Массы реагирующих друг с другом веществ, а также массы продуктов этой реакции пропорциональны молярным массам эквивалентов этих веществ.

Математически закон эквивалентов для условной реакции вида

А + В ® С + D

можно выразить следующим образом

или .

Если в реакции участвуют газообразные вещества, то закон эквивалентов целесообразнее записать как соотношение объемов

.

Наконец, когда один из участников реакции - газ, а другой – твердый реагент, то формула, выражающая закона эквивалентов, принимает вид

.

Пример 1. при сгорании 5 г металла образуется 9,44 г оксида металла. Вычислите молярную эквивалентную массу металла. Определите относительную атомную массу металла, если его валентность в оксиде равна трем.

Р е ш е н и е

По закону эквивалентов

М_Э(Ме) = .

Молярную эквивалентную массу оксида можно представить как сумму М_Э металла и кислорода

М_Э(оксида) = М_Э(Ме) + М_Э(О).

Вычислим М_Э(О), зная что степень окисления кислорода в оксиде равна –2

М_Э(О) = .

Тогда

М_Э(Ме) = или М_Э(Ме) = 9 г/моль.

Относительную атомную массу металла найдем по формуле

А_r(Ме) = М_Э(Ме)×В = 9 × 3 = 27.

Пример 2. Мышьяк образует оксид, содержащий 65,2 % мас. мышьяка. Вычислите молярную эквивалентную массу мышьяка и определите простейшую формулу оксида.

Р е ш е н и е

1. Оксид мышьяка состоит из элементов As и О. Тогда закон эквивалентов можно записать так

.

Отношение масс элементов в оксиде равно отношению массовых долей (% мас.) этих элементов, то есть

.

Тогда М_Э(As) = .

2. Для того чтобы записать химическую формулу оксида, вычислим валентность мышьяка в оксиде по формуле

В = .

Следовательно, химическая формула оксида мышьяка As₂O₅ .

Пример 3. На восстановление 3,6 г оксида металла израсходовано 1,7 дм³ водорода при н.у. Найдите молярную эквивалентную массу металла.

Р е ш е н и е

1. По закону эквивалентов

М_Э(оксида) = .

2. Так как М_Э(оксида) это сумма молярных эквивалентных масс металла и кислорода, то

М_Э(Ме) = М_Э(оксида) - М_Э(О) = 23,7 – 8 = 15,7 г/моль.

Пример 4.Из 3,31 г нитрата металла получено 2,78 г хлорида металла. Вычислите молярную эквивалентную массу оксида металла.

Р е ш е н и е

Закон эквивалентов в данном случае примет вид

.

М_Э хлорида и нитрата металла можно представить таким образом

М_Э(нитрата) = М_Э(Ме) + М_Э(NO₃^-) ,

М_Э(хлорида) = М_Э(Ме) + М_Э(Cl^-) .

Вычислим молярные эквивалентные массы ионов нитрата и хлорида

М_Э(NO₃^-) = ,

М_Э(Cl^-) = .

Тогда по закону эквивалентов

. Отсюда М_Э(Ме) = 104 г/моль,

а молярная эквивалентная масса оксида металла равна

М_Э(оксида) = М_Э(Ме) + М_Э(О) = 104 + 8 = 112 г/моль.

З А Д А Ч И

1. 2,14 г металла вытесняют из кислоты 2 дм³ водорода при нормальных условиях. Определите молярную эквивалентную массу оксида металла.

2. На восстановление 3,6 г оксида металла израсходовано 1,7 дм³ водорода при нормальных условиях. Вычислите молярную эквивалентную массу металла.

3. Олово образует два оксида. Первый содержит 78,8 % мас. олова, а второй - 88,2 % мас. Вычислите молярные эквивалентные массы олова в данных оксидах. Составьте простейшие формулы оксидов.

4. Из 1,35 г оксида металла получается 3,15 г его нитрата. Вычислите молярную эквивалентную массу металла.

5. Из 1,3 г гидроксида металла получается 2,85 г его сульфата. Вычислите молярную эквивалентную массу металла.

6. Одно и тоже количество металла соединяется с 0,0006 кг кислорода и с 0,009534 кг галогена. Вычислите молярную эквивалентную массу галогена.

7. Вычислите молярную эквивалентную массу металла, если на восстановление 1,017 г его оксида израсходовали 0,28 дм³ водорода при нормальных условиях.

