Уравнение хлорида магния и фосфора натрия

Хлорид магния: способы получения и химические свойства

Хлорид магния MgCl — соль щелочного металла магния и хлороводородной кислоты. Белый, плавится без разложения. Хорошо растворяется в воде (слабый гидролиз по катиону).

Относительная молекулярная масса M_r = 95,21; относительная плотность для тв. и ж. состояния d = 2,32; t_пл = 714º C; t_кип = 1370º C;

Способ получения

1. Хлорид магния можно получить путем взаимодействия магния и разбавленной хлороводородной кислоты, образуются хлорид магния и газ водород:

Mg + 2HCl = MgCl₂ + H₂↑

2. При комнатной температуре, в результате взаимодействия магния и влажного хлора, образуется хлорид магния:

3. Разбавленная хлороводородная кислота реагирует с гидроксидом магния . Взаимодействие хлороводородной кислоты с гидроксидом магния приводит к образованию хлорида магния и воды:

4. Карбонат лития взаимодействует с разбавленной соляной кислотой , образуя хлорид магния, углекислый газ и воду:

5. Оксид магния взаимодействует с разбавленной соляной кислотой , образуя хлорид магния и воду:

MgO + 2HCl = MgCl₂ + H₂O

6. В результате взаимодействия оксида магния , углерода и хлора при 800 — 1000º С образуется хлорид магния и угарный газ:

MgO + C + Cl₂ = MgCl₂ + CO

Качественная реакция

Качественная реакция на хлорид магния — взаимодействие его с нитратом серебра, в результате реакции происходит образование белого творожного осадка:

1. При взаимодействии с нитратом серебра , хлорид магния образует нитрат магния и осадок хлорид серебра:

Химические свойства

1. Хлорид магния вступает в реакцию со многими сложными веществами :

1.1. Хлорид магния вступает в реакции с основаниями :

Хлорид магния взаимодействует с разбавленным раствором гидроксида натрия . При этом образуются гидроксид магния и хлорид натрия:

MgCl₂ + 2NaOH = Mg(OH)₂↓ + 2NaCl

1.2. Насыщенный хлорид магния реагирует с концентрированным и горячим гидратом аммиака, образуя гидроксид магния и хлорид аммония :

Напишите уравнения реакций: а) фосфора с хлором; б) фосфора с магнием; в) раствора фосфата натрия с раствором нитрата серебра (в молекулярной и ионной формах).

Ваш ответ

решение вопроса

Задания 34 (2021). Расчет массовой доли химического соединения в смеси и массы веществ.

Источник текстов условий задач — паблик Вконтакте И.С. Ермолаева «ЕГЭ по химии на максимум».

Авторы решений: Иванова А.М., Широкопояс С.И.

Смесь, содержащую оксид фосфора(V) и оксид калия, в которой соотношение числа атомов кислорода к числу атомов фосфора равно 14,5 : 4, сплавили, затем растворили в горячей воде. В результате получили 447,4 г раствора, в котором массовая доля атомов водорода составляет 7,6%. Вычислите массу фосфата калия в полученном растворе.
В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения исходных физических величин).

Пусть в исходной смеси содержалось х моль P₂O₅ и y моль K₂O.

Отношение количеств атомов фосфора и кислорода равно отношению количеств веществ этих атомов:

Тогда будет верным такое соотношение:

Отсюда выразим одну переменную через другую:

4⋅(5x + y) = 2x ⋅14,5
20⋅x + 4⋅y = 29⋅x
9⋅x = 4y
x = 4/9⋅y

Далее, зная массовую долю водорода в полученном растворе, можем определить массу атомов водорода и добавленной воды:

m(H) = ω(Н) ∙ m(получ.р-ра)= 0,076 ∙ 447,4 = 34 г
ν(Н) = 34/1= 34 моль
ν(Н₂О) = ν(Н)/2 = 34/2=17 моль
m(Н₂О)=17 ∙ 18 = 306 г

Так как после растворения в воде получившейся в результате реакции (1) смеси никакие вещества не покидали сферу реакции, масса раствора стала равна сумме масс исходной смеси оксидов и добавленной воды:

Составим систему уравнений:

x= y∙ 4/9
142x+94y+306=447,4

Подставим выражение для х во второе уравнение:

142 y ⋅4/9 +94y+306=447,4
63,11y+94y+306=447,4
157,11y=141,4
y=0,9
x=0,9 ⋅ 4/9=0,4

Таким образом исходные количества оксидов равны х = ν_исх (P₂O₅) = 0,4 моль,
y = ν_исх (K₂O) = 0,9 моль.
Количество вступившего в реакцию сплавления оксида фосфора(V) согласно уравнению реакции (1) в 3 раза меньше количества оксида калия:

ν₁ (P₂O₅)= ν_исх (K₂O)/3 = 0,9/3 = 0,3 моль, из этого видно, что оксид фосфора взят в избытке. Количество полученного в результате реакции (1) фосфата калия рассчитаем по соотношению с количеством вещества оксида калия:

Оставшийся оксид фосфора будет вступать в реакцию с добавленной водой с образованием ортофосфорной кислоты:

Найдём количества оставшегося после реакции (1) оксида фосфора, вступившего в реакцию (2), и фосфорной кислоты:

Теперь обратим внимание на то, что фосфорная кислота может взаимодействовать с фосфатом натрия двумя путями в зависимости от соотношения «соль : кислота» с образованием двух разных кислых солей:

Установим соотношение между полученными количествами фосфата калия и кислоты в нашей задаче:

ν(H₃PO₄):ν₁(K₃PO₄) = 0,2:0,6 = 1:3, то есть соли в полученном растворе в 3 раза больше, чем кислоты, поэтому реакция (3) протекает с образованием гидрофосфата калия:

Количество вещества фосфата калия, затраченного на взаимодействие с кислотой:
ν₃ (K₃PO₄) = ν(H₃PO₄) ∙ 2 = 2 ∙ 0,2 = 0,4 (моль), тогда в растворе фосфата калия осталось

Смесь, содержащую оксид фосфора(V) и оксид натрия, в которой соотношение числа атомов фосфора к числу атомов натрия равно 7 : 18, нагрели, а затем растворили в горячей воде. В результате получили 312,5 г раствора, в котором массовая доля атомов водорода составляет 7,36 %. Вычислите массу фосфата натрия в полученном растворе.
В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения исходных физических величин).

