мной воды с массовой долей 2 % для обесцвечивания этиленового углеводорода массой 5,6 г и относительной плотностью во воздуху равной 1,93.

123 При взаимодействии металла(11) массой 6,85 г с водой выделился водород объемом 1,12 дм3 (н.у.). Определите металл.

124 При взаимодействии металла(Ш) массой 1,04 г с раствором кислоты выделился водород объемом 0,448 дм3 (н.у.). Определите металл.

125 При взаимодействии 0,4 моль карбида кальция и воды массой 7,2 г образуется ацетилен. Определите объем газа при н.у.

126 Определите объем хлорметана (н.у.), образующегося при взаимодействии метана и хлора объемами 10 дм3 и 8 дм3 соответственно.

127 Определите количество вещества, образующегося при сгорании железа массой 140 г в хлоре объемом 112 дм3 (н. у.).

128 Рассчитайте массу сульфида цинка, образующегося при взаимодействии цинка и серы массами 13 г и 10 г соответственно.

129 Вычислите массу раствора этанола (с = 92 %), которая потребуется для получения этилена объемом 1,12 дм3 (н.у.).

130 Карбид алюминия массой 18 г, содержащий 20 % примесей, используется для получения метана. Определите объем (н.у.) метана, полученного при этом.

131 Определите массу оксида цинка, полученного при обжиге сульфида цинка массой 277 г, содержащего 30 % примесей.

132 Вычислите элементный состав (с , %) предельных углеводородов, плотность паров которых по водороду равна 36.

133 Рассчитайте массу пропана объемом 5 дм3 (н. у.).

134 Газообразный углеводород объемом 1 дм3 (н.у.) имеет массу 1,965 г. Рассчитайте молярную массу углеводорода, назовите его.

135 При сгорании некоторого углеводорода объемом 6,72 дм3 (н.у.) получен углекислый газ объемом 26,88 дм3 (н.у.) и вода массой 27 г. Определите молекулярную формулу углеводорода.

1.4 РАСЧЕТЫ ПО ЗАКОНУ ЭКВИВАЛЕНТОВ

Количество элемента или вещества, которое взаимодействует с 1 молем атомов водорода (1 г) или замещает это количество водорода в химических реакциях называется эквивалентом данного элемента или вещества.

Эквивалентной массой (Мэ) называется масса 1 эквивалента вещества.

П р и м е р 21 Определите эквивалент и эквивалентные массы брома, кислорода и азота в соединениях HBr, H2O, NH3.

Решение В указанных соединениях с 1 молем атомов водорода соединяется 1 моль атомов брома, 1/2 моль атомов кислорода и 1/3 моль атомов азота. Следовательно, согласно определению, эквиваленты брома, кислорода и азота равны соответственно 1 молю, 1/2 моля и 1/3 моля.

Исходя из мольных масс атомов этих элементов, найдем, что эквивалентная масса брома равна 79,9 г/моль, кислорода - 16-1 / 2 = 8 г/моль, азота - 14-1 / 3 = 4,67 г/моль.

Эквивалентную массу можно вычислить по составу соединения, если известны мольные массы (М):

1) Мэ(элемента) : Мэ = А/В, где А - атомная масса элемента, В - ва-

лентность элемента;

2) Мэ(оксида) = Мэ(элем.) + 8, где 8 - эквивалентная масса кислорода;

3) Мэ(гидроксида) = М / П(ОН-), где П(ОН-) - число групп ОН";

4) Мэ(кислоты) = М / П(Н+), где П(Н+) - число ионов Н+;

5) Мэ(соли) = М / П^В^, где nMfi - число атомов металла; Вме - ва-

лентность металла.

П р и м е р 22 Определите эквивалентные массы следующих веществ Al, Fe2O3, Ca(OH)2, H2 SO4, CaCO3.

Решение Мэ(А1) = А/В = 27/3 = 9 г/моль; М^Л) = 160/2-3 = = 26,7 г/моль; Мэ(Са(ОН)2) = 74/2 = 37 г/моль; М/Н^.,) = 98/2 = = 49 г/моль; Мэ(СаСО3) = 100 / 1-2 = 50 г/моль; Мэ(Al2(SO4)3) = 342/2-3 = = 342/6 = 57 г/моль.

