Через 64 г 15%-ного раствора сульфата меди(II) пропускали электрический ток до тех пор, пока на аноде не выделилось 1120 мл (н. у.) газа. К образовавшемуся раствору добавили 66,56 г 25%-ного раствора хлорида бария. Определите массовую долю хлорида бария в полученном растворе. В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).

[1] 2CuSO₄ + 2H₂O = 2Cu↓ + O₂↑ + 2H₂SO₄ (электролиз) [2] 2H₂O = 2H₂↑ + O₂↑ (электролиз) [3] BaCl₂ + H₂SO₄ = BaSO₄↓ + 2HCl m(CuSO₄) = m(р-ра CuSO₄) · ω = 64 · 0,15 = 9,6 г n(CuSO₄) = m/M = 9,6/160 = 0,06 моль n(O₂) = V/Vₘ = 1,12/22,4 = 0,05 моль n₁(O₂) = n(CuSO₄)/2 = 0,06/2 = 0,03 моль - недостаток по уравнению реакции [1], значит протекал электролиз воды [2] n(H₂SO₄) = n(CuSO₄) = 0,06 моль - по уравнению реакции [1] m(BaCl₂) = m(р-ра BaCl₂) · ω = 66,56 · 0,25 = 16,64 г n(BaCl₂) = m/M = 16,64/208 = 0,08 моль - избыток по уравнению реакции [3] n(прор. BaCl₂) = n(H₂SO₄) = 0,06 моль - по уравнению реакции [3] n(ост. BaCl₂) = n(BaCl₂) - n(прор. BaCl₂) = 0,08 - 0,06 = 0,02 моль m(ост. BaCl₂) = n · M = 0,02 · 208 = 4,16 г m(р-ра) = m(р-ра CuSO₄) - m(Cu) - m(O₂) - m(H₂) + m(р-ра BaCl₂) - m(BaSO₄) n(Cu) = n(CuSO₄) = 0,06 моль - по уравнению реакции [1] m(Cu) = n · M = 0,06 · 64 = 3,84 г m(O₂) = n · M = 0,05 · 32 = 1,6 г n₂(O₂) = n(O₂) - n₁(O₂) = 0,05 - 0,03 = 0,02 моль n(H₂) = 2n₂(O₂) = 0,04 моль - по уравнению реакции [2] m(H₂) = n · M = 0,04 · 2 = 0,08 г n(BaSO₄) = n(H₂SO₄) = 0,06 моль - по уравнению реакции [3] m(BaSO₄) = n · M = 0,06 · 233 = 13,98 г m(р-ра) = 64 -3,48 - 1,6 - 0,08 + 66,56 - 13,98 = 111,06 г ω(BaCl₂) = m(ост. BaCl₂)/m(р-ра) = 4,16/111,06 = 0,0375 (3,75%) Видео: https://www.youtube.com/embed/PqTe_O2GHvM?start=8786

Смесь кальция и карбоната кальция, в которой массовая доля атомов кальция составляет 50%, растворили в 300 г соляной кислоты, взятой в избытке. При этом образовался раствор массой 330 г. Один из выделившихся газов был поглощён 400 г 4%-ного раствора гидроксида натрия. Вычислите массовую долю соли в образовавшемся после поглощения газа растворе. В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения и обозначения искомых физических величин).