Пусть в исходной смеси содержалось х моль P₂O₅ и y моль Na₂O.

Отношение количеств атомов фосфора и натрия равно отношению количеств веществ этих атомов и по условию составляет:

Тогда будет верным такое соотношение:
2x/2y = 7/18

m(H) = ω(Н) ∙ m(получ.р-ра) = 0,0736 ∙ 312,5 = 22,96 г

ν(Н) = 22,96 /1 = 22,96 моль

ν(Н₂О) = ν(Н)/2 = 22,96 /2 = 11,48 моль

m(Н₂О) = 11,48 ∙ 18 = 206,64 г

Составим систему уравнений:

x = y ⋅ 7/18
142x+62y+206,64=312,5

Подставим выражение для х во второе уравнение:

142y ⋅ 7/18 + 62y + 206,64=312,5
55,22y + 62y + 206,64 = 312,5
117,22y = 105,86
y = 0,9
x = 0,9⋅7/18 = 0,35

Таким образом исходные количества оксидов равны х = ν_исх (P₂O₅) = 0,35 моль,
y = ν_исх (Na₂O) = 0,9 моль.

Количество вступившего в реакцию сплавления оксида фосфора (V) согласно уравнению реакции (1) в 3 раза меньше количества оксида натрия:

ν₁ (P₂O₅) = ν_исх (K₂O)/3 = 0,9/3 = 0,3 моль, из этого видно, что оксид фосфора взят в избытке. Количество полученного в результате реакции (1) фосфата натрия рассчитаем по соотношению с количеством вещества оксида натрия:

Оставшийся оксид фосфора будет вступать в реакцию с добавленной водой с образованием ортофосфорной кислоты:

Найдём количества оставшегося после реакции (1) оксида фосфора, вступившего в реакцию (2), и фосфорной кислоты:

Установим соотношение между полученными количествами фосфата калия и кислоты в нашей задаче:

ν (H₃PO₄) : ν₁ (Na₃PO₄) = 0,1 : 0,6 = 1:6, то есть соли в полученном растворе в 6 раз больше, поэтому реакция (3) протекает с образованием гидрофосфата калия:

Количество вещества фосфата натрия, затраченного на взаимодействие с кислотой:
ν₃ (Na₃PO₄) = ν(H₃PO₄) ∙ 2 = 2 ∙ 0,1 = 0,2 (моль), тогда в растворе фосфата натрия осталось

m_ост (Na₃PO₄) = 0,4 ∙ 164 = 65,6 г

Смесь хлорида бария и гидроксида бария растворили в воде. Полученный раствор разлили по трем колбам. К 520 г раствора в первой колбе добавили избыток раствора серной кислоты. При этом образовалось 163,1 г осадка. К 130 г раствора во второй колбе добавили 166,5 г 20%-ной соляной кислоты. В результате массовая доля кислоты в растворе уменьшилась вдвое. Вычислите массовую долю хлорида бария и гидроксида бария в растворе в третьей колбе.

В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения исходных физических величин).

Запишем уравнения реакций, протекающих в первой и второй колбах. В первой колбе с серной кислотой реагируют и хлорид бария, и гидроксид бария. Во второй колбе только гидроксид бария вступает во взаимодействие с соляной кислотой:

Начнем решение задачи с рассмотрения процессов во второй колбе. Рассчитаем количество вещества хлороводорода в исходном растворе соляной кислоты, добавленной во II колбу:

ν_исх (HCl) = m_{исх.р-ра} (HCl) ∙ ω₁ (HCl) / M(HCl) = 166,5 ∙ 0,2 / 36,5 = 0,912 моль

Массовая доля хлороводорода после добавления к раствору во II колбе составила
ω₂ = ω₁/2 = 20% / 2 = 10%, а масса полученного раствора будет складываться из массы исходного раствора добавленной кислоты и исходного раствора во II колбе:

m (получ. р-ра во II колбе) = m_{исх.р-ра} (HCl) + m_{исх.р-ра} (во II колбе) = 166,65 + 130 = 296,65 г

Тогда количество вещества хлороводорода, оставшегося во II колбе после реакции:

ν_ост (HCl) = m (получ. р-ра во II колбе) ∙ ω₂(HCl) / M(HCl) = 296,65 ∙ 0,1 / 36,5 = 0,813 моль

Исходя из полученных данных рассчитаем количество вещества хлороводорода, затраченного на реакцию (3):

ν_{прореаг} (HCl) = ν_исх (HCl) — ν_ост (HCl) = 0,912 – 0,813 ≈ 0,1 моль

Согласно уравнению реакции (3) количество вещества вступившего в реакцию гидроксида бария в 2 раза меньше количества вещества хлороводорода:

ν₃ (Ba(OH)₂) = ν_{прореаг} (HCl) / 2 = 0,1 / 2 = 0,05 моль

Так как отношение количеств растворенных веществ к общей массе раствора одинаково для каждой колбы, найдем количество вещества гидроксида бария в первой колбе:

