При прокаливании смеси карбоната натрия и карбоната магния до постоянной массы выделилось 4,48 л (н.у.) газа. Твёрдый остаток полностью прореагировал с 73,0 г 25%-ой соляной кислотой. Рассчитайте массовую долю карбоната натрия в исходной смеси.
В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).
Из двух компонентов исходной смеси при нагревании разлагается карбонат магния. Запишем уравнение термического разложения:
(1)
Таким образом, твёрдый остаток – это смесь образовавшегося оксида магния и исходного карбоната натрия.
Рассчитаем количество вещества углекислого газа выделившегося при разложении карбоната магния:
По уравнению (1) найдём количество вещества и массу оксида магния:
По уравнению (1) найдём количество вещества и массу карбоната магния в исходной смеси
Найдём общую массу и количество вещества соляной кислоты, взятой для реакции:
С соляной кислотой реагируют оба компонента твёрдого остатка:
(2)
(3)
По уравнению (2) найдём количество вещества соляной кислоты, потребовавшейся для реакции с оксидом магния:
Найдём количество вещества соляной кислоты, потребовавшейся для реакции с карбонатом натрия:
По уравнению (3) найдём количество вещества и массу карбоната натрия в исходной смеси.
Определим массу исходной смеси и массовую долю карбоната натрия в ней:
Ответ:
Критерии оценивания выполнения задания
Баллы
Ответ правильный и полный, содержит следующие элементы:
• правильно записаны уравнения реакций, соответствующих условию задания;
• правильно произведены вычисления, в которых используются необходимые физические величины, заданные в условии задания;
• продемонстрирована логически обоснованная взаимосвязь физических величин, на основании которых проводятся расчёты;
• в соответствии с условием задания определена искомая физическая величина
Решение задач по химии для подготовки к ЕГЭ, расчётные задачи №34
Смесь карбоната магния, гидрокарбоната натрия и карбоната натрия прокалили до постоянной массы, при этом выделилось 6,72 л газа (н.у.). Образовавшуюся после прокаливания смесь обработали разбавленного раствора серной кислоты, при этом выделилось ещё 11,2л газа (н.у.). Чему равно массовая доля гидрокарбоната натрия в смеси, если известно, что в реакцию вступило 58,8 г кислоты.
2. Найдём количество вещества углекислого газа, выделившегося при прокаливании исходной смеси (с учётом того, что этот газ выделяется в двух реакциях), количество вещества углекислого газа, выделившегося при реакции прокалённой смеси с серной кислотой, и количество вещества прореагировавшей кислоты:
4. Найдём массу смеси и массовую долю гидрокарбоната натрия: m (смеси)= m ( MgCO 3 )+ m ( NaHCO 3 )+ m ( Na 2 CO 3 )=8,4г+33,6г+31,8=73,8г, w ( NaHCO 3 )= m ( NaHCO 3 )/ m (смеси)*100%=33,6г/73,8г*100%=45,5%.
К 10% раствору соли, полученному при растворении в воде 25г медного купороса ( CuSO 4 *5 H 2 O ),добавили 19,5 цинка. После завершения реакции к полученной смеси добавили 240г 30%-ного раствора едкого натра. Определите массовую долю гидроксида натрия в полученном растворе (процессами гидролиза пренебречь).
M ( CuSO 4 *5Н2 O ) = 25 г При взаимодействии сульфата меди ( II ) c цинком протекает m ( Zn )=19,5 г реакция замещения: m (р-ра NaOH )=240г w ( NaOH ) = 30% = 0,3 Zn + CuSO 4 = ZnSO 4 + Cu ( I )
— Вычислим количество вещества медного купороса и цинка, Найти : вступившего в реакцию ( I ): w ( NaOH ) в пол р-ре n ( CuSO 4* 5 H 2 O ) = m ( CuSO 4 *5 H 2 O )/ M ( CuSO 4 *5 H 2 O =
1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством химической промышленности
2. Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 20.12.86 N 4390 стандарт Совета Экономической Взаимопомощи СТ СЭВ 434-77 введен непосредственно в качестве государственного стандарта СССР с 01.01.87
3. В стандарт введен МС ИСО 6353-1-82 (пп.5.15, 5.16)
5. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ
Обозначение НТД, на который дана ссылка
6. Ограничение срока действия снято по протоколу N 7-95 Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 11-95)
7. ИЗДАНИЕ (май 2008 г.) с Изменением N 1, утвержденным в марте 1990 г. (ИУС 6-90)
Настоящий стандарт устанавливает метод определения остатка после прокаливания в неорганических и органических реактивах.
Метод применяется при норме остатка после прокаливания в испытуемом реактиве не более 1%.
1. ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ
1.1. Навеску испытуемого реактива, а также применяемую посуду указывают в нормативно-технической документации на испытуемый реактив, причем навеску испытуемого реактива устанавливают так, чтобы масса полученного после прокаливания остатка была не менее 0,001 г.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
1.2. Испытуемый реактив перед взвешиванием, в случае необходимости, измельчают.
