Решение задач 11 класс 8 мая. FeSO4 + H2SO4 + H2O2 → Fe2(SO4)3 + 2H2O

Решение задач 11 класс 8 мая

1. Объем кислорода (н.у.), необходимого для сжигания 20 л (н.у.) смеси оксида углерода (II) и водорода с относительной плотностью по гелию 3,1, равен ______________ л. Запишите целое число.

Решение. D_He смеси = 3,1
Мсмеси = 3,1*M(Hе)= 3,1*4 = 12,4 г/моль
Теперь вспомним формулу:
Мсмеси=М1*φ1+М2*φ2…
Используем ее в нашем случае. Если обозначить долю оксида углерода (II) за х, тогда доля водорода будет (1-х). М(СО) = 28 г/моль; М(Н₂) = 2 г/моль. Тогда можно написать уравнение:
12,4 = 28x + 2(1-x)
12,4 = 28x + 2-2x
10,4 = 26x
x = 0,4 = 40% — оксида углерода (II); водорода будет 0,6, или 60%.
Находим, сколько моль смеси газов было смеси:
Nv = V/Vm = 20/22,4 = 0,89 (моль)
и, находим количества молей СО и Н₂:

n(CO) = 0,89*0,4 = 0,356 моль;

n(Н₂) = 0,89*0,6 = 0,534 моль.

Теперь напишем схемы реакций:
2СО + O₂ = 2CO₂
Nv(O₂) = Nv(СО)/2 = 0,356/2 = 0,178 (моль)
V(O₂ ) = Nv(O₂)*Vm = 3,99 (л)
2H₂ + O₂ = 2H₂O
Nv(O₂) = Nv(H₂)/2 = 0,534/2 = 0,267 (моль)
V(O₂ ) = Nv(O₂)*Vm = 5,98 (л)
Общий объем:

V = 3,99 + 5,98 = 9,97 л. ~ 10 л.
Ответ: 10.

2. При добавлении к раствору пероксида водорода массой 0,8 г раствора иодида калия в присутствии серной кислоты образовалось 0,3 г иода. Массовая доля (%) пероксида в исходном растворе равна _______________ %. Запишите целое число.

Решение. Запишем уравнение реакции: Н₂О₂ + 2KI + H₂SO₄ = I₂ + K₂SO₄ + 2H₂O
n(I₂) = m/M = 0,3 г/254 г/моль = 0.001 моль

n(Н₂О₂) = (I₂) = 0,001 моль

m(Н₂О₂) = 0,001⃰ М(Н₂О₂) = 0,001⃰ 34 = 0,034 г.

ω(Н₂О₂) = 0,034⃰ 100/0,8 = 4,25 %.

Ответ: 4.

3. Масса раствора пероксида водорода с массовой долей 3,4%, которая необходима для окисления 15,2 г сульфата железа (II) в присутствии серной кислоты равна ___________ г. Запишите целое число.

Решение.

Запишем уравнение реакции:

2FeSO4 + H2SO4 + H2O2 → Fe2(SO4)3 + 2H2O

n(FeSO₄) = m/M = 15,2 г/152 г/моль = 0,1 моль

n(Н₂О₂) = 0,5n((FeSO₄) = 0,05 моль

m(Н₂О₂) = 0,05⃰ М(Н₂О₂) = 0,05⃰ 34 = 1,7 г.

m_р-ра_Н2О2= 1,7⃰ 100/3,4 = 50 г.

Ответ: 50.

4 Оксид серы (IV), полученный при сжигании 67,2 л (н.у.) сероводорода, пропущен через 1 л раствора гидроксида натрия с массовой долей 25% (ρ = 1,3 г/мл). При этом образовалось соль состава:

1) Na₂SO₃; 2) NaHSO₃; 3) Na₂SO₄; 4) NaHSO₄.

Решение. Уравнение реакции сжигания сероводорода следующее:

2H₂S + 3O₂ = 2SO₂ + 2H₂O

n(H₂S) = n(SO₂) = 67,2 /22,4 = 3 моль

m_р-ра(NaOH) = 1000 мл⃰ 1,3 г/мл = 1300 г

m(NaOH) = 1300⃰ 25/100 = 325 г

n(NaOH) = m(NaOH)/М(NaOH) = 325/40 = 8,125 моль.

Гидроксид натрия в избытке, поэтому, реакция будет следующая:

2NaOH + SO₂ = Na₂SO₃ + H₂O

Ответ: 1.

5 Взаимодействие 13 г цинка с 0,3 моля концентрированной серной кислоты происходит с выделением сероводорода. Число молей концентрированной серной кислоты, идущей на солеобразование и на окислительно-восстановительный процесс соответственно равны:

1) 0,2 и 0,05; 2) 0,1 и 0,1; 3) 0,1 и 0,2; 4) 0,05 и 0,01.

Решение. Уравнение реакции следующее:

4Zn + 5H₂SO₄ → 4ZnSO₄ + H₂S + 4H₂O

S⁺⁶ + 8e → S^-2 | 1
Zn^о — 2e → Zn⁺² | 4

n(Zn) = m(Zn)/А(Zn) = 13/65 = 0,2 моль

По уравнению реакции, с 4 молями атомов цинка реагируют 5 молей серной кислоты. При этом видно, что 4 моля серной кислоты идут на солеобразование, а 1 моль – на окисление 4-х молей цинка. Также видно, что с 0,2 молями цинка прореагирует 0,25 молей серной кислоты. Т.е. серная кислота в избытке. Оттуда легко найти число молей концентрированной серной кислоты, идущей на солеобразование и на окислительно-восстановительный процесс. На солеобразование: 0,25⃰ 4/5 = 0,2 моль; на окисление: 0,25⃰ 1/5 = 0,05 моль0,25⃰ 4/5 = 0,05 моль.

Ответ: 1.