Résolvez la tâche 24 de l'examen de chimie. Comment résoudre des problèmes de chimie, des solutions toutes faites. Points pour chaque tâche de chimie

Méthodes pour résoudre des problèmes en chimie

Lorsque vous résolvez des problèmes, vous devez être guidé par quelques règles simples :

Lisez attentivement les conditions de la tâche ;
Notez ce qui est donné ;
Convertir les unités si nécessaire grandeurs physiques en unités SI (certaines unités non systémiques autorisés, par exemple litres);
Notez, si nécessaire, l'équation de la réaction et disposez les coefficients ;
Résoudre un problème en utilisant la notion de quantité d'une substance, et non la méthode d'établissement des proportions ;
Écrivez la réponse.

Pour préparation réussie en chimie, vous devez examiner attentivement les solutions aux problèmes posés dans le texte et également en résoudre vous-même un nombre suffisant. C'est dans la résolution de problèmes que seront renforcés les principes théoriques de base du cours de chimie. Il est nécessaire de résoudre des problèmes tout au long de l'étude de la chimie et de la préparation à l'examen.

Vous pouvez utiliser les tâches sur cette page ou télécharger bonne collection tâches et exercices avec résolution de problèmes standards et compliqués (M. I. Lebedeva, I. A. Ankudimova) : télécharger.

Taupe, masse molaire

La masse molaire est le rapport entre la masse d'une substance et la quantité de substance, c'est-à-dire

M(x) = m(x)/ν(x), (1)

où M(x) est la masse molaire de la substance X, m(x) est la masse de la substance X, ν(x) est la quantité de substance X. L'unité SI de masse molaire est kg/mol, mais l'unité g /mol est généralement utilisé. Unité de masse – g, kg. L'unité SI pour la quantité d'une substance est la taupe.

N'importe lequel problème de chimie résolu par la quantité de substance. Vous devez vous rappeler la formule de base :

ν(x) = m(x)/ M(x) = V(x)/V m = N/N A , (2)

où V(x) est le volume de la substance X(l), V m est le volume molaire du gaz (l/mol), N est le nombre de particules, N A est la constante d'Avogadro.

1. Déterminer la masse iodure de sodium NaI quantité de substance 0,6 mol.

Donné: ν(NaI)= 0,6 mole.

Trouver: m(NaI) =?

Solution. La masse molaire de l'iodure de sodium est :

M(NaI) = M(Na) + M(I) = 23 + 127 = 150 g/mol

Déterminer la masse de NaI :

m(NaI) = ν(NaI) M(NaI) = 0,6 150 = 90 g.

2. Déterminer la quantité de substance bore atomique contenu dans le tétraborate de sodium Na 2 B 4 O 7 pesant 40,4 g.

Donné: m(Na2B4O7) = 40,4 g.

Trouver: ν(B)=?

Solution. La masse molaire du tétraborate de sodium est de 202 g/mol. Déterminer la quantité de substance Na 2 B 4 O 7 :

ν(Na 2 B 4 O 7) = m(Na 2 B 4 O 7)/ M(Na 2 B 4 O 7) = 40,4/202 = 0,2 mol.

Rappelons que 1 mole de molécule de tétraborate de sodium contient 2 moles d'atomes de sodium, 4 moles d'atomes de bore et 7 moles d'atomes d'oxygène (voir la formule du tétraborate de sodium). Alors la quantité de substance atomique borée est égale à : ν(B) = 4 ν (Na 2 B 4 O 7) = 4 0,2 = 0,8 mol.

Calculs utilisant des formules chimiques. Fraction massique.

La fraction massique d'une substance est le rapport entre la masse d'une substance donnée dans un système et la masse du système entier, c'est-à-dire ω(X) = m(X)/m, où ω(X) est la fraction massique de la substance X, m(X) est la masse de la substance X, m est la masse de l'ensemble du système. La fraction massique est une quantité sans dimension. Il est exprimé en fraction d'unité ou en pourcentage. Par exemple, la fraction massique de l'oxygène atomique est de 0,42, soit 42 %, c'est-à-dire ω(O)=0,42. La fraction massique de chlore atomique dans le chlorure de sodium est de 0,607, soit 60,7 %, soit ω(Cl)=0,607.

