Какие продукты образуются при сливании растворов
Решение задач, когда одно из веществ в избытке
(ответы и решения)
Ключевые слова конспекта: расчет массы, объема продукта реакции, если одно из реагирующих веществ дано в избытке; решение задач, когда одно из веществ в избытке.
Вещества реагируют друг с другом в строго определенных количествах. Однако исходные вещества для проведения реакции могут быть взяты в любых количествах. Таким образом, одно из реагирующих веществ может оказаться в избытке, а другое — в недостатке. В этом случае необходимо определить, какое из реагирующих веществ находится в избытке, а какое — в недостатке, и дальнейшие расчеты производить по веществу, находящемуся в недостатке. Это обусловлено тем, что вещество, находящееся в недостатке, прореагирует полностью, таким образом, количество вещества данного реагента нам будет точно известно.
Для того чтобы определить, какое из реагирующих веществ находится в избытке, а какое — в недостатке, необходимо вычислить количества вещества реагентов и сравнить их. Если количества вещества реагентов, участвующих в химической реакции, одинаковы, то в избытке будет то вещество, количество которого больше в соответствии с условиями задачи. Например, если в реакцию, уравнение которой Н2 + Сl2 = 2НСl, взять 0,2 моль водорода и 0,15 моль хлора, то в избытке будет водород, а в недостатке — хлор, так как v(H2) > v(Cl2). Расчет количества образовавшегося водорода в этом случае следует вести по количеству вещества хлора.
Если же вещества реагируют в неравных количествах, то для расчета избытка и недостатка следует учитывать коэффициенты в уравнении реакции. Например, для реакции, уравнение которой 2Н2 + O2 = 2Н2O, отношение количества веществ водорода и кислорода, реагирующих друг с другом, имеет следующий вид:
При использовании количеств веществ, соответствующих условию задачи, это выражение превращается в неравенство, которое и показывает, какое из веществ взято в реакции в избытке. Например, если в рассматриваемой реакции использовать 0,2 моль водорода и 0,15 моль кислорода, в недостатке будет водород, несмотря на то что количество вещества его больше. Это следует из соотношения: 1 • v(H2) < 2 • v(O2), или 1 • 0,2 < 2 • 0,15, учитывающего коэффициенты в уравнении реакции.
Таким образом, расчет количества образовавшейся воды в данном случае следует вести по количеству вещества водорода.
Особые трудности возникают в тех случаях, когда в зависимости от того, какой из реагентов в избытке, образуются различные продукты реакции. Например, если углекислый газ взаимодействует с избытком гидроксида кальция, образуется средняя соль — карбонат кальция:
Са(ОН)2 + СO2 = CaCO3 ↓ + Н2O.
Если же в избытке углекислый газ, то в результате реакции образуется кислая соль — гидрокарбонат кальция:
Са(ОН)2 + 2СO2 = Са(НСO3)2.
Поэтому в ряде случаев определение избытка и недостатка следует проводить еще до составления уравнения химической реакции.
В некоторых случаях вещество, взятое в избытке, взаимодействует с одним из продуктов реакции, например при восстановлении магнием оксида кремния (IV) по реакции:
взятый в избытке магний будет взаимодействовать с образовавшимся кремнием:
Такие превращения нужно также учитывать при решении задач.
ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ
Задача № 1.
Сколько граммов поваренной соли образуется при сливании растворов, содержащих 24 г гидроксида натрия и 14,6 г хлороводорода?
Ответ. m(NaCl) = 23,4 г.
Задача № 2.
Вычислите массу хлорида железа (III), образующегося при взаимодействии 14 г железа и 5,6 л (н. у.) хлора.
О т в е т. m(FeCl3) = 27,08 г.
Задача № 3.
Водород, полученный при разложении 12,6 г гидрида кальция водой, пропустили над 40 г нагретого оксида меди (II). Определите массу образовавшегося металла.
Ответ. m(Cu) = 32 г.
Задача № 4.
Газ, полученный при взаимодействии 19,8 г сульфата аммония и 32 г 25% -ного раствора гидроксида натрия, смешали с газом, полученным при разложении 24,5 г бертолетовой соли. Газовую смесь пропустили через 73г 5%-ного раствора соляной кислоты. Определите состав смеси газов после прохождения через раствор.
