|
|
Расчеты по химическим формуламПример 1. Найдите количественный состав серной кислоты, определив значения массовых долей каждого из элементов. В ответе укажите значение массовой доли кислорода (в %), округлив до целого числа. Решение. Одним из способов выражения количественного состава вещества является нахождение значений массовых долей каждого из элементов в данном веществе. Учитывая, что в состав молекулы Н2SO4 входят два атома элемента водорода, один атом элемента серы и четыре атома элемента кислорода (известные значения числа атомов каждого элемента в молекуле вещества – еще один способ выражения количественного состава вещества), найдем значение относительной молекулярной массы серной кислоты Mr(Н2SO4). Мr(Н2SO4) = 2Аr(Н) + Аr(S) + 4Аr(O) =2·1 + 32 + 4 · 16 = 98. Молярная масса серной кислоты будет, соответственно, равна М(Н2SO4) = 98 г/моль. Таким образом, в серной кислоте, количеством вещества 1 моль и массой 98 г, содержится элемент водород, количеством вещества 2 моль атомов и массой 2 г, элемент сера, количеством вещества 1 моль атомов и массой 32 г и элемент кислород, количеством вещества 4 моль атомов и общей массой 64 г. Количественный состав вещества можно задать различными способами.Например, отношением масс элементов в веществе или отношением количеств каждого из элементов в молях, содержащихся в веществе, количеством один моль. Помня, что массовая доля какого-либо компонента в системе представляет собой отношение массы данного компонента к массе всей системы, запишем:
Найдем значение массовой доли: а) водорода ω(Н) = m (H) / m (H2SO4) = 2 / 98 = 0,0204 или 2,04 %, б) серы ω(S) = m (S)/ m (H2SO4) = 32/98 = 0,3265 или 32,65 %, в) кислорода ω(О) = m (O)/ m (H2SO4) = 64/98 = 0,6531 или 65,31 %. Если в веществе, состоящем из нескольких элементов, известно содержание всех элементов, кроме одного, то для нахождения последнего удобнее вычесть из 100 % суммарное содержание остальных элементов. Так, содержание кислорода можно найти следующим образом: ω(O) = 100 – (2,04 + 32,65) = 65,31 %. Количественный состав серной кислоты: ω(Н) = 2,04 %; ω(S) = 32,65 %; ω(O) = 65,31 %. Округленное до целого числа значение массовой доли кислорода равно 65. Ответ: 65.
Пример 2. Руда содержит пирит (FeS2) и примеси, не содержащие железо. Чему равна масса элемента железа, содержащаяся в 1 т руды, если значение массовой доли пирита в руде равно 90%? Решение. Найдем массу чистого вещества (FeS2), исключив массу примесей. m (FeS2) = m руды∙ω =1000 кг · 0,9= 900 кг. Значение относительной молекулярной массы FeS2 определяется как сумма соответствующих относительных атомных масс: Мr(FeS2) = Аr(Fе) + 2Аr(S) = 56+ 2·32 = 120 а.е.м. Значение молярной массы равно: М(FeS2)= 120 г/моль. Найдем количество вещества FeS2: ν (FeS2) = m (FeS2) / M(FeS2) = 900 кг/120 кг/кмоль = 7,5 кмоль. Учитывая, что один моль FeS2 содержит 1 моль атомов Fе, то в 7,5 кмоль молекул FeS2 содержится, соответственно,7,5 кмоль атомов железа. ν (Fe) = 7,5 кмоль. И, наконец, зная количество вещества железа, можно найти массу железа: M(Fe) = ν (Fe) · M(Fe) = 7,5 кмоль · 56 кг/кмоль = 420 кг. В массе руды, равной 1 т, содержится элемент железо массой 420 кг. Ответ: 420. Пример 3. Выведите истинную формулу соединения, имеющего следующий количественный состав: ω(H) : ω(O) = 5,88 %: 94,12 %. Значение молярной массы вещества равно 34. В ответе укажите общее число атомов в молекуле этого соединения. Решение. Так как символы элементов известны, то задача сводится к нахождению индексов при них. Формула соединения будет иметь вид: H x O y, где x = ν (H) и у = ν (О). Для нахождения количества вещества (в молях) атомов водорода и кислорода (х и у), содержащихся в одном моле молекул Н x О y, примем условно массу вещества равной 100 г. В этом случае, массы элементов водорода и кислорода в соединении будут равны: m (H) = 5,88 г и m (О) = 94,12 г. Разделив значение массы элемента на значение соответствующей молярной массы элемента, перейдем к молярному отношению:
Так как состав вещества выражается отношением целых чисел, то, разделив полученные десятичные числа на наименьшее, получим соотношение между индексами при символах элементов: x: у = 5,88/5,88: 5,88/5,88 = 1 : 1, т.е. ν (Н): ν (О) = 1 : 1. Полученная формула соединения имеет вид: НО. Однако, это простейшая формула. Учитывая, что значение молярной массы такого соединения М(НО) = 1 + 16 = 17 в 2 раза меньше значения приведенной в условии молярной массы (М = 34), то найденные значения х и у следует удвоить. Истинная формула будет иметь вид Н2О2. Общее число атомов в молекуле этого соединения равно 4. Ответ: 4. 50. Химическая формула кремниевой кислоты H2SiO3. Выразите количественный состав ее молекулы различными способами. В ответе укажите значение массовой доли элемента кремния (в %), округлив до целого числа. 51. Вычислите массу железа в тоннах, которую можно получить из оксида железа Fe2O3 массой 20 т. Ответ округлите до целого числа. 52. Химическая формула ортофосфорной кислоты H3РO4. Выразите количественный состав ее молекулы различными способами. В ответе укажите значение массовой доли фосфора (в %), округлив до целого числа. 53. Вычислите массовую долю (в %) каждого из элементов в нитрате аммония NH4NO3. В ответе укажите значение массовой доли элемента азота (в %). 54. Вычислите количественный состав следующих веществ, определив массовую долю каждого из элементов (в %): а) сероводород H2S, б) оксид серы (IV) SO2, в) сернистая кислота H2SO3, г) сульфат меди CuSO4. В каком из соединений массовая доля серы максимальна? В ответе укажите найденное максимальное значение массовой доли серы (в %), округлив до целого числа. 55. Количественный состав некоторого вещества выражается отношением: m (Ca): m (C) : m (O) = 10: 3: 12. Выразите количественный состав этого вещества в процентах. В ответе укажите значение массовой доли кальция (в %). 56. Вещество состоит из атомов элементов углерода, водорода и кислорода. Количественный состав его выражается отношением: m (С): m (H): m (O) = 18: 3: 8. Найдите простейшую формулу вещества. В ответе укажите общее число атомов в найденной формуле. 57. В состав вещества входят 32,8 % Na; 12,9 % Al и 54,3 % F. Найдите простейшую формулу вещества. В ответе укажите общее число атомов в найденной формуле. 58. Массовые доли углерода и водорода, входящих в состав вещества, соответственно равны 90,56 % и 9,44 %. Относительная молекулярная масса вещества равна 106. Найдите истинную формулу вещества. В ответе укажите общее число атомов в найденной формуле. 59. Чему равна масса элемента алюминия в граммах, содержащегося в гидроксиде алюминия Al(OH)3 массой 156 г? 60. При окислении железа массой 5 г был израсходован кислород массой 2,143 г. Установите простейшую формулу образовавшегося соединения и его количественный состав. Чему равно значение массовой доли (в %) элемента железа в полученном соединении? 61. Вещество состоит из калия, хлора и кислорода. При разложении этого вещества массой 1,02 г был получен хлорид калия массой 0,62 г и кислород. Выведите простейшую формулу этого вещества. В ответе укажите общее число атомов в найденной формуле. 62. Найдите простейшую формулу вещества, количественный состав которого выражается следующим соотношением: ω(Fe): ω(О) = 70 %: 30 %. В ответе укажите соответствующие ей значение относительной молекулярной массы. 63. Найти простейшую формулу оксида ванадия, зная, что в его массе, равной 2,73 г, содержится элемент ванадий массой 1,53 г. В ответе укажите соответствующее простейшей формуле значение относительной молекулярной массы. 64. Найдите простейшую формулу вещества, количественный состав которого выражается следующим соотношением: ω(S): ω(О) = 50 %: 50 %. В ответе укажите соответствующее этой формуле значение относительной молекулярной массы. 65. Найдите простейшую формулу вещества, количественный состав которого выражается следующим соотношением: ω(Ti): ω(О) = 60 % : 40 %. В ответе укажите соответствующее этой формуле значение относительной молекулярной массы соединения. 66. Массовые доли натрия, серы и кислорода, входящих в состав вещества соответственно равны 29,1 %, 40,6 % и 30,3 %. Найдите простейшую формулу вещества. В ответе укажите общее число атомов в формуле этого вещества. 67. Количественный состав вещества выражается отношением: m (As): m (O) = 25: 8. Установите простейшую формулу вещества. В ответе напишите арабской цифрой значение валентности мышьяка в этом соединении. 68. Массовые доли натрия, углерода и кислорода в некотором веществе, соответственно, равны: 43,4%, 11,3% и 45,3%. Установите простейшую формулу вещества. В ответе укажите соответствующее ей значение относительной молекулярной массы. 69. Массовые доли натрия и серы, входящих в состав вещества, составляют, соответственно, 59% и 41%. Найдите простейшую формулу вещества. В ответе укажите общее число атомов в формуле этого вещества. 70. Чему равна масса в граммах питьевой соды NaHCO3, содержащая элемент углерод массой 30 г? 71. Чему равна масса в граммах медного купороса CuSO4·5H2O, содержащая элемент медь массой 32 г? 72. Чему равна масса в граммах тригидрата нитрата меди (II) Cu(NO3)2·3H2O, содержащая безводную соль массой 470 г? 73. Найдите истинную формулу углеводорода, количественный состав которого выражается следующим соотношением: ω(C): ω(H) = = 80%: 20%. Относительная плотность паров этого вещества по водороду*равна 15. В ответе укажите общее число атомов в молекуле этого вещества. 74. Количественный состав некоторого органического соединения выражается следующим отношением: m (H): m (C): m (O) = 1: 6: 16. Относительная плотность паров этого вещества по водороду равна D(H2)* = 23. Чему равно общее число атомов в молекуле этого вещества? 75. Относительная плотность вещества по водороду* равна 22. Массовая доля углерода в нем равна – 54,55%, водорода – 9,09%, кислорода – 36,36%. Укажите общее число атомов водорода в молекуле этого вещества. 76. Установите истинную формулу вещества, массовая доля углерода в котором равна 24,24%, водорода – 4,04%, хлора – 71,72%. Относительная плотность паров этого вещества по водороду* равна 49,5. В ответе укажите общее число атомов в молекуле вещества. 77. Массовая доля фосфора в одном из его оксидов равна 43,7%. Относительная плотность паров этого вещества по воздуху равна 9,8. Установите истинную формулу оксида. В ответе укажите общее число атомов в молекуле оксида.
  Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом...  Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...  Что делает отдел по эксплуатации и сопровождению ИС? Отвечает за сохранность данных (расписания копирования, копирование и пр.)...  ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования... Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
|
* См. главу 3.2 «Законы стехиометрии»