3. Déterminer la fraction massique eau de cristallisation dans le chlorure de baryum dihydraté BaCl 2 2H 2 O.

Solution: La masse molaire de BaCl 2 2H 2 O est :

M(BaCl 2 2H 2 O) = 137+ 2 35,5 + 2 18 = 244 g/mol

De la formule BaCl 2 2H 2 O, il s'ensuit que 1 mole de chlorure de baryum dihydraté contient 2 moles de H 2 O. À partir de là, nous pouvons déterminer la masse d'eau contenue dans BaCl 2 2H 2 O :

m(H 2 O) = 2 18 = 36 g.

On retrouve la fraction massique d'eau de cristallisation dans le chlorure de baryum dihydraté BaCl 2 2H 2 O.

ω(H 2 O) = m(H 2 O)/ m(BaCl 2 2H 2 O) = 36/244 = 0,1475 = 14,75 %.

4. À partir d'un échantillon rocher pesant 25 g, contenant le minéral argentite Ag 2 S, de l'argent pesant 5,4 g a été isolé. Déterminer la fraction massique argentite dans l'échantillon.

Donné: m(Ag) = 5,4g; m = 25g.

Trouver: ω(Ag 2 S) =?

Solution: on détermine la quantité de substance argentée trouvée dans l'argentite : ν(Ag) =m(Ag)/M(Ag) = 5,4/108 = 0,05 mol.

De la formule Ag 2 S, il s'ensuit que la quantité de substance argentite est la moitié de la quantité de substance argent. Déterminez la quantité de substance argentite :

ν(Ag 2 S)= 0,5 ν(Ag) = 0,5 0,05 = 0,025 mole

On calcule la masse de l'argentite :

m(Ag 2 S) = ν(Ag 2 S) M(Ag 2 S) = 0,025 248 = 6,2 g.

Déterminons maintenant la fraction massique d'argentite dans un échantillon de roche pesant 25 g.

ω(Ag 2 S) = m(Ag 2 S)/ m = 6,2/25 = 0,248 = 24,8 %.

Dériver des formules composées

5. Déterminer la formule la plus simple du composé potassium avec manganèse et oxygène, si les fractions massiques des éléments de cette substance sont respectivement de 24,7, 34,8 et 40,5%.

Donné: ω(K) =24,7%; ω(Mn) = 34,8 % ; ω(O) = 40,5 %.

Trouver: formule du composé.

Solution: pour les calculs on sélectionne la masse du composé égale à 100 g, soit m=100 g. Les masses de potassium, manganèse et oxygène seront :

m (K) = m ω(K); m (K) = 100 0,247 = 24,7 g ;

m (Mn) = m ω(Mn); m (Mn) = 100 0,348 = 34,8 g ;

m (O) = m ω(O); m(O) = 100 · 0,405 = 40,5 g.

Nous déterminons les quantités de substances atomiques potassium, manganèse et oxygène :

ν(K)= m(K)/ M(K) = 24,7/39= 0,63 mole

ν(Mn)= m(Mn)/ М(Mn) = 34,8/ 55 = 0,63 mol

ν(O)= m(O)/ M(O) = 40,5/16 = 2,5 moles

On retrouve le rapport des quantités de substances :

ν(K) : ν(Mn) : ν(O) = 0,63 : 0,63 : 2,5.

En divisant le côté droit de l'égalité par un nombre plus petit (0,63), nous obtenons :

ν(K) : ν(Mn) : ν(O) = 1 : 1 : 4.

Par conséquent, la formule la plus simple du composé est KMnO 4.

6. La combustion de 1,3 g d'une substance a produit 4,4 g de monoxyde de carbone (IV) et 0,9 g d'eau. Trouver formule moléculaire substance si sa densité d’hydrogène est de 39.

Donné: m(in-va) =1,3 g; m(CO2) = 4,4 g ; m(H 2 O) = 0,9 g; DH2 =39.

