1. Какова масса полученной соли, если растворили гидроксид меди(II) в 400 г 16,6%-ного раствора азотной кислоты?

Yabednik

3

1. Масса полученной соли можно вычислить с помощью уравнения реакции и расчета мольных количеств веществ.

Сначала найдем массу гидроксида меди(II), который растворили в азотной кислоте. Для этого умножим массу раствора азотной кислоты (400 г) на ее концентрацию (16,6%) и разделим на 100, чтобы перевести проценты в десятичные доли:

\[масса \ гидроксида \ меди(II) = \frac{400 \ г \cdot 16,6}{100} = 66,4 \ г \ гидроксида \ меди(II)\]

Теперь рассчитаем количество веществ гидроксида меди(II) с помощью его молярной массы. Молярная масса гидроксида меди(II) составляет около 63,55 г/моль:

\[количество \ вещества \ гидроксида \ меди(II) = \frac{масса \ гидроксида \ меди(II)}{молярная \ масса \ гидроксида \ меди(II)} = \frac{66,4 \ г}{63,55 \ г/моль} \approx 1,0448 \ моль \ гидроксида \ меди(II)\]

Теперь рассчитаем количество моль гидроксида меди(II), которое реагирует с азотной кислотой. Согласно уравнению реакции:

\[Cu(OH)_2 + 2HNO_3 \rightarrow Cu(NO_3)_2 + 2H_2O\]

Один моль гидроксида меди(II) реагирует с двумя молями азотной кислоты, поэтому количество молярных количеств азотной кислоты будет равно удвоенному количеству моль гидроксида меди(II):

\[количество \ моль \ HNO_3 = 2 \cdot количество \ моль \ гидроксида \ меди(II) = 2 \cdot 1,0448 \ моль \approx 2,0896 \ моль \ HNO_3\]

Наконец, рассчитаем массу полученной соли (нитрата меди(II)) с помощью ее молярной массы, которая составляет около 187,56 г/моль:

\[масса \ соли = количество \ моль \ соли \cdot молярная \ масса \ соли = 2,0896 \ моль \cdot 187,56 \ г/моль \approx 391,57 \ г \ соли\]

Итак, масса полученной соли составляет примерно 391,57 г.

2. Для расчета объема выделившегося углекислого газа при обжиге известняка рассчитаем количество вещества известняка.

Найдем массу известняка, используя массу образца и содержание кальция оксида в нем. Для этого умножим массу образца (120 г) на долю содержания кальция оксида (95%), чтобы получить массу кальция оксида:

\[масса \ CaO = 120 \ г \cdot \frac{95}{100} = 114 \ г \ CaO\]

Теперь рассчитаем количество вещества кальция оксида, используя его молярную массу (около 56,08 г/моль):

\[количество \ моль \ CaO = \frac{масса \ CaO}{молярная \ масса \ CaO} = \frac{114 \ г}{56,08 \ г/моль} \approx 2,0347 \ моль \ CaO\]

Обратите внимание, что содержание примесей не влияет на расчет объема углекислого газа, поскольку примеси не участвуют в реакции.

Для реакции образования углекислого газа при обжиге известняка используется уравнение:

\[CaCO_3 \rightarrow CaO + CO_2\]

Из уравнения видно, что один моль известняка выделяет один моль углекислого газа. Таким образом, количество молов углекислого газа будет равно количеству молов известняка:

\[количество \ моль \ CO_2 = количество \ моль \ CaO = 2,0347 \ моль\]

Для расчета объема углекислого газа при нормальных условиях (0°C, 1 атм) используется уравнение состояния идеального газа:

\[V = n \cdot V_m\]

Где V - объем газа, n - количество молов газа, Vm - молярный объем газа при нормальных условиях (около 22,4 л/моль).

\[V = 2,0347 \ моль \cdot 22,4 \ л/моль \approx 45,6 \ л\]

Итак, объем выделившегося углекислого газа составляет примерно 45,6 л.

3. Для расчета массы выпавшего гидроксида алюминия и массы гидроксида натрия в растворе щелочи, а также массы раствора гидроксида натрия для нейтрализации серной кислоты, рассмотрим реакции, происходящие между соединениями.

Согласно химическому уравнению реакции между сульфатом алюминия и щелочью:

\[Al_2(SO_4)_3 + 6NaOH \rightarrow 2Al(OH)_3 + 3Na_2SO_4\]

Один моль сульфата алюминия реагирует с 6 молями гидроксида натрия, поэтому количество молярных количеств гидроксида натрия будет в 6 раз больше, чем количество моль сульфата алюминия.

