Как определить в какой пропорции вещества содержится больше атомов
В сентябре, когда я начинаю работать с новыми учениками, всегда волнуюсь. Первые занятия — самые важные, поскольку происходит построение «призмы», через которую я буду передавать знания и опыт, а ученик — воспринимать информацию и учиться работать с ней.
Я преподаю химию как точный предмет, в основе которого лежит строгая математическая логика. Я учу строить систему в любой поступающей информации, видеть главные узлы системы и связи между ними. Только так можно изучить такой сложный предмет, каким является химия. Ребята учатся грамотно учиться, затем свои знания и опыт работы они переносят в высшую школу, изучая более сложные медицинские предметы.
Не все проходит гладко. Накопление информации и опыта всегда индивидуально и связано с формированием сложной системы условных рефлексов. Но даже в самых тяжелых и запущенных случаях я не опускаю руки, использую современные технологии нейрофизиологии для ускорения процесса образования и повышения его качества.
Вспоминаю 2008 год. Это был последний год без ЕГЭ. Тяжелые задания на письменных вступительных экзаменах подразумевали серьезную подготовку, особенно по решению сложных задач. В тот год у меня были очень сильные ученики. Все как на подбор, быстро схватывали материал, набирались опыта и решали сложные задачи. И только Дима резко отставал от всех остальных. На занятиях он работал отлично, но как только покидал стены кабинета, весь изученный материал и накопленный опыт исчезали бесследно. На следующем занятии приходилось начинать все с начала. Так продолжалось несколько месяцев. Я понимала, что это не вина, а беда мальчика, а ключ к решению проблемы спрятан в индивидуальных особенностях физиологии высшей нервной деятельности. Пришлось обратиться за советом к своим бывшим ученикам, профессиональным нейрофизиологам. Как решилась проблема Димы и кем он стал теперь, я расскажу позже. А мы продолжим изучать химию. Тема сегодняшней статьи — количество вещества (моль).
Количество вещества (моль)
Количество вещества (моль) — важная расчетная величина в химии. Это именно тот золотой ключик, которым открывают любую, даже самую потайную дверь химической задачи. Термины «моль» и «молекула» — однокоренные, они произошли от латинского слова «moles». В XVII в. появился термин «молекула» («маленькая масса»). Понятие «моль» («большая масса», «порция») появилось в начале XX века. Автор термина «моль» — немецкий химик и физик Вильгельм Оствальд.
Количество вещества определяется числом частиц, из которых состоит данное вещество (атомов, молекул, ионов), и обозначается греческой буквой «ню». Для характеристики количества вещества в химии используют особую единицу измерения — моль.
Моль — это количество вещества, которое содержит столько структурных единиц (атомов, молекул, ионов), сколько атомов углерода содержится в 12 г изотопа углерода 12С. Экспериментально установлено, что один моль любого вещества содержит число Авогадро структурных единиц. В настоящее время известно более 60 независимых экспериментальных методов определения значения числа Авогадро.
Молярная масса — это масса 1 моля вещества, то есть отношение массы вещества к его количеству, выраженное в г/моль.
Абсолютная масса одной молекулы (атома) определяется делением молярной массы на число Авогадро
Итак, мы освоили первые математические формулы для химических расчетов. Попробуем закрепить наши знания и умение пользоваться этими формулами на решении простейших задач по химии.
Задача 1
Определите массу карбоната натрия и воды, которые содержатся в 0,8 моль кристаллической соды
Задача 2
Вычислите абсолютную массу одной молекулы углекислого газа в граммах
Задача 3
Образец вещества, массой 5,6 г содержит десятую часть числа Авогадро молекул. Определите молярную массу вещества
Задача 4
Эквимолярная смесь оксида фосфора (V) и диоксида кремния имеет массу 60,6 г. Определите массу оксида фосфора (V)
Вот мы и освоили первые, самые важные расчетные величины и поучились с ними работать. Но это еще не все. С количеством вещества можно вытворять такие замечательные трюки, которые вы даже представить не можете! Об этом скоро в следующих статьях.
