Программа элективного курса по химии « Решение расчетных задач»

 Тема: «Количественные расчеты состава смеси»

Задача 1 . Определите массовую долю примесей (в процентах) в составе технического образца хлорида алюминия, содержащего 18 г хлорида алюминия и 2 г примесей.
Решение: Масса образца равна сумме масс хлорид алюминия и примесей:
m(образца) = m(А1С13) + m(примеси);
m(образца) = 18 + 2 = 20 г.
Рассчитываем массовую долю примесей по формуле:
m(примеси)

·(примеси) = 100 %;
m(образца)

· (примеси) =2/20 100 % = 10 %.
Ответ: 10%
Задача 2 .Определите массовую долю кристаллизационной воды (в процентах) в составе кристаллогидрата CuS04 5Н2О.
Решение:

· (H2O) = m(H2O) / m(кристаллогидрата)
Пусть количество вещества CuSO4 5 H2O будет =1 моль
Тогда массу найдем по формуле
m= M v
M (CuSO4 5 H2O ) = 64+32+16 4+5(12+16) = 160+90=250г/моль
m(кристаллогидрата) = 250г

·(H2O) = 90г / 250г 100% = 36%
Ответ: 36 %

Задача 3 . Определите массовую долю (в процентах) углерода в смеси, содержащей 23 г этанола (С2Н5ОН) и 16 г метанола (CH3OH).
Дано:
m(C2H5OH) = 23 г
m(CH3OH) = 16 г
Найти:
·(С)
Решение:
Находим количество веществ этанола и метанола
v = m / M
M(C2H5OH) = 46 г/моль
v (C2H5OH) = 23г / 46г/моль= 0,5 моль
v (С) = 2v (C2H5OH) = 0,5 моль 2 = 1 моль
v (CH3OH) = 16г/32г/моль = 0, 5 моль
v (С) = v (CH3OH) = 0,5 моль
v (С)общее = 0,5 моль + 1 моль = 1, 5 моль
m(С) = M v
m(С) = 12г/моль 1,5 моль = 18г

·(С) = m(C) / m(смеси)
m(смеси) = 23г + 16г = 39 г

·(С) = 18г / 39 100% = 46%

Ответ: 46 %

Задача 4 . Определите массовую долю азота (в процентах) в составе газовой смеси, содержащей азот и водород, если известно, что 2,24 л смеси (н.у.) имеют массу 1 г.
Дано:
V (N2 + H2) = 2,24л
m (N2 + H2) = 1г
Найти:
·(N2)
Решение:
Найдем количество вещества смеси
v = V / Vm
v (смеси) = 2,24л / 22,4л/моль = 0,1 моль
Пусть v (N2) в смеси = х моль, тогда v (Н2) = 0,1 – х
Выразим массы веществ m= M v
m(N2) = 28x m(H2) = 2(0,1 – x)
По условию 28х + 0,2 – 2х = 1
26х = 0,8
х= 0,307 моль
m(N2) = 28 0,307 = 0, 86 г

·=m(в-ва) / m(смеси)

·(N2) = 0,86г / 1г 100% = 86%
Ответ: 86 %.

Задача 5 . Определите объемную долю водорода в (процентах) в газовой смеси, состоящей из 3 г водорода, 14 г азота и 30 г этана.
Дано:
m(H2) = 3г
m(N2) = 14г
m(C2H6) = 30г
Найти:
·(Н2)
Решение:
Найдем моли и объемы данных веществ
v = m / M V= Vm v
M(H2) = 2г/моль
v (Н2)= 3г/2г/моль = 1,5 моль
V(Н2)= 22,4 л/моль 1,5 моль = 33,6 л
М(N2)= 28г/моль
v (N2)= 14г/ 28г/моль = 0,5 моль
V(N2)= 22,4 л/моль 0,5 моль = 11,2л
М(C2H6)= 30г/моль
v (C2H6)= 30г/ 30г/моль= 1 моль
V(C2H6)= 22,4л

·(Н2) = V(H2) / V(смеси)

·(Н2) = 33,6л / 33,6л + 11,2л +22,4л 100% = 33,6л/67,2л 100% = 50%
Ответ: 50 %.
2 вариант
Объемные доли газообразных веществ пропорциональны их мольным долям

·(Н2) =
·(Н2) = v (Н2) / v (смеси)

·(Н2) = 1,5моль / 1,5моль + 0,5 моль + 1моль = 1,5 моль / 3 100% = 50%
Ответ: 50%
Задача 6 . Газовая смесь состоит из аргона и гелия. Объемная доля гелия составляет 40 %. Определите массу гелия в составе 5,6 л смеси при н.у.
Дано:
V(смеси Ar + He) = 5,6л

·(Не) = 40% = 0,4
Найти: m(He)

Решение:

· = V(в-ва) / V(смеси)
V(He) = V(смеси)
· = 5,6л 0,4 = 2,24 л
Находим количество вещества гелия
v (Не) = V / Vm= 2,24л / 22,4л/моль = 0,1 моль
Определяем массу гелия
m=M v
m(He) = 4г/моль 0,1 моль = 4г
Ответ: 4г

Задача 7 . Определите объемную долю (в процентах) глицерина в смеси, состоящей из 50 г этанола и 60 г глицерина. Плотность этанола равна 0,8 г/мл, плотность глицерина 1,26 г/мл.
Дано:
m(C2H5OH) = 50г

·(C2H5OH) = 0,8 г/мл
m(глицерина) = 60г

·(глицерина) = 1,26 г/мл
Найти:
·(глицерина)
Решение:
Находим объемы этанола и глицерина
V = m /
·
V(C2H5OH) = 50г / 0,8 г/мл = 62,5 мл
V(глицерина) = 60г / 1,26г/мл = 47,62 мл

· = V(в-ва) / V(смеси)

·(глицерина)=47,62мл /(62,5 + 47,62) 100% = 47,6мл/110,1мл 100% = 44%

Ответ: 44 %.
15