ν₃ (Ba(OH)₂) / m ( исх. р-ра во II колбе) = ν₂ (Ba(OH)₂) / m ( исх. р-ра во I колбе), где
ν₃ (Ba(OH)₂) — количество вещества гидроксида бария во II колбе

ν₂ (Ba(OH)₂) — количество вещества гидроксида бария в I колбе

ν₂ (Ba(OH)₂) = 0,05 ∙ 520 / 130 = 0,2 моль

Рассчитаем количество вещества сульфата бария, выделившегося в первой колбе:

ν_общ (BaSO₄) = 163,1 / 233 = 0,7 моль

По уравнению реакции (2) количества веществ гидроксида бария и сульфата бария равны: ν₂ (BaSO₄) = ν₂ (Ba(OH)₂) = 0,2 моль, тогда в реакции (1) выделилось
ν₁ (BaSO₄) = 0,7 – 0,2 = 0,5 моль. Отсюда найдем количество хлорида бария в I колбе:

Зная, что массовая доля хлорида бария и гидроксида бария одинакова во всех исходных растворах, разлитых по трем колбам, вычислим массовые доли этих веществ в первой колбе, что и будем верным ответом для третьей колбы:

ω_III (BaCl₂) = ω_I (BaCl₂) = 104 / 520 ∙ 100% = 20%

Смесь хлорида бария и хлорида алюминия растворили в воде. Полученный раствор разлили по трем колбам. К 300 г раствора в первой колбе добавили 164 г 10%-ного раствора фосфата натрия. При этом все исходные вещества прореагировали полностью. К 120 г раствора во второй колбе добавили 155,61 г 20%-ого раствора сульфата натрия. При этом массовая доля сульфата натрия в полученном растворе оказалась вдвое меньше, чем в исходном. Вычислите массовую долю каждой из солей в третьей колбе. Процессами гидролиза пренебречь.

Запишем уравнения реакций, протекающих в первой и второй колбах. В первой колбе с фосфатом натрия реагируют и хлорид бария, и хлорид алюминия. Во второй колбе только хлорид бария вступает во взаимодействие с сульфатом натрия:

Начнем решение задачи с рассмотрения процессов во второй колбе. Рассчитаем количество вещества сульфата натрия в исходном растворе, добавленном во II колбу:

Массовая доля Na₂SO₄ сульфата натрия после добавления к раствору во II колбе составила
ω₂ (Na₂SO₄) = ω₁/2 = 20% / 2 = 10%

Пусть в (3) реакцию вступило х моль Na₂SO₄, тогда образовалось х моль сульфата бария.

Масса полученного раствора будет складываться из массы исходного раствора сульфата натрия, исходного раствора солей во II колбе, учитывая массу выпавшего осадка:

m (получ. р-ра во II колбе) = m_{исх.р-ра} (Na₂SO₄) + m_{исх.р-ра} (во II колбе) – m (BaSO₄)= 155,61+ 120 – 233х = 275,61 – 233х г

Тогда массовая доля сульфата натрия в полученном растворе после протекания (3) реакции:

(31,122 – 142х) / (275,61 – 233х) = 0,1
31,122 – 142х = (275,61 – 233х) ∙ 0,1
31,122 – 142х = 27,561 – 23,3х
118,7х = 3,561
х = 0,03

Так как отношение количеств растворенных веществ к общей массе раствора одинаково для каждой колбы, найдем количество вещества хлорида бария в первой колбе:

ν₃ (BaCl₂) / m ( исх. р-ра во II колбе) = ν₂ (BaCl₂) / m ( исх. р-ра во I колбе), где
ν₃ (BaCl₂) — количество вещества хлорида бария во II колбе

ν₂ (BaCl₂) — количество вещества хлорида бария в I колбе

ν₂ (BaCl₂) = 0,03 ∙ 300 / 120 = 0,075 моль

Рассчитаем количество вещества фосфата натрия, прореагировавшего с хлоридом бария в первой колбе:

Общее количество фосфата натрия, добавленного в I колбу составит:

Тогда рассчитаем количество фосфата, прореагировавшего с хлоридом алюминия:

Отсюда по уравнению (1) найдем количество хлорида алюминия в первой колбе:

Зная, что массовая доля хлорида бария и хлорида алюминия одинакова во всех исходных растворах, разлитых по трем колбам, вычислим массовые доли этих веществ в первой колбе, что и будем верным ответом для третьей колбы:

ω_III (AlCl₃) = ω_I (AlCl₃) = 6,675 / 300 ∙ 100% = 2,225%

ω_III (BaCl₂) = ω_I (BaCl₂) = 15,6 / 300 ∙ 100% = 5,2%

Смесь хлорида магния и нитрата алюминия растворили в воде. Полученный раствор разлили по трем колбам. К 750 г раствора в первой колбе добавили избыток раствора нитрата серебра. При этом образовалось 114,8 г осадка. К 300 г раствора во второй колбе добавили 868,54 г 20%-ого раствора гидроксида натрия. При этом массовая доля щелочи в растворе уменьшилась в 1,6 раза. Вычислите массовую долю каждой из солей в третьей колбе.

Начнем решение задачи с рассмотрения процессов в первой колбе. С нитратом серебра взаимодействует только хлорид магния:

Вычислим массу выпавшего осадка:

ν₁ (AgCl) = 114,8 / 143,5 = 0,8 моль

Рассчитаем массовую долю хлорида магния, которая в каждой колбе одинакова:

Реакции, протекающие после добавления гидроксида натрия во вторую колбу:

Далее рассчитаем количество хлорида магния во второй колбе, учитывая, что отношение количества растворенного вещества к массе раствора везде одинаково:

ν₂ (MgCl₂) = ν₁ (MgCl₂) ∙ m_II (исх. раствора солей) / m_I (исх. раствора солей) = 0,4 ∙ 300 / 750 = 0,16 моль.