А теперь о Диме и его проблеме с изучением химии. Тайна лежала в индивидуальных особенностях бета-тета активности головного мозга. Мои бывшие ученики, а теперь — ведущие нейрофизиологи МГУ работают с ритмами мозга. Они определили, что бета-тета ритмы мозга находится под влиянием гиппокампа, который играет ключевую роль в ускоренной переработке информации и активации долговременной памяти. Стимуляция бета-тета волновой активности способствует изучению иностранных языков, усвоению новых терминов, более быстрому и конструктивному получению фундаментальных знаний. Дима прошел курс БОС терапии по стимуляции мозговой активности в одной из лабораторий МГУ. Уже через месяц он не только достиг уровня своих товарищей, но и даже превзошел их. Как показали исследования, после трех часов решения задач по химии также происходил невероятный всплеск бета-тета волн, а через три месяца регулярных занятий формировался высокий уровень бета-тета потенциала! Дима блестяще сдал вступительные экзамены и в 2008 году поступил в РГМУ им. Н.И.Пирогова (РНИМУ им. Н.И. Пирогова). Сегодня Дима работает врачом-педиатром в одной из центральных клиник Москвы.
Вы готовитесь к ЕГЭ и хотите поступить в медицинский? Обязательно посетите мой сайт Репетитор по химии и биологии https://repetitor-him.ru. Здесь вы найдете огромное количество задач, заданий и теоретического материала, познакомитесь с моими учениками, многие из которых уже давно работают врачами. Звоните мне +7(903) 186-74-55. Приходите ко мне на курс, на Мастер-классы «Решение задач по химии» — и вы сдадите ЕГЭ с высочайшими баллами, и станете студентом престижного ВУЗа!
PS! Если вы не можете со мной связаться из-за большого количества звонков от моих читателей, пишите мне в личку ВКонтакте, или на Facebook. Я обязательно отвечу вам.
Репетитор по химии и биологии кбн В.Богунова
Только ленивый не говорит о том, что в этом году на ЕГЭ по химии будут задачи, в которых надо будет находить число атомов или их соотношение, использовать формулу расчёта количества вещества через постоянную Авогадро и т.п. Но никто точно не знает, в каком виде это будет представлено в задаче 34, поэтому предлагаю вам выборку разных задач, где будет необходимо использовать умение находить число (количество) атомов.
На самом деле, понятия «атомистика» не существует, но в интернете стали так говорить, поэтому и я не буду исключением.
Задачи на «атомистику» — это задачи на соотношения частиц (атомов, молекул, ионов и т.д.) в гомогенных и гетерогенных системах (растворах, твердых и газообразных смесях). Это могут быть массовые соотношения (например, массовая доля элемента в смеси), мольные соотношения (например, соотношение числа атомов водорода и кислорода или мольная доля), объемные соотношения (объемная доля и др.).
Задачи разделены по уровню сложности: от простых до сложных. А также предлагаю вам порешать задачи на удобрения, в которых без «атомистики» не обойтись. Как показывает моя практика, если вы умеете решать задачи на удобрения, то вы полностью понимаете тему «атомистика».
И, конечно же, после каждой задачи вы найдёте подробные видео-объяснения, а ответы в конце страницы.
- Простые задачи
- Задачи средней сложности
- Сложные задачи
- Задачи на удобрения
Простые задачи
Укажите число атомов водорода в одной формульной единице гидросульфита аммония NH4HSO3.
Рассчитайте химическое количество азота в порции простого вещества, содержащей 6,02∙1025 молекул.
Имеется сосуд, в котором содержится 8,428∙1022 молекул некоторого газа. Укажите объём сосуда (в литрах).
Рассчитайте химическое количество (моль) поваренной соли, в которой содержится такое же химическое количество натрия, как и в карбонате натрия химическим количеством 4 моль.
В каком объёме (л) бурого газа содержится столько же атомов, сколько и в аргоне объёмом 2 л (объёмы измерены при одинаковых условиях)?
Рассчитайте количество (моль) CO2, в котором содержится столько же атомов углерода, сколько их содержится в СО массой 1,4 г.