Trouver: formule d'une substance.

Solution: Supposons que la substance que nous recherchons contient du carbone, de l'hydrogène et de l'oxygène, car lors de sa combustion, du CO 2 et du H 2 O se sont formés. Il est ensuite nécessaire de trouver les quantités de substances CO 2 et H 2 O afin de déterminer les quantités de substances atomiques de carbone, d'hydrogène et d'oxygène.

ν(CO 2) = m(CO 2)/ M(CO 2) = 4,4/44 = 0,1 mole ;

ν(H 2 O) = m(H 2 O)/ M(H 2 O) = 0,9/18 = 0,05 mol.

Nous déterminons les quantités de substances atomiques de carbone et d'hydrogène :

ν(C)= ν(CO2); ν(C) = 0,1 mole ;

ν(H)= 2 ν(H 2 O); ν(H) = 2 · 0,05 = 0,1 mol.

Par conséquent, les masses de carbone et d’hydrogène seront égales :

m(C) = ν(C) M(C) = 0,1 · 12 = 1,2 g ;

m(N) = ν(N) M(N) = 0,1 1 =0,1 g.

Nous déterminons la composition qualitative de la substance :

m(in-va) = m(C) + m(H) = 1,2 + 0,1 = 1,3 g.

Par conséquent, la substance est constituée uniquement de carbone et d’hydrogène (voir l’énoncé du problème). Déterminons maintenant son poids moléculaire en fonction de la condition donnée Tâches densité d'hydrogène d'une substance.

M(v-va) = 2 D H2 = 2 39 = 78 g/mol.

ν(С) : ν(Н) = 0,1 : 0,1

En divisant le côté droit de l'égalité par le nombre 0,1, on obtient :

ν(С) : ν(Н) = 1 : 1

Prenons le nombre d'atomes de carbone (ou d'hydrogène) comme « x », puis, en multipliant « x » par les masses atomiques de carbone et d'hydrogène et en assimilant cette somme à la masse moléculaire de la substance, nous résolvons l'équation :

12x + x = 78. D'où x = 6. Par conséquent, la formule de la substance est C 6 H 6 - benzène.

Volume molaire des gaz. Lois des gaz parfaits. Fraction volumique.

Le volume molaire d'un gaz est égal au rapport du volume du gaz à la quantité de substance de ce gaz, c'est-à-dire

Vm = V(X)/ ν(x),

où V m est le volume molaire de gaz - une valeur constante pour tout gaz dans des conditions données ; V(X) – volume de gaz X ; ν(x) est la quantité de substance gazeuse X. Le volume molaire des gaz dans des conditions normales (pression normale pH = 101 325 Pa ≈ 101,3 kPa et température Tn = 273,15 K ≈ 273 K) est V m = 22,4 l /mol.

Dans les calculs impliquant des gaz, il est souvent nécessaire de passer de ces conditions aux conditions normales ou vice versa. Dans ce cas, il convient d’utiliser la formule issue de la loi combinée des gaz de Boyle-Mariotte et Gay-Lussac :

──── = ─── (3)

Où p est la pression ; V-volume ; T - température sur l'échelle Kelvin ; l'indice « n » indique des conditions normales.

La composition des mélanges gazeux est souvent exprimée en utilisant la fraction volumique - le rapport entre le volume d'un composant donné et le volume total du système, c'est-à-dire

où φ(X) est la fraction volumique du composant X ; V(X) – volume du composant X ; V est le volume du système. La fraction volumique est une quantité sans dimension ; elle s'exprime en fractions d'unité ou en pourcentage.

7. Lequel volume prendra-t-il à une température de 20 o C et une pression de 250 kPa d'ammoniac pesant 51 g ?

Donné: m(NH 3 ) = 51 g ; p = 250 kPa ; t=20°C.

Trouver: V(NH3) =?

Solution: déterminer la quantité de substance ammoniac :

ν(NH 3) = m(NH 3)/ M(NH 3) = 51/17 = 3 mol.

Le volume d'ammoniac dans des conditions normales est :

V(NH 3) = V m ν(NH 3) = 22,4 3 = 67,2 l.

