Решение нестандартной задачи — очень сложный процесс, требующий умения думать, строить предположения, а также хорошего знания фактического материала, владения общими подходами к решению задач

Нестандартные задачи на установления количественного состава смесей различных веществ

Пример № 1.

Смесь хлороводорода и бромоводорода массой 5, 51 г растворили в воде . На нейтрализацию полученного раствора  затратили гидроксид калия массой

5, 04 г Определите  массовые доли  галогеноводородов в исходной смеси.

 Решение:

  HCI  +  KOH → KCI    +  H₂O                    a

  HBr  +  KOH   → KBr  +  H₂O                    b

  m_HCI  =  x ,     m_HBr   =  5, 51 -  y ;

  n_HCI   =  m_{HCI /} M_HCI  =   x/36,5;             n_{a KOH  =}  у/ 56;

  n_{HBr   =}   m _HBr /  M _HBr  =  5,51 -  x / 81 ;   n_{b KOH}  = 5,04 –   y / 56 ;

  n_{HCI     =}  n_{a KOH}  ;     n_HBr  = n_{b KOH}  ;

  x/36,5  =  y / 56 ;    5,51 – x /81  =  5,04 - y / 56 ;

  [   56x   =  36,5 y

  [   5,51 – x / 81  = 5,04 - y / 56

  [  56x  -  36,5 y = 0

  [ (5,04 – y ) 81  =  56 (5,51 – x ) ;

  [  56x  -  36,5 y = 0

  [  408, 24   -  81у  =   308, 56  -  56х ;

           56 х  -  36,5 у   = 0  

           56 х  -   81 у  =  -  99, 68

       -------------------------                 

                        44 у   =  -  99, 68

                             У  =  - 2, 26 .

  56х  = 36, 5 ( - 2. 26 )           m_HCI  = 1, 47 ;  m_HBr  =  5, 51  -  1, 47  =  4, 04.

  56х  =  - 82, 49

  Х  =  - 1, 47.                         W_HCI   =  1. 47 / 5, 51 х 100%   =  26, 5 % ;

                                                W _HBr  =  4, 04  /  5, 51 х 100%  =  73, 5 % ;

Ответ:  HCI =  26? 5 %  ,   HBr   =  73, 5 %.

Пример № 2

При сгорании смеси этана и циклопропана массой  8, 8 г образовался  углекислый газ объемом 13. 44 л ( при н.у.) Определите массовые доли углеводородов в смеси.

Решение.

2С₂Н₆   +  7 О₂   →  4 СО₂   +  6 Н₂О.                       a

2 С₃Н₈  +  9 О₂  →  6 СО₂   +  6 Н₂О.                       b

---------                    ---------

   8,8                          13, 44

m С₂Н₆    =  x ;       n_a С₂Н₆  = у ;

m С₃Н₈   =  8,8   -  х  ;     n_b СО₂ =  13, 44   -  у  ;

n С₂Н₆   =   n_a С₂Н₆  ;    x  /  30  =  ½ ( у / 22, 4 ) ;    х / 30  =  у /  44, 8 ;

n С₃Н₈   =   n_b СО₂ ;      8, 8  -  х  /   =  1/3 ( 13, 44  -  у ) /  22,4 ;

[  х / 30   =  у / 44, 8 ;                            [   44, 8 х  -  30 у   =  0.

[  8, 8  -  х /42   =  13, 44 – у / 67, 2 ;    [ ( 13, 44  -  у ) 42   =  67, 2 (  8, 8  - х ) ;   

[  44, 8 х  -  30 у   =  0

[  564, 48  -  42 у   =  591, 3   -  67, 2 х              

[ 44, 8 х  -  30 у   =  0           | 2

[ 67, 2 х   -  42 у   = 26, 82   | 3

[   22, 4 х  -   15 у   =  0

–

[  22, 4 х   -   14 у   =  8, 94

                      у =  8, 94.                           44, 8  х   =  30 ( 8, 94 )

                                                                 44, 8 х  =   268, 2.

                                                                         х = 5, 98

                                                     m С₂Н₆    =  5, 98.  m С₃Н₈   = 8,8  -  5, 98  = 2, 82.

W С₂Н₆  =  5, 98 / 8, 8  х  100%  = 68, 2 %.

W С₃Н₈  =  2, 82 / 8, 8 х   100%  = 31,8 % .

                   Ответ:     W С₂Н₆   =  68,2 % ,      W С₃Н₈   =    31,8 % .    

Задачи.

1.     Смесь сероводорода и йодоводорода  объемом 1, 792 л ( при н.у.) пропустили через избыток раствора нитрата серебра.  При этом образовался осадок массой 19, 19 г. Определите массовые и объемные доли газов в исходной смеси.    Ответ:   ( объемные доли –   62? 5 % HI и 37, 5% Н₂S , массовые доли – 86, 3 %   HI и 13, 7 %  Н₂S )        

2.     При растворении в соляной кислоте сплава магния с алюминием массой 50 г выделился водород объемом 48, 25 л ( при н.у.) Определите массовые доли металлов в сплаве.   Ответ: (W_Mg -  89,8% , W_Ai  - 10,2 % )

3.     Метан  объемом  8, 96 л ( при н.у.) подвергли хлорированию.

В результате получили смесь хлороформа и тетрахлорида углерода массой 54, 7 г. Вычислите массовую долю хлороформа в продукте хлорирования.  Ответ: (W _{CHCI 3} – 43, 7% ) .

4.     При сгорании в кислороде натрия образовался пероксид натрия  Na₂O₂,  калия – надпероксид калия КО₂. Образец сплава натрия с калием массой  24, 6 г сожгли в кислороде, получив смесь продуктов горения массой  42. 2 г. Определите  массовые доли металлов в сплаве.

Ответ: ( натрия – 84, 1% , калия – 15, 9% ). 

5.     При гидрировании водородом сплава натрия с калием массой 0, 85 г получили смесь металлов массой 0, 88 г. Какой объем водорода, измеренный ( при н.у.) вступил в реакции?    Ответ: ( 336мл) .

6.     Молибден и вольфрам получают восстановлением оксидов этих металлов водородом при высоких температурах. При восстановлении образца концентрата массой 155, 6 г, который содержит оксид молибдена ( 6) и в качестве примеси оксид вольфрама ( 6) , получили смесь металлов массой 105, 2 г. Рассчитайте объем водорода, измеренный ( при н.у.). который затрачен на восстановление, и массы полученных металлов.    Ответ: ( 70, 56 л)

MoO₃   +   3H₂    =    MO   +  3H₂O                 (  а)

WO₃     +   3H₂    =    W     +  3H₂O                   ( б )

7.     Этанол массой 23 г нагрели, получив смесь двух органических веществ массой 17, 6 г. Назовите полученные вещества и рассчитайте их массовые доли в полученной смеси. Ответ:  (  W_C2H4  -  15, 9% , Wэфира - 84, 1 % ) .

С₂Н₅ ОН   → С₂Н₄   +  Н₂О                                       (  а )

2 С₂Н₅ ОН   →   С₂Н₅ – О - С₂Н₅  +  Н₂О                 ( б )

8.     Смеси метанола и этанола массой 11 г добавили избыток металлического  натрия. В результате реакции выделился газ объемом 3, 36 л ( при н.у.). Чему равны массовые доли спиртов в смеси?

Ответ: (  W метанола – 58, 2%, Wэтанола – 41, 8% ).

9.     При нейтрализации смеси пальмитиновой и стеариновой кислот массой 106, 6 г получили смесь пальмитата натрия и стеарата натрия массой 115, 4 г. Определите массовые доли кислот в исходной смеси.

Ответ: (W С₁₅Н₃₁СООН  - 69%, W С₁₇Н₃₅СООН  -  40% ).

С₁₇Н₃₅СООН   +  NaOH  →   С₁₇Н₃₅СООNa   +  H₂O          (a)

С₁₅Н₃₁СООН   +   NaOH  →  С₁₅Н₃₁СООNa   +   H₂O         (b)

10. Сожгли смесь метиламина и этиламина массой 10, 7 г получив азот объемом 3, 36 л ( при н.у.), Определите массовые доли аминов в смеси.

Ответ: (  W метиламина – 57, 9%, W этиламина – 42, 1% ).

4 СН₄N   +  9 O₂  →   4 CO₂   +  2N₂  +  10 H₂O

4 C₂H₇ N +  15 O₂ →  8 CO₂  +   2N₂  +  14 H₂O

11. При взаимодействии смеси этиламина и диэтиламина массой 26, 4 г с хлороводородом получили смесь солей массой 41г. Определите массовые доли аминов в исходной смеси.   Ответ:  (W этиламина – 17%,

W диэтиламина – 83%).

12. Имеется смесь фенола и 4 – бромфенола. К образцу этой смеси массой

4, 4 г прибавили избыток брома. В результате реакции образовался

2, 4, 6 – трибромфенол  массой 9, 93 г. Определите массовую долю

4 – бромфенола в исходной смеси.  Ответ: ( 78. 6% ).

13. В растворе содержатся хлорид натрия и бромид натрия, причем массовая доля растворенных веществ равна22%. Через образец этого раствора массой 20 г пропустили избыток газообразного хлора, Раствор выпарили досухаи прокалили, получив сухой остаток массой 3, 51 г.

Определите массовые доли хлорида натрия и бромида натрия в исходном растворе. Ответ: ( W NaCI – 11, 75 %, WNaBr – 10, 75 %).

14. При сгорании смеси метана и бутана массой 6, 1 г образовался оксид углерода ( 4) массой 17. 6 г . Определите массовые доли веществ в газовой смеси.  Ответ: (W СН₄ – 52, 5 % , WС₄Н₁₀ -  47, 5 % ).