Найдем общее количество вещества гидроксида натрия, добавленного во вторую колбу:

ν_общ (NaOH) = 0,2 ∙ 868,54 / 40 = 4,34 моль

Известно, что после взаимодействия гидроксида натрия с растворенными солями его массовая доля уменьшилась в 1,6 раз, то есть составила

Для вычисления массы полученного после реакций (2) и (3) раствора нам потребуется найти массу выпавшего в осадок гидроксида магния:

m (Mg(OH)₂) = 0,16 ∙ 54 = 8,64 г

m_II (полученного раствора после 2 и 3 реакции) = m_II (исх. раствора солей) + m_исх (р-ра NaOH) — m (Mg(OH)₂) = 300 + 868,54 – 8,64 = 1160 г

Пусть в реакцию (3) вступило х моль нитрата алюминия, тогда количество прореагировавшего с ним гидроксида натрия составит 4х моль.

Массовая доля оставшегося гидроксида натрия в полученном после реакций (2) и (3) раствора:

(4,02 – 4х) ∙ 40 / 1160 = 0,125
1160 ∙ 0,125 = (4,02 – 4х) ∙ 40
145 = 160,8 – 160х
160х = 15,8
х = 0,1

Учитывая, что массовая доля солей одинакова во всех колбах, рассчитаем массовую долю нитрата алюминия:

Смесь сульфата железа (II) и хлорида цинка растворили в воде. Полученный раствор разлили по трем колбам. К 800 г раствора в первой колбе добавили избыток раствора нитрата бария. При этом образовалось 116,5 г осадка. К 320 г раствора во второй колбе добавили 462 г 40%-ого раствора гидроксида натрия без доступа воздуха. При этом массовая доля щелочи в растворе уменьшилась в 2 раза. Вычислите массовую долю каждой из солей в растворе в третьей колбе.
В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения исходных физических величин).

В первой колбе с нитратом бария взаимодействует только сульфат железа.:

При этом выпадает ν₁ (BaSO₄) = 116,5 / 233 = 0,5 моль, тогда по уравнению реакции (1) ν₁ (FeSO₄) = ν₁ (BaSO₄) = 0,5 моль
m₁ (FeSO₄) = 152 ∙ 0,5 = 76 г

Так как массовая доля растворенных солей одинакова во всех трех колбах, найдем массовую долю сульфата железа в первой колбе:

Рассмотрим процессы, протекающие во второй колбе. С гидроксидом натрия реагируют обе исходные соли, при этом выпадают гидроксид железа, массу которого нам потребуется вычесть для нахождения массы полученного раствора после протекания реакций (2) и (3):

Исходя из того, что отношение количества растворенного вещества к общей массе раствора одинаково в каждой колбе, найдем количество вещества сульфата железа во второй колбе:

ν₁ (FeSO₄) / m (исх. р-ра в I колбе) = ν₂ (FeSO₄) / m (исх. р-ра во II колбе)

ν₂ (FeSO₄) = ν₁ (FeSO₄) ∙ m (исх. р-ра во II колбе) / m (исх. р-ра в I колбе)

ν₂ (FeSO₄) = 0,5 ∙ 320 / 800 = 0,2 моль, тогда согласно уравнению (2):

Количество вещества гидроксида натрия в исходном растворе:

ν_исх (NaOH) = 462 ∙ 0,4 / 40 = 4,62 моль

Массовая доля щелочи в полученном растворе составит:

Количество прореагировавшего в (3) реакции хлорида цинка примем за х моль, что позволит выразить массу оставшейся в растворе щелочи:

m_ост (NaOH) = 40 ∙ (4,62 – 4х – 0,4) = 168,8 – 160х г

m (получ. р-ра после реакций (2) и (3)) = m (исх. р-ра солей во II колбе) + m (исх. р-ра NaOH) – m (Fe(OH)₂) = 320 + 462 – 90 ∙ 0,2 = 764 г

Приравняем отношение массы оставшегося гидроксида натрия к массе полученного раствора к найденной массовой доле:

(168,8 – 160х) / 764 = 0,2
168,8 – 160х = 0,2 ∙ 764
168,8 – 160х = 152,8
160х = 16
х = 0,1

ω_III (ZnCl₂) = ω_II (ZnCl₂) = 13,6 / 320 ∙ 100% = 4,25%

Смесь бромида калия и иодида калия растворили в воде. Полученный раствор разлили по трем колбам. К 250 г раствора в первой колбе добавили 430 г 40%-ого раствора нитрата серебра. После завершения реакции массовая доля нитрата серебра в образовавшемся растворе составила 8,44%. К 300 г раствора во второй колбе добавили избыток раствора нитрата меди (II), в результате чего в осадок выпало 28,65 г соли. Вычислите массовую долю каждой из солей в третьей колбе.
В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения исходных физических величин).

В первой колбе обе соли взаимодействуют с нитратом серебра, при этом выпадают в осадок галогениды серебра, массу которых нужно вычесть при нахождении массы полученного раствора после протекания реакций (1) и (2).

Во второй колбе только йодид калия способен окислиться нитратом меди (II), поэтому начнем решение задачи с рассмотрения второй колбы.