Ответ. V(O2) = 6,72 л, V(NH3) = 2,24 л.
Задача № 5.
Каков состав и какова масса соли, которая образуется при пропускании 26,88 л (н. у.) углекислого газа через 210 г раствора с массовой долей гидроксида калия 24% ?
Ответ. m(КНСO3) = 90 г.
Задача № 6.
Смешали 200 г 14% -ного раствора гидроксида натрия и 392 г 10% -ного раствора серной кислоты. Определите массовые доли солей в образовавшемся растворе.
Ответ. ω(NaHSO4) = 2,03%; ω(Na2SO4) = 7,2%.
Задача № 7.
Вычислите массу осадка, который образуется при прибавлении 280 г 20% -ного раствора гидроксида калия к 160,2 г 25%-ного раствора хлорида алюминия.
Ответ. m(А1(ОН)3) = 15,6 г.
ЗАДАЧИ с КРАТКИМ ОТВЕТОМ
- Сколько граммов осадка образуется при взаимодействии 340 г 17,5%-ного раствора нитрата серебра и 109,5 г 20% -ной соляной кислоты?
Ответ. m(AgCl) = 50,2 г.
- 29,12 л аммиака (н. у.) пропустили через 160,17мл раствора 30%-ной азотной кислоты (р = 1,18 г/мл). Определите массу образовавшейся соли.
Ответ. m(NH4NO3) = 72 г.
- Сколько граммов воды образуется при сжигании смеси, содержащей 56 л водорода (н. у.) и 56 г кислорода?
Ответ. m(Н2O) = 45 г.
- Какой объем газа (н. у.) выделится при взаимодействии 24 г смеси алюминия с кремнием, массовая доля алюминия в которой 45%, с 506,1 мл 10% -ного раствора серной кислоты (р = 1,065 г/мл)?
Ответ. V(H2) = 12,32 л.
- К 280 г 10%-ного раствора гидроксида натрия добавили 75 г медного купороса. Выпавший осадок отделили и прокалили. Определите массу образовавшегося продукта и назовите его.
Ответ. m(CuO) = 24 г, оксид меди (II).
- Через 68 г 4%-ного раствора сероводородной кислоты H2S пропустили газ, образовавшийся при сжигании 0,96 г серы в избытке кислорода. Какова масса образовавшегося осадка?
Ответ. m(S) = 2,88 г.
- Нагрели смесь, содержащую 32,5 г цинка и 11,2 г серы. После этого смесь обработали избытком соляной кислоты. Определите объем выделившегося газа (н. у.).
Ответ. V(газа) = 11,2 л.
- Газ, образовавшийся при обработке 19,2 г меди 22,79мл 94%-ной серной кислотой (р = 1,83 г/мл), пропустили через 1200 г бромной воды с массовой долей брома 4% . Будет ли раствор бесцветным после пропускания газа?
Ответ. Раствор останется окрашенным.
- 10,8 г серебра обработали 72,41 мл 30%-ной азотной кислоты (р = 1,48 г/мл). К полученному раствору добавили 18,72 г 25%-ного раствора хлорида натрия. Найдите массу образовавшегося осадка.
Ответ. m(осадка) = 11,48 г.
- Газ, полученный при обработке 26,4 г сульфида железа (II) 73 г 20%-ной соляной кислоты, пропустили через 198,6 г 25% -ного раствора нитрата свинца (II). Определите массу образовавшегося осадка.
Ответ. m(осадка) = 35,85 г.
- Определите массу и состав соли, которая образуется при пропускании 15,68 л аммиака (н. у.) через 61,25 г 40% -ного раствора серной кислоты.
Ответ. m((NH4)2SO4) = 33 г.
- Какая соль образуется при сливании 177 мл 12%-ного раствора гидроксида натрия (р = 1,13 г/мл) и 194,44 мл 14%-ного раствора фосфорной кислоты (р = 1,08 г/мл)? Какова ее масса?
Ответ. m(Na2HPO4) = 42,6 г.
- В 588 г раствора 10%-ной серной кислоты опустили кусочек цинка массой 52 г. Выделившийся водород пропустили при нагревании над 90 г оксида кобальта (II). Найдите массу образовавшегося металла.
Ответ. m(Со) 35,4 г.
