Решение задач по химии на расчет концентрации растворов

 

 

Определение процентного состава смеси металлов

 

 

Задача 11.
Смесь металлов меди и золота массой 200 грамм обработали концентрированной кислотой. Полученный газ соединили с оксидом натрия. Образовалась соль массой 378 грамм. Определите процентный состав смеси.
Решение:
Ar(Cu) = 64 г/моль;
М(Na₂SO₃) = 126 г/моль;
M(SO₂) = 64 г/моль.

Так как по условию задачи при взаимодействии газа, полученного при обработке смеси металлов меди и золота концентрированной кислотой, с оксидом натрия образовалась только одна соль, а не две - то, значит, можно предположить, что в реакции использовалась концентрированная серная кислота, а не азотная.
Уравнение реакции меди с концентрированной серной кислотой имеет вид:

Cu + 2H₂SO₄ = CuSO₄ + SO₂↑ + 2H₂O.

Уравнение оксида натрия (N₂O) с оксидом серы (SO₂) имеет вид:

Na₂O + SO₂ → Na₂SO₃.

Из уравнения вытекает, что на 1 моль SO₂ образуется 1 моль Na₂SO₃, т.е. n(SO₂) = n(Na₂SO₃).

Тогда

n(SO₂) = n(Na₂SO₃) = m(Na₂SO₃)/M(Na₂SO₃) =
= 378/126 = 3 моль.
         
Из уравнения Cu + 2H₂SO₄ = CuSO₄ + SO₂↑ + 2H₂O вытекает, что при реакции на 1 моль Cu выделяется 1 моль SO₂, т.е. n(Cu) = n(SO₂).

Отсюда

n(Cu) = n(SO₂) = 3 моль.

Находим массу меди в образце, получим:

m(Cu) = n(Cu) ^. Ar(Cu) = 3 моль ^. 64 г/моль = 192 г.

Находим процентный состав меди в смеси, получим:

w%(Сu) = [m(Cu) ^. 100%]/m(смеси) =
= (192г ^. 100%)/200г = 96%.

Находим процентный состав золота в смеси, получим:

w%(Au) = 100% – w%(Сu) = 100% – 96% = 4%.

Ответ: w%(Сu) = 96%; w%(Au) = 4%.
 

---

Получение раствора заданной концентрации

Задача 12.
В каком объеме воды необходимо растворить аммиак, добытый из 100 г аммоний хлорида с выходом 60%, чтобы концентрация добытого раствора стала равной 0,5 моль/л.
Решение:
M(NH₄Cl) = 53,491 г/моль;
M(NH₃) = 17,031 г/моль.
Уравнение реакции получения аммикака имеет вид:

2NH₄Cl + Ca(OH)₂ → CaCl₂ + 2NH₃↑ + 2H₂O

Из уравнения реакции вытекает, что из 1 моль аммония хлорида получается 1 моль аммиака, т.е. n(NH₃) = n(NH₄Cl).

Рассчитаем количество аммиака, получим:

n(NH₃) = n(NH₄Cl) = m(NH₄Cl)/M(NH₄Cl) =
= 100г/53,491 г/моль = 1,87 моль.

Рассчитаем массу аммиака с учетом процентного содержания, получим:

m(NH₃) = n(NH₃) ^. M(NH₃) ^. 60%/100% =
= 1,87 моль ^. 17,031 г/моль ^. 60%/100% = 19,1г.

Рассчитаем объем воды, необходимый для расстворения аммиака при получении заданного раствора его, получим:

V(H₂O) = [m(NH₃₎ ^. 1000мл]/[n(NH₃) ^. M(NH₃)] =
= (19,1г ^. 1000мл)/(0,5моль ^. 17,031г/моль) = 2244мл Н₂О.

Ответ: V(H₂O) = 2244 мл.

---