Расчеты по хим уравнениям с примесями

Задачи на примеси. Примесь

Задачи на примеси — это разновидность задач на материальный баланс (массовую долю). Большинство минералов природного происхождения состоит из смеси разных веществ. Чистые вещества в природе встречаются крайне редко. Образцы породы, минералы и т.д. зачастую содержат основное вещество и примеси.

Примеси — это дополнительные вещества, которые содержатся в минерале, помимо основного вещества, и доля которых относительно невелика.

Как правило, в химических задачах не уточняют состав примесей. Такие примеси считаются химически инертными и не вступают в химические реакции. Если указан состав примесей, необходимо проверять, не вступают ли они в химические реакции.

Для решения задач на примеси можем использовать формулу массовой доли примеси:

m_прим. — масса примеси, г

m — масса образца, г

Например , в образце технического карбоната кальция массой 200 г содержится 5% примесей. Тогда масса примесей:

1. Какой объем воздуха (н. у.) необходим для сгорания 10 г серы, содержащей 2% негорючих примесей?

2. Какой объем углекислого газа (н.у.) выделится при обработке 15 г карбоната натрия, содержащего 15% примесей, избытком соля­ной кислоты?

3. Из 12 кг цинковой обманки, содержащей 75% cульфида цинка и несульфидные примеси, при действии избытка соляной кислоты, теоретически можно получить _____ л сероводорода.

4. Сколько килограммов фосфора может быть получено из 1 тонны фосфорита Ca₃(PO₄)₂, содержащего 40% нефосфатных примесей?

5.Сколько грамм оксида алюминия, содержащего 8% примесей, потребуется для получения 500 г нитрата алюминия в реакции с азотной кислотой.

6.Сколько кг 96%-ного раствора серной кислоты получится из 10 кг пирита, содержащего 5% примесей?

7.Технический образец сульфида железа (II) массой 25г содержащий 2,5% примесей, обработали избытком разбавленного раствора серной кислоты. Выделившийся газ пропустили через избыток раствора нитрата свинца (II). Вычислите массу выделившегося осадка

8.Определить массовую долю примесей в образце известняка, если при действии на 1 кг его избытком азотной кислоты выделяется 200 л (н.у.) углекислого газа.

9. Технический цинк массой 150 г обработали избытком соляной кислоты. При этом выделилось 44,8 л газа (н.у.). Определить массовую долю примесей в образце цинка.

10. Чему равна масса пирита, содержащего 10% примесей, если при обжиге этой порции пирита получили 44,8 л сернистого газа?

11. Образец хлорида бария, загрязненный хлоридом натрия обработали в водном растворе избытком сульфита натрия. Вы­павший осадок отфильтровали и затем обработали избытком бромоводородной кислоты. Объем выделившегося газа оказался равным 4,09 л (н.у.). Вычислите массовую долю основного вещества в образце, которого взяли 40 г.

12. При обработке избытком хлороводородной кислоты 25 г цинковой руды, содержащей ZnS и нерастворимые в кислотах примеси, выделяется газ. При полном поглощении этого газа раствором сульфата меди (II) образуется осадок, при прокаливании которого в избытке кислорода получается 8 г оксида меди (II). Определите, содержали примесей в руде в массовых процентах.

13. Образец карбоната кальция массой 20,0 г, загрязненный сульфатными примесями, обработали избытком азотной кислоты. Объем образовавшегося газа, измеренный при 25°С и нормальном давлении, составил 4,66 л. Вычислить массовую долю примесей в исходном образце.

14. При дегидроциклизации технического гептана массой 147,4 г получен толуол массой 128,8 г. Найдите массовую долю примесей в техническом гептане.

15. При действии избытка раствора соляной кислоты на 48 г технического карбида кальция образовалось 13,44 л аце­тилена (н.у.). Найдите массовую долю примесей в техни­ческом карбиде кальция.

16. Найдите массовую долю примесей в техническом карби­де кальция, если при пропускании газа, полученного дей­ствием воды на 1,6 г карбида, через бромную воду в ре­акцию вступило 7,2 г брома.

17. Какая масса образца иодида калия, загрязненного примесью нитрата калия (массовая доля его равна 3%) была обработана избытком нитрата серебра, если при этом образовалось 47 г осадка?

18. Фосфор, полученный восстановлением 77,5 т руды, содержащей по массе 80% фосфата кальция и 20 % невосстанавливающихся примесей, использовали для получения ортофосфорной кислоты. Определите массу полученной кислоты, если выход на всех стадиях процесса считать равным 100 %.

19. Образец сульфида алюминия, загрязненный сульфидом цинка (массовая доля 0,02), обработали избытком воды. Об­разовавшийся газ полностью прореагировал с хлоридом меди (II) в водном растворе, при этом выпало 5,28 г осадка. Чему была равна масса взятого образца сульфида алюминия?

20. Какой объем ацетилена (н. у.) образуется, если 10 г кар­бида кальция, содержащего 4% примесей, обработать избытком воды?

09.02.2018г., для 8б, новая тема — решение задач по уравнению на примеси
методическая разработка по химии (8 класс) на тему

решение задач на примеси

Скачать:

Предварительный просмотр:

Решение задач по уравнению с примесями

Сколько литров углекислого газа можно получить из 59,5 г известняка (CaCO 3 ), содержащего 16% примесей?

m (известняка) = 59,5г V (CO 2 ) — ?