Найдем количество выпавшего йодида меди (I):

ν₃ (CuI) = 28,65 / 191 = 0,15 моль

Согласно уравнению реакции (3) количество йодида калия во второй колбе в 2 раза больше количества выпавшего йодида меди:

ν₃ (KI) = 2 ∙ ν₃ (CuI) = 2 ∙ 0,15 моль = 0,3 моль

m₃ (KI) = 0,3 ∙ 166 = 49,8 г

ω_III (KI) = ω_II (KI) = 49,8 / 300 ∙ 100% = 16,6%

Исходя из того, что отношение количества растворенного вещества к общей массе раствора одинаково в каждой колбе, найдем количество вещества йодида калия в первой колбе:

ν₂ (KI) / m (исх. р-ра в I колбе) = ν₃ (KI) / m (исх. р-ра во II колбе)

ν₂ (KI) = ν₃ (KI) ∙ m (исх. р-ра во I колбе) / m (исх. р-ра во II колбе)

ν₂ (KI) = 0,3 ∙ 250 / 300 = 0,25 моль, тогда согласно уравнению (2) количество вступившего в реакцию (2) нитрата серебра:

Вычислим общее количество вещества добавленного в первую колбу нитрата серебра:

Пусть количество вещества нитрата серебра, вступившего в реакцию (1) х моль, тогда масса оставшегося нитрата серебра составит:

m_ост (AgNO₃) = 172 — 170 ∙ (0,25 + х) = 172 – 42,5 – 170х = 129,5 – 170х г, а масса полученного раствора в первой колбе:

m (получ.р-ра в I колбе по реакций (1) и (2)) = 250 + 430 – 235 ∙ 0,25 – 188х =
=621,25 – 188х г

Составим выражение для нахождения массовой доли нитрата серебра в полученном растворе и найдем х:

(129,5 – 170х) / (621,25 – 188х) = 0,0844

129,5 – 170х = (621,25 – 188х) ∙ 0,0844

129,5 – 170х = 52,43 – 15,87х

m₁ (KBr) = 0,5 ∙ 119 = 59,5 г

ω_III (KBr) = ω_II (KBr) = 59,5/ 250 ∙ 100% = 23,8%

Смесь бромида кальция и хлорида меди (II) растворили в воде. Полученный раствор разлили по трем колбам. К 200 г раствора в первой колбе добавили 785 г 30%-ого раствора нитрата серебра. При этом массовая доля нитрата серебра в растворе уменьшилась вдвое. К 340 г раствора во второй колбе добавили избыток раствора иодида калия, в результате чего в осадок выпало 64,94 г соли. Вычислите массовую долю каждой из солей в третьей колбе.
В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения исходных физических величин).

В первой колбе с нитратом серебра взаимодействуют обе растворенные соли, при этом в осадок выпадают хлорид и бромид серебра:

Во второй колбе йодид калия окисляется хлоридом меди (II):

4KI + 2CuСl₂ = 2CuI↓ + I₂ + 4KCl (3)

В результате этой реакции в осадок выпадает ν₃ (CuI) = 64,94 / 191 = 0,34 моль.

Согласно уравнению реакции (3) ν₃ (CuCl₂) = ν₃ (CuI) = 0,34 моль.

Известно, что массовая доля растворенных солей одинакова во всех трех колбах, рассчитаем массовую долю хлорида меди (II) во второй колбе:

Теперь учитывая, что отношение количества растворенного вещества к общей массе раствора одинаково в каждой колбе, найдем количество вещества хлорида меди в первой колбе:

ν₂ (CuCl₂) / m (исх. р-ра в I колбе) = ν₃ (CuCl₂) / m (исх. р-ра во II колбе)

ν₂ (CuCl₂) = ν₃ (CuCl₂) ∙ m (исх. р-ра во I колбе) / m (исх. р-ра во II колбе)

ν₂ (CuCl₂) = 0,34 ∙ 200 / 340 = 0,2 моль, тогда согласно уравнению (2) количество вступившего в реакцию (2) нитрата серебра и выпавшего хлорида серебра:

Рассчитаем массу нитрата серебра в исходном растворе, добавленном в первую колбу:

Пусть в реакцию (1) вступило х моль бромида кальция, тогда с ним прореагировало 2х моль нитрата серебра и в осадок выпало 2х моль бромида серебра. Тогда выразим массу полученного раствора после протекания реакций (1) и (2) и составим выражение для массовой доли оставшегося в растворе нитрата серебра:

m (получ.р-ра после р-ций (1) и(2)) = 200 + 785 – 0,4 ∙ 143,5 – 2х ∙ 188 = 927,6 – 376х г

ω_ост (AgNO₃) = (235,5 – 170 ∙ (0,4 + 2х)) / (927,6 – 376х) = 0,3 / 2

235,5 – 170 ∙ (0,4 + 2х) = (927,6 – 376х) ∙ 0,15
167,5 – 340х = 139,14 – 56,4х
283,6х = 28,36
х = 0,1

Учитывая, что массовая доля солей одинакова во всех колбах, рассчитаем массовую долю бромида кальция:

ω_III (CaBr₂) = ω_I (CaBr₂) = 20 / 200 ∙ 100% = 10%

Через 520 г 16,1%-ого раствора сульфата цинка пропускали электрический ток до тех пор, пока объём газа, выделившегося на катоде, не оказался равным объёму газа, выделившегося на аноде. При этом получили раствор, в котором массовая доля сульфата цинка составила 10,3%. К полученному раствору добавили 212 г 10%-ого раствора карбоната натрия. Вычислите массовую долю сульфата цинка в конечном растворе.
В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения исходных физических величин).

Рассмотрим процессы, протекающие при электролизе сульфата цинка. По условию задачи сказано, что на катоде выделяется газ. Он получается не иначе как в результате электролиза воды. Запишем уравнения реакций:

Пусть в реакции (2) выделилось х моль кислорода, тогда водорода выделилось 2х моль. Так как сказано, что объемы газов на катоде и аноде равны, значит при н.у. равны их количества веществ:

ν₁ (O₂) = х моль, тогда количество сульфата цинка, вступившего в реакцию электролиза составит 2х моль.