П р и м е р 23 Вычислите эквивалентную массу ^SOzi в реакциях:

1) ^SO4+ NaOH = NaHSO4 + H2O; 2) H2SO4 + 2NaOH = Na2SO4 + H2O. Решение Эквивалентная масса сложного вещества, как и эквивалентная масса элемента, могут иметь различные значения, и зависят от того в какую химическую реакцию вступает данное вещество.

Эквивалентная масса серной кислоты равна мольной массе, деленной на число атомов водорода, замещенных в данной реакции на металл. Следовательно, Мэ(Н2SO4) в реакции (1) равна 98 г/моль, а в реакции (2) - 98/2 = 49 г/моль.

При решении некоторых задач, содержащих сведения об объемах газообразных веществ, целесообразно пользоваться значением эквивалентного объема (V,).

Эквивалентным объемом называется объем, занимаемый при данных условиях 1 эквивалентном газообразного вещества. Так для водорода при н.у. эквивалентный объем равен 22,4-1 / 2 = 11,2 дм3, для кислорода - 5,6 дм3.

Согласно закону эквивалентов массы (объемы) реагирующих друг с другом веществ m1 и m2 пропорциональны их эквивалентным массам (объемам):

щ/МЭ1 = m2/ Мэ2. (1.4.1)

Если одно из веществ находится в газообразном состоянии, тогда:

m / Мэ = V, / V3 . (1.4.2)

П р и м е р 24 При сгорании металла массой 5,00 г образуется оксид металла массой 9,44 г. Определите эквивалентную массу металла.

Решение Из условия задачи следует что, масса кислорода равна разности 9,44 - 5,00 = 4,44 г. Эквивалентная масса кислорода равна 8,0 г/моль. Подставляя эти значения в выражение (1.4.1) получим:

5,00 / Мэ(Ме) = 4,44 / 8,0; Мэ(Ме) = 5,00-8,0 / 4,44 = 9 г/моль.

П р и м е р 25 При окислении металла(11) массой 16,7 г образовался оксид массой 21,5 г. Вычислите эквивалентные массы: а) металла; б) его оксида. Чему равна мольная масса: в) металла; г) оксида металла?

Решение Масса кислорода в оксиде составит: m(O2) = 21,54 - - 16,74 = 4,80 г. В соответствии с законом эквивалентов получим:

16,74 / Мэ(Ме) = 4,80 / 8,00.

Откуда Мэ(Ме) = 27,90 г/моль.

Эквивалентная масса оксида равна сумме эквивалентных масс металла и кислорода и составит 27,90 + 8,00 = 35,90 г/моль.

Мольная масса металла(11) равна произведению эквивалентной массы на валентность (2) и составит 27,90-2 = 55,80 г/моль. Мольная масса оксида металла(11) составит 55,8 + 16,0 = 71,8 г/моль.

П р и м е р 26 Из нитрата металла массой 7,27 г получается хлорид массой 5,22 г. Вычислите эквивалентную массу металла.

Решение Так как эквивалентная масса нитрата (хлорида) металла равна сумме эквивалентных масс металла (х) и кислотного остатка нитрата (хлорида), то по закону эквивалентов с учетом условия задачи получим: 7,27/5,22 = (х + 62) / (х + 35,5).

Откуда х = 32,0 г/моль, т.е. Мэ = 32,0 г/моль.

П р и м е р 27 Из сульфата металла(11) массой 15,20 г получен гид-роксид массой 9,00 г. Вычислите эквивалентную массу металла и определите формулу исходной соли.

Решение С учетом условия задачи и уравнения (1.4.1) получим:

15,2/9,0 = (Мэ(Ме) + 48) / (Мэ(Ме) + 17).

Откуда Мэ(Ме) = 28 г/моль; М(Ме) = 28-2 = 56 г/моль. Формула соли: FeSO4.

П р и м е р 28 В какой массе Са(ОН)2 содержится столько же эквивалентов, сколько в А1(ОН)3 массой 312 г?