1.3. Навеску испытуемого реактива взвешивают (результат взвешивания в граммах записывают до второго десятичного знака).
1.4. Прокаливание проводят в муфельной печи при температуре 700-800 °С до постоянной массы (не менее 1-2 ч), если в нормативно-технической документации на испытуемый реактив нет других указаний.
В случае большого объема навески испытуемого реактива прокаливание проводят по частям.
1.5. Если прокаленный остаток способен поглощать влагу, взвешивание пустого тигля и тигля с остатком после прокаливания проводят, закрыв тигель крышкой или поместив его в стаканчик для взвешивания (ГОСТ 25336).
1.3-1.5. (Измененная редакция, Изм. N 1).
1.6. Остаток после прокаливания охлаждают и выдерживают в эксикаторе 40 мин над плавленым хлористым кальцием, силикагелем или другим осушителем.
1.7. Для контроля постоянства массы остатка после прокаливания проводят повторное прокаливание тигля с остатком в течение 30 мин с последующим взвешиванием его.
При взвешивании применяют лабораторные весы общего назначения типа ВЛР-200г и ВЛКТ-500г-М.
Допускается применение других весов с метрологическими характеристиками не хуже указанных в настоящем стандарте.
(Введен дополнительно, Изм. N 1).
2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАССОВОЙ ДОЛИ ОСТАТКА ПОСЛЕ ПРОКАЛИВАНИЯ
2.1. Реактивы и растворы
Аммоний азотнокислый по ГОСТ 22867, раствор с массовой долей 10%.
2.2. Проведение определения
Навеску испытуемого реактива помещают в предварительно прокаленный до постоянной массы и взвешенный (результат взвешивания в граммах записывают до четвертого десятичного знака) фарфоровый (ГОСТ 9147), кварцевый (ГОСТ 19908) или платиновый (ГОСТ 6563) тигель, распределяя навеску равномерно по дну тигля. Затем осторожно нагревают, доводя ее сначала до сгорания или улетучивания при возможно низкой температуре. Сжигание оставшихся частичек угля также проводят при возможно низкой температуре и лишь после почти полного их сгорания увеличивают температуру до указанной в настоящем стандарте или в нормативно-технической документации на испытуемый реактив.
Прокаливание проводят до постоянной массы. Если полученный остаток содержит еще некоторое количество обуглившихся включений, его смачивают 2 см раствора азотнокислого аммония, выпаривают жидкость на водяной бане и вновь прокаливают.
Остаток охлаждают и взвешивают (результат взвешивания в граммах записывают до четвертого десятичного знака).
2.3. Определение массовой доли остатка после прокаливания в виде сульфатов
Навеску испытуемого реактива помещают в предварительно прокаленный до постоянной массы и взвешенный (результат взвешивания в граммах записывают до четвертого десятичного знака) фарфоровый, кварцевый или платиновый тигель, распределяя навеску равномерно по основанию тигля, смачивают 0,5-1 см серной кислоты и осторожно нагревают в пламени горелки или на песчаной бане до удаления паров серной кислоты. При необходимости навеску реактива в фарфоровом, кварцевом или платиновом тигле осторожно нагревают до обугливания или удаления основной массы реактива, а затем полученный остаток смачивают 0,5-1 см серной кислоты и осторожно нагревают до удаления паров серной кислоты. Затем прокаливают до постоянной массы. Если полученный остаток содержит еще некоторое количество обуглившихся включений, то его смачивают 2 см раствора азотнокислого аммония и 0,5 см серной кислоты, упаривают жидкость на водяной бане и вновь прокаливают. Остаток охлаждают и взвешивают (результат взвешивания в граммах записывают до четвертого десятичного знака).
2.1-2.3. (Измененная редакция, Изм. N 1).
3. ВЫЧИСЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
3.1. Массовую долю остатка после прокаливания и остаток после прокаливания в виде сульфатов ( ) в процентах вычисляют по формуле
,
— масса остатка после прокаливания, г.
Примечание. В случае необходимости вводят поправку на массу остатка после прокаливания, определенного по контрольному опыту с теми же количествами серной кислоты и азотнокислого аммония.
3.2. За результат определения принимают среднеарифметическое значение двух параллельных определений, допускаемые расхождения между которыми не должны превышать значений, указанных в таблице.
Массовая доля остатка после прокаливания
Допускаемое расхождение между параллельными определениями
10. В раствор, содержащий нитрат железа (II) и нитрат железа (III) с равными молярными концентрациями опустили цинковую пластинку массой 6,5 г. После окончания химических реакций масса пластинки составила 5,995 г. Пластинку вынули из раствора и растворили при нагревании в 286,5 мл раствора серной кислоты с массовой долей кислоты 95 % и плотностью 1,8 г/мл. Определите объем выделившегося газа (н.у.) и массовые доли веществ в полученном растворе.
Задача из сборника Врублевского Александра Ивановича «ПЛАСТИНКИ»
Сухую смесь AgNO₃ и KCl массой 41,45 г растворили в воде, а затем в раствор опустили медную пластинку. После завершения всех реакций оказалось, что масса пластинки выросла на 7,60 г. Рассчитайте массовые доли солей в исходной смеси.