Рассчитайте количество (моль) атомов водорода в аммиаке, объёмом (н.у.) 32,48 л.
Укажите объём (л) порции метана СН4 (н.у.), в которой содержится 0,1 моль атомов углерода.
Рассчитайте объём оксида азота (IV) (л, н.у.), в котором содержится столько же атомов азота и кислорода в сумме, как и общее число атомов в азотной кислоте массой 56,7 г.
Рассчитайте массу (г) порции азотной кислоты, содержащей столько же атомов водорода, сколько в аммиаке объёмом 3,36 л (н.у.).
Укажите число атомов водорода в образце дигидата ацетата цинка ((CH3COO)2Zn∙2H2O) массой 131,4 г.
Вычислите число атомов в образце фтора (н.у.) объёмом 30,24 дм3.
Укажите количество (моль) оксида серы (VI), содержащего столько же атомов кислорода, как и в оксиде серы (IV) массой 76,8 г.
Вычислите число атомов азота в порции гидросульфата аммония массой 16,1.
Рассчитайте массу (г) соли Na2S, содержащей столько же атомов серы, сколько их содержится в сероводороде массой 48,96 г.
Укажите число моль воды в 1 моль кристаллогидрата сульфата натрия с Mr равной 322.
Каков объём кислорода (л, н.у.), содержащего столько же атомов кислорода, сколько их содержится в алебастре массой 87 г?
Рассчитайте количество (моль) ионов в навеске селенида калия массой 39,25.
В порции газа массой 26,4 г содержится 3,612∙1023 молекул. Укажите относительную плотность этого газа по водороду.
Вычислите количество (моль) всех анионов, содержащихся в Ca3(PO4)2 массой 372 г.
Какое число электронов содержится в образце массой 6,4 г, состоящем из нуклида меди-64?
Задачи средней сложности
Образец сплава железа-56 с медью-63 содержит электроны и нейтроны химическим количеством 2,77 моль и 3,21 моль соответственно. Рассчитайте массовую долю (%) меди в сплаве.
Какую массу (г) гидросульфата аммония надо добавить к гидросульфиту натрия массой 15,6 г для получения смеси, содержащей равное число атомов водорода и кислорода?
Какую массу (г) сульфата натрия следует добавить к сульфиду натрия массой 3,9 г, чтобы в полученной смеси массовая доля натрия стала равной 51,9%?
В порции кристаллогидрата сульфата железа (II) содержится 1,204∙1024 атомов железа и 1,3244∙1025 атомов кислорода. Укажите число атомов водорода в данной порции кристаллогидрата.
В смеси оксида железа (II) и оксида железа (III) на 4 атома железа приходится 5 атомов кислорода. Вычислите массовую долю (%) оксида железа (II) в такой смеси.
Газовая смесь содержит 6,02∙1022 молекул и имеет массу 2,3 г. Укажите относительную плотность этой газовой смеси по кислороду.
Для получения бронзы массой 567 г (массовая доля меди 79,01%) использовали минералы медный блеск Cu2S и касситерит SnO2. Укажите общую массу (г) израсходованных минералов, если считать, что минералы не содержали примесей.
Образец минерала браунита массой 100 состоит из вещества, формула которого 3Mn2O3∙MnCO3, и примесей, которые не содержат в своём составе металлы. Массовая доля этих примесей 1,5%. Вычислите массу (г) марганца в исходном образце минерала.
Одна таблетка биологически активных добавок (БАВ) к пище содержит медь массой 2 мг, где медь находится в форме ацетата меди (II). Укажите массу (г) ацетата меди (II), который поступает в организм за неделю при ежедневном приёме 1 таблетки БАВ.
Алюминиевая руда (боксит) состоит из оксида алюминия и других веществ, не содержащих алюминий. Массовая доля алюминия в боксите составляет 21,6%. Вычислите массу (г) оксида алюминия в образце боксита массой 100 г.