Общая масса сульфата цинка в исходном растворе составляла:

m_общ (ZnSO₄) = 520 ∙ 0,161 = 83,72 г

После проведения электролиза масса раствора уменьшается за счет разложившейся воды, кислорода и цинка в реакции (1):

m (раствора после электролиза) = m (исх. р-ра ZnSO₄) – m_разл (H₂O) – m (O₂) =
= 520 – 18 ∙ 2х – 32х – 65 ∙ 2х = 520 – 198х г

Составим выражение для массовой доли оставшегося в растворе после электролиза сульфата цинка и найдем х:

(83,72 – 161 ∙ 2х) / (520 – 198х) = 0,103
83,72 – 322х = (520 – 198х) ∙ 0,103
83,72 – 322х = 53,56 – 20,4х
301,6х = 30,16
х = 0,1

Масса полученного раствора m (раствора после электролиза) = 520 – 198х = 500,2 г

Сравним количества серной кислоты и карбоната натрия:

ν (Na₂CO₃) = 212 ∙ 0,1 / 106 = 0,2 моль

Так как их соотношение 1:1, сделаем вывод, что протекает только реакция карбоната натрия с серной кислотой:

Для определения массовой доли сульфата цинка в конечном растворе найдем массу оставшегося сульфата цинка и массу полученного после (3) реакции раствора:

m_ост (ZnSO₄) = 83,72 – 161 ∙ 0,2 = 51,52 г

m (получ. р-ра после (3) р-ции) = m (раствора после электролиза) + m (р-ра Na₂CO₃) – m (CO₂) = 500,2 + 212 — 44 ∙ 0,2 = 703,4 г

ω_ост (ZnSO₄) = 51,52 / 703,4 ∙ 100% = 7,32%

Через 400 г 36%-ого раствора нитрата железа (II) пропускали электрический ток до тех пор, пока объём газа, выделившийся на катоде, не оказался в 2 раза меньше объёма газа, выделившегося на аноде. При этом получили раствор, в котором массовая доля нитрата железа (II) составила 10,19%. К полученному раствору добавили 120 г 40%-ого раствора карбоната аммония. Вычислите массовую долю нитрата железа (II) в конечном растворе.
В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения исходных физических величин).

При электролизе водного раствора нитрата железа на катоде выделяется водород из воды

По условию дано соотношение объемов газов, выделившихся на катоде и аноде:

Пусть количество вещества кислорода, выделившегося во второй реакции х моль, тогда количество водорода — 2х моль:

Масса нитрата железа (II) в исходном растворе составляла:

Масса, вступившего в реакцию электролиза нитрата железа:

Масса раствора после электролиза будет уменьшаться за счет разложившейся воды и кислорода и железа, выделяющихся в первой реакции:

m (получ.р-ра после электролиза) = 400 – 18 ∙ 2х – 32 ∙ 3х – 56 ∙ 2 ∙ 3х = 400 – 468х г

Составим выражение для массовой доли оставшегося нитрата железа в полученном после электролиза растворе:

(144 — 1080х) / (400 – 468х) = 0,1019
144 — 1080х = (400 – 468х) ∙ 0,1019
144 — 1080х = 40,76 – 47,67х
1032,33х = 103,24
х = 0,1

Количество вещества выделившейся азотной кислоты в реакции (1) составит

Запишем уравнение реакции азотной кислоты и карбоната аммония:

Найдем количество вещества карбоната аммония:

Азотная кислота по сравнению с карбонатом аммония — в избытке.

При расчете массы конечного раствора учтем массу выделившегося углекислого газа:

m (СO₂) = 0,5 ∙ 44 = 22 г

m (конечного р-ра) = 400 – 468 ∙ 0,1 + 120 – 22 = 451,2 г

ω_ост (Fe(NO₃)₂) = 36 / 451,2 ∙ 100% = 7,98%

Через 522 г 5%-ого раствора нитрата бария пропускали электрический ток до тех пор, пока на аноде не выделилось 8,4 л (н.у.) газа. К образовавшемуся раствору добавили насыщенный раствор, приготовленный при комнатной температуре растворением 96,6 г глауберовой соли (Na₂SO₄ ∙ 10H₂O) в необходимом количестве воды. При этом массовая доля сульфата натрия в растворе уменьшилась в 4,5 раза. Вычислите растворимость безводного сульфата натрия при комнатной температуре (в г на 100 г воды).
В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения исходных физических величин).

Электролиз водного раствора нитрата бария сводится к электролизу воды:

Газ, выделившийся на аноде – кислород. Найдем его количество вещества, и по уравнению реакции (1) определим количество и массу разложившейся в ходе электролиза воды:

ν (O₂) = 8,4 / 22,4 = 0,375 моль

Оставшийся в растворе нитрат бария реагирует с сульфатом натрия глауберовой соли:

Количество вещества нитрата бария в исходном растворе:

ν (Ba(NO₃)₂) = 522 ∙ 0,05 / 261 = 0,1 моль

Количество вещества сульфата натрия равно количеству вещества глауберовой соли:

Согласно уравнению реакции (2) количество вступившего в реакцию сульфата натрия равно количеству нитрата бария и выпавшего сульфата бария:

Примем за х г массу воды, добавленной к глауберовой соли для получения насыщенного раствора сульфата натрия. С этим учетом масса исходного насыщенного раствора:

а масса конечного раствора после реакции (2) составляла:

m (конечного р-ра) = 522 – 13,5 + 96,6 + х – 0,1 ∙ 233 = 581,8 + х г

Масса оставшегося сульфата натрия:

По условию задачи массовая доля сульфата натрия уменьшается в 4,5 раза:

Подставим соответствующие выражения и найдем х:

42,6 / (96,6 + х) = 4,5 ∙ 28,4 / 581,8 + х
42,6 ∙ (581,8 + х) = 4,5 ∙ 28,4 ∙ (96,6 + х)
12345,48 + 127,8х = 24784,68 +42,6х
85,2х = 12439,2
х = 146

Теперь найдем массовую долю сульфата натрия в насыщенном растворе при комнатной температуре:

Так как массовая доля вещества в насыщенном растворе при определенной температуре не зависит от массы раствора, можем рассчитать растворимость сульфата натрия, что есть масса растворенного вещества в 100 г растворителя, в нашем случае воды.

