2.10. Расчеты по химическим формулам и уравнениям

Дано:

Решение:

? (Al) = 15,8%

? (S) = 28,1 %

? (О) = 56,1 %

Обозначим формулу вещества AlxSyOz, где х, у, z – число моль атомов Al, S, O.

Массовые доли элементов в процентах показывают массу каждого элемента в 100 г вещества. Следовательно, в 100г AlxSyOz содержится: m(Al) = 15,7 г,

m(S) = 28,1 г, m(O) = 51,1 г.

Количество (моль) каждого элемента равно отношению массы элемента к его молярной массе: ? = m/M.

Отношение x : y : z равно отношению количества вещества:

x : y : z = ?(Al) : ?(S) : ?(O),               .

.

Следовательно, формула вещества Al2S3O12, или Al2(SO4)3

AlxSyOz – ?

Ответ: Al2(SO4)3.

Дано:

Решение:

m(CaCO3) = 20г

VМ(CO2) = 22,4л/моль

M(CaCO3) = 100г/моль

Запишем уравнение реакции

СаСО3            =          СаО     +          СО2.

1 моль             1 моль             1 моль

Определим количество веществ СаСО3:

? = m/M = 20 г/100 г/моль = 0,2 моль.

По уравнению реакции ?(СО2) = ?(СаСО3)=0,2 моль.

Находим массу

m (CO2) = ?(СО2)·M (CO2), M(CO2) = 44 г/моль,

m(CO2) = 0,2 моль·44 г/моль = 8,8 г.

Находим объем:

V(CO2) = ?·VМ = 0,2 моль·22,4 л/моль = 4,48 л.

?(СО2) – ?,

m(CO2) – ?,

V(CO2) – ?

Ответ: ?(СО2) = 0,2 моль; m(CO2) = 8,8 г; V(CO2) = 4,48 л .

Дано:

Решение:

m (вещества) = 2,4 г

V(CO2) = 1,68 л

m(H2O) = 2,7 г

VM(газ) = 22,4 л/моль

Определим качественный состав вещества: обозначим формулу газа через х и напишем схему реакции

Х + О2 СО2 + Н2О.

По продуктам реакции видно, что в состав газа X входят элементы углерод и водород и, возможно, кислород. Поэтому формулу газа можно записать как СхНуОz.

Определим массу углерода, который содержится в 1,68 л СО2.

Формула газа – ?

,

?(С) = ?(СО2) = 0,075моль,

m (С) = ?(С)·М(С) = 0,075·12 = 0,9 г.

Определим массу водорода в Н2О:

,

?(Н) = 2?(Н2О) = 2·0,15 = 0,3 моль,

m(Н) = ?(Н)·М (Н) = 0,3·1 = 0,3 г.

Определим сумму масс углерода и водорода, содержащихся в веществе СхНуОz массой 2,4 г:

0,9 + 0,3 = 1,2 г.

Значит, в состав вещества входит еще и кислород:

m(О) = 2,4 – 1,2 = 1,2 г.

Определим количество вещества кислорода

?(О2) = m/M = 1,2/16 = 0,075 моль.

Определим индексы х, у и z:

х : у : z = 0,075 : 0,15 : 0,075 = 1 : 2 : 1.

Простейшая формула газа СН2О.

Найдем молекулярную формулу газа. Для этого рассчитаем относительную молекулярную массу газа по формуле

Mr(газа) = DH2· Mr(H2) =16·2 = 32.

А Mr(СН2О) = 20. Разница между Mr(газа) и Mr(СН2О): 32 – 30 = 2. Эта масса может соответствовать 2 атомам водорода. Следовательно, формула газа СН4О.

Ответ: молекулярная формула газа СН4О, или СН3ОН.