Задача из сборника Врублевского Александра Ивановича «ПЛАСТИНКИ»
188. Медную пластинку погрузили в раствор AgNO₃ и извлекли в тот момент, когда ее масса стала равной 23,88 г. При полном растворении пластинки (после ее извлечения) в разбавленной азотной кислоте выделился газ массой 3,90 г. Рассчитайте массу пластинки до ее погружения в раствор AgNO₃.
Из сборника Белавина Ивана Юрьевича
568. В результате электролиза 150 г раствора хлорида натрия с массовой долей соли 7,8% на электродах выделилось 11, 2 л газов (н. у.) и образовался раствор с плотностью 1, 1 г/мл. Какой максимальный объем (н. у.) оксида углерода (IV) прореагирует с 10 мл полученного раствора?
Из сборника Белавина Ивана Юрьевича
569. В результате электролиза 120 г раствора, содержащего смесь хлоридов железа (II) и железа (III), масса катода увеличилась на 16,8 г, а на аноде выделилось 11,2 л газов с плотностью 2,647 г/л (н.у.). Определите массовые доли веществ в исходном растворе, если известно, что после окончания процесса в электролизере осталась чистая вода.
Из сборника Белавина Ивана Юрьевича
570. Через 214 г раствора, содержащего сульфат хрома (II) и сульфат хрома (III) пропускали электрический ток, в результате чего в электролизере осталось 170,2 мл раствора серной кислоты с молярной концентрацией 1,763 моль/л и плотностью 1,1 г/мл, а на электродах выделилось 20,16 л газов (н.у.), смесь которых имеет плотность по азоту, равную 0,5476. Определите массовые доли веществ в растворе до электролиза.
Кузьменко Николай Егорович, Еремин Вадим Владимирович «»2500 задач…»
18-48. Через раствор, полученный смешением 160 мл 0,45 M раствора хлорида алюминия и 32 мл 9 М раствора гидроксида натрия, пропустили 11,2 л смеси бромоводорода с водородом, имеющей плотность 0,795 г/л (н.у.). Вычислите массу образовавшегося осадка.
Кузьменко Николай Егорович, Еремин Вадим Владимирович «»2500 задач…»
19-33. Определите состав смеси оксида углерода (II) и сероводорода (в % по объему), если известно, что образовавшиеся при ее полном сгорании в избытке кислорода газы могут восстановить водной среде 31,0 г перманганата калия. Оставшиеся после восстановления перманганата калия газообразные продукты полностью поглощаются раствором гидроксида натрия, образуя по 1 моль кислой и средней соли.
Навеску технического карбоната кальция массой 8,00 г растворили в избытке соляной кислоты. К полученному раствору добавили избыток оксалата аммония, выпавший осадок отфильтровали и прокалили при температуре
до постоянной массы. Полученный порошок взвесили, его масса составила 4,03 г. Определите массовую долю карбоната кальция в техническом образце и объём газа (н. у.), выделившегося при его растворении в соляной кислоте. Примите, что технический образец содержит только некарбонатные примеси. Напишите уравнения всех проведённых реакций.
1)Записаны уравнения реакций:
2)Рассчитано количество вещества оксида кальция и карбоната кальция:
n() = m/M = 4,03/56 = 0,072 моль,
n() = n() = 0,072 моль.
3) Рассчитана массовая доля карбоната кальция в техническом образце:
m() = n ⋅ M = 0,072 ⋅ 100 = 7,20 г,
ω() = 7,20/8,00 ⋅ 100% = 90,0%.
4) Рассчитан объём газа:
n() = n() = 0,072 моль,
V() = = 0,072 ⋅ 22,4 = 1,61 л
Критерии оценивания выполнения задания
Баллы
Ответ правильный и полный:
− в ответе правильно записаны уравнения реакций, соответствующих условию задания;
− правильно произведены вычисления, в которых используются
необходимые физические величины, заданные в условии задания;
физических величин, на основании которых проводятся расчёты;
− в соответствии с условием задания определена искомая физическая величина
4
Допущена ошибка только в одном из перечисленных выше
элементов ответа
3
Допущены ошибки в двух из перечисленных выше элементах ответа
2
Допущены ошибки в трёх из перечисленных выше элементах ответа
1
Все элементы ответа записаны неверно.
0
Максимальный балл
4
Примечание. В случае, когда в ответе содержится ошибка в вычислениях в одном из трёх элементов (втором, третьем или четвёртом), которая привела к неверному ответу, оценка за выполнение задания снижается только на 1 балл.
(1)
(2)
(3)
,
до постоянной массы. Полученный порошок взвесили, его масса составила 4,03 г. Определите массовую долю карбоната кальция в техническом образце и объём газа (н. у.), выделившегося при его растворении в соляной кислоте. Примите, что технический образец содержит только некарбонатные примеси. Напишите уравнения всех проведённых реакций.
) = m/M = 4,03/56 = 0,072 моль,
) = n(
) = n(
= 0,072 ⋅ 22,4 = 1,61 л