En utilisant la formule (3), nous réduisons le volume d'ammoniac à ces conditions [température T = (273 +20) K = 293 K] :

p n TV n (NH 3) 101,3 293 67,2

V(NH 3) =──────── = ───────── = 29,2 litres.

8. Définir volume, qui sera occupé dans des conditions normales par un mélange gazeux contenant de l'hydrogène, pesant 1,4 g, et de l'azote, pesant 5,6 g.

Donné: m(N2) = 5,6 g; m(H2)=1,4; Bien.

Trouver: V(mélanges)=?

Solution: trouvez les quantités de substances hydrogène et azotées :

ν(N 2) = m(N 2)/ M(N 2) = 5,6/28 = 0,2 mol

ν(H 2) = m(H 2)/ M(H 2) = 1,4/ 2 = 0,7 mol

Puisque dans des conditions normales, ces gaz n'interagissent pas entre eux, le volume du mélange gazeux sera égal à la somme des volumes des gaz, c'est-à-dire

V(mélanges)=V(N 2) + V(H 2)=V m ν(N 2) + V m ν(H 2) = 22,4 0,2 + 22,4 0,7 = 20,16 l.

Calculs utilisant des équations chimiques

Les calculs utilisant des équations chimiques (calculs stœchiométriques) sont basés sur la loi de conservation de la masse des substances. Cependant, dans les processus chimiques réels, en raison d'une réaction incomplète et de diverses pertes de substances, la masse des produits résultants est souvent inférieure à celle qui devrait être formée conformément à la loi de conservation de la masse des substances. Le rendement du produit de réaction (ou fraction massique du rendement) est le rapport, exprimé en pourcentage, de la masse du produit réellement obtenu à sa masse, qui doit être formée conformément au calcul théorique, c'est-à-dire

η = /m(X) (4)

Où η est le rendement du produit, % ; m p (X) est la masse du produit X obtenu dans le processus réel ; m(X) – masse calculée de la substance X.

Dans les tâches où le rendement du produit n'est pas spécifié, on suppose qu'il est quantitatif (théorique), c'est-à-dire η=100%.

9. Quelle quantité de phosphore faut-il brûler ? pour obtenir oxyde de phosphore (V) pesant 7,1 g ?

Donné: m(P2O5) = 7,1 g.

Trouver:m(P) =?

Solution: nous écrivons l'équation de la réaction de combustion du phosphore et organisons les coefficients stoechiométriques.

4P+ 5O 2 = 2P 2 O 5

Déterminez la quantité de substance P 2 O 5 résultant de la réaction.

ν(P 2 O 5) = m(P 2 O 5)/ M(P 2 O 5) = 7,1/142 = 0,05 mol.

De l'équation de réaction, il s'ensuit que ν(P 2 O 5) = 2 ν(P), donc la quantité de phosphore nécessaire dans la réaction est égale à :

ν(P 2 O 5)= 2 ν(P) = 2 0,05= 0,1 mol.

De là on trouve la masse de phosphore :

m(P) = ν(P) M(P) = 0,1 31 = 3,1 g.

10. Du magnésium pesant 6 g et du zinc pesant 6,5 g ont été dissous dans un excès d'acide chlorhydrique. Quel volume l'hydrogène, mesuré dans des conditions standards, se démarquera où?

Donné: m(Mg)=6g; m(Zn) = 6,5 g ; Bien.

Trouver: V(H 2) =?

Solution: nous écrivons les équations de réaction pour l'interaction du magnésium et du zinc avec l'acide chlorhydrique et organisons les coefficients stoechiométriques.

Zn + 2 HCl = ZnCl 2 + H 2

Mg + 2 HCl = MgCl 2 + H 2

Nous déterminons les quantités de substances de magnésium et de zinc qui ont réagi avec l'acide chlorhydrique.

ν(Mg) = m(Mg)/ М(Mg) = 6/24 = 0,25 mol

ν(Zn) = m(Zn)/ M(Zn) = 6,5/65 = 0,1 mol.

