Избыток (недостаток) реагентов

Пример 10. Рассчитать массу осадка, который выделится при смешивании 200 мл раствора хлорида кальция ω(CaCl₂) = 10%, ρ₁ = 1,08 г/мл и 150 мл раствора фосфата натрия ω(Na₃PO₄) = 8%, ρ₂ = 1,06 г/мл.

Решение:

CaCl₂ + Na₃PO₄ → Ca₃(PO₄)₂↓ + NaCl (схема реакции)

В соответствии с законом эквивалентов:

n( CaCl₂) = n( Na₃PO₄) = n( Ca₃(PO₄)₂)

Масса выделившегося осадка будет равна:

m(Ca₃(PO₄)₂) = n( Ca₃(PO₄)₂)· ·M(Ca₃(PO₄)₂)

Рассчитываем n( CaCl₂) и n( Na₃PO₄):

m(CaCl₂) = ω(CaCl₂)·V₁·ρ₁ = 0,1·200·1,08 = 21,6 г

n( CaCl₂) = = = 0,389 моль

m(Na₃PO₄) = ω(Na₃PO₄)·V₂·ρ₂ = 0,08·150·1,06 = 12,72 г

n( Na₃PO₄) = = = 0,232 моль

Из сравнения величин n( CaCl₂) и n( Na₃PO₄) видно, что хлорид кальция взят в избытке. Отсюда все дальнейшие расчеты производят по Na₃PO₄:

n( Ca₃(PO₄)₂) = n( Na₃PO₄) = 0,232 моль

Рассчитываем массу осадка:

m(Ca₃(PO₄)₂) = 0,232· ·310,2 = 11,99 г

Ответ: масса выпавшего осадка составляет 11,99 г.

Пример 11. Для осаждения ионов железа (II), содержащихся в 20 мл раствора FeSO₄, израсходовано 30 мл раствора гидроксида калия, С(KOH) = 0,3 моль/л. Определить молярную и молярную концентрацию эквивалента раствора сульфата железа (II).

Решение:

Фактор эквивалентности FeSO₄ =

По закону эквивалентов:

n( FeSO₄) = n(KOH)

n(KOH) = С(KOH)·V = 0,3·0,03 = 0,009 моль

Найдем молярную концентрацию эквивалента раствора FeSO₄:

С( FeSO₄) = = = 0,45 моль/л

Найдем молярную концентрацию раствора FeSO₄:

С(FeSO₄) = С( FeSO₄) = = 0,225 моль/л

Ответ: С(FeSO₄) = 0,225 моль/л, С( FeSO₄) = 0,45 моль/л.

2. 5. Задания для самостоятельной работы

1. Рассчитать концентрацию вещества (Х)%:

	Вариант
а	б	в	г	д
Вещество (Х)	K2SO4	CuCl2	CuSO4·5H2O	FeSO4·7H2O	MgSO4·7H2O
Объем р-ра, л	0,6	1,2	1,5	2,0	3,0
m(X), г

2. Определить молярную концентрацию вещества (Х):

	Вариант
а	б	в	г	д
Вещество (Х)	Н2SO4	Н3РO4	Са(ОН)2	Na2SO4	AgNO3
ω(Х),%
ρ, г/мл	1,14	1,10	1,08	1,05	1,01

3. Определить С(Х) и ω(Х) в растворе:

	Вариант
а	б	в	г	д
Вещество (Х)	HCl	H2S	NH3	SO2	CO2
Объем воды, л
Объем вещества, л
ρ, г/мл	1,01	1,03	1,05	1,038	1,02

4. Определить массу вещества (Х), содержащегося в растворе:

	Вариант
а	б	в	г	д
Вещество (Х)	K2CrO4	KMnO4	Al2(SO4)3	Н3РO4	Н2SO4
Объем р-ра, мл
С(Х), моль/л					0,5

5. Определить объем растворенного HCl (н.у.):

	Вариант
а	б	в	г	д
Объем р-ра, мл
С(Х), моль/л	0,2	0,5	0,75	1,2	1,5

6. Рассчитать объем концентрированного раствора KCl (л), который надо разбавить водой для приготовления определенного объема разбавленного раствора:

	Вариант
а	б	в	г	д
С1(KCl), моль/л		6,5	6,2	5,6	5,35
V, мл
С2(KCl), моль/л	3,5	2,75	2,5	2,25	1,8

7. До какого объема следует упарить разбавленный раствор НNO₃, чтобы получить более концентрированный?