Сложные задачи
Для анализа смеси массой 3,125 г, состоящей из хлорида калия и бромида калия, её растворили в воде и к полученному раствору добавили раствор нитрата серебра (I) массой 42,5 г с массовой долей соли 20%. В результате чего образовался осадок массой 5,195 г. Рассчитайте массовую долю (%) ионов калия в исходной смеси.
Твёрдое вещество массой 116 г, состоящее из атомов железа и кислорода, восстановили избытком углерода при нагревании. После полного завершения реакции получили смесь оксидов углерода общим объёмом 33,6 л с массовой долей кислорода 64%. Рассчитайте массу (г) железа в исходном веществе.
Сера, содержащаяся в неизвестном веществе массой 51,2 г, была полностью переведена в соль сульфит натрия массой 100,8 г. Укажите массовую долю (%) серы в неизвестном веществе
Массовая доля трёхвалентного металла в смеси, состоящей из его оксида и гидроксида, составляет 45%. Химические количества веществ равны между собой. Укажите молярную массу (г/моль) металла.
Укажите число электронов, переходящих к окислителю от восстановителя при полном разложении нитрата хрома и нитрита аммония общим химическим количеством 0,2 моль.
Кусочек цинка погрузили в концентрированный раствор гидроксида натрия. В результате образовалась соль массой 1074 г. Рассчитайте химическое количество электронов, которые атомы цинка отдали атомам водорода в результате описанного взаимодействия.
При взаимодействии цинка с избытком концентрированного раствора гидроксида калия от атомов цинка к атомам водорода перешло 4 моль электронов. Укажите массу (г) образовавшейся при этом соли.
Имеется твёрдый образец массой 291,195 г, содержащий только элементы Cu и O. Этот образец полностью восстановили углеродом, в результате чего получили смесь СО и СО2 объёмом 40,32 л (н.у.) с массовой долей кислорода 65,82%. Рассчитайте массу восстановленной меди.
Некоторый металл массой 11,8 г прокалили на воздухе, в результате чего образовалась смесь оксидов массой 16,067 г. Затем эти оксиды растворили в соляной кислоте. Через образовавшийся раствор пропустили газообразный хлор массой 2,345 г, который полностью поглотился. Затем раствор выпарили и получили единственный кристаллогидрат, представляющий собой гексагидрат хлорида металла в степени окисления +3. Рассчитайте массу кристаллогидрата.
В карбоновую трубку поместили порошок металла Х массой 15,36 г и пропустили по трубке ток очищенного хлора при нагревании до 700С и повышенном давлении. Через некоторое время металл полностью прореагировал, а в конце трубки накопились коричневые кристаллы вещества Y массой 26,72 г. Длительное нагревание Y в токе водорода приводит к образованию X и газа Z, который при растворении в воде даёт сильную неорганическую кислоту. Вещество Y состоит из пятиатомных молекул, содержащих один атом металла. Укажите химический символ металла X.
Имеется вещество, состоящее из атомов четырёх химических элементов. Массовые доли серы, водорода и кислорода соответственно равны 13,4%, 5,03% и 67,04%. Порцию этого вещества массой 71,6 г растворили в воде массой 100 г. Массовая доля воды в полученном растворе составила 77,16%. Затем к полученному раствору добавили избыток раствора нитрата бария. В результате этого образовался осадок массой 69,9 г. Укажите относительную молекулярную (формульную) массу неизвестного элемента, входящего в состав исходного вещества.
Имеется смесь оксида кобальта (II), оксида кобальта (III) и оксида кобальта (II, III). Эту смесь массой 0,782 г полностью восстановили водородом, в результате чего было получено твёрдое вещество массой 0,590 г. Эту же смесь массой 1,564 г полностью растворили в бромоводородной кислоте массой 48,6 г с массовой долей растворённого вещества 10%. Рассчитайте максимальную массу кобальта (мг), которую можно ещё растворить в полученном растворе, чтобы в нём содержалась только одна соль.
Задачи на удобрения
Потребность редиски в химическом элементе азот составляет в среднем 195 кг/га. Масса аммиачной селитры (кг), которую необходимо внести на 3 га почвы для подкормки редиски азотом, равна
Для подкормки растений на 1 м2 почвы необходимо внести азот массой 4,2 г и натрий массой 4,6 г. Укажите массу (г) смеси, состоящей из аммиачной селитры и чилийской селитры, которая потребуется, чтобы растения получили необходимое количество азота и натрия на приусадебном участке площадью 10 м2.
