Розв’язування типових задач – ПІДГРУПА КАРБОНУ

ПОСІБНИК З ХІМІЇ ДЛЯ ВСТУПНИКІВ ДО ВИЩИХ НАВЧАЛЬНИХ ЗАКЛАДІВ

Частина II. НЕОРГАНІЧНА ХІМІЯ

Розділ 11. ПІДГРУПА КАРБОНУ

§11.10. Розв’язування типових задач

Задача 1. Під час прожарювання кристалогідрату CuSO4 ∙ 5Н2O масою 10,0 г відбулося часткове видалення води. Визначте формулу добутого кристалогідрату, якщо його маса дорівнює 7,84 г.

Розв’язання. Складаємо рівняння реакції:

CuSO4 ∙5Н2О = CuSO4 ∙ xН2О + (5 – х)Н2О,

Де х – кількість молів води, що містяться в 1 моль добутого кристалогідрату.

Розраховуємо кількість речовини

CuSO4 ∙ 5Н2O, взятого для прожарювання:

Розвязування типових задач ПІДГРУПА КАРБОНУ

Кількість речовини добутого кристалогідрату також дорівнює 0,04 моль, тобто

N(CuSO4 ∙ xН2О) = 0,04 моль, що випливає з рівняння реакції процесу.

Кількість речовини води у вихідному кристалогідраті становить:

N(Н2O) = 5n(CuSO4 – 5Н2O);

N(Н2О) = 5 – 0,04 = 0,2 (моль).

Обчислюємо масу і кількість речовини води, видаленої з кристалогідрату і тієї, що залишилася в ньому:

Mвид(Н2O) = m(CuSO4 ∙ 5Н2О) – m(CuSO4 ∙ xН2О);

Mвид(н2O) = 10,0 – 7,84 = 2,16 (г);

Розвязування типових задач ПІДГРУПА КАРБОНУ

Nзал(Н2O) = n(Н2О) – nвид(Н2O);

Nзал(Н2О) = 0,2 – 0,12 = 0,08 (моль).

Розраховуємо

коефіцієнт х :

Розвязування типових задач ПІДГРУПА КАРБОНУ

Таким чином, формула кристалогідрату – CuSO4 ∙ 2Н2О.

Задача 2. У процесі виробництва хлоридної кислоти хлороводень одержали, використовуючи хлор об’ємом 560 л (н. у.) і надлишок водню. Добутий газ розчинили у воді масою 4,175 кг. Визначте масову частку хлороводню в хлоридній кислоті.

Розв’язання. Визначаємо кількість речовини хлору, взятої для синтезу хлороводню:

Розвязування типових задач ПІДГРУПА КАРБОНУ

Де V(Сl2) – об’єм хлору за нормальних умов;

Vm – молярний об’єм газів за нормальних умов.

Із рівняння реакції синтезу хлороводню з простих речовин

Н2 + Сl2 = 2НСl

Виходить, що n( НСl) = 2n(Сl2);

N(НСl) = 2 ∙ 25 = 50 (моль),

Де n(НСl) – кількість речовини добутого хлороводню. Розраховуємо масу хлороводню, що утворився: m(НСl) = n(НСl) ∙ M (НСl);

M(НСl) = 50 36,5 = 1825 (г) = 1,825 (кг).

Обчислюємо масу добутого розчину:

M = m(HCl) + m(Н2O); m = 1,825 + 4,175 = 6 (кг). Визначаємо масову частку хлороводню в хлоридній кислоті:

Розвязування типових задач ПІДГРУПА КАРБОНУ

Задача 3. Наведіть приклади хімічних процесів, в яких:

А) кислота реагує з кислотою; б) слабка кислота витісняє сильну з розчину її солі.

Розв’язання, а) Кислота може реагувати з кислотою, якщо одна з кислот є окисником, а інша – відновником. Наприклад, іодоводнева кислота НІ (відновник) взаємодіятиме із сульфатною кислотою (окисник):

-1 +6 0 +4

2Нl + H2SO4 = l2 + SO4 + 2Н2О;

Розвязування типових задач ПІДГРУПА КАРБОНУ

Сульфідна кислота H2S (відновник) окиснюватиметься нітратною кислотою HNO3:

H2S + 2HNO3 = S + 2NO2 + 2Н2О;

Розвязування типових задач ПІДГРУПА КАРБОНУ

Б) Слабка кислота може витісняти сильну з розчину солі сильної кислоти, якщо один з продуктів реакції дуже мало розчинний у воді та кислотах. Наприклад, сульфідна кислота витіснить сульфатну з розчину сульфату купруму(ІІ):

CuSO4 + H2S = CuSi + H2SO4;

Cu2+ + H2S = CuSi + 2H+.

Ортофосфатна кислота витіснить сильнішу нітратну кислоту з розчину нітрату кальцію:

ЗСа(NО3)2 + 2Н3РO4 = Са3(РO4)2 ↓ + 6HNO3;

ЗСа2+ + 2Н3РО4 = Са3(РO4)2 ↓ + 6Н+.