Des équations de réaction, il s'ensuit que les quantités de substances métalliques et hydrogènes sont égales, c'est-à-dire ν(Mg) = ν(H2); ν(Zn) = ν(H 2), on détermine la quantité d'hydrogène résultant de deux réactions :

ν(H 2) = ν(Mg) + ν(Zn) = 0,25 + 0,1 = 0,35 mol.

On calcule le volume d'hydrogène libéré à la suite de la réaction :

V(H 2) = V m ν(H 2) = 22,4 0,35 = 7,84 l.

11. Lorsqu'un volume de 2,8 litres de sulfure d'hydrogène (conditions normales) a été passé à travers une solution en excès de sulfate de cuivre (II), un précipité pesant 11,4 g s'est formé. Déterminer la sortie produit de réaction.

Donné: V(H 2 S) = 2,8 1; m(sédiment)= 11,4 g ; Bien.

Trouver: η =?

Solution: nous écrivons l'équation de la réaction entre le sulfure d'hydrogène et le sulfate de cuivre (II).

H 2 S + CuSO 4 = CuS ↓+ H 2 SO 4

Nous déterminons la quantité de sulfure d'hydrogène impliquée dans la réaction.

ν(H 2 S) = V(H 2 S) / V m = 2,8/22,4 = 0,125 mol.

De l'équation de réaction, il s'ensuit que ν(H 2 S) = ν(СuS) = 0,125 mol. Cela signifie que nous pouvons trouver la masse théorique de CuS.

m(СuS) = ν(СuS) М(СuS) = 0,125·96 = 12 g.

Nous déterminons maintenant le rendement du produit à l'aide de la formule (4) :

η = /m(X)= 11,4 100/ 12 = 95 %.

12. Lequel poids le chlorure d'ammonium est formé par l'interaction du chlorure d'hydrogène pesant 7,3 g avec de l'ammoniac pesant 5,1 g ? Quel gaz restera en excès ? Déterminez la masse de l'excédent.

Donné: m(HCl) = 7,3 g ; m(NH 3 ) = 5,1 g.

Trouver: m(NH 4 Cl) =? m(excès) =?

Solution: notez l’équation de la réaction.

HCl + NH 3 = NH 4 Cl

Cette tâche concerne les « excès » et les « carences ». Nous calculons les quantités de chlorure d’hydrogène et d’ammoniac et déterminons quel gaz est en excès.

ν(HCl) = m(HCl)/M(HCl) = 7,3/36,5 = 0,2 mole ;

ν(NH 3) = m(NH 3)/ M(NH 3) = 5,1/ 17 = 0,3 mol.

L'ammoniac est en excès, nous calculons donc en fonction de la carence, c'est-à-dire pour le chlorure d'hydrogène. De l'équation de réaction, il s'ensuit que ν(HCl) = ν(NH 4 Cl) = 0,2 mol. Déterminez la masse de chlorure d’ammonium.

m(NH 4 Cl) = ν(NH 4 Cl) М(NH 4 Cl) = 0,2 · 53,5 = 10,7 g.

Nous avons déterminé qu'il y a un excès d'ammoniac (en termes de quantité de substance, l'excès est de 0,1 mole). Calculons la masse d'ammoniac en excès.

m(NH 3) = ν(NH 3) M(NH 3) = 0,1 17 = 1,7 g.

13. Du carbure de calcium technique pesant 20 g a été traité avec un excès d'eau, obtenant de l'acétylène qui, lorsqu'il est passé à travers un excès d'eau bromée, a formé du 1,1,2,2-tétrabromoéthane pesant 86,5 g. fraction massique CaC 2 en carbure technique.

Donné: m = 20g; m(C2H2Br4) = 86,5 g.

Trouver: ω(CaC2) =?

Solution: nous écrivons les équations de l'interaction du carbure de calcium avec l'eau et de l'acétylène avec l'eau bromée et organisons les coefficients stoechiométriques.

CaC 2 +2 H 2 O = Ca(OH) 2 + C 2 H 2

C 2 H 2 +2 Br 2 = C 2 H 2 Br 4

Trouvez la quantité de tétrabromoéthane.

