра­зо­вал­ся чёрный оса­док массой 11,95 г. Рас­счи­тай­те состав (в молях) и массу ис­ход­ной смеси.

Zn + 2HCl = ZnCl₂ + H₂↑

ZnS + 2HCl = ZnCl₂ + H₂S↑

n(HCl) = 35*0,146/36,5 = 0,14 моль

H₂S + Pb(NO₃)₂ = PbS↓ + 2HNO₃

n(ZnS) = n(PbS) = 11,95/239 = 0,05 моль

n(ZnS) + n(Zn) = 0,5n(HCl) = 0,07

n(Zn) = 0,07 – 0,05 = 0,02 моль

m(смеси) = 0,02*65 + 0,05*97 = 1,3 + 4,85 = 6,15 г

Ответ:0,02 моль Zn + 0,05 моль ZnS, 6,15 г

11. Смесь сульфидов меди (I) и меди (II) общей массой 17,6 г сожгли в избытке кислорода. Полученный при этом газ полностью обесцветил 190 г 5 %-го водного раствора перманганата калия. Определите массовые доли веществ в смеси сульфидов. Запишите уравнения всех реакций и приведите вычисления. (Относительную атомную массу меди примите равной 64).

Cu₂S + 2O₂ = 2CuO + SO₂

CuS + 1,5O₂ = CuO + SO₂

5SO₂ + 2KMnO₄ + 2H₂O = K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 2H₂SO₄

n(KMnO₄) = 190*0,05/158 = 0,06 моль

n(SO₂) = (5/2)n(KMnO₄) = 0,15 моль

Пусть в смеси x моль Cu₂S и y моль CuS. Тогда:

160x + 96y = 17,6

x + y = 0,15

x = 0,05

y = 0,1

m(Cu₂S) = 160x = 8 г

ω(Cu₂S) = (8/17,6)*100% = 45,5%

ω(CuS) = 100 – 45,5 = 54,5%

Ответ: 45,4% Cu₂S, 54,5% CuS

12. Смесь нитратов меди и железа (III) общей массой 30,9 г прокалили в течение продолжительного времени. Для растворения полученного твёрдого остатка потребовалось 64 г 20 %-й соляной кислоты. Определите массовые доли веществ в смеси нитратов. Запишите уравнения всех реакций и приведите вычисления. (Относительную атомную массу меди примите равной 64).

2Cu(NO₃)₂ = 2CuO + 4NO₂↑ + O₂↑

2Fe(NO₃)₃ = Fe₂O₃ + 6NO₂↑ + 1,5O₂↑

CuO + 2HCl = CuCl₂ + H₂O

Fe₂O₃ + 6HCl = 2FeCl₃ + 3H₂O

n(HCl) = 64*0,2/36,5 = 0,35 моль

Пусть в смеси было x моль Cu(NO₃)₂ и y моль Fe(NO₃)₃. Тогда:

188x + 242y = 30,9

2x + 3y = 0,35

x = 0,1

y = 0,05

m(Cu(NO₃)₂) = 188x = 18,8 г

ω(Cu(NO₃)₂) = (18,8/30,9)*100% = 60,8%

ω(Fe(NO₃)₃) = 100 – 60,8 = 39,2%

Ответ: 60,8% Cu(NO₃)₂, 39,2% Fe(NO₃)₃

13. Определите мас­со­вые доли (в %) суль­фа­та железа (II) и суль­фи­да алю­ми­ния в смеси, если при об­ра­бот­ке 25 г этой смеси водой вы­де­лил­ся газ, ко­то­рый пол­но­стью про­ре­а­ги­ро­вал с 960 г 5 %-ного рас­тво­ра суль­фа­та меди.

FeSO₄ + H₂O → ×

Al₂S₃ + H₂O = 2Al(OH)₃↓ + 3H₂S↑

H₂S + CuSO₄ = CuS↓ + H₂SO₄

n(H₂S) = n(CuSO₄) = 960*0,05/160 = 0,3 моль

n(Al₂S₃) = n(H₂S)/3 = 0,1 моль

m(Al₂S₃) = 0,1*150 = 15 г

ω(Al₂S₃) = (15/25)*100% = 60%

ω(FeSO₄) = 100 – 60 =40%

Ответ: 60% Al₂S₃, 40% FeSO₄

14. При рас­тво­ре­нии смеси меди и ок­си­да меди (II) в кон­цен­три­ро­ван­ной азот­ной кис­ло­те вы­де­ли­лось 18,4 г бу­ро­го газа и было по­лу­че­но 470 г рас­тво­ра с мас­со­вой долей соли 20 %. Опре­де­ли­те мас­со­вую долю ок­си­да меди в ис­ход­ной смеси.