При поглощении аммиака объёмом (н.у.) 1,2 м3 азотной кислотой с выходом 86% получено удобрение под названием аммиачная селитра. Учитывая, что для удобрения 1 га почвы необходим азот массой 28 г, рассчитайте количество гектаров, которые можно удобрить, используя полученную селитру.
На одном дачном участке использовалось удобрение чилийская селитра массой 136 г, содержащая 6,25% примесей. Рассчитайте массу (г) аммиачной селитры, не содержащей примесей, которую нужно внести на другой такой же по размеру дачный участок, чтобы в почву поступило такое же количество азота, что и на первый дачный участок.
Имеется смесь кальциевой селитры и аммофоски (массовая доля оксида фосфора (V) составляет 23%) в таком количестве, чтобы при внесении в почву поступило по 10 кг калия, азота и оксида фосфора (V). Определите массу (кг) исходной смеси удобрений (примесями пренебречь, округления производить до четырех знаков после запятой).
На дачный участок было внесено 10 кг золы, в которой массовая доля поташа 13,8%. Вычислите массу (кг) органического удобрения, содержащего калий в виде примесей представленных хлоридом калия, которое необходимо дополнительно внести в почву, чтобы втрое увеличить содержание калия в почве. Учтите, что массовая доля хлорида калия в органическом удобрении всего лишь 0,4%.
Имеется смесь нитрата аммония и нитрата калия, которая необходима для удобрения территории площадью 10 м2. Рассчитайте массу этой смеси, если известно, что в почву необходимо внести азот массой 4,368 г и калий массой 5,616 г в расчёте на м2.
Вычислите массу (г) смеси, состоящей из аммиачной селитры и аммофоса, которая потребуется для удобрения участка для выращивания льна площадью 100 м2, если массовая доля оксида фосфора (V) в аммофосе составляет 59,97%, а на 1 м2 почвы требуется 1,55 г фосфора и 4,2 г азота.
Ответы:
- 5
- 100
- 3,136
- 8
- 0,672
- 0,05
- 4,35
- 2,24
- 34
- 28,35
- 3,612∙1024
- 1,625∙1024
- 0,8
- 8,4∙1022
- 112,32
- 10
- 30
- 0,75
- 22
- 2,4
- 2∙1024
- 27
- 35
- 1,415
- 2∙1025
- 47
- 0,72
- 711
- 64,3
- 0,04
- 40,8
- 37,44
- 84
- 50
- 27
- 3,612∙1023
- 12
- 422
- 250
- 54,71
- Ir
- 52
- 590
- 1671
- 210
- 46
- 60
- 62,78
- 745
- 213
- 1552
А также вы можете получить доступ ко всем видео-урокам, заданиям реального ЕГЭ и ЦТ с подробными видео-объяснениями, задачам и всем материалам сайта кликнув:
- Просмотреть задания ЕГЭ всех лет вы можете здесь, нажав на эту строку
- Больше заданий РТ вы можете найти здесь, нажав на эту строку
- Больше заданий ЦТ вы можете найти здесь, нажав на эту строку
- Посмотреть все пробные варианты ЦТ вы можете здесь, нажав на эту строку
- Посмотреть видео-объяснения решений всех типов задач вы можете здесь, нажав на эту строку
- Посмотреть все видео-уроки вы можете здесь, нажав на эту строку
- Прочитать всю теорию для подготовки к ЕГЭ и ЦТ вы можете здесь, нажав на эту строку
- Если вы сдаёте ЦТ по химии, то посмотреть видео-объяснения каждого задания ЦТ, РТ и ДРТ всех лет вы можете получив полный доступ к сайту кликнув здесь «Получить все материалы сайта»
Полный курс химии вы можете найти на моем сайте CHEMEGE.RU. Чтобы получать актуальные материалы и новости ЕГЭ по химии, вступайте в мою группу в ВКонтакте или на Facebook. Если вы хотите подготовиться к ЕГЭ по химии на высокие баллы, приглашаю на онлайн-курс «40 шагов к 100 баллам на ЕГЭ по химии«.