ν(C 2 H 2 Br 4) = m(C 2 H 2 Br 4)/ M(C 2 H 2 Br 4) = 86,5/ 346 = 0,25 mol.

Des équations de réaction, il s'ensuit que ν(C 2 H 2 Br 4) = ν(C 2 H 2) = ν(CaC 2) = 0,25 mol. De là, nous pouvons trouver la masse de carbure de calcium pur (sans impuretés).

m(CaC 2) = ν(CaC 2) M(CaC 2) = 0,25 64 = 16 g.

Nous déterminons la fraction massique de CaC 2 dans le carbure technique.

ω(CaC 2) = m(CaC 2)/m = 16/20 = 0,8 = 80 %.

Solutions. Fraction massique du composant de la solution

14. Du soufre pesant 1,8 g a été dissous dans du benzène d'un volume de 170 ml. La densité du benzène est de 0,88 g/ml. Définir fraction massique soufre en solution.

Donné: V(C6H6) = 170 ml; m(S) = 1,8 g ; ρ(C 6 C 6) = 0,88 g/ml.

Trouver: ω(S) =?

Solution: pour trouver la fraction massique de soufre dans une solution, il faut calculer la masse de la solution. Déterminez la masse de benzène.

m(C 6 C 6) = ρ(C 6 C 6) V(C 6 H 6) = 0,88 170 = 149,6 g.

Trouvez la masse totale de la solution.

m(solution) = m(C 6 C 6) + m(S) = 149,6 + 1,8 = 151,4 g.

Calculons la fraction massique de soufre.

ω(S) = m(S)/m=1,8 /151,4 = 0,0119 = 1,19 %.

15. Du sulfate de fer FeSO 4 · 7H 2 O pesant 3,5 g a été dissous dans de l'eau pesant 40 g. fraction massique de sulfate de fer (II) dans la solution résultante.

Donné: m(H 2 O) = 40 g ; m(FeSO 4 7H 2 O) = 3,5 g.

Trouver: ω(FeSO 4) =?

Solution: trouvez la masse de FeSO 4 contenue dans FeSO 4 7H 2 O. Pour ce faire, calculez la quantité de substance FeSO 4 7H 2 O.

ν(FeSO 4 7H 2 O)=m(FeSO 4 7H 2 O)/M(FeSO 4 7H 2 O)=3,5/278=0,0125 mol

De la formule du sulfate de fer, il s'ensuit que ν(FeSO 4) = ν(FeSO 4 7H 2 O) = 0,0125 mol. Calculons la masse de FeSO 4 :

m(FeSO 4) = ν(FeSO 4) M(FeSO 4) = 0,0125 152 = 1,91 g.

Considérant que la masse de la solution est constituée de la masse de sulfate de fer (3,5 g) et de la masse d'eau (40 g), on calcule la fraction massique de sulfate ferreux dans la solution.

ω(FeSO4) = m(FeSO4)/m=1,91 /43,5 = 0,044 =4,4 %.

Problèmes à résoudre de manière autonome

50 g d'iodure de méthyle dans l'hexane ont été exposés au sodium métallique et 1,12 litre de gaz ont été libérés, mesurés dans des conditions normales. Déterminez la fraction massique d’iodure de méthyle dans la solution. Répondre: 28,4%.
Un peu d'alcool a été oxydé pour former un monobasique acide carboxylique. Lorsque 13,2 g de cet acide ont été brûlés, on a obtenu du dioxyde de carbone dont la neutralisation complète a nécessité 192 ml de solution de KOH avec une fraction massique de 28 %. La densité de la solution de KOH est de 1,25 g/ml. Déterminez la formule de l’alcool. Répondre: butanol.
Le gaz obtenu en faisant réagir 9,52 g de cuivre avec 50 ml d'une solution d'acide nitrique à 81 % de densité 1,45 g/ml a été passé sur 150 ml d'une solution de NaOH à 20 % de densité 1,22 g/ml. Déterminer les fractions massiques des substances dissoutes. Répondre: 12,5% NaOH ; 6,48 % NaNO 3 ; 5,26 % de NaNO2.
Déterminer le volume de gaz dégagés lors de l'explosion de 10 g de nitroglycérine. Répondre: 7,15 l.
Échantillon matière organique pesant 4,3 g a été brûlé dans l'oxygène. Les produits de réaction sont du monoxyde de carbone (IV) d'un volume de 6,72 l (conditions normales) et de l'eau d'une masse de 6,3 g. La densité de vapeur de la substance de départ par rapport à l'hydrogène est de 43. Déterminer la formule de la substance. Répondre: C6H14.