8. В 2,48 г оксида одновалентного металла содержится 1,84 г металла. Вычислите молярную эквивалентную массу металла и его оксида. Чему равна молярная масса металла?

9. На сжигание 1,5 г двухвалентного металла требуется 0,69 дм³ кислорода при нормальных условиях. Вычислите молярную эквивалентную массу и атомную массу данного металла.

10. Из 3,31 г сульфата металла получается 2,08 г хлорида металла. Определите молярную эквивалентную массу металла.

11. На нейтрализацию 0,943 г фосфористой кислоты Н₃РО₃ израсходовано 1,291 г гидроксида калия. Вычислите молярную эквивалентную массу кислоты и определите ее основность в данной реакции.

12. При окислении 16,74 г металла образовалось 21,54 г оксида. Вычислите молярную эквивалентную массу металла и его оксида.

13. При взаимодействии 3,24 г металла (валентность равна 2) с кислотой выделилось 4,03 дм³ водорода при нормальных условиях. Определите молярную эквивалентную массу металла и его относительную атомную массу.

14. Сульфид мышьяка содержит 38 % мас. серы. Молярная масса эквивалента серы равна 16 г/моль. Вычислите молярную эквивалентную массу мышьяка и запишите химическую формулу сульфида.

15. На нейтрализацию 9,797 г ортофосфорной кислоты израсходовали 7,998 г NaOH. Вычислите молярную эквивалентную массу кислоты и ее основность в данной реакции.

16. 3,04 г некоторого металла вытесняют 0,252 г водорода, 26,965 г серебра и 15,885 г меди из соединений этих элементов. Вычислите М_Э данных металлов.

17. Оксид металла содержит 28,57 % мас. кислорода, а его фторид содержит 48,72 % мас. фтора. Вычислите молярные эквивалентные массы металла и фтора.

18. Вычислите молярную эквивалентную массу металла и его оксида, если на восстановление 1,8 г оксида израсходовано 833 см³ водорода при нормальных условиях.

19. Чему равна молярная эквивалентная масса меди, если цинк массой 13 кг замещает в растворе соли медь массой 12,633 кг? Эквивалент цинка принять равным ½.

20. 0,49 г хлорида металла взаимодействует с AgNO₃, при этом получено 0,863 г AgCl. Вычислите эквивалентную массу металла.

21. На восстановление 7,09 г оксида двух валентного металла требуется 0,31 г водорода. Вычислите эквивалентную массу металла и его оксида. Чему равна атомная масса металла? Назовите этот металл.

22. Определите молярные эквивалентные массы металла и серы, если 3,24 г металла образуют 3,48 г оксида и 3,72 г сульфида.

23. Для растворения 16,8 г металла потребовалось 14,4 г серной кислоты. Определите молярную эквивалентную массу металла и объем выделившегося водорода (н.у.).

24. Некоторое количество металла, молярная эквивалентная масса которого равна 27,9 г/моль, вытесняет из кислоты 700 см³ водорода (н.у.). Определите массу металла.

25. Серная и ортофосфорная кислоты имеют одинаковую молярную массу. Каково отношение масс этих кислот, пошедших на нейтрализацию одного и того же количества щелочи, если образовались соответственно сульфат и дигидроортофосфат?

26. Оксид марганца содержит 22,56 % мас. кислорода. Вычислите молярную эквивалентную массу и стехиометрическую валентность марганца в оксиде.

27. Оксид марганца содержит 50,50 % мас. кислорода. Вычислите молярную эквивалентную массу марганца в оксиде. Составьте химическую формулу оксида.

28. Металл образует оксид Me₂O₃, содержащий 68,4 % мас. металла. Вычислите атомную массу этого металла. Какой это металл?

29. Молярная эквивалентная масса хлора равна 35,5 г/моль. Молярная масса атомов меди равна 63,5 г/моль. Молярная эквивалентная масса хлорида меди равна 99,5 г/моль. Запишите формулу хлорида меди.

30. Вычислите молярную эквивалентную и атомную массу двухвалентного металла, если на окисление 8,34 г этого металла израсходовано 680 см³ кислорода. Назовите этот металл.

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ

1. Составьте простейшую формулу интерметаллического соединения между магнием и алюминием, если 4,455 г данного соединения при растворении в соляной кислоте образуют водород, количество которого достаточно для восстановления 15,3 г оксида железа (II).

