1) При обработке 12,6 г сплава алюминия с неизвестным 2 -х валентным металлом щелочью выделилось 6,72л водорода. При растворении такого же количества сплава в соляной кислоте выделилось в два раза больше водорода. Определите качественный и количественный состав сплава.
Ответ : (42,86% и 57,14%)
1)Находим массу алюминия в смеси:
2Al+2NaOH + 2H2O = 2NaAlO2+3H2
54 г------------------------------------67,2 л
х г -------------------------------------6,72 л
х=m(Al)=5.4 г
2) Находим молярную массу неизвестного двухвалентного металла:
Масса двухвалентного металла, входящего в сплав равна 12,6-5,4=7,2 г
Ме +2HCl = MeCl2+H2
х г --------------------22,4 л
7,2 г -----------------6,72 л
х=m(Me)=24 г, следовательно, это магний.
Таким образом, качественный состав сплава – сплав состоит из алюминия и магния.
3) Находим количественный состав, вычисляя массовые доли в % Al I Mg:
ω(Al)=5.4/12.6∙100=42.86%
ω(Mg)=7.2/12.6∙100=57.14%
2) Образец, содержащий сульфид железа ( ІІ ) и пирит, подвергнут обжигу в избытке воздуха. Полученный газ пропущен в раствор с массовой долей едкого натра 25% и плотностью 1,25г/см3, в результате чего образовались 1 моль средней соли и 0,5 моль кислой соли. Определите объем взятого раствора щелочи и массу исходного образца
Ответ : ( 320 мл, 104г)
4FeS + 7O2 = 2Fe2O3 + 4SO2 (1)
4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2 (2)
SO2+NaOH=NaHSO3 (3)
SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O (4)
Из уравнения 3 видно, что для получения 0,5 моль кислой соли необходимо 0,5 моль сернистого газа и 0,5 моль едкого натра, а из уравнения 4 – для получения 1 моль средней соли необходимо также 1 моль сернистого газа и 2 моль щелочи.
Получается в сумме для того, чтобы получить 0,5 моль гидросульфита натрия и 1 моль сульфита натрия необходимо 2,5 моль щелочи. Определяем массу щелочи:
m(NaOH)=η(NaOH)∙M(NaOH);
M(NaOH)=40 г/моль;
m(NaOH)=2.5∙40=100 г
Найдем массу раствора щелочи:
ω=m(р. в.) /m(p-pa);
m(p-pa)=m(р. в.) /ω
m(p-pa)=100/0,25=400 г
находим объем раствора: V(p-pa)=m(p-pa)/ρ; V(p-pa)=400/1.25=320 мл
для получения кислой соли нам понадобилось 0,5 моль сернистого газа (уравнение3), из уравнения 1 видно, что для получения 0,5 моль SO2 необходимо взять 0,5 моль сульфида железа (ІІ), что составляет 60 г и что для получения 1 моль средней соли сульфита натрия необходимо взять 1 моль сернистого газа (уравнение4), из уравнения 2 видно, что для получения 1 моль сернистого газа SO2 необходимо взять 0,25 моль пирита, что соответствует 44 г. таким образом, нам необходимо взять 104 г смеси.
3) 40 г минерала содержащего 77,5% фосфата кальция смешали с песком и углем и нагрели без доступа воздуха электрической печи. Полученное простое вещество растворили в 140 г концентрированной азотной кислоте ( w =90%). Какое количество едкого натра потребовалось для полной нейтрализаций полученного раствора? Ответ : (1,6 моль NaOH )
1)находим массу фосфата кальция, который содержится в минерале:
m(Ca3(PO4)2)=40∙0.775=31 г
2)находим массу простого вещества:
2Ca3(PO4)2+6SiO2+10C=6CaSiO3+P4+10CO
620 г-----------------------------------------124 г
31 г -------------------------------------------х
х=m(Ca3(PO4)2)=6.2 г
3)Вычислим массу азотной кислоты в растворе:
m(HNO3)=140∙0.9=126 г
4) Вычислим массу азотной кислоты, которая прореагировала с 6,2 г фосфата кальция:
3P + 5HNO3 + 2H2O = 3H3PO4 + 5NO
93 г----315 г
6,2г----х г
х=m(HNO3)=21 г
5)вычисляем массу азотной кислоты, которая осталась в растворе после реакции:
m(HNO3)=126-21=105 г
6)Вычисляем количество щелочи, пошедшей на нейтрализацию азотной кислоты, оставшейся в растворе после реакции массой 105 г:
HNO3 + NaOH = NaNO3 + H2O
63 г-----1 моль
105 г----х моль
х=ν(NaOH)=1.67 моль