[1] Ca + 2HCl = CaCl₂ + H₂ [2] CaCO₃ + 2HCl = CaCl₂ + CO₂ + H₂O [3] CO₂ + NaOH = NaHCO₃ Δm(р-ра) = 330 – 300 = 30 г Пусть в исходной смеси n(Ca) = х моль, n(CaCO₃) = y моль Δm(р-ра) = m(Ca) + m(CaCO₃) + m(H₂) + m(CO₂) m(Ca) = n · M = 40x г m(CaCO₃) = n · M = 100y г n(H₂) = n(Ca) = х моль - по уравнению реакции [1] m(H₂) = n · M = 2x г n(CO₂) = n(CaCO₃) = y моль - по уравнению реакции [2] m(CO₂) = n · M = 44y г Δm(р-ра) = 40х + 100у – 2х – 44у = 38x + 56y = 30 г n₁(Ca) = n(Ca) = х моль n₂(Ca) = n(CaCO₃) = y моль m(Ca) = n(Ca) · M = (n₁(Ca) + n₂(Ca)) · M = 40(х + y) г ω(Ca) = m(Ca)/m(смеси) = 40(х + у)/(40x + 100у) = 0,5 40х + 40у = 20x + 50y 20x = 10y y = 2x 38x + 112x = 30 150x = 30 x = 0,2 y = 2x = 0,4 n(Ca) = x = 0,2 моль n(CaCO₃) = y = 0,4 моль n(CO₂) = n(CaCO₃) = 0,4 моль m(CO₂) = n · M = 0,4 · 44 = 17,6 г m(NaOH) = m(р-ра NaOH) · ω = 400 · 0,04 = 16 г n(NaOH) = m/M = 16/40 = 0,4 моль n(NaHCO₃) = n(NaOH) = 0,4 моль - по уравнению реакции [3] m(NaHCO₃) = n · M = 0,4 · 84 = 33,6 г m(р-ра) = m(р-ра NaOH) + m(CO₂) = 400 + 17,6 = 417,6 г ω(NaHCO₃) = m(NaHCO₃)/m(р-ра) = 33,6/417,6 = 0,08 (8%) Видео: https://www.youtube.com/embed/3fJeOtCGF1A?start=10703

Смесь карбоната натрия и оксида железа(III) сплавили, масса полученного остатка оказалась меньше исходной смеси на 1,32 г, в которой на каждые 3 иона натрия приходится 7 атомов железа. Остаток растворили в 175,2 г 10% раствора соляной кислоты. После чего добавили 160 г 14% раствора гидроксида натрия и тщательно перемешали раствор. Определите массовую долю хлорида натрия в конечном растворе. В ответе напишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых величин).

[1] Na₂CO₃ + Fe₂O₃ = 2NaFeO₂ + CO₂↑ [2] NaFeO₂ + 4HCl = FeCl₃ + NaCl + 2H₂O [3] Fe₂O₃ + 6HCl = 2FeCl₃ + 3H₂O [4] FeCl₃ + 3NaOH = Fe(OH)₃↓ + 3NaCl n(CO₂) = V/Vₘ = 1,32/44 = 0,03 моль Пусть n(Na₂CO₃) = x моль, n(Fe₂O₃) = y моль m(Na₂CO₃) = n · M = 106x моль m(Fe₂O₃) = n · M = 160y моль n(Na⁺) = 2n(Na₂CO₃) = 2x моль n(Fe) = 2n(Fe₂O₃) = 2y моль n(NaFeO₂) = 2n(CO₂) = 2 · 0,03 = 0,06 моль - по уравнению реакции [1] m(NaFeO₂) = n · M = 0,06 · 111 = 6,66 г m(смеси) = 6,66 + 1,32 = 7,98 г m(смеси) = m(Na₂CO₃) + m(Fe₂O₃) = 106x + 160y = 7,98 г Отношение числа атомов/ионов пропорционально отношению количеств веществ атомов/ионов n(Na⁺)/n(Fe) = 3/7 = 2x/2y x = 3y/7 = 0,43y 106 · 0,43y + 160y = 7,98 y = 0,039 x = 0,017 n(Na₂CO₃) = 0,017 моль n(Fe₂O₃) = 0,039 моль m(Fe₂O₃) = n · M = 0,04 · 160 = 6,4 г m(HCl) = m(р-ра HCl) · ω = 175,2 · 0,1 = 17,52 г n(HCl) = m/M = 17,52/36,5 = 0,48 моль n₂(HCl) = 4n(NaFeO₂) = 4 · 0,06 = 0,24 моль - по уравнению реакции [2] n₃(HCl) = 6n(Fe₂O₃) = 6 · 0,04 = 0,24 моль - по уравнению реакции [3] n(прор. HCl) = n₂(HCl) + n₃(HCl) = 0,24 + 0,24 = 0,48 моль = n(HCl) - кислота реагирует полностью n₂(NaCl) = n₂(FeCl₃) = n(NaFeO₂) = 0,06 моль - по уравнению реакции [2] n₃(FeCl₃) = 2n(Fe₂O₃) = 2 · 0,04 = 0,08 моль - по уравнению реакции [3] n(FeCl₃) = n₂(FeCl₃) + n₃(FeCl₃) = 0,06 + 0,08 = 0,14 моль m(NaOH) = m(р-ра NaOH) · ω = 160 · 0,14 = 22,4 г n(NaOH) = m/M = 22,4/40 = 0,56 моль - избыток по уравнению реакции [4] n₄(NaCl) = 3n(FeCl₃) = 3 · 0,14 = 0,42 моль - по уравнению реакции [4] n(NaCl) = n₂(NaCl) + n₄(NaCl) = 0,06 + 0,42 = 0,48 моль m(NaCl) = n · M = 0,48 · 58,5 = 28,08 г n(Fe(OH)₃) = n(FeCl₃) = 0,14 моль - по уравнению реакции [4] m(Fe(OH)₃) = n · M = 0,14 · 107 = 14,98 г m(р-ра) = m(Fe₂O₃) + m(NaFeO₂) + m(р-ра HCl) + m(р-ра NaOH) - m(Fe(OH)₃) m(р-ра) = 6,4 + 6,66 + 175,2 + 160 – 14,98 = 333,28 г ω(NaCl) = m(NaCl)/m(р-ра) = 28,08/333,28 = 0,084 (8,4%) Видео: https://www.youtube.com/embed/Z9Ra2MdipEM?start=7338