Решение Мэ(А1(ОН)3) составляет 1/3 его мольной массы, т.е. 78/3 = 26 г/моль. Следовательно, в 312 г А1(ОН)3 содержится 312/26 = = 12 эквивалентов. Мэ(Са(ОН)2) составляет 1/2 его мольной массы, т. е. 37 г/моль. Отсюда, 12 эквивалентов составляют 37-12 = 444 г.

П р и м е р 29 На восстановление оксида металла(11) массой 7,09 г требуется водород объемом 2,24 дм3 (н.у.). Вычислите эквивалентные массы оксида и металла. Чему равна мольная масса металла?

Решение В соответствии с законом эквивалентов получим:

7,09/2,24 = Мэ(оксида)/11,20; Мэ(оксида) = 35,45 г/моль.

Эквивалентная масса оксида равна сумме эквивалентных масс металла и кислорода, поэтому Мэ(Ме) составит 35,45 - 8,00 = 27,45 г/моль. Мольная масса металла(11) составит 27,45-2 = 54,90 г/моль.

При определении эквивалентных масс различных веществ, например, по объему выделенного газа, последний собирают над водой. Тогда следует учитывать парциальное давление газа.

Парциальным давлением газа в смеси называется давление, которое производил бы этот газ, занимая при тех же физических условиях объем всей газовой смеси. Согласно закону парциальных давлений, общее давление смеси газов, не вступающих друг с другом в химическое взаимодействие, равно сумме парциальных давлений газов, составляющих смесь. Если газ собран над жидкостью, то при расчетах следует иметь в виду, что его давление является парциальным и равно разности общего давления газовой смеси и парциального давления пара жидкости.

П р и м е р 30 Какой объем займут при н.у. 120 см3 азота, собранного над водой при 20 °С и давлении 100 кПа (750 мм рт. ст.)? Давление насыщенного пара воды при 20 °С равно 2,3 кПа.

Решение Парциальное давление азота равно разности общего давления и парциального давления пара воды:

PN2 = P - PN2 = 100 - 2,3 = 97,7 кПа.

Обозначив искомый объем через V, и используя объединенное уравнение Бойля-Мариотта и Гей-Люссака, находим:

V, = РПо / ТРо = 97,7-120-273 / 293-101,3 = 108 см3. Задачи

136 Вычислите эквивалент и эквивалентную массу фосфорной кисло-

ты в реакциях образования:

а) гидрофосфата;

б) дигидрофосфата;

в) ортофосфата.

137 Определите эквивалентные массы серы, фосфора и углерода в соединениях: H2S, P2O5,CO2.

138 Избытком гидроксида калия подействовали на растворы:

а) дигидрофосфата калия;

б) нитрата дигидроксовисмута(Ш). Напишите уравнения реакций

этих веществ с гидроксидом калия и определите их эквиваленты и эквива-

лентные массы.

139 Напишите уравнения реакций гидроксида железа(Ш) с хлористо-

водородной (соляной) кислотой, при которых образуется следующие со-

единения железа:

а) хлорид дигидроксожелеза;

б) дихлорид гидроксожелеза;

в) трихлорид железа.

Вычислите эквивалент и эквивалентную массу гидроксида железа(Ш) в каждой из этих реакций.

140 Вычислите эквивалентную массу серной кислоты в реакциях об-

разования:

а) сульфата;

б) гидросульфата.

141 Чему равен эквивалентный объем (н. у.) кислорода, водорода и хлора?

142 Определите эквивалентную массу серной кислоты, если известно, что H2SO4 массой 98 г реагирует с магнием массой 24 г, эквивалентная масса которого равна 12 г/моль.

143 При сгорании магния массой 4,8 г образовался оксид массой 8,0 г. Определите эквивалентную массу магния.

144 При взаимодействии металла массой 2,20 г с водородом образовался гидрид массой 2,52 г. Определите эквивалентную массу металла и напишите формулу гидрида.

145 Определите эквивалентные массы олова в его оксидах, массовая доля кислорода в которых составляет 21,2 % и 11,9 %.

146 Для реакции металла массой 0,4