Задачи на атомистику — это задачи на соотношения частиц (атомов, молекул, ионов и т.д.) в гомогенных и гетерогенных системах (растворах, твердых и газообразных смесях). Это могут быть массовые соотношения (например, массовая доля элемента в смеси), мольные соотношения (например, соотношение числа атомов водорода и кислорода или мольная доля), объемные соотношения (объемная доля и др.).
Похоже, эти задачи станут дебютантами на ЕГЭ по химии-2020.
На вебинаре от составителей ЕГЭ по химии 28 апреля 2020 года в предложенных презентациях встретились именно такие задачи. Если вы не посещали этот вебинар — очень рекомендую посмотреть запись. Я выложил запись и материалы вебинара в себя в группе по ссылке.
Для решения задач на атомистику используются довольно простые идеи. Во-первых, понятие массовой доли. Во-вторых, умение выражать число атомов через число молекул или других структурных единиц.
Например, в молекуле триоксида серы SO3 на 1 молекулу приходится один атом серы и три атома кислорода:
1 молекула SO3 — 1 атом серы, 3 атома кислорода
Несложно пропорцией определить, что на две молекулы триокиксида серы будет приходиться два атома серы и шесть атомов кислорода:
2 молекулы SO3 — 2 атома S, 6 атомов О
На 20 молекул триоксида:
20 молекул SO3 — 20 атомов S, 60 атомов О
А вот сколько атомов приходится на х молекуле триоксида? Это также легко определить через пропорцию:
х молекул SO3 — х атомов S, 3х атомов О
Иначе говоря, количество атомов кислорода в молекуле SO3 в три раза больше, чем количество молекул. А количество атомов серы равно количеству молекул триоксида серы. Это простая, но не всегда очевидная идея. То есть индексы в формуле вещества показывают не только, как соотносится количество атомов между собой, но и какое число атомов приходится на 1 молекулу или другую структурную единицу вещества.
Если так соотносится число атомов и молекул, то также будет соотноситься и количество вещества атомов и молекул, выраженное в молях. Потому что 1 моль — это не что иное, как порция, состоящая из одинакового числа данных частиц.
То есть на х моль трикосида серы приходится:
х моль SO3 — х моль атомов S, 3х моль атомов О
Представьте себе, что атомы — это элементы изделия, а молекула состоит из некоторого числа таких деталей. Таким образом, число деталей разного типа всегда больше или равно числа изделий. Получается, в молекуле число атомов всегда больше или равно количества молекул.
И наоборот, число молекуле триоксида серы в 3 раза меньше ,чем число атомов кислорода в составе SO3. И число молекул равно количеству атомов серы.
Например, на х моль атомов серы приходится х моль молекул SO3.
Научиться решать задачи на атомистику не очень сложно. В ЕГЭ по химии атомистика станет, скорее всего, лишь частью более сложной комплексной задачи 34. Но я бы рекомендовал не пытаться сразу решать задачи на атомистику уровня ЕГЭ по химии. Занимаясь в спортзале, вы же не пытаетесь на первой тренировке поднять сразу тяжелую штангу. Точнее, попытаться вы можете, но последствия будут плачевными.
Для начала сделайте разминку возьмите простые задачи, чтобы освоить основные приемы и понять логику решения таких заданий. А после легких задач можно постепенно перейти к более сложным. Именно в таком порядке и расположены задачи в данной подборке «Атомистика», которые позволяют понять, как именно удобно работать с такими заданиями.
Публикую подборку задач, в которых используются идеи атомистики. Все задачи взяты из сборника С.А. Пузакова, В.А. Попкова «Пособие по химии. Вопросы. Упражнения. Задачи». В скобках я привожу нумерацию этих задач в задачнике.
1. (66) В смеси оксида меди (I) и оксида меди (II) на 4 атома меди приходится 3 атома кислорода. Вычислите массовые доли веществ в такой смеси.