Cu + 4HNO₃ = Cu(NO₃)₂ + 2NO₂↑ + 2H₂O

CuO + 2HNO₃ = Cu(NO₃)₂ + H₂O

n(NO₂) = 18,4/46 = 0,4 моль

n(Cu) = n(NO₂)/2 = 0,2 моль

n(Cu(NO₃)₂) = 470*0,2/188 = 0,5 моль

n(CuO) = 0,5 – 0,2 = 0,3 моль

m(Cu) = 64*0,2 = 12,8 г

m(CuO) = 0,3*80 = 24 г

ω(CuO) = (24/(24+12,8))*100% = 65,2%

Ответ: 65,2%

15. При вза­и­мо­дей­ствии 5,6 г гид­рок­си­да калия с 5,0 г хло­ри­да ам­мо­ния по­лу­чи­ли аммиак. Его рас­тво­ри­ли в 50 г воды. Опре­де­ли­те мас­со­вую долю ам­ми­а­ка в по­лу­чен­ном растворе. Опре­де­ли­те объём 10%-ного раствора азотной кис­ло­ты с плот­но­стью 1,06 г/мл, ко­то­рый по­тре­бу­ет­ся для ней­тра­ли­за­ции аммиака.

KOH + NH₄Cl = NH₃↑ + KCl + H₂O

n(KOH) = 5,6/56 = 0,1 моль

n(NH₄Cl) = 5/53,5 = 0,09 моль

KOH в избытке.

n(NH₃) = n(NH₄Cl)

m(NH₃) = 17*5/53,5 = 1,6 г

ω(NH₃) = (1,6/(50 + 1,6))*100% = 3,1%

NH₃ + HNO₃ = NH₄NO₃

n(HNO₃) = n(NH₃)

V(HNO₃) = 5*63/(53,5*0,1*1,06) = 55,6 мл

Ответ: 3,1%, 55,6 мл

16. Навеску спла­ва меди с цин­ком пол­но­стью рас­тво­ри­ли в 30 %-ной азот­ной кислоте, при этом вы­де­ли­лось 6,72 л (н. у.) ок­си­да азота (II) (других га­зо­об­раз­ных про­дук­тов не было). К по­лу­чен­но­му рас­тво­ру до­ба­ви­ли из­бы­ток щёлочи, вы­пав­ший оса­док отфильтровали, вы­су­ши­ли и прокалили. Масса твёрдого остат­ка со­ста­ви­ла 24 г. Рас­счи­тай­те мас­со­вые доли ме­тал­лов (в %) в сплаве.

3Cu + 8HNO₃ = 3Cu(NO₃)₂ + 2NO↑ + 4H₂O

3Zn + 8HNO₃ = 3Zn(NO₃)₂ + 2NO↑ + 4H₂O

n(NO) = 6,72/22,4 = 0,3 моль

Cu(NO₃)₂ + 2KOH = Cu(OH)₂↓ + 2KNO₃

Zn(NO₃)₂ + 4KOH = K₂[Zn(OH)₄] + 2KNO₃

Cu(OH)₂ = CuO + H₂O

n(Cu) = n(CuO) = 24/80 = 0,3 моль

n(Zn) = (3/2)*(0,3 – (2/3)*0,3) = 0,15 моль

m(Cu) = 0,3*64 = 19,2 г

m(Zn) = 0,15*65 = 9,75 г

ω(Cu) = (19,2/(19,2 + 9,75))*100% = 66,3%

ω(Zn) = 100 – 66,3 = 33,7%

Ответ: 66,3% Cu, 33,7% Zn

17. Нагревали нитрат цинка. Некоторая часть разложилась, и выделилось 5,6 л смеси газов. Твёрдый остаток массой 64,8 г растворили в строгом количестве 28% раствора гидроксида натрия (то есть достаточном для растворения и без избытка). Определите массовую долю нитрата натрия.

Zn(NO₃)₂ = ZnO + 2NO₂↑ + (½)O₂↑

n(смеси газов) = 5,6/22,4 = 0,25 моль

n(NO₂) = (2/2,5)*0,25 = 0,2 моль

n(ZnO) = 0,5n(NO₂) = 0,1 моль

m(ZnO) = 0,1*81 = 8,1 г

m(Zn(NO₃)₂ ост.) = 64,8 – 8,1 = 56,7 г

n(Zn(NO₃)₂ ост.) = 56,7/189 = 0,3 моль

ZnO + 2NaOH + H₂O = Na₂[Zn(OH)₄]

Zn(NO₃)₂ + 4NaOH = Na₂[Zn(OH)₄] + 2NaNO₃

n(NaNO₃) = 2n(Zn(NO₃)₂ ост.) = 0,6 моль

m(NaNO₃) = 0,6*85 = 51 г

n(NaOH) = 2*0,1 + 4*0,3 = 1,4 моль

m(NaOH, 28%) = 1,4*40/0,28 = 200 г

m(р-ра) = 200 + 64,8 = 264,8 г

ω(NaNO₃) = (51/264,8)*100% = 19,3%

Ответ: 19,3%