Задача 11-3. Решение. за расчеты и аргументацию - 8 б.). Задача 11-4. Решение

Задача 11-3

Молярная масса йодсодержащей кислоты равна 176. При взаимодействии этой кислоты с сероводородом образуются йод, сера и вода. Установите химическую формулу кислоты, если известно, что в полученной после реакции смеси на 1 моль I₂ приходится 5 моль S. Назовите кислоту, напишите уравнение протекающей химической реакции и уравняйте ее методом электронного баланса.

Решение

Поскольку в реакции между йодсодержащей кислотой и H₂S образуется H₂O, кислота содержит кислород. Пусть формула кислоты – H_xI_yO_z.

2H_xI_yO_z + (2z-x)H₂S = yI₂ + 2zH₂O + (2z-x)S

Весь кислород переходит в 2z моль воды, поэтому необходимы 4z-2x моль атомов водорода из 2z-x моль H₂S.

Молярная масса кислоты равна М=x+127y+16z=176.

Очевидно, что у=1, так как при у>1, М>176. Следовательно, х+16z=49. Формально у этого уравнения есть три решения с целыми положительными значениями x и z: а) х=1, z=3 и формула кислоты HIO₃; б) х=17, z=2 (H₁₇IO₂); в) х=33, z=1 (H₃₃IO), но две последние формулы не имеют смысла. Таким образом, восстановлению была подвергнута йодноватая кислота HIO₃:

(за формулу кислоты - 5 б.)

(за название кислоты - 2 б.)

(за расчеты и аргументацию - 8 б.)

2HIO₃ + 5H₂S = I₂ + 6H₂O + 5S. (5 баллов)

2I⁺⁵ + 10e ® 2I⁰ 1 (5 баллов)

S^-2 – 2e ® S⁰ 5

Итого 25 баллов

Задача 11-4

Для растворения 1.056 г твердой смеси CaO и CaCO₃ с образованием хлоридов требуется 10 мл 2.2 моль/л раствора хлороводородной кислоты. Вычислите массовую долю компонентов в исходной смеси. Рассчитайте объем выделившегося при этом газа (20°С, 745 мм.рт.ст.).

Решение

Оксид и карбонат кальция реагируют с HCl по уравнениям:

CaO + 2HCl = CaCl₂ + H₂O (2 б.)

CaCO₃ +2HCl = CaCl₂ + H₂O +CO₂ (2 б.)

Пусть в 1.056 г смеси содержится х моль СаО (М = 56 г/моль) и у моль CaCO₃ (М = 100 г/моль), тогда:

56х+100у=1.056

На реакцию с СаО и CaCO₃ потребовалось 2х+2у или 2.2·0.01=0.022 моль HCl, т.е.

2х+2у=0.022

Решением системы уравнений находим, что х = 0.001, у = 0.01. решение (5 б.)

Отсюда m(CaO) = 56·0.001=0.056 г, m(CaCO₃) = 100·0.01=1.0 г.

w(CaO)=100·0.056/1.056=5.3% (5 б.)

w(CaCO₃)=100·1.0/1.056=94.7% (5 б.)

Теперь рассчитаем объем выделившегося газа.

n(CO₂) = n(CaCO₃)=0.01 моль.

PV=nRT, V=nRT/P=0.01×0.082×293/(745/760)=0.245 л (6 б.)

⇐ Предыдущая 1 234 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