Пусть n (количество вещества) (Cu2O) = х моль, n(CuO) = y моль, тогда:
количество вещества атомов меди в первом оксиде n1(Cu) = 2х моль, во втором оксиде: n2(Cu) = у моль
количество вещества атомов кислорода в первом оксиде n1(О) = х моль, во втором оксиде: n2(О) = у моль
общее количество вещества атомов меди: n(Cu) = (2x + y) моль, атомов кислорода: n(O) = (x + y) моль.
По условию задачи их отношение равно как 4 : 3, т. е. (2x + y) / (x + y) = 4 / 3.
Преобразуя приведённое выше равенство, получаем y = 2x.
Выразим через х массы соединений:
m(Cu2O) = n(Cu2O) * M(Cu2O) = (144x) г;
m(CuO) = n(CuO) * M(CuO) = 80 * у = 80 * 2x = (160x) г
Масса смеси двух оксидов будет равна:
m(смеси) = (144x + 160x) г = (304x) г
Теперь рассчитываем массовую долю оксидов в смеси:
ω(Cu2O) = m(Cu2O) / m(смеси) = 144x / 304x = 0.4737 (47.37%)
ω(CuO) = m(CuO) / m(смеси) = 160x / 304x = 0.5263 (52.63%)
Ответ: ω(CuO) = 52,6%, ω(Cu2O) = 47,4%
2. (67) В смеси двух хлоридов железа на 5 атомов железа приходится 13 атомов хлора. Вычислите массовые доли веществ в такой смеси.
Железо образует два устойчивых хлорида: FeCl2 и FeCl3.
Пусть n(FeCl2) = х моль, n(FeCl3) = y моль, тогда:
количество вещества атомов железа в первом хлориде n1(Fe) = х моль, во втором хлориде: n2(Fe) = у моль,
количество вещества атомов хлора в первом хлориде n1(Cl) = 2х моль, во втором хлориде: n2(Сl) = 3у моль,
общее количество вещества атомов железа: n(Fe) = (x + y) моль, атомов хлора: n(Cl) = (2x + 3y) моль.
По условию задачи их отношение равно как 5 : 13, т. е. (x + y) / (2x + 3y) = 5 / 13.
Преобразуя приведённое выше равенство, получаем y = 1,5x.
Выразим через х массы соединений:
m(FeCl2) = n(FeCl2) * M(FeCl2) = (127x) г;
m(FeCl3) = n(FeCl3) * M(FeCl3) = 162,5 * у = 162,5 * 1,5x = (243,75x) г
Масса смеси двух хлоридов будет равна:
m(смеси) = (127x + 243,75x) г = (370,75x) г
Теперь рассчитываем массовую долю хлоридов в смеси:
ω(FeCl2) = m(FeCl2) / m(смеси) = 127x / 370,75x = 0,343 (34,3%)
ω(FeCl3) = m(FeCl3) / m(смеси) = 243,75x / 370,75x = 0,657 (65,7%)
Ответ: ω(FeCl2) = 34,3%, ω(FeCl3) = 65,7%
3. (70) В каком молярном соотношении были смешаны карбид кальция и карбонат кальция, если массовая доля углерода в полученной смеси равна 25%?
Формулы карбида и карбоната кальция: CaC2 и CaCO3.
Пусть n(CaC2) = х моль, n(CaCO3) = y моль, тогда:
количество вещества атомов углерода в карбиде кальция n1(С) = 2х моль, в карбонате: n2(С) = у моль,
общее количество вещества атомов углерода: n(С) = (2x + y) моль.
масса атомов углерода: m(С) = 12(2x + y) г.
Выразим через х массы соединений:
m(CaC2) = n(CaC2) * M(CaC2) = (64x) г;
m(CaCO3) = n(CaCO3) * M(CaCO3) = 100у г
Масса смеси двух веществ будет равна:
m(смеси) = (64x + 100у) г
Теперь записываем выражение для массовой доли атомов углерода в смеси:
ω(C) = m(C) / m(смеси)