Задачи на «избыток- недостаток» - 9 класс ЗАДАЧА 1. На 36 г алюминия подействовали 64 г серы. Найдите массу образовавшегося сульфида алюминия. ЗАДАЧА 2. На 200 г 10%-го раствора…

Решим каждую задачу по порядку, анализируя реакции и вычисляя массы продуктов.

Задача 1

На 36 г алюминия (Al) подействовали 64 г серы (S). Нужно найти массу образовавшегося сульфида алюминия (Al₂S₃).

1. Составим уравнение реакции: \[ 4Al + 3S \rightarrow 2Al₂S₃ \]

2. Определим количество вещества (моль) каждого реагента:

   • Молярная масса Al = 27 г/моль
   • Молярная масса S = 32 г/моль

   \[ n_{Al} = \frac{36 \text{ г}}{27 \text{ г/моль}} = 1.33 \text{ моль} \] \[ n_{S} = \frac{64 \text{ г}}{32 \text{ г/моль}} = 2 \text{ моль} \]

3. Сравните соотношение реагентов по уравнению:

   • По уравнению 4 моль Al реагирует с 3 моль S.
   • Для 1.33 моль Al необходимо: \[ n_{S \text{ необходимое}} = \frac{3}{4} \times 1.33 = 1 \text{ моль} \]
   • У нас есть 2 моль S, значит Al будет лимитирующим реагентом.

4. Вычислим массу сульфида алюминия: \[ n_{Al₂S₃} = \frac{1.33}{2} = 0.665 \text{ моль} \]

   • Молярная масса Al₂S₃ = 2 × 27 + 3 × 32 = 54 + 96 = 150 г/моль \[ m_{Al₂S₃} = n_{Al₂S₃} \times M_{Al₂S₃} = 0.665 \text{ моль} \times 150 \text{ г/моль} \approx 99.75 \text{ г} \]

Ответ: Масса образовавшегося сульфида алюминия приблизительно равна 99.75 г.

Задача 2

На 200 г 10%-го раствора серной кислоты подействовали 40 г оксида алюминия (Al₂O₃). Нужно найти массу образовавшейся воды.

1. Определите массу серной кислоты (H₂SO₄): \[ m_{H₂SO₄} = 200 \text{ г} \times 0.10 = 20 \text{ г} \]

2. Составим уравнение реакции: \[ Al_{2}O_{3} + 3H_{2}SO_{4} \rightarrow Al_{2}(SO_{4})_{3} + 3H_{2}O \]

3. Определим количество вещества серной кислоты и оксида алюминия:

   • Молярная масса H₂SO₄ = 2 × 1 + 32 + 16 × 4 = 98 г/моль
   • Молярная масса Al₂O₃ = 2 × 27 + 16 × 3 = 54 + 48 = 102 г/моль

   \[ n_{H₂SO₄} = \frac{20 \text{ г}}{98 \text{ г/моль}} \approx 0.204 \text{ моль} \] \[ n_{Al₂O₃} = \frac{40 \text{ г}}{102 \text{ г/моль}} \approx 0.392 \text{ моль} \]

4. Сравните соотношение реагентов по уравнению:

   • 1 моль Al₂O₃ реагирует с 3 моль H₂SO₄. Для 0.392 моль Al₂O₃ необходимо: \[ n_{H₂SO₄ \text{ необходимое}} = 3 \times 0.392 \approx 1.176 \text{ моль} \]
   • У нас только 0.204 моль H₂SO₄, значит это лимитирующий реагент.

5. Вычислим массу образовавшейся воды: \[ n_{H_{2}O} = \frac{3}{1} \times 0.204 \approx 0.612 \text{ моль} \]

   • Молярная масса H₂O = 18 г/моль \[ m_{H_{2}O} = n_{H_{2}O} \times 18 \text{ г/моль} \approx 0.612 \times 18 \approx 11.016 \text{ г} \]

Ответ: Масса образовавшейся воды приблизительно равна 11.016 г.

Задача 3

Найти массу соли, образовавшейся при взаимодействии 25 г соляной кислоты (HCl) и 40 г гидроксида железа (III) (Fe(OH)₃).

1. Составим уравнение реакции: \[ 3HCl + Fe(OH)_{3} \rightarrow FeCl_{3} + 3H_{2}O \]

2. Определим количество вещества HCl и Fe(OH)₃:

   • Молярная масса HCl = 1 + 35.5 = 36.5 г/моль
   • Молярная масса Fe(OH)₃ = 55.8 + 3(16 + 1) = 55.8 + 51 = 106.8 г/моль

   \[ n_{HCl} = \frac{25 \text{ г}}{36.5 \text{ г/моль}} \approx 0.685 \text{ моль} \] \[ n_{Fe(OH)₃} = \frac{40 \text{ г}}{106.8 \text{ г/моль}} \approx 0.374 \text{ моль} \]

3. Сравните соотношение реагентов по уравнению:

   • По уравнению 1 моль Fe(OH)₃ реагирует с 3 моль HCl. Для 0.374 моль Fe(OH)₃ необходимо: \[ n_{HCl \text{ необходимое}} = 3 \times 0.374 = 1.122 \text{ моль} \]
   • У нас только 0.685 моль HCl, значит это лимитирующий реагент.

4. Вычислим массу образовавшейся соли (FeCl₃): \[ n_{FeCl_{3}} = \frac{1}{3} n_{HCl} = \frac{0.685}{3} \approx 0.228 \text{ моль} \]

   • Молярная масса FeCl₃ = 55.8 + 3(35.5) = 55.8 + 106.5 = 162.3 г/моль \[ m_{FeCl_{3}} = n_{FeCl_{3}} \times M_{FeCl_{3}} = 0.228 \times 162.3 \approx 37.01 \text{ г} \]

Ответ: Масса образовавшейся соли (FeCl₃) приблизительно равна 37.01 г.