- Через 224 г 20%-ного раствора гидроксида калия пропустили 13,44 л (н. у.) оксида серы (IV). Вычислите массы солей в полученном растворе.
Ответ. m(K2SO3) = 31,6 г, m(KHSO3) = 48 г.
- Какова масса осадка, выделившегося при пропускании 5,6 л (н. у.) углекислого газа через известковую воду, содержащую 11,1 г гидроксида кальция?
Ответ. m(осадка) = 5 г.
- В 200 мл воды растворили 56,8 г оксида фосфора (V). К полученному раствору прибавили
76,9 мл раствора с массовой долей NaOH 40% (р = = 1,43 г/мл). Найдите массовые доли солей в полученном растворе.
Ответ. ω(Na2HPO4) — 11,61%, ω(NaH2PO4) = 10,36%.
- Каковы объемные доли газов, образующихся при прокаливании 28,8 г углерода в присутствии 33,6 л кислорода (н. у.)?
Ответ. φ(СО) = 75%, φ(СO2) = 25%.
- После прокаливания смеси, содержащей 32,4 г алюминия и 64 г оксида железа (III), ее обработали избытком соляной кислоты. Определите объем выделившегося при этом газа (н. у.).
Ответ. V(газа) = 31,36 л.
- Какую массу кремния можно получить, прокаливая 21 г оксида кремния (IV) с 32 г кальция?
Ответ. m(Si) = 8,4 г.
- 32,5 г цинка растворили в 240 г 20%-ного раствора гидроксида натрия. К полученному раствору добавили 204,4 г 25% -ной соляной кислоты. Определите массу полученного осадка.
Ответ. m(осадка) = 39,6 г.
Задачи на количества исходных веществ и продуктов реакции (ответы и решения). Выберите дальнейшие действия:
- Перейти к следующей теме:
- Вернуться к списку конспектов по Химии.
- Проверить знания по Химии.
- Купить книгу Задачи по химии и способы их решения. 8-9 кл. / О.С. Габриелян и др. — М.: Дрофа.
Источник
1. К какому типу можно отнести реакции: а) получения этилена из этанола; б) гидрирования пропилена; в) метанола с калием; г) получения N2O4 из NO2 при его охлаждении? Составьте уравнения этих реакций. Дайте полную характеристику любой из них.
2. В чем отличие окислительно-восстановительных реакций от реакций ионного обмена? Ответ поясните конкретными примерами.
Окислительно-восстановительные реакции – это реакции, в которых изменяются степени окисления элементов, входящих в состав реагентов. Например:
Реакциями ионного обмена называют реакции между растворами электролитов, в результате которых они обмениваются своими ионами. В реакциях ионного обмена степени окисления не изменяются:
3. Приведите примеры реакций замещения и соединения, протекающих между органическими веществами. Укажите их особенности по сравнению с аналогичными реакциями между неорганическими веществами.
Замещения (реакции этого типа можно рассматривать, как реакции обмена, но в органической химии предпочтительней термин «замещение», поскольку в обмене (замещении) участвует лишь меньшая часть органической молекулы):
Реакции замещения у органических соединений отличаются тем, что в этих реакциях как правило, одна группа атомов замещается на другую, тогда как в неорганических реакциях замещения один элемент замещается на другой.
Соединения:
4. Составьте уравнения реакций, которые соответствуют следующей характеристике: а) реакция соединения, эндотермическая, окислительно-восстановительная и т.д.; б) реакция обмена, необратимая и т.д.
– Число и состав исходных веществ и продуктов реакции: реакция соединения
– Изменение степеней окисления химических элементов: окислительно-восстановительная
– Обратимость процесса: обратимая
– Участие катализатора: некаталитическая
– Тепловой эффект: эндотермическая
– Число и состав исходных веществ и продуктов реакции: реакция обмена
– Изменение степеней окисления химических элементов: не окислительно-восстановительная
– Обратимость процесса: необратимая
– Участие катализатора: некаталитическая
– Тепловой эффект: экзотермическая.
5. Напишите уравнения реакций получения оксида меди (II) при помощи реакций: а) разложения; б) соединения. Дайте полную характеристику каждой из них.
– Число и состав исходных веществ и продуктов реакции: реакция разложения
– Изменение степеней окисления химических элементов: не окислительно-восстановительная
– Обратимость процесса: необратимая
– Участие катализатора: некаталитическая
– Тепловой эффект: эндотермическая.