Обозначим эту массу через y г, составим выражение для массовой доли и приравняем к уже известному значению:

y / (y+100) = 0,1756
(y+100) ∙ 0,1756 = у
0,8244у = 17,56
у = 21,3

Растворимость сульфата натрия составляет 21,3 г в 100 г воды.

Через 522 г 10%-ого раствора нитрата бария пропускали электрический ток до тех пор, пока на катоде не выделилось 94,08 л (н.у.) газа. К образовавшемуся раствору добавили насыщенный раствор, приготовленный при комнатной температуре растворением 100 г медного купороса (CuSO₄ ∙ 5H₂O) в необходимом количестве воды. При этом массовая доля сульфата меди (II) в растворе уменьшилась в 4 раза. Вычислите растворимость безводного сульфата меди (II) при комнатной температуре (в г на 100 г воды).
В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения исходных физических величин).

Электролиз водного раствора нитрата бария сводится к электролизу воды:

Газ, выделившийся на катоде – водород. Найдем его количество вещества, и по уравнению реакции (1) определим количество и массу разложившейся в ходе электролиза воды:

ν (H₂) = 94,08 / 22,4 = 4,2 моль

Оставшийся в растворе нитрат бария реагирует с сульфатом меди (II):

Количество вещества нитрата бария в исходном растворе:

ν (Ba(NO₃)₂) = 522 ∙ 0,1 / 261 = 0,2 моль

Количество вещества сульфата натрия равно количеству вещества глауберовой соли:

Согласно уравнению реакции (2) количество вступившего в реакцию сульфата меди (II) равно количеству нитрата бария и выпавшего сульфата бария:

Примем за х г массу воды, добавленной к медному купоросу для получения насыщенного раствора сульфата меди (II). С этим учетом масса исходного насыщенного раствора:

а масса конечного раствора после реакции (2) составляла:

m (конечного р-ра) = 522 – 75,6 + 100 + х – 0,2 ∙ 233 = 499,8 + х г

Масса оставшегося сульфата натрия:

По условию задачи массовая доля сульфата меди уменьшается в 4 раза:

Подставим соответствующие выражения и найдем х:

64 / (100 + х) = 4 ∙ 32 / 499,8 + х
64 ∙ (499,8 + х) = 4 ∙ 32∙ (100 + х)
31987,2 + 64х = 12800 + 128х
64х = 19187,2
х = 299,8

Теперь найдем массовую долю сульфата натрия в насыщенном растворе при комнатной температуре:

Обозначим эту массу через y г, составим выражение для массовой доли и приравняем к
ω₁ (CuSO₄):

y / (y+100) = 64 / (100 + 299,8)
(y+100) ∙ 64 = у ∙ 399,8
335,8у = 6400
у = 19,06

Растворимость сульфата меди (II) составляет 19,06 г в 100 г воды.

Кристаллогидрат сульфата алюминия, в котором массовая доля атомов серы меньше массовой доли атомов кислорода в 5 раз, растворили в воде. При этом образовался раствор массой 722,4 г. Через образовавшийся раствор пропускали электрический ток до тех пор, пока на аноде не выделилось 35,84 л (н.у.) газа. К образовавшемуся в процессе электролиза раствору добавили 424 г 10%-ого раствора карбоната натрия. При этом массовая доля карбоната натрия в растворе уменьшилась в 10 раз. Вычислите массу растворенного кристаллогидрата сульфата алюминия.
В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения исходных физических величин).

Определим формулу кристаллогидрата Al₂(SO₄)₃ ∙ xH₂O. Нам известно соотношение массовых долей серы и кислорода, оно равно соотношению массы атомов серы к массе атомов кислорода.

В 1 моль кристаллогидрата содержится 3 моль атомов серы и (12 + х) моль атомов кислорода, тогда:

m (S) = 32 ∙ 3 = 96 г

m (О) = (12 + х) ∙ 16 = 192 + 16х г

ω (S) / ω (О) = m (S) / m (О) = 96 / (192 + 16х) = 1 / 5

96 ∙ 5 = 192 + 16х

Электролиз водного раствора этого кристаллогидрата сводится к электролизу воды:

Газ, выделившийся на аноде – кислород.

ν (O₂) = 35,84 / 22,4 = 1,6 моль

Далее добавленный карбонат натрия вступает в реакцию с сульфатом алюминия:

Массовая доля уменьшилась в 10 раз и в конечном растворе составила 1%.

Примем за х моль количество вступившего в реакцию сульфата алюминия. Тогда согласно уравнению реакции (2) количество карбоната натрия, прореагировавшего с ним:

Для расчета массы конечного раствора необходимо вычислить массы покинувших сферу реакции гидроксида алюминия и углекислого газа:

m (Al(OH)₃) = 2х ∙ 78 = 156х г

m (CO₂) = 3х ∙ 44 = 132х г

Тогда масса конечного раствора равна:

m (конечного раствора) = 722,4 – 57,6 + 424 – 156х – 132х г

Составим выражение для массовой доли оставшегося карбоната натрия в конечном растворе:

(42,4 — 3х ∙ 106) / (1088,8 — 288х) = 0,01

42,4 – 318х = 0,01 ∙ (1088,8 — 288х)

42,4 – 318х = 10,888 – 2,88х

Смесь, состоящую из нитрата цинка, нитрата меди (II) и нитрата серебра, растворили в воде. При этом получили раствор, в котором массовая доля нитрата цинка составила 18,9%, а массовая доля нитрата меди (II) – 9,4%. В первую колбу налили 500 г этого раствора и внесли медную проволоку. После окончания реакции массовая доля нитрата меди (II) в колбе составила 25,5%. (Возможной реакцией избытка меди с нитратом меди (II) пренебречь.) Во вторую колбу налили 200 г исходного раствора и добавили избыток порошка цинка. Вычислите массовую долю соли в конечном растворе во второй колбе.
В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения исходных физических величин).

