химический каталог




Химия. Решение задач

Автор А.Е.Хасанов

проведем двумя способами: через массы реагирующих веществ и через моли реагирующих веществ: Способ I.

М(СиС12) = 134,5 г/моль, M(CuS) = 95,6 г/моль. Из 134,5 г СиС12 образуется 95,6 г CuS. Из хг 4,75 г CuS.

х = ^Г^. 6,725; М(СиС12) = 6,725 г.

134,5*4,75 95,6

Вычисляем число молей СиС12 в растворе:

m 6,725

v = — = = 0,05 = 0,05моль CuCL.

М 134,5 2

Способ II.

Находим, сколько молей составляет 4,78 г CuS. 4,78

v = = 0,05 = 0,05 моль CuS.

95,6

Из уравнения видно, что из 1 моль СиС12 образуется 1 моль CuS, следовательно: из 1моль СиС12 образуется 1 моль CuS, из х моль 0,05 моль CuS.

10,05

v = 0,05; v(CuCl2) = 0,05моль.

Вычисляем, сколько граммов содержит 0,05 моль СиС12.

m = v*M = 0,05*134,5 = 6,725; m(CuCl2) = 6,725 г.

Таким образом в 150 г раствора содержится 0,05 моль СиС12, что соответствует 6,725 г растворенного вещества.

Теперь вычисляем массовую долю СиС12 в растворе:

т(в-ва) 6,725

со = — ~ = = 0,04 • 100 % - 4 %

т(р-ра) 150

со(СиС12) = 0,04 массовых едедениц.

Ответ. Массовая доля СиС12 в растворе равна 0,04, или 4 %. В 150 г раствора содержалось 0,05 моль СиС12.

Пример 8. При взаимодействии алюминия с избытком раствора гидроксида натрия в открытом сосуде масса сосуда уменьшилась на 3 г. Какова масса растворившегося алюминия?

Решение.

Известно, что алюминий растворяется в щелочах с выделением водорода:

2А1 + 2NaOH 4- 6Н20 -> 2NaA102 -> 2Н20 +

+ зн2Т (1).

При этом образуется растворимый гидрат ме-таалюминия натрия NaA102*2H20 — гидрати-рованная натриевая соль метаалюминиевой кислоты НА102. Гидрату метаалюмината наряду с формулой NaA102*2H20 приписывают также формулу Na[Al(OH)4], поэтому уравнение можно переписать и по-другому:

2А1 4- 2NaOH 4- 6Н20 -> 2Na[Al(OH)J 4- ЗН2Т (la).

Решая эту задачу, необходимо отчетливо представить себе химизм процесса, т.е. понимать, почему продуктами реакции являются именно ме-таалюминат и водород, каково их происхождение. В данной задаче это — самое главное.

Как известно, алюминий в электрохимическом ряду напряжений стоит сразу же за самыми активными металлами, однако, в отличие от них, реагирует с водой.

2А1 + 6Н20 -» 2А1(ОН)3 + ЗН2Т (2).

При обычных условиях не взаимодействует. Этому мешает слой оксидной пленки на поверхности металла. Если защитную пленку А1203 тем или иным способом удалить, то алюминий будет, как ему и полагается, вытеснять водород из воды по реакции (2).

А1203 обладает амфотерными свойствами. Он реагирует с кислотами как основной оксид и реагирует со щелочами, проявляя в последнем случае свойства кислотного оксида. Как основному оксиду ему соответствует основание А1(ОН)3, а как кислотному— метаалюминиевая кислота НА102. Полезно сопоставить формулу этой кислоты с формулой амфотерного гидроксида А1(ОН)3. Перепишем формулу А1(ОН)3 в форме кислоты Н3А103, которая называется ортоалюминиевой кислотой. Легко видеть, что по своему составу она отличается от метаалюминиевой кислоты на одну молекулу воды: НА102 4- Н20 -» Н3А103. Взаимодействие А1203 со щелочами приводит к образованию солей именно метаалюминиевой кислоты.

При сплавлении А1203 с твердыми щелочами образуются метаалюминаты:

А1203 + 2NaOH -» 2NaA102 + Н20.

В присутствии воды, т.е. в растворе щелочи, реакция протекает с образованием гидратированньгх солей — гидратов метаалюминатов:

А1203 + 2NaOH + 3H20 -» 2(NaA102-2H20) (3), или, что то же самое,

А1203 + 2NaOH + ЗН20 -» 2Na[Al(0H)J (За).

Теперь становится понятным, почему алюминий не растворяется в воде, но растворяется в щелочи. Роль щелочи сводится к удалению защитной оксидной пленки с поверхности металла по реакциям (3), после чего становится возможным растворение алюминия в воде по реакции (2). Образующийся при этом амфотерный гидроксид алюминия реагирует далее с избытком щелочи с образованием той же самой соли метаалюминиевой кислоты:

А1(ОН)3 + NaOH -» NaA102-2H20 (4),

или

А1(ОН)3 + NaOH -» Na[Al(0H)J (4а).

Не будем забывать, что реакция (4), или (4а) — это обычная реакция нейтрализации, т.е. взаимодействие кислоты и основания с образованием соли и воды. Только в данном конкретном случае природа соли такова, что образующаяся вода входит в состав соли.

Теперь просуммируем уравнение двух последовательных стадий взаимодействия свободного от оксидной пленки алюминия с водой в присутствии избытка щелочи. Первая стадия — уравнение (2). Учтем, что по этой реакции образуется 2 моль А1(ОН)3, поэтому коэффициенты в уравнениях (4) и (4а) для второй стадии следует перед сложением удвоить.

Сложив уравнения двух стадий, вы увидите, что результатом сложения является уравнение реакции (1) или (1а) для суммарного процесса.

Итак, мы выяснили, что стоит за уравнениями (1) и (1а), остается провести необходимые вычисления.

Очевидно, что уменьшения массы реакционного сосуда связано с выделением газообразного водорода. Поэтому по уравнению реакции легко определить массу растворившегося алюминия. Расчет массы алюминия проведем через моли реагентов.

Вычис

страница 63
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87

Скачать книгу "Химия. Решение задач" (1.54Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
стандартные парковые скамейки
столбики освещения дорожек
Мусорный бак FlipBin (30 л), розовый
производитель урн укп-2

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(25.03.2017)