	Вариант
а	б	в	г	д
V1, мл
С1(НNO3), моль/л	0,02	0,2	0,3	0,45	0,5
С2(НNO3), моль/л	0,1	0,56	0,65	0,98	1,2

8. Смешали два раствора CuSO₄ различной концентрации. Вычислить молярную концентрацию CuSO₄ в полученном растворе (контракцией растворов можно пренебречь):

	Вариант
а	б	в	г	д
V1, мл		1,5		3,5
С1(CuSO4), моль/л	0,2	0,32	0,45	0,68	0,72
V2, мл	1,5	2,5	2,75	2,9	3,2
С2(CuSO4), моль/л
ρ2, г/мл	1,08	1,1	1,11	1,13	1,14

9. Определить молярную концентрацию раствора AlCl₃, полученного смешиванием двух растворов с различной концентрацией AlCl₃:

	Вариант
а	б	в	г	д
ω1(AlCl3), %
V1, л	1,25		1,5	1,71	1,28
ρ1, г/мл	1,15	1,13	1,14	1,12	1,16
ω2(AlCl3), %
V2, л		2,2	1,5	1,8	2,5
ρ2, г/мл	1,32	1,28	1,33	1,38	1,35
ρ, г/мл	1,22	1,20	1,23	1,24	1,25

10. Определить молярную концентрацию эквивалента вещества (Х):

	Вариант
а	б	в	г	д
Вещество (Х)	K2SO4	AlCl3	Н3РO4	Н2S	НCl
Масса, г
V, л

11. Определить массу вещества, содержащегося в растворе:

	Вариант
а	б	в	г	д
Вещество (Х)	NaCl	MgSO4	Al2(SO4)3	FeSO4	Ca(OH)2
V, л		2,25	2,5	2,75
С( Х), моль/л	1,25	1,5	1,75		2,25

12. Определить молярную концентрацию и молярную концентрацию эквивалента вещества (Х) в растворе:

	Вариант
а	б	в	г	д
Вещество (Х)	LiCl	Н2SO4	Ba(OH)2	AlCl3	AgNO3
ω(Х),%
ρ, г/мл	1,1	1,16	1,08	1,12	1,14

13. До какого объема следует разбавить концентрированный раствор вещества (Х) для получения разбавленного раствора?

	Вариант
а	б	в	г	д
Вещество (Х)	Н3PO4	Ba(NO3)2	Ca(OH)2	Н2SO4	HCl
ω(Х),%
ρ1, г/мл	1,3	1,18	1,08	1,732	1,152
V1, мл
С( Х), моль/л		0,5	0,2		0,7

14. До какого объема следует упарить разбавленный раствор Ca(NO₃)₂, чтобы получить более концентрированный раствор?

	Вариант
а	б	в	г	д
С1(Ca(NO3)2), моль/л	0,01	0,05	0,15	0,20	0,25
V1, л
С2( Ca(NO3)2), моль/л

15. Смешали два раствора вещества (Х) различной концентрации. Определить молярную концентрацию и молярную концентрацию эквивалента вещества (Х) в полученном растворе (контракцией растворов можно пренебречь):

	Вариант
а	б	в	г	д
Вещество (Х)	NaOH	KOH	CаCl2	HNO3	Н2SO4
ω1(Х),%
V1 р-ра, л	0,5	0,8	0,92		1,25
ρ1, г/мл	1,332	1,176	1,158	1,225	1,503
V2 р-ра, л		0,5	1,5	1,75	1,8
С2(Х), моль/л				4,5

16. Определить молярную концентрацию эквивалента вещества BaCl₂ в растворе, полученном при смешивании двух растворов BaCl₂ различной концентрации:

	Вариант
а	б	в	г	д
ω1(BaCl2),%
V1 р-ра, л	0,6	0,8	1,0	1,2	1,4
ρ1, г/мл	1,2	1,22	1,24	1,26	1,28
ω2(BaCl2),%	5,0	7,0	7,2	7,6	7,7
V2 р-ра, л	1,2	1,4	1,6	1,8	2,0
ρ2, г/мл	1,04	1,06	1,07	1,08	1,09
ρ, г/мл	1,09	1,10	1,12	1,14	1,16

17. Какой объем раствора кислоты (Х) в литрах требуется для нейтрализации раствора КОН?

	Вариант
а	б	в	г	д
Вещество (Х)	Н2SO4	HNO3	HCl	Н3PO4	Н2S
ω(Х),%					0,6
ρ, г/мл	1,5	1,18	1,07	1,06	1,03
ω(КОН),%
V р-ра, мл
ρ, г/мл	1,41	1,29	1,18	1,12	1,08

18. Для нейтрализации определенного объема щелочи с заданной концентрацией потребовался соответствующий объем раствора кислоты. Определить молярную концентрацию эквивалента кислоты:

	Вариант
а	б	в	г	д
V щелочи, мл
С( щелочи)	0,2	0,3	0,32	0,4	0,43
V кислоты, мл

19. Какая масса CaCl₂·6Н₂О (г) требуется для осаждения сульфат-ионов из раствора Н₂SO₄?

	Вариант
а	б	в	г	д
ω(Н2SO4), %
V, мл
ρ, г/мл	1,069	1,083	1,098	1,112	1,127

Литература

1. Коровин Н. В. Общая химия. – М.: Высшая школа, 2002. – 558 с.

2. Никольский А. Б., Суворов А. В. Химия: Учебное пособие для вузов. – СПб.: Химиздат, 2001. – 512 с.

3. Глинка Н. Л. Задачи и упражнения по общей химии. – М.: Интеграл-Пресс, 2004. – 240 с.

4. Задачи и упражнения по общей химии: Учебное пособие / Б. И. Адамсон, О. Н. Гончарук, В. Н. Камышова и др. / Под ред. Н. В. Коровина. – М.: Высшая школа, 2003. – 255 с.

5. Суворов А. В., Никольский А. Б. Вопросы и задачи по общей химии. – СПб.: Химиздат, 2002. – 304 с.