Рассмотрим процессы, происходящие в первой колбе:

Исходная масса нитрата меди (II) в первой колбе составляла:

Учитывая, что доля вещества в растворе не зависит от массы раствора, найдем исходное количество вещества нитрата меди (II) во второй колбе:

Пусть в реакцию (1) вступило х моль меди, тогда образовалось х моль нитрата меди (II) и 2х моль серебра.

Масса нитрата меди (II) в образовавшемся растворе после протекания реакции (1) складывается из масс исходной и образовавшейся соли:

Для расчета массы полученного раствора в первой колбе потребуется учесть вступившую в реакцию медь и выделившееся серебро:

m_получ (р-ра) _в _I _колбе = 500 + 64х — 108 ∙ 2х = 500 – 152х г

Зная, что массовая доля нитрата меди (II) в полученном растворе составляла 25,5%, найдем х:

(47 + 188х) / = 0,255
47 + 188х = 0,255 ∙ (500 – 152х)
226,76х = 80,5
х = 0,355

ν (AgNO₃) _в _I _колбе = 20,355 = 0,71 моль, тогда рассчитаем количество нитрата серебра во второй колбе:

Во второй колбе с цинковым порошком взаимодействовали нитрат меди (II) и нитрат серебра:

Масса нитрата цинка во второй колбе таким образом после протекания реакций составит:

При расчете массы конечного раствора во второй колбе прибавим массу прореагировавшего цинка и вычтем массы серебра и меди:

m_получ (раствора) _во _II _колбе = 200 + (0,1 +0,142) ∙ 65 – 0,1 ∙ 64 – 0,284 ∙ 108 = 178,66 г

ω (Zn(NO₃)₂) _во _{II колбе} = 83,54 / 178,66 ∙ 100% = 46,76%

Раствор нитрата меди(II) массой 2 кг 730 г с массовой долей нитрата меди(II) 18,8%, содержащий в качестве примеси нитрат серебра, разлили на две колбы в соотношении 1 : 2. В первую колбу, содержащую меньшую часть раствора, внесли медную проволоку. После окончания реакции массовая доля нитрата меди (II) в колбе составила 20%. (Возможной реакцией избытка меди с нитратом меди (II) пренебречь.) В раствор во второй колбе внесли порошок цинка, в результате получили бесцветный раствор. Вычислите массовую долю соли в конечном растворе во второй колбе.
В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения исходных физических величин).

Пусть масса раствора нитрата меди (II) в первой колбе равна х г, тогда масса раствора нитрата меди (II), приходящаяся на вторую колбу – 2х г

Запишем уравнение реакции между нитратом серебра и медной проволокой, происходящей в первой колбе:

Исходя из постоянства массовой доли растворенного вещества в любой отобранной порции раствора, найдем исходную массу нитрата меди (II) в первой колбе:

Примем количество вступившей в реакцию (1) меди за у моль, тогда и нитрата меди (II) образовалось у моль, серебра — 2у моль.

Рассчитывая массу получившегося раствора после протекания реакции, учтем массу вступившей в реакцию меди и выделившегося серебра:

m_получ (р-ра) _в _I _колбе = 910 + 64у – 2у ∙ 108 = 910 – 152у

Масса нитрата меди (II) в полученном после реакции растворе в первой колбе складывается из исходной массы и массы образовавшегося нитрата меди (II):

Составим выражение для уже численно известной массовой доли нитрата меди (II) в конечном растворе в первой колбе и найдем у:

(171,08 + 188у) / (910 – 152у) = 0,2

171,08 + 188у = 0,2 ∙ (910 – 152у)

Согласно уравнению реакции (1) нитрат серебра вступил в количестве:

Тогда рассчитаем исходное количество нитрита серебра во второй колбе:

Масса нитрата цинка в конечном растворе во второй колбе:

m_получ (р-ра) _во _II _колбе = 1820 + 65 ∙ (0,1 + 1,82) – 1,82 ∙ 64 – 0,2 ∙ 108 = 1806, 72 г

ω (Zn(NO₃)₂) _во _{II колбе} = 362,88 / 1806, 72 ∙ 100% = 20%

источники:

http://www.soloby.ru/468954/%D0%BD%D0%B0%D0%BF%D0%B8%D1%88%D0%B8%D1%82%D0%B5-%D1%83%D1%80%D0%B0%D0%B2%D0%BD%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%8F-%D1%80%D0%B0%D1%81%D1%82%D0%B2%D0%BE%D1%80%D0%B0-%D1%80%D0%B0%D1%81%D1%82%D0%B2%D0%BE%D1%80%D0%BE%D0%BC-%D0%BD%D0%B8%D1%82%D1%80%D0%B0%D1%82%D0%B0-%D0%BC%D0%BE%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%83%D0%BB%D1%8F%D1%80%D0%BD%D0%BE%D0%B9

http://scienceforyou.ru/reshenie-realnyh-zadanij-egje-2016-goda/zadaniya-34-2021-raschet-massovoy-doli-himicheskogo-soedineniya-v-smesi-i-massy-veschestv