2. Порошок тиованадата аммония (NH₄)₃VS₄ массой 26,6 г поместили в герметичный сосуд емкостью 9 дм³, заполненный азотом при н.у. После выдерживания при 60 °С произошел распад вещества с образованием аммиака, сероводорода и твердого сульфида ванадия (V). Определите общее давление в сосуде после охлаждения до 20 °С и парциальные давления каждого газа в смеси.

3. Какую массу 10 % мас. раствора азотной кислоты необходимо взять для растворения 1 г медно-никелевого сплава, содержащего 20 % мол. Ni, если медь восстанавливает азотную кислоту до NO, а никель – до N₂O? Определите парциальные давления газов, выделившихся при растворении данной навески сплава при н.у. в сосуде объемом 10 дм³.

4. При прокаливании некоторого количества смеси карбоната свинца с оксидом свинца (II) собрано 37,3 см³ диоксида углерода при н.у. При растворении такой же навески смеси в азотной кислоте и осаждении всего свинца в составе его сульфата получено 0,808 г сухого осадка. Каков процентный состав первоначальной смеси?

5. При н.у. смешали 5 м³ воздуха (содержание кислорода 21 % об.) с 1 м³ коксового газа, имеющего состав 50 % об. Н₂, 32 % об. СН₄, 18 % об. СО. Полученную смесь подожгли. Каким будет состав газовой смеси в % об. При н.у., полученной после сгорания и конденсации водяных паров?

6. При горении аммиака без катализатора получаются азот и водяной пар, а в присутствии катализатора – оксид азота (II) и водяной пар. Определите состав смеси в % мас., полученной при сжигании 12 дм³ аммиака при н.у., если 35 % аммиака сгорело по первой реакции, а остальное – по второй.

7. Определите объемную долю (в %) каждого газа в смеси, состоящей из азота и оксидов углерода (II) и (IV), если при последовательном пропускании 5 дм³ такой смеси, взятой при н.у., через избыток известковой воды и над нагретым оксидом меди (II) выпало 10 г осадка и образовалось 6,4 г меди.

8. Определите массовые доли кальция и оксида кальция в смеси, если при прокаливании некоторого количества этой смеси с углем выделилось 2,24 дм³ газа при н.у. и образовалось 15,2 г твердого остатка.

9. При растворении в серной кислоте 2,5 г сплава цинка с магнием выделилось 1,3 дм³ водорода при температуре 26 °С и давлении 1,2×10⁵ Па. Определите массовые доли компонентов сплава.

10. При прокаливании 8,69 г смеси карбонатов кальция и стронция получено 5,39 г твердого остатка. Определите мольные доли карбонатов кальция и стронция в смеси и объем выделившегося газа при н.у.

11. Определите формулу вещества, выпавшего в осадок при смешивании растворов хлорида меди (II) и карбоната калия, если известно, что при прокаливании 2,22 г этого осадка образуется 1,6 г нового твёрдого продукта. Среди выделяющихся при этом газов и паров содержится 0,18 г воды.

12. При обработке соляной кислотой 100 г стали содержащей в виде примеси сульфид железа (II), выделился сероводород, на поглощение которого было затрачено 22,7 г 10 % мас. раствора нитрата свинца. Вычислите массовую долю серы в стали.

13. Газ, полученный при разложении 425 г нитрата натрия, смешали в замкнутом сосуде с другим газом, образовавшимся при действии избытка гидроксида калия на 45 г алюминия. Смесь газов взорвали. Определите массу полученного продукта.

14. В замкнутом сосуде емкостью 2 дм³ находится смесь сероводорода с избытком кислорода при н.у. Смесь сожгли, и после растворения в воде продуктов реакции образовалось 220 г 1 % мас. раствора кислоты. Определите % об. Сероводорода в исходной смеси.

15. Диоксид серы растворили в воде. К полученному раствору прибавили бромную воду (Br₂) до появления окраски брома, а затем избыток раствора хлорида бария. Полученный осадок отфильтровали, высушили и взвесили. Масса осадка составила 2,6 г. Сколько литров SO₂ при н.у. было растворено в воде?

16. 1 г смеси опилок меди, магния и алюминия обработали избытком соляной кислоты. Раствор отфильтровали и добавили к нему избыток NaOH. Полученный осадок отделили от раствора, промыли водой и прокалили до постоянной массы 0,2 г. Не растворившийся остаток смеси опилок прокалили на воздухе до постоянной массы 0,8 г. Определите процентное содержание алюминия в исходной смеси.

