6. Решите задачи: 1) Вычислите массу хлорида серебра (I), образовавшегося при взаимодействии 200 г 23% раствора хлорида кальция с нитратом серебра (1). 2) Вычислите объём водорода, выделившегося при взаимодействии 35 г алюминия, содержащего 3% примесей с серной кислотой. 3) Найдите массу и объём углекислого газа, выделившегося при взаимодействии 12 г карбоната кальция, содержащего 12% примесей, с соляной кислотой.

Решение:

Задача 1: Вычисление массы хлорида серебра

Дано:

• m(раствора CaCl₂) = 200 г
• w(CaCl₂) = 23% = 0.23
• Реагент: AgNO₃

Найти: m(AgCl)

Решение:

1. Находим массу чистого CaCl₂:
2. m(CaCl₂) = m(раствора) ⋅ w = 200 г ⋅ 0.23 = 46 г
3. Находим молярную массу CaCl₂:
4. M(CaCl₂) = 40.08 (Ca) + 2 ⋅ 35.45 (Cl) = 40.08 + 70.90 = 110.98 г/моль
5. Находим количество вещества CaCl₂:
6. n(CaCl₂) = m(CaCl₂) / M(CaCl₂) = 46 г / 110.98 г/моль ≈ 0.4145 моль
7. Записываем уравнение реакции:
8. CaCl₂ + 2AgNO₃ → 2AgCl↓ + Ca(NO₃)₂
9. Из уравнения видно, что из 1 моль CaCl₂ образуется 2 моль AgCl.
10. Находим количество вещества AgCl:
11. n(AgCl) = 2 ⋅ n(CaCl₂) = 2 ⋅ 0.4145 моль = 0.829 моль
12. Находим молярную массу AgCl:
13. M(AgCl) = 107.87 (Ag) + 35.45 (Cl) = 143.32 г/моль
14. Находим массу AgCl:
15. m(AgCl) = n(AgCl) ⋅ M(AgCl) = 0.829 моль ⋅ 143.32 г/моль ≈ 118.80 г

Ответ: Масса хлорида серебра (I) составит приблизительно 118.80 г.

Задача 2: Вычисление объёма водорода при взаимодействии алюминия с серной кислотой

Дано:

• m(Al с примесями) = 35 г
• w(примесей) = 3% = 0.03
• Реагент: H₂SO₄

Найти: V(H₂)

Решение:

1. Находим массу чистого алюминия:
2. m(Al) = m(Al с примесями) ⋅ (1 - w(примесей)) = 35 г ⋅ (1 - 0.03) = 35 г ⋅ 0.97 = 33.95 г
3. Находим молярную массу Al:
4. M(Al) = 26.98 г/моль
5. Находим количество вещества Al:
6. n(Al) = m(Al) / M(Al) = 33.95 г / 26.98 г/моль ≈ 1.258 моль
7. Записываем уравнение реакции:
8. 2Al + 3H₂SO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 3H₂↑
9. Из уравнения видно, что из 2 моль Al выделяется 3 моль H₂.
10. Находим количество вещества H₂:
11. n(H₂) = (3/2) ⋅ n(Al) = 1.5 ⋅ 1.258 моль = 1.887 моль
12. Находим молярный объём газов (при н.у.):
13. V_m = 22.4 л/моль
14. Находим объём H₂:
15. V(H₂) = n(H₂) ⋅ V_m = 1.887 моль ⋅ 22.4 л/моль ≈ 42.27 л

Ответ: Объём водорода составит приблизительно 42.27 л.

Задача 3: Нахождение массы и объёма углекислого газа при взаимодействии карбоната кальция с соляной кислотой

Дано:

• m(CaCO₃ с примесями) = 12 г
• w(примесей) = 12% = 0.12
• Реагент: HCl

Найти: m(CO₂), V(CO₂)

Решение:

1. Находим массу чистого CaCO₃:
2. m(CaCO₃) = m(CaCO₃ с примесями) ⋅ (1 - w(примесей)) = 12 г ⋅ (1 - 0.12) = 12 г ⋅ 0.88 = 10.56 г
3. Находим молярную массу CaCO₃:
4. M(CaCO₃) = 40.08 (Ca) + 12.01 (C) + 3 ⋅ 16.00 (O) = 40.08 + 12.01 + 48.00 = 100.09 г/моль
5. Находим количество вещества CaCO₃:
6. n(CaCO₃) = m(CaCO₃) / M(CaCO₃) = 10.56 г / 100.09 г/моль ≈ 0.1055 моль
7. Записываем уравнение реакции:
8. CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + H₂O + CO₂↑
9. Из уравнения видно, что из 1 моль CaCO₃ выделяется 1 моль CO₂.
10. Находим количество вещества CO₂:
11. n(CO₂) = n(CaCO₃) ≈ 0.1055 моль
12. Находим молярную массу CO₂:
13. M(CO₂) = 12.01 (C) + 2 ⋅ 16.00 (O) = 12.01 + 32.00 = 44.01 г/моль
14. Находим массу CO₂:
15. m(CO₂) = n(CO₂) ⋅ M(CO₂) = 0.1055 моль ⋅ 44.01 г/моль ≈ 4.64 г
16. Находим молярный объём газов (при н.у.):
17. V_m = 22.4 л/моль
18. Находим объём CO₂:
19. V(CO₂) = n(CO₂) ⋅ V_m = 0.1055 моль ⋅ 22.4 л/моль ≈ 2.36 л

Ответ: Масса углекислого газа составит приблизительно 4.64 г, а объём — приблизительно 2.36 л.