Найдем количество молей сульфата алюминия в растворе, умножив массу сульфата алюминия (150 г) на его массовую долю (22,8%) и разделив на 100, чтобы перевести проценты в десятичные доли:

\[количество \ моль \ Al_2(SO_4)_3 = \frac{масса \ сульфата \ алюминия \cdot массовая \ доля}{молярная \ масса \ сульфата \ алюминия} = \frac{150 \ г \cdot 22,8}{342,2 \ г/моль} \approx 10 \ моль \ Al_2(SO_4)_3\]

Тогда количество моль гидроксида натрия будет составлять:

\[количество \ моль \ NaOH = 6 \cdot количество \ моль \ Al_2(SO_4)_3 = 6 \cdot 10 \ моль = 60 \ моль \ NaOH\]

Для расчета массы гидроксида алюминия используем его молярную массу (около 78 г/моль):

\[масса \ гидроксида \ алюминия = количество \ моль \ Al(OH)_3 \cdot молярная \ масса \ Al(OH)_3 = 2 \cdot количество \ моль \ Al_2(SO_4)_3 \cdot молярная \ масса \ Al(OH)_3\]
\[масса \ гидроксида \ алюминия = 2 \cdot 10 \ моль \cdot 78 \ г/моль = 156 \ г \ гидроксида \ алюминия\]

Теперь рассчитаем массу гидроксида натрия в растворе щелочи, используя его молярную массу (около 40 г/моль):

\[масса \ гидроксида \ натрия = количество \ моль \ NaOH \cdot молярная \ масса \ NaOH = 60 \ моль \cdot 40 \ г/моль = 2400 \ г \ гидроксида \ натрия\]

Наконец, чтобы нейтрализовать 9,8 г серной кислоты (H2SO4), используем уравнение реакции нейтрализации:

\[H2SO4 + 2NaOH \rightarrow Na2SO4 + 2H2O\]

Согласно уравнению, одна моль серной кислоты реагирует с двумя молями гидроксида натрия. Таким образом, количество моль гидроксида натрия, необходимое для нейтрализации серной кислоты, составляет половину от количества моль серной кислоты:

\[количество \ моль \ NaOH = \frac{количество \ моль \ H2SO4}{2} = \frac{масса \ H2SO4}{молярная \ масса \ H2SO4 \cdot 2} = \frac{9,8 \ г}{98 \ г/моль \cdot 2} = 0,05 \ моль \ NaOH\]

Теперь рассчитаем массу 40%-ного раствора гидроксида натрия, используя его массовую долю (40%) и массу раствора:

\[масса \ гидроксида \ натрия = масса \ раствора \cdot массовая \ доля = \frac{масса \ гидроксида \ натрия}{40\%} \cdot 100\% = \frac{2400 \ г}{40\%} \approx 6000 \ г \ гидроксида \ натрия\]

Итак, для нейтрализации 9,8 г серной кислоты необходимо взять примерно 6000 г 40%-ного раствора гидроксида натрия.

4. Вольфрам получают восстановлением оксида вольфрама(VI). Процесс получения вольфрама можно описать с помощью следующей реакции:

\[WO_3 + 3H_2 \rightarrow W + 3H_2O\]

В этой реакции один моль оксида вольфрама(VI) реагирует с тремя молями водорода и образует один моль вольфрама.

Чтобы получить вольфрам, необходимо предоставить достаточное количество водорода для реакции. Расчет основан на количестве молей оксида вольфрама(VI).

Чтобы рассчитать количество моль оксида вольфрама(VI), нужно знать его массу и молярную массу. Допустим, масса оксида вольфрама(VI) равна \(m\) граммов, а молярная масса оксида вольфрама(VI) составляет около \(M\) г/моль.

Количество моль оксида вольфрама(VI) можно рассчитать:

\[количество \ моль \ WO_3 = \frac{m}{M}\]

Тогда вещество остается в избытке водорода, и количество молей водорода равно тройному количеству молей оксида вольфрама:

\[количество \ моль \ H_2 = 3 \cdot количество \ моль \ WO_3\]

Таким образом, количество молов вольфрама будет равно количеству молей оксида вольфрама:

\[количество \ моль \ W = количество \ моль \ WO_3\]

Чтобы найти массу вольфрама, используем его молярную массу \(M_W\):

\[масса \ W = количество \ моль \ W \cdot M_W\]

В результате, масса вольфрама равна:

\[масса \ W = количество \ моль \ WO_3 \cdot M_W\]

Именно таким образом получают вольфрам, восстанавливая оксид вольфрама(VI). Пожалуйста, уточните массу оксида вольфрама(VI), чтобы я мог рассчитать массу полученного вольфрама.