– Число и состав исходных веществ и продуктов реакции: реакция соединения
– Изменение степеней окисления химических элементов: окислительно-восстановительная
– Обратимость процесса: обратимая
– Участие катализатора: некаталитическая
– Тепловой эффект: экзотермическая.
6. Напишите три уравнения реакций получения кислорода при помощи реакций разложения. Дайте полную характеристику одной из них.
– Число и состав исходных веществ и продуктов реакции: реакция разложения
– Изменение степеней окисления химических элементов: окислительно-восстановительная
– Обратимость процесса: необратимая
– Участие катализатора: каталитическая
– Тепловой эффект: эндотермическая.
– Число и состав исходных веществ и продуктов реакции: реакция разложения
– Изменение степеней окисления химических элементов: окислительно-восстановительная
– Обратимость процесса: необратимая
– Участие катализатора: некаталитическая
– Тепловой эффект: эндотермическая.
– Число и состав исходных веществ и продуктов реакции: реакция разложения
– Изменение степеней окисления химических элементов: окислительно-восстановительная
– Обратимость процесса: необратимая
– Участие катализатора: некаталитическая
– Тепловой эффект: эндотермическая.
7. Напишите уравнения двух реакций соединения, которые: а) сопровождаются окислением-восстановлением участвующих в реакции веществ; б) не сопровождаются окислением-восстановлением участвующих в реакции веществ.
8. При нагревании цинка с оксидом серы (IV) образуются оксид и сульфид цинка. Составьте уравнение этой реакции и дайте ей характеристику с точки зрения различных классификаций.
– Число и состав исходных веществ и продуктов реакции: реакция замещения
– Изменение степеней окисления химических элементов: окислительно-восстановительная
– Обратимость процесса: необратимая
– Участие катализатора: некаталитическая
– Тепловой эффект: экзотермическая.
9. Напишите уравнения реакций получения водорода при помощи реакций: а) замещения; б) разложения. Дайте полную характеристику каждой из них.
– Число и состав исходных веществ и продуктов реакции: реакция замещения
– Изменение степеней окисления химических элементов: окислительно-восстановительная
– Обратимость процесса: необратимая
– Участие катализатора: некаталитическая
– Тепловой эффект: экзотермическая.
– Число и состав исходных веществ и продуктов реакции: реакция разложения
– Изменение степеней окисления химических элементов: окислительно-восстановительная
– Обратимость процесса: обратимая
– Участие катализатора: некаталитическая
– Тепловой эффект: эндотермическая.
10. Почему скорость многих химических реакций с течением времени уменьшается? Приведите примеры, когда скорость реакции с течением времени увеличивается.
Как правило, со временем скорость химической реакции уменьшается, так как при этом реагирующие вещества расходуются и их концентрация уменьшается. Примером реакций, в которых скорость со временем увеличивается, могут быть автокаталитические реакции.
Автокатализ – катализ химической реакции одним из ее продуктов или исходных веществ. Одним из наиболее широко известных примеров автокатализа является окисление щавелевой кислоты перманганатом:
При комнатной температуре эта реакция вначале протекает медленно, но по мере накопления в растворе продукта-катализатора, она ускоряется.
11. Изменится ли скорость реакции между водородом и кислородом, если в их смесь, сохранив условия (какие?), ввести азот? Ответ поясните.
12. В колбе емкостью 2 л смешали 4,5 моль газа А и 3 моль газа В. Газы А и В реагируют соответственно уравнению А+В = 2С. Через 2 с в реакционной системе образовался газ С количеством вещества 1 моль. Определите среднюю скорость реакции. рассчитайте количества веществ газов А и В, которые не прореагировали.
13. Какие условия превращения оксида серы (IV) в оксид серы (VI) можно предусмотреть, учитывая закономерности течения этой реакции? как осуществляют этот процесс на химическом производстве?
14. Какой процесс на сернокислотном заводе основан на применении принципа теплообмена? Чего можно достичь, применяя этот принцип?
15. Какими способами можно достичь увеличение скорости реакции обжига спирта на сернокислотном заводе?
16. Укажите три условия, при которых будет происходить смещение химического равновесия реакции
в сторону образования азотной кислоты.