Электролиз растворов сульфата меди(II) массой 320 г с массовой долей соли 7,3% и хлорида натрия массой 400 г с массовой долей соли 5,85% прекратили, когда масса каждого раствора уменьшилась на 11,68 г. После чего растворы слили. Вычислите массовую долю гидроксида натрия в образовавшемся растворе. В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).

[1] 2CuSO₄ + 2H₂O = 2Cu↓ + O₂↑ + 2H₂SO₄ (электролиз) [2] 2NaCl + 2H₂O = H₂↑ + Cl₂↑ + 2NaOH (электролиз) [3] H₂SO₄ + 2NaOH = Na₂SO₄ + 2H₂O m(CuSO₄) = m(р-ра CuSO₄) · ω = 320 · 0,073 = 23,36 г n(CuSO₄) = m/M = 23,36/160 = 0,146 моль m(NaCl) = m(р-ра NaCl) · ω = 400 · 0,0585 = 23,4 г n(NaCl) = m/M = 23,4/58,5 = 0,4 моль Пусть n(O₂) = x моль, n(H₂) = y моль n(Cu) = 2x моль - по уравнению реакции [1] n(Cl₂) = y моль - по уравнению реакции [2] 2x · 64 + 32x = 11,68 2y + 71y = 11,68 х = 0,073 y = 0,16 n(O₂) = 0,073 моль, n(H₂) = 0,16 моль n(H₂SO₄) = n(прор. CuSO₄) = 2n(O₂) = 0,073 · 2 = 0,146 моль - по уравнению реакции [1] n(NaOH) = 2n(H₂) = 0,16 · 2 = 0,32 моль - избыток по уравнению реакции [2] n(прор. NaOH) = 2n(H₂SO₄) = 0,146 · 2 = 0,292 моль - по уравнению реакции [3] n(ост. NaOH) = n(NaOH) - n(прор. NaOH) = 0,32 – 0,292 = 0,028 моль m(ост. NaOH) = n · M = 0,028 · 40 = 1,12 г m(р-ра) = m(р-ра CuSO₄) + m(р-ра NaCl) – 2 · 11,68 = 320 + 400 – 23,36 = 696,64 г ω(ост. NaOH) = m(ост. NaOH)/m(р-ра) = 1,12/696,64 = 0,0016 (0,16%) Видео: https://www.youtube.com/embed/Rxe4DgAn4zg?start=6888