Задания и решения
Задача 1
Вычислите количество вещества хлора, требуемого для получения 0,6 моля хлорида железа FeCl3.
Записываем уравнение реакции: \[ 2Fe + 3Cl_2 \rightarrow 2FeCl_3 \]
По уравнению видно: 3 моль \(Cl_2\) реагируют с 2 молями \(Fe\) и образуют 2 моля \(FeCl_3\).
Для получения 0,6 моль \(FeCl_3\) нам нужно: \[ n(Cl_2) = \frac{3}{2} \cdot n(FeCl_3) = \frac{3}{2} \cdot 0,6 = 0,9 \, \text{моль} \]
Ответ: \( n(Cl_2) = 0,9 \, \text{моль} \)
Задача 2
Рассчитайте массу оксида свинца, если по реакции \(PbO + H_2 \rightarrow Pb + H_2O\) получили 20,7 г свинца.
Записываем уравнение реакции: \[ PbO + H_2 \rightarrow Pb + H_2O \]
Определяем количество вещества свинца: \[ n(Pb) = \frac{m}{M} = \frac{20,7 \, \text{г}}{207 \, \text{г/моль}} = 0,1 \, \text{моль} \]
Исходя из уравнения реакций, 1 моль \(PbO\) дает 1 моль \(Pb\). Следовательно, для 0,1 моль \(Pb\) потребуется 0,1 моль \(PbO\).
Рассчитываем массу \(PbO\): \[ M(PbO) = M(Pb) + M(O) = 207 + 16 = 223 \, \text{г/моль} \] \[ m(PbO) = n(PbO) \cdot M(PbO) = 0,1 \cdot 223 = 22,3 \, \text{г} \]
Ответ: \( m(PbO) = 22,3 \, \text{г} \)
Задача 3
Вычислите массу серы, необходимую для получения оксида серы (IV) количеством вещества 4 моль \(SO_2\).
Записываем уравнение реакции: \[ S + O_2 \rightarrow SO_2 \]
Из уравнения видно, что 1 моль серы \(S\) дает 1 моль \(SO_2\). Таким образом, для 4 моль \(SO_2\) потребуется: \[ n(S) = 4 \, \text{моль} \]
Рассчитываем массу серы: \[ M(S) = 32 \, \text{г/моль} \] \[ m(S) = n(S) \cdot M(S) = 4 \cdot 32 = 128 \, \text{г} \]
Ответ: \( m(S) = 128 \, \text{г} \)
Задача 4
Вычислите массу серной кислоты, которой требуется на нейтрализацию 5,6 г гидроксида калия.
Записываем уравнение реакции: \[ H_2SO_4 + 2KOH \rightarrow K_2SO_4 + 2H_2O \]
Рассчитываем количество вещества \(KOH\): \[ M(KOH) = 56 + 1 = 57 \, \text{г/моль} \] \[ n(KOH) = \frac{5,6 \, \text{г}}{57 \, \text{г/моль}} \approx 0,098 \, \text{моль} \]
По уравнению видно, что 2 моль \(KOH\) требуют 1 моль \(H_2SO_4\). Соответственно: \[ n(H_2SO_4) = \frac{0,098}{2} \approx 0,049 \, \text{моль} \]
Рассчитываем массу серной кислоты: \[ M(H_2SO_4) = 2 + 32 + 4 \cdot 16 = 98 \, \text{г/моль} \] \[ m(H_2SO_4) = n(H_2SO_4) \cdot M(H_2SO_4) \approx 0,049 \cdot 98 \approx 4,8 \, \text{г} \]
Ответ: \( m(H_2SO_4) \approx 4,8 \, \text{г} \)
Контрольные вопросы
Что называется уравнением химической реакции? Уравнение химической реакции — это математическое выражение, описывающее преобразование веществ (реактанты) в другие вещества (продукты) с указанием их химических формул и стехиометрических коэффициентов, которые отражают количественные соотношения реагирующих веществ.
Какой закон лежит в основе составления уравнений химических реакций? Основным законом, лежащим в основе составления уравнений химических реакций, является закон сохранения массы, согласно которому сумма масс веществ на стороне реакторов равна сумме масс веществ на стороне продуктов.
Сформулируйте закон сохранения массы веществ. Закон сохранения массы веществ гласит, что в закрытой системе общая масса веществ до и после химической реакции остается неизменной: масса реагентов равна массе продуктов реакции.