17. Смесь газов N₂, NO и NO₂ общим объемом 88 см³ (н.у.) пропустили через воду. Объем газов, не поглощенных водой, составил 50 см³. К ним добавили 16 см³ кислорода, после чего объем смеси газов стал равен 55 см³. Определите % об. NO в исходной смеси.

18. При нагревании некоторой массы смеси хлорида калия и нитрата калия выделяется 0,56 дм³ газа при н.у., а при добавлении к такой же навеске смеси в растворе нитрата серебра выпадает 14,35 г осадка. Определите процентное содержание в смеси нитрата калия.

19. 60 г металла II А группы Периодической системы, взаимодействуя с азотом, образуют нитрид, который, реагируя с водой, образует гидроксид соответствующего металла и аммиак. При каталитическом окислении выделившегося аммиака образовалось 11,2 дм³ оксида азота (II) при н.у. Выход по последней реакции 50 %. Определите исходный металл.

20. К избытку серной кислоты добавили такое количество сульфита натрия, что при взаимодействии образовавшегося при этом газа с избытком сероводорода получено 9,6 г твердого вещества. Сколько грамм сульфита натрия было взято?

21. 12,8 г сплава меди с алюминием обработали избытком соляной кислоты. Остаток промыли и растворили в концентрированной азотной кислоте. Этот раствор выпарили, а сухой остаток прокалили. Масса вещества после прокаливания составила 4 г. Определите % мас. меди в сплаве.

22. После прокаливания 50 г смеси сульфата натрия, карбоната аммония и хлорида калия ее масса уменьшилась на 9,8 г. Полученный остаток растворили в воде и добавили избыток раствора хлорида бария. Масса выпавшего осадка составила 46,6 г. Определите % мас. хлорида калия в исходной смеси.

23. При взаимодействии 72,8 г смеси двухвалентного металла и его карбоната с соляной кислотой выделилось 8,96 дм³ газов при н.у. После сжигания смеси газов, и конденсации водяных паров объем газов уменьшился до 6,72 дм³. Рассчитайте процентное содержание металла в смеси.

24. При взаимодействии 19,2 г двухвалентного металла с разбавленным раствором кислоты образуется соль металла и выделяется 4,48 дм³ газа, содержащего 46,67 % мас. азота и кислород. Плотность газа по воздуху равна 15. Назовите металл.

25. При обработке смеси гидроксида калия и гидрокарбоната калия избытком раствора соляной кислоты образовалось 59,6 г хлорида калия и выделилось 4,48 дм³ газа при н.у. Рассчитайте % мас. гидрокарбоната калия в смеси.

Литература

1. Общая химия в формулах, определениях, схемах / И.Е. Шиманович, М.Л. Павлович, В.Ф. Тикавый, П.М. Малашко; Под ред. В.Ф. Тикавого. Мн.: Унiверсiтэцкае, 1996.

2. Гольбрайх З.Е., Маслов Е.И. Сборник задач и упражнений по химии. М.: Высш. шк., 1997.

3. Лидин Р.А., Молочко В.А., Андреева Л.Л. Задачи по неорганической химии. М.: Высш. шк., 1990.

4. Романцева Л.М., Лещинская З.Л., Суханова В.А. Сборник задач и упражнений по общей химии. М.: Высш. шк., 1991.

5. Коршунов Б.Г., Стефанюк С.Л. и др. Задачник по общей химии для металлургов. М.: Высш. шк., 1977.

6. Зайцев О.С. Познавательные задачи по общей химии. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1982.

7. Михилев Л.А., Пассет Н.Ф., Федотова М.И. Задачи и упражнения по неорганической химии. СПб: Химия, 1995.

8. Кузьменко Н. Е., Еремин В.В. Сборник задач и упражнений по химии. М.: Издательский дом «ОНИКС 21 век», 2001.

9. Кузьменко Н. Е., Еремин В.В. Сборник конкурсных задач. М.: Издательский дом «ОНИКС 21 век», 2001.

10. Глинка Н.Л. Задачи и упражнения по общей химии. Л.: Химия, 1988.

Содержание

Моль. Молярная масса .......................................................................................................... 3

Законы газового состояния .................................................................................................. 8

Эквивалент. Молярная масса эквивалента......................................................................... 14

Закон эквивалентов............................................................................................................... 21

Дополнительные задания...................................................................................................... 27

Литература ............................................................................................................................. 31

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: