Задание 28. Расчёты массы вещества или объема газов по известному количеству вещества, массе или объёму одного из участвующих в реакции веществ. ЕГЭ 2023 по химии
Средний процент выполнения: 56.5%
Ответом к заданию 28 по химии может быть целое число или конечная десятичная дробь.
Задачи для практики
Задача 1
Рассчитайте массу серной кислоты, необходимой для полной нейтрализации 168 г гидроксида калия. (Запишите число с точностью до целых.) Ответ в (г).
Решение
Количество вещества равно отношению массы вещества к его молярной массе.
M(KOH) = 56 г/моль
n(KOH) = 168/56 = 3 моль
$2KOH + H_2SO_4 = K_2SO_4 + 2H_2O$
2 молям KOH соответствует 1 моль $H_2SO_4$, соответственно 3 молям KOH соответствует х моль $H_2SO_4$
Составим пропорцию:
2/3 = 1/x
x = 3/2 = 1.5(моль)
m = n*M
M($H_2SO_4$) = 98 г/мольm($H_2SO_4$) = 1.5*98 = 147 (г)
Задача 2
Оксид азота(II) объёмом 80 л (н. у.) прореагировал с 30 л кислорода (н. у.). Вычислите объем не вступившего в реакцию газа. (Запишите число с точностью до целых.) Ответ в (л).
Решение
$2NO + O_2 = 2NO_2$
По коэффициентам видим, что для реакции требуется в два раза больше оксида азота(II), чем кислорода, поэтому NO вступило в реакцию 60 литров, а значит, остальные 20 не вступили в реакцию.
Задача 3
Рассчитайте массу осадка, образующегося при взаимодействии раствора, содержащего 41,6 г хлорида бария, с раствором, содержащим 20,52 г сульфата алюминия. (Запишите число с точностью до сотых.) Ответ в (г).
Решение
$Al_2(SO_4)_3 + 3BaCl_2 = 3BaSO_4↓ + 2 AlCl_3$
Найдем моли сульфата алюминия, разделив его массу на молярную массу:
$n(Al_2(SO_4)_3)$ = 20.52 / 342 = 0.06 моль
Найдем моли хлорида бария:
$n(BaCl_2) = 41,6/208 = 0,2 моль
Определяем, какое из исходных веществ было взято в недостатке (моли вещества делим на кэффициент перед ним в реакции и сравниваем): 0,06/1 < 0,2/3. Сульфат алюминия взят в недостатке. По нему и ведем расчет.
По реакции видим, что осадка в три раза больше (смотрим на коэффициенты), поэтому и моль его не 0.06, а 0.06*3 = 0.18 моль.
Найдем массу осадка, умножив его молярную массу на моль:
$m(BaSO_4)$ = 0.18 * 233 = 41.94 г.
Задача 4
Какой объём (н. у.) водорода можно получить при взаимодействии 0,25 моль железа с 73,5 г 40% раствора серной кислоты? Выход реакции составляет 80% (Запишите число с точностью до сотых.) Ответ в (л).
Решение
$Fe + H_2SO_4 = FeSO_4 + H_2$
Найдем моли серной кислоты: $n(H_2SO_4) = 73,5⋅0,4/98 = 0,3$ мольЖелезо находится в недостатке. По нему ведем расчет.
Из уравнения видим, что моли водорода в реакции равны молям железа (коэффициенты 1 и 1), поэтому можем сразу понять, что получится 0.25 моль водорода (из данных задачи)
Найдем теоретический объем 0.25 моль $H_2$, умножив моль на молярный объем:
V($H_2^{ (теор)} $)= 0.25 * 22.4 = 5.6 л.
Найдем практический объем водорода: $V(H_2)^{практ} = 5,6⋅0,8 = 4,48$ л
Задача 5
При растворении в воде карбида кальция выделилось 16,8 л (н. у.) газа. Вычислите массу карбида кальция, вступившего в реакцию. (Запишите число с точностью до целых.) Ответ в (г).
Решение
$CaC_2 + 2H_2O = Ca(OH)_2 + C_2H_2$
Газ в данном случае – $C_2H_2$. Найдем его количество, используя постоянную Авогадро:
n($C_2H_2$) = 16.8/22.4 = 0.75 моль
Моли карбида в реакции равны молям газа (коэффициенты 1 и 1), поэтому сразу найдем массу карбида, умножив его количество на молярную массу:
m($CaC_2$) = 64*0.75 = 48 г.
Задача 6
Какая масса серебра выделится в результате реакции окисления 0,4 моль пропионового альдегида избытком аммиачного раствора оксида серебра, если выход реакции составляет 55,6%? (Запишите число с точностью до ЦЕЛЫХ.) Ответ в (г).
Решение
$CH_3-CH_2-CHO + 2[Ag(NH_3)_2]OH = CH_3-CH_2-COOH + 4NH_3 + H_2O + 2Ag$
$C^{+1} →^{-2e-} C^{+3} |1$
$Ag^{+1} →^{+1e-} Ag^{0} |2$
n(Ag) = $2n(CH_3-CH_2-CHO)$
n(Ag) = 2 ⋅ 0.4 = 0.8 моль
m = nM
$m(Ag)^{теор}$ = 0.8 ⋅ 108 = 86.4 г
$m(Ag)^{практ}$ = 86,4*0,556 = 48 г
Задача 7
Вычислите, какой объём газа (н. у.) выделится при растворении 19,4 г сульфида цинка в избытке разбавленной серной кислоты. (Запишите число с точностью до десятых.) Ответ в (л).
Решение
1. Уравнение реакции:
$ZnS + H_2SO_4 = ZnSO_4 + H_2S↑$
2) Находим количество вещества сульфида цинка:
M(ZnS) = 97 г/моль, n(ZnS) = 19.4 / 97 = 0.2 моль
3) По уравнению реакции:
n($H_2S$) = n(ZnS) = 0.2 моль
V($H_2S$) = 0.2 · 22.4 = 4.48 ≈ 4,5 л
Задача 8
Вычислите массу фенолята натрия, который образуется при взаимодействии 9,4 г фенола с 50 г 12 %-ного раствора гидроксида натрия. (Запишите число с точностью до десятых.) Ответ в (г).
Решение
1. Уравнение реакции:
$C_6H_5OH + NaOH = C_6H_5ONa + H_2O$
2. Находим количество реагирующих веществ:
а) M($C_6H_5OH$) = 94 г/моль, n($C_6H_5OH$) = 9.4 / 94 = 0.1 моль
б) m$(NaOH)_{чист.}$ = 0.12 · 50 = 6 г
M(NaOH) = 40 г/моль, n(NaOH) = 6 / 40 = 0.15 моль
3. По уравнению реакции:
а) n($C_6H_5OH$) = n(NaOH), следовательно,
NaOH в избытке в количестве (0.15 – 0.1) = 0.05 моль
б) n($C_6H_5ONa$) = n($C_6H_5OH$) = 0.1 моль
M($C_6H_5ONa$) = 116 г/моль, m($C_6H_5ONa$) = 0.1 · 116 = 11.6 г
Задача 9
Сколько граммов карбоната кальция растворили в азотной кислоте, если объём выделившегося газа равен 5,6 л (н. у.)? (Запишите число с точностью до целых.) Ответ в (г).
Решение
Формулы для расчёта:
$n = m_{в-ва} / M_{в-ва}$; $n = V_г / V_M$
1) Составляем уравнение реакции:
$CaCO_3 + 2HNO_3 = Ca(NO_3)_2 + H_2O + CO_2↑$
Устанавливаем логическую связь: найти необходимо количество вещества $CaCO_3$, расчёт — по $CO_2$:
2) Рассчитываем количество вещества углекислого газа:
$n(CO_2) = 5.6 / 22.4 = 0.25$ моль
3) Рассчитываем по уравнению реакции: поскольку моли карбоната кальция и углекислого газа соотносятся как 1 к 1, то моли $CaCO_3$ = 0.25 моль
4) Рассчитываем массу $CaCO_3$:
$M(CaCO_3)$ = 100 г/моль;
$m(CaCO_3)$ = 0.25 · 100 = 25 г
Задача 10
Рассчитайте максимальный объём (н. у.) хлороводорода, который может присоединиться к 0,25 моль ацетилена. (Запишите число с точностью до десятых, л.)
Решение
$C_2H_2 + 2HCl = H_3C-CHCl_2$
Моли ацетилена в два раза меньше моль хлороводорода (коэффициенты 1 и 2), поэтому моли хлороводорода равны:
n(HCl) = 2*0.25 = 0.5 моль
Определим объем хлороводорода:
V(HCl) = 0.5*22.4 = 11.2 л.
Задача 11
36 г карбида алюминия, содержащего 20 % примесей, обработали избытком воды. Какой объём газа (н. у.) выделится? (Запишите число с точностью до сотых, л.)
Решение
20% = 0.2
$m(Аl_4C_3)_{чист.}$ = 36(1 - 0.2) = 28.8г
n = m : M
n($Аl_4C_3$) = 28.8 : 144 = 0.2 моль
$Аl_4C_3 + 12H_2O = 3CH_4 + 4Al(OH)_3$
n($CH_4$) = 3n($Аl_4C_3$)
n($CH_4$) = 0.6 моль
V = nVm
V($CH_4$) = 0.6 · 22.4 = 13.44л