Файл: М. Н. Назаров, Ю. И.docx

Задачи

21. 
    К раствору, содержащему 10 г H₂SO₄, прибавили 9 г NaOH. Какую реакцию имеет полученный раствор?
    
22. 
    К раствору, содержащему 0,2 моля FeCl₃, прибавили 0,24 моля NaOH. Сколько граммов Fe(OH)₃ образовалось в результате реакции и сколько молей FeCl₃ осталось в растворе?
    
23. 
    При взаимодействии 10 молей SO₂ и 15 молей О₂ образовалось 8 молей SO₃. Сколько молей SO₂ и О₂ не вступило в реакцию?
    
24. 
    Порошок частично окисленного магния массой 5,1 г обработали соляной кислотой. При этом выделилось 3,74 л Н₂, измеренного при н.у. Сколько процентов магния (по массе) содержалось в образце?
    
25. 
    Карбонат кальция разлагается при нагревании на СаО и СО₂. Какая масса природного известняка, содержащего 90% (по массе) СаСО₃, потребуется для получения 7,0 т негашеной извести?
    
26. 
    В избытке HCl растворили Mg массой 6 г и Zn массой 6,5 г. Какой объѐм водорода, измеренный при нормальных условиях, выделится при этом?
    
27. 
    Оксид углерода (IV), полученный при сжигании угля массой 50 г, пропустили через раствор гидроксида бария. Какая масса осадка образовалась, если массовая доля углерода в угле составляет 96% ?
    
28. 
    Сколько литров ацетилена при 300 К и 202 кПа образуется при взаимодействии 230 г карбида кальция с водой?
    
29. 
    При растворении 5 г образца магния в соляной кислоте выделится 3,5 л водорода, измеренного при н.у. Сколько процентов магния содержится в образце?
    
30. 
    Сколько граммов оксида серы образуется при обжиге 200 г FeS₂? Вычислите объѐм оксида серы при 400 К и 120 кПа.
    

3. Эквивалент. Закон эквивалентов

---

Эквивалентом вещества называется такое его количество, которое соединяется с 1 молем атомов водорода или замещает то же количество атомов в химических реакциях.

Эквивалентной массой называется масса 1 эквивалента вещества.

При расчетах, связанных с газообразными веществами, удобно пользоваться понятием «эквивалентный объѐм» - это объѐм, занимаемый при данных условиях 1 эквивалентом вещества.

Для определения эквивалента (эквивалентной массы) элемента необязательно исходить из его соединения с водородом. Его можно вычислить по составу соединения данного элемента с любым другим, эквивалент которого известен.

Эквиваленты простых веществ можно определять по формуле

1

Э = —— (моль),

В n

где В - валентность элемента, n - число атомов элемента в соединении.

Эквиваленты сложных веществ определяются аналогично.

1

Э = —— ( моль), z n

где z - заряд металла или, в случае кислот, заряд водорода, тогда z = 1;

n - число атомов металла или, в случае кислот, число атомов водорода.

Эквивалентная масса из определения равна:

ЭМ = Э М,

где М - молекулярная масса вещества, г/моль.

Эквивалент сложного вещества так же, как и эквивалент элемента, может иметь различные значения и зависит от того, в какую реакцию обмена вступает это вещество.

Закон эквивалентов формулируется следующим образом: вещества взаимодействуют друг с другом в

---

количествах, пропорциональных их эквивалентам. Так, для реакции А + В = С + Д можно записать:
m_А m_В m_С m_Д

—— = —— = —— = —— ЭМ_А ЭМ_В ЭМ_С ЭМ_Д

(здесь в числителе - массы веществ, в знаменателе - их эквивалентные массы), т. е., если по условию задачи известно число эквивалентов одного из веществ (реагента или продукта), то определено и число эквивалентов всех остальных веществ. В этом состоит преимущество проведения стехиометрических расчетов по закону эквивалентов.

---

Примеры решения задач

Пример 1. Определить эквивалент и эквивалентную массу:

• 
  элементов в соединениях HCl, CH₄;
  
• 
  оксидов TiO и TiO₂;
  
• 
  серной кислоты в реакциях
  

H₂SO₄ + KOH = KHSO₄ + H₂O, H₂SO₄ + Mg = MgSO₄ + H₂;

• 
  эквивалент и эквивалентный объѐм О₂, Н₂.
  

Решение. В НСl с 1 молем атомов водорода соединяется 1 моль атомов хлора, следовательно, Э_Cl = 1 моль, Э.М._Сl = 35,5 г. В СН₄ с 1 моль атомов Н соединяется 1/4 моль атомов С, значит, Э_С =1/4 моль, Э.М._С = 12/4 = 3 г.


При нахождении эквивалентов О₂ и Н₂ учтем, что валентность кислорода равна 2, водорода -1.

1 1

Э_О2 = —— = 0,25 моль, Э_Н2 = —— = 0,5 моль 2 ×2 2×1

Эквивалентные объемы соответственно V_ЭО2 = 22,4 0,25 = 5,6 л, V_ЭН2 = 22,4 0,5 = 11,2 л.

При нахождении эквивалента H₂SO₄ в приведенных реакциях примем во внимание, что число атомов Н, замещенных в первой реакции, равно 1, а во

---

второй -2. Поэтому в формуле Э = 1 / (z n) в первом случае n=1, а во втором n=2. Значит,

Э _H2SO4=1 /(1 1) =1 моль и Э.М. _H2SO4= М _H2SO4=98 г - для реакции с КОН и Э _H2SO4=1/(1 2) =0,5 моль и Э.М. _H2SO4= М _H2SO4 /2= 98/2 = 49 г - для реакции

с металлическим магнием.

Пример 2. При соединении 1,5 г натрия с избытком хлора образовалось 3,81 г хлорида натрия. Найти эквивалентную массу натрия и его эквивалент, если известно, что эквивалентная масса хлора равна 35,45 г.

Решение. Из условия следует, что в хлориде натрия на 1,5 г натрия приходится 3,81-1,50 =2,31 г хлора. Следовательно,

1,5 г натрия эквивалентны 2,31 г хлора. Э.М._Na — ― — 35,45 г хлора. Отсюда Э.М._Na = (1,5 35,45) / 2,31 = 23 г.

Молярная масса атомов натрия также равна 23 г/моль. Следовательно, эквивалент натрия равен 1 моль.

Пример 3. На восстановление 7,09 г оксида двухвалентного металла требуется 2,24 л водорода при н.у. Вычислить эквивалент оксида и эквивалент металла. Чему равен атомный вес металла?

Решение. По закону эквивалентов:

^mMeO ^m H₂

——— = ——— Э.М._MeO Э.М. _H2

Для газообразного вещества - водорода массовое отношение заменим

равным ему объемным отношением V _H2 : V_{Э H2}:

m_MeO V _H2 7,09 2,24 7,09 11,2

——— = ——— , —— = —— , Э.М._MeO = ————

---