1. Находим массовую долю карбоната кальция в известняке:
   ω(CaCO 3 ) = 100% − 16% = 84% или 0,84
2. Находим чистую массу карбоната кальция:
   m(CaCO 3 ) = 59,5 г • 0, 84 = 50 г
3. Определяем количество вещества чистого CaCO 3

n( CaCO 3 ) = m( CaCO 3 ):M( CaCO 3 ) = 50г : 100 г/моль = 0,2 моль

1. Пишем уравнение реакции, подставляем сверху данные по условию задачи, снизу данные согласно уравнению:
   0,2 моль x
   CaCO 3 = CaO + CO 2 ↑
   1 моль 1 моль

1. Составляем и решаем пропорцию

Х = 0,2 моль
V (CO 2 ) = V m n = 22,4 л/моль • 0,2 моль = 44,8 л

Ответ: V (CO 2 ) = 22,4 л

ЗАДАЧИ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО РЕШЕНИЯ

Задача1 : Какая масса оксида кальции, может быть получена из известняка массой 0,5 т, содержащей массовую долю примесей 15 %.

Задача 2: Какой объем (н.у) углекислого газа можно получить при разложении 400 г карбоната кальция, содержащего 6% примесей.

Задача 3: Вычислите, какая масса оксида железа (III) содержащего 10 % примесей, необходима для получения железа массой 400 кг.

Задача 4: При прокаливании 400г натриевой селитры (NaNO 3 ) получили 3,36 л кислорода. Какова массовая доля примесей в селитре.

Задача 5: К раствору сульфата калия массой 20 г прилили раствор хлорида бария массой 28 г, содержащей 31 % примесей. Полученный осадок отфильтровали. Какова масса образовавшегося осадка.

Задача 6: Определите массу соли, которая образуется при сливании растворов, содержащих 10 г гидроксида калия с массовой долей примесей 5% и 20 г азотной кислоты.

Задача 7: Какую массу оксида кальция можно получить при термическом разложении 600 г известняка, содержащего 10 % примесей.

Задача 8. Какой объём водорода (н.у.) потребуется для

взаимодействия с оксидом железа (III) массой 1400 г,

4.3.5. Расчеты массы (объема, количества вещества) продуктов реакции, если одно из веществ дано в избытке (имеет примеси).

Очень часто при проведении реакции между веществами оказывается, что один реагент прореагировал полностью, а другой нет. В таком случае говорят, что вещество, которое полностью израсходовалось, было в недостатке, а то вещество, которое осталось – в избытке. Поскольку избыток реагента не участвует в реакции, количество продукта зависит только от количества вещества, которое было в недостатке.

Предположим, что осуществляется реакция между веществами А и B, которая протекает в соответствии с уравнением:

Для осуществления этой реакции было взято количество вещества A, равное n_A, и количество вещества B, равное n_B. Определить то, какое вещество в избытке, а какое в недостатке, можно, сравнив выражения:

В зависимости от того, какое выражение окажется меньше, то вещество соответственно и будет в недостатке.

Примечание: распространенной ошибкой является то, что вместо выражений (1) сравнивают просто количества веществ. Так делать категорически не допускается! Если n(A) > n(B), то это еще не значит, что вещество A в избытке!

После того, как будет установлено то, какое вещество было в недостатке, расчеты ведутся по его количеству аналогично рассмотренным в главе 4.3.3.

Пример задачи на избыток и недостаток

Нагрели смесь 54 г алюминия и 80 г серы. Вычислите массу образовавшегося сульфида алюминия.

Решение

Запишем уравнение реакции:

Рассчитаем количества веществ алюминия и серы:

n(Al) = m(Al)/M(Al) = 54/27 = 2 моль;

n(S) = m(S)/M(S) = 80/32 = 2,5 моль

Для того чтобы выяснить, какое из исходных веществ в недостатке, разделим количества молей веществ на коэффициенты перед этими веществами в уравнении и сравним рассчитанные выражения:

и n(S)/k(S) = 2,5/3 ≈ 0,833

Значит сера в недостатке. Расчеты далее ведем по количеству вещества серы.

Исходя из уравнения реакции

следует, что количество прореагировавшей серы и образовавшегося в результате реакции сульфида алюминия связаны выражением:

где 3 и 1 – коэффициенты перед S и Al₂S₃ соответственно. Отсюда:

Следовательно, масса сульфида алюминия будет равна:

В случае, если в задаче дается масса реагента, содержащего примеси (m_{р-та с прим.}), прежде всего следует рассчитать массу чистого реагента без примесей (m_р-та ). Если дается масса реагента с примесями и указана массовая доля этого реагента ω_р-та , то масса чистого реагента рассчитывается по формуле:

В случае, если вместо массовой доли чистого вещества дается массовая доля примесей, то учитывая, что:

мы можем записать, что:

Пример задачи на расчет количества продукта, зная массу реагента с примесями

Какой объем углекислого газа (н.у.) выделится при действии избытка соляной кислоты на технический карбонат кальция массой 150 г, содержащий 10% некарбонатных примесей.

Решение:

Запишем уравнение взаимодействия карбоната кальция с соляной кислотой:

Массовая доля примесей в техническом карбонате кальция составляет 10%, значит массовая доля чистого карбоната кальция будет составлять:

ω(CaCO₃) = 100% — ω(прим.) = 100% — 10% = 90%.

Масса чистого карбоната кальция будет равна:

m(CaCO₃) = ω(CaCO₃) ∙ m(CaCO₃ техн.)/100% = 90% ∙ 150 г/100% = 135 г,

Следовательно, количество вещества карбоната кальция равно:

n(CaCO₃) = m(CaCO₃)/M(CaCO₃) = 135 г / 100 г/моль = 1,35 моль

В соответствии с уравнением реакции:

Количества веществ карбоната кальция и углекислого газа равны (одинаковые коэффициенты в уравнении), следовательно:

Тогда, зная, что один моль любого газа при нормальных условиях занимает объем 22,4 л, мы можем рассчитать объем выделившегося CO₂:

V(CO₂) = n(CO₂) ∙ V_m = 1,35 моль ∙ 22,4 л/моль = 30,24 л