17. Гидрирование бензола выражается следующим уравнением реакции:
При каких условиях следует проводить гидрирование бензола? В какую сторону сместится химическое равновесие данной реакции: а) при понижении температуры; б)при уменьшении давления; в) при увеличении концентрации бензола? Ответ обоснуйте.
18. Метиловый спирт (метанол) получают в соответствии с уравнением реакции
Можно ли получить метанол, если реакцию проводить при пониженном давлении и высокой температуре? Почему? Какие условия для проведения этой реакции вы предложите? Поясните ваш ответ.
19. В какую сторону сместится химическое равновесие при понижении температуры в следующих системах:
В какую сторону сместится химическое равновесие при повышении давления в системах:
Поясните свой ответ.
20. Какие факторы способствуют электролитической диссоциации в растворах? На конкретном примере объясните процесс электролитической диссоциации в воде вещества с ионной связью.
21. На конкретном примере покажите, как происходит электролитическая диссоциация в воде вещества с ковалентной связью.
При растворении в воде веществ с ковалентно-полярной связью, молекулы воды, окружив полярную молекулу, сначала растягивают связь в ней, увеличивая ее полярность, затем разрывают ее на ионы, которые гидратируются и равномерно распределяются в растворе. Например, соляная кислота диссоциирует на ионы:
22. Укажите факторы, свидетельствующие о гидратации ионов в водных растворах.
23. Разрушение кристаллической решетки требует затраты энергии, но при растворении кристаллического KOH в воде выделяется тепло. Какой процесс сопровождается выделением теплоты? Приведите аналогичные примеры.
Если взаимодействие частиц растворенного вещества с молекулами растворителя сопровождается выделением энергии, чем это необходимо на разрыв связей между частицами растворяемого вещества, раствор будет разогреваться (тепловой эффект растворения положительный). Например, как при растворении в воде щелочей и некоторых кислот (H2SO4). Такие процессы называются экзотермическими. К ним также относятся реакции горения и окисления, например водорода в кислороде, сжигание метана, горение пороха, окисление жиров в организме человека.
24. Дайте определения оснований, кислот и солей с точки зрения теории электролитической диссоциации. Приведите примеры.
25. Предскажите, как изменится степень диссоциации кислоты, если в метильной группе молекулы уксусной кислоты атом водорода заменить на атом хлора. Дайте обоснованный ответ и составьте уравнение диссоциации этой кислоты.
Сила кислоты определяются ее способностью отдавать протон, т.е. диссоциировать. Хлоруксусная кислота более сильная кислота, чем уксусная, поскольку атом хлора является электроотрицательным элементом и оттягивает на себя электроны, и связь между кислородом и водородом карбоксильной группы хлоруксусной кислоты становится более ослабленной, т.е. протон уходит легче, по сравнению с уксусной кислотой.
26. Какие условия необходимы для протекания реакций между электролитами в растворе? Приведите конкретные примеры.
Реакции, протекающие в растворах между электролитами, называются реакциями ионного обмена. Реакции ионного обмена протекают до конца, если: 1) образуется осадок; 2)выделяется газ; 3) образуется малодиссоциирующее вещество (вода).
Примеры:
27. Составьте по два различных уравнения реакций в молекулярной форме, которые соответствовали бы следующим ионно-молекулярным уравнениям:
28. Хлороводород, растворяясь в воде, почти полностью ионизируется, а в муравьиной кислоте H–COOH его ионизация протекает примерно на одну треть. В чем причина такого различия?
Хлороводород – это сильный электролит и полностью диссоциирует на ионы, а муравьиная кислота – слабый и диссоциирует не полностью.
29. Даны растворы следующих веществ: CuSO4, KOH, BaCl2, HCl. Между какими из них будут протекать химические реакции: напишите молекулярные и ионные (полные и сокращенные) уравнения возможных реакций.
30. Даны растворы следующих веществ: K2CO3, Na2SO4, HNO3, Ba(NO3)2. Между какими из них будут протекать химические реакции? Напишите молекулярные и ионные (полные и сокращенные) уравнения возможных реакций.
31. Укажите, какие из солей подвергаются гидролизу: а)KCl; б)NH4NO3; в)Na2CO3. Напишите уравнения реакций гидролиза этих солей (в молекулярной и ионной формах).
