Задача .1. При взаимодействии водяных паров объёмов 16,8 л (н.у) с раскалённым железом получился водород объём 12 л ( н.у), а второй продукт - оксид железа второй степени.…

Чтобы решить предложенные задачи, будем использовать основные принципиальные соображения из химии и законов стехиометрии. Пояснения будут представлены по каждой задаче отдельно.

Задача 1

При взаимодействии водяных паров с раскалённым железом:

• Объём водяных паров = 16,8 л
• Объём полученного водорода = 12 л

Сначала нужно рассчитать теоретически возможный объём водорода, который может быть получен из 16,8 л водяных паров.

1. Уравнение реакции: \[\text{Fe} + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{Fe}_2\text{O}_3 + \text{H}_2\]

2. По уравнению видно, что из 1 ммоль паров воды получается 1 ммоль водорода. Таким образом, отношение объемов 1:1.

3. Расчет теоретического выхода водорода: Объём водорода, который можно получить: 16,8 л.

4. Теперь рассчитаем выход: \[\text{Выход водорода (\%)} = \frac{\text{Полученный объем}}{\text{Теоретически возможный объем}} \times 100\] \[\text{Выход водорода} = \frac{12}{16,8} \times 100 \approx 71,43 \%\]

Задача 2

При взаимодействии алюминия с серной кислотой:

• 6 моль Al
• Выход водорода = 80% от теоретически возможного

1. Уравнение реакции: \[2 \text{Al} + 6 \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow 2 \text{Al}_2(\text{SO}_4)_3 + 3 \text{H}_2\]

2. По уравнению видно, что 2 моль алюминия дают 3 моль водорода.

3. Для 6 моль алюминия: \[\text{моль H}_2 = \frac{3 \text{ моль H}_2}{2 \text{ моль Al}} \times 6 \text{ моль Al} = 9 \text{ моль H}_2\]

4. Найдем массу теоретически возможного водорода: Молярная масса H₂ = 2 г/моль. \[\text{масса водорода} = 9 \text{ моль} \times 2 \text{ г/моль} = 18 \text{ г}\]

5. Выход = 80%, значит масса полученного водорода: \[\text{масса H}_2 = 0.8 \times 18 \text{ г} = 14.4 \text{ г}\]

Задача 3

При взаимодействии хлорида натрия с концентрированной серной кислотой:

• 11,7 г NaCl
• Выход HCl = 90%

1. Уравнение реакции: \[\text{NaCl} + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{NaHSO}_4 + \text{HCl}\]

2. Молярная масса NaCl = 58,5 г/моль. \[\text{моль NaCl} = \frac{11,7 \text{ г}}{58,5 \text{ г/моль}} \approx 0,2 \text{ моль}\]

3. По уравнению 1 моль NaCl дает 1 моль HCl, значит получается 0,2 моль HCl.

4. Масса теоретически возможного HCl = 0,2 моль × 36,5 г/моль = 7,3 г.

5. Выход = 90%: \[\text{масса HCl} = 0.9 \times 7.3 \text{ г} = 6.57 \text{ г}\]

Задача 4

При взаимодействии водорода с бромом:

• 22,4 л водорода
• 30 л бромоводорода

1. Уравнение реакции: \[\text{H}_2 + \text{Br}_2 \rightarrow 2 \text{HBr}\]

2. Стехиометрия реакции показывает, что на 1 л H₂ получается 2 л HBr из 1 л Br₂.

3. Теоретически возможный объём бромоводорода = 22,4 л H₂ × 2 = 44,8 л.

4. Выход: \[\text{Выход (\%)} = \frac{\text{Полученный объем}}{\text{Теоретические объем}} \times 100\] \[\text{Выход} = \frac{30}{44,8} \times 100 \approx 66,96 \%\]

Задача 5

Необходимо получить 1 т гидроксида кальция:

• Практический выход = 97%

1. Уравнение реакции: \[\text{CaO} + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{Ca(OH)}_2\]

2. Масса Ca(OH)₂: \[1 \text{ т} = 1000 \text{ кг} = 1000 \text{ г}\]

3. Находим теоретически необходимую массу Ca(OH)₂: \[\text{Необходимая масса} = \frac{1000 \text{ г}}{0.97} \approx 1030.93 \text{ г}\]

4. Молярная масса CaO = 56 г/моль. Она дает 1 моль Ca(OH)₂, значит необходимо взять: \[\text{масса CaO} = 1030.93 \text{ г}\]

Задача 6

При взаимодействии раствора серной кислоты с гидроксидом калия:

• 980 г 15% раствора H₂SO₄
• Получено 62,5 г сульфата калия (K₂SO₄)

1. Рассчитаем массу серной кислоты в растворе: \[\text{маса H}_2\text{SO}_4 = 980 \text{ г} \times 0.15 = 147 \text{ г}\]

2. Уравнение реакции: \[\text{H}_2\text{SO}_4 + 2 \text{KOH} \rightarrow K_2SO_4 + 2 H_2O\]

3. Теоретически получаем e 1 моль H₂SO₄ = 1 моль K₂SO₄ = 174 г. Тогда: \[\text{моль K}_2SO_4 = \frac{62.5}{174} \approx 0.36 \text{ моль}\]

4. Для этой реакции будет необходимо 0.36 моль H₂SO₄: \[\text{масса H₂SO₄} = 0.36 \text{ моль} \times 98 \text{ г/моль} = 35.28 \text{ г}\]

5. Выход: \[\text{Выход} = \frac{62.5}{147} \times 100 \approx 42.43\%\]

Эти шаги помогут вам понять, как решать подобные задачи по химии. Если у вас есть дополнительные вопросы - не стесняйтесь задавать!