Подготовка к школьной олимпиаде. №1. Первоначальные понятия

Категория: Химия.

Подготовка к школьной олимпиаде. №1. Первоначальные понятия

Задача 1. Вычислите число атомов азота в 100 г карбоната аммония, содержащего 10% неазотистых примесей.

Решение. Большинство расчетных задач лучше решать в мо­лях. Масса чистого карбоната аммония равна m((NН₄)₂СО₃) = 100∙0,9 = 90 г. Число молей карбоната аммония составляет v((NН₄)₂СО₃) = m/ M = 90/96 = 0,938 моль. Согласно химической формуле (NН₄)₂СО₃, в одном его моле содержится два моль N, поэтому v(N) = 2 v((NН₄)₂СО₃) = 1,876. Число атомов азота полу­чается умножением числа молей азота на постоянную Авогадро: N(N) = v∙ N_A= 1,8766,02•10²³ = 1,13•10²⁴.

Ответ. 1,13•10²⁴ атомов азота.

Задача 2. Определите формулу химического соединения, если массовые доли составляющих его элементов равны: Н – 2,04%, S – 32,65%, О – 65,31%.

Решение. По массовым долям элементов можно найти только простейшую формулу. Для этого возьмем образец вещества мас­сой 100 г и найдем отношение количеств элементов (в молях) в этом образце. Для этого следует разделить массу каждого элемен­та на его относительную атомную массу:

v(Н) : v(S) : v(О) = 2,04/1 : 32,65/32 : 65,31/16 = 2,04 : 1,02 : 4,08.

Наименьшее из чисел (1,02) принимаем за единицу и находим от­ношение:

v(Н) : v(S) : v(О) = 2:1:4.

Оно означает, что в молекуле химического соединения на 2 атома водорода приходится 1 атом серы и 4 атома кислорода, следова­тельно, формула искомого соединения – Н₂SO₄.

Ответ. Формула соединения – Н₂SO₄.

Задача 3 Определите формулу вещества, если известно, что оно содержит 6,25% Р, 12,5% N, 56,25% Н, 25,0% О (по молям). Назовите это вещество, предложите способ его получения и на­пишите одно уравнение реакции с его участием.

Решение. Возьмем 1 моль вещества и найдем количества элементов в нем:

v(Р): v(N) : v(Н): v(О) = 0,0625:0,125:0,5625:0,25 = 1:2:9:4.

Отсюда простейшая формула – РN₂Н₉О₄. Этой формуле отвеча­ет гидрофосфат аммония (NН₄)₂НРО₄. Это вещество получают взаимодействием концентрированного раствора аммиака с точно рассчитанным количеством фосфорной кислоты:

2NН₃ + Н₃РО₄ = (NН₄)₂НРО₄.

Простейшая реакция, которую можно придумать с участием этого вещества, – это обменная реакция с растворимыми солями кальция в водном растворе:

(NН₄)₂НРО₄ + СаСl₂ = СаНРО₄↓+ 2NН₄Сl.

Ответ. (NН₄)₂НРО₄.

Задача 4 Установите формулу кристаллогидрата сульфата железа (II), если известно, что эта соль содержит 45,32% воды по массе.

Решение. 1-й способ. Пусть в состав молекулы кристаллогид­рата входят х молекул воды. Общая формула соли FeSO₄∙хН₂О. Один моль этой соли имеет массу 152+18 x г и содержит 18 x г во­ды. Массовая доля воды равна

ω(Н₂О) = 18 x / (152+18 x) = 0,4532,

откуда х = 7.

2-й способ. Массовая доля соли в кристаллогидрате равна 100% – 45,32% = 54,68%. Один моль безводной соли FeSО₄∙хН₂О имеет массу 152 г, что составляет 54,68% от массы одного моля кристаллогидрата. Значит, молярная масса кристал­логидрата равна:

M(FeSО₄∙хН₂О) = 152 / 0,5468 = 278 г/моль,

откуда находим, что х = 7.

Ответ. FеSО₄∙7Н₂О.

Задача 5 При нормальных условиях 12 л газовой смеси, со­стоящей из аммиака и оксида углерода (IV), имеют массу 18 г. Сколько литров каждого из газов содержит смесь?

Решение. Пусть V(NН₃) = х л, V(CO₂) = у л. Массы газов рав­ны: m(NН₃) = x/22,4∙17 г, m(СО₂) = y/22,4∙44 г. Составим систему уравнений:

х +у = 12 (объем смеси),

x/22,4∙17 + y/22,4∙44 = 18 (масса смеси).

Решая систему, находим: х = 4,62 л, у = 7,38 л.

Ответ.

4,62 л NН₃, 7,38 л СО₂.

Н. В. Ким, МБОУ МО "СОШ №6", г. Нягань ,Тюменская область

Метки: Химия

• Назад
• Вперед