32. Можно ли при помощи индикаторов различить растворы двух солей: нитрата цинка и сульфида натрия? Дайте обоснованный ответ и напишите уравнения соответствующих реакций.
Можно в нитрате цинка среда кислая и лакмус будет красный, а в среде сульфида натрия среда щелочная и лакмус будет синий.
33. Даны три соединения натрия: гидрид, хлорид, сульфид. Какие процессы происходят с каждым из них в воде? Напишите уравнения реакций. Поясните сходство и различие этих процессов.
Хлорид натрия и сульфид натрия соли, но из них гидролизу подвергается только сульфид натрия, поскольку хлорид натрия – соль, образованная сильным основанием и сильной кислотой.
34. Какие продукты образуются при сливании водных растворов карбоната натрия и хлорида алюминия? Напишите уравнения реакций. Дайте пояснение.
35. Какие продукты образуются при гидролизе жиров? Как сместить химическое равновесие системы в сторону реакции гидролиза жира? Ответ подтвердите уравнением реакции.
Жиры представляют собой сложные эфиры глицерина и высших карбоновых кислот. Гидролиз жира на примере тристеарина:
В обоих случаях одним из продуктов гидролиза является глицерин. только в случае щелочного гидролиза образуется соль – тристеарат калия, а в случае кислотного – стеариновая кислота. Чтобы сместить равновесие в сторону гидролиза необходимо увеличить концентрацию одного из исходных веществ (например щелочи).
36. Напишите уравнение реакции гидролиза бромэтана. Назовите продукты реакции. как сместить химическое равновесие в сторону процесса гидролиза бромэтана?
Для смещения равновесия в сторону гидролиза необходимо увеличивать концентрацию одного из исходных веществ, либо выводить из системы продукты реакции.
37. Какие вещества образуются при полном гидролизе белков? В какой среде проводят этот процесс? Поясните ответ и составьте схему гидролиза белка.
При полном гидролизе белков образуются аминокислоты. Гидролиз может быть кислотный (протекает быстрее всего), щелочной (приводит к разрыву их пептидных связей, рацемизации большинства аминокислот и практически полному разрушению серина, треонина, аргинина и цистеина, поэтому редко используется) и ферментативный (протекает медленно и, вероятно не полностью).
38. Составьте уравнение реакции гидролиза хлорметана. Назовите продукты гидролиза. Как сместить химическое равновесие в сторону процесса гидролиза?
Для смещения равновесия в сторону гидролиза необходимо увеличивать концентрацию одного из исходных веществ, либо выводить из системы продукты реакции.
39. Чем различаются составы продуктов полного гидролиза сахарозы и крахмала? В какой среде проводят гидролиз этих веществ? Почему? Ответ подтвердите уравнениями реакций.
40. К раствору, содержащему 21,3 г нитрата алюминия, прилили раствор, содержащий 17,49 г карбоната натрия. Вычислите массу образовавшегося осадка.
41. К раствору, содержащему 11,9 г нитрата серебра, прилили раствор, содержащий 2,67 г хлорида алюминия. Осадок отфильтровали и фильтрат выпарили. Определите массу осадка, а также массу и состав остатка после выпаривания фильтрата, если образуется кристаллогидрат состава Al(NO3)3·9H2O.
42. К раствору, содержащему 9,84 г нитрата кальция, прилили раствор, содержащий 9,84 г фосфата натрия. Образовавшийся осадок отфильтровали, а фильтрат выпарили. Определите массы продуктов реакции и состав их после выпаривания фильтрата, если считать, что образуются безводные соли.
43. Для полной нейтрализации 200 г 7,3%-ного раствора соляной кислоты потребовалось 200 г раствора гидроксида натрия. Рассчитайте массовую долю гидроксида натрия NaOH в этом растворе.
44. Одинаковое ли количество вещества соли серебра будет осаждаться из 100 мл 0,5 М раствора нитрата серебра при добавлении к нему по 100 мл 0,1 М растворов NaI и KI?
Итак, мы видим, что нитрат серебра взаимодействует с йодидами натрия и калия 1:1. Химические количества йодидов натрия и калия равны по 0,01 моль, нитрат серебра 0,05, т.е. значит он в избытке. Реакции протекают аналогично, и сколько вступает йодида столько образуется осадка, т.е. тоже по 0,01 моль.
Источник