Tâche n°1

Un volume de 3,36 litres d'hydrogène a été passé à travers de la poudre d'oxyde de cuivre (II) lorsqu'il était chauffé, et l'hydrogène a complètement réagi. La réaction a donné 10,4 g d'un résidu solide. Ce résidu a été dissous dans de l'acide sulfurique concentré pesant 100 g. Déterminez la fraction massique de sel dans la solution résultante (négligez les processus d'hydrolyse).

Réponse : 25,4 %

Explication:

ν(H 2) = V(H 2)/V m = 3,36 l/22,4 l/mol = 0,15 mol,

ν(H 2) = ν(Cu) = 0,15 mol, donc m(Cu) = 0,15 mol 64 g/mol = 9,6 g

m(CuO) = m(résidu solide) – m(Cu) = 10,4 g – 9,6 g = 0,8 g

ν(CuO) = m(CuO)/M(CuO) = 0,8 g/80 g/mol = 0,01 mol

D'après l'équation (I) ν(Cu) = ν I (CuSO 4), selon l'équation (II) ν(CuO) = ν II (CuSO 4), donc ν total. (CuSO 4) = ν I (CuSO 4) + ν II (CuSO 4) = 0,01 mol + 0,15 mol = 0,16 mol.

m au total (CuSO 4) = ν total. (CuSO 4) M(CuSO 4) = 0,16 mol 160 g/mol = 25,6 g

ν(Cu) = ν(SO 2), donc ν(SO 2) = 0,15 mol et m(SO 2) = ν(SO 2) M(SO 2) = 0,15 mol 64 g/mol = 9,6 g

m(solution) = m(résidu solide) + m(solution H 2 SO 4) – m(SO 2) = 10,4 g + 100 g – 9,6 g = 100,8 g

ω(CuSO 4) = m(CuSO 4)/m(solution) 100 % = 25,6 g/100,8 g 100 % = 25,4 %

Tâche n°2

De l'hydrogène d'un volume de 3,36 l (n.s.) a été traversé lorsqu'il a été chauffé sur une poudre d'oxyde de cuivre (II) pesant 16 g. Le résidu formé à la suite de cette réaction a été dissous dans 535,5 g d'acide nitrique à 20 %, ce qui a donné un produit incolore. gaz qui devient brun dans l'air. Déterminez la fraction massique d'acide nitrique dans la solution résultante (négligez les processus d'hydrolyse).

Dans votre réponse, notez les équations de réaction indiquées dans l'énoncé du problème et fournissez tous les calculs nécessaires (indiquez les unités de mesure des grandeurs physiques d'origine).

Réponse : 13,84 %

Explication:

Lorsque l’hydrogène passe sur l’oxyde de cuivre (II), le cuivre est réduit :

CuO + H 2 → Cu + H 2 O (chauffage) (I)

Le résidu solide, constitué de cuivre métallique et d'oxyde de cuivre (II), réagit avec une solution d'acide nitrique selon les équations :

3Cu + 8HNO 3 (solution à 20 %) → 3Cu(NO 3) 2 + 2NO + 4H 2 O (II)

CuO + 2HNO 3 (solution à 20 %) → Cu(NO 3) 2 + H 2 O (III)

Calculons la quantité d'hydrogène et d'oxyde de cuivre (II) impliquée dans la réaction (I) :

ν(H 2) = V(H 2)/V m = 3,36 l/22,4 l/mol = 0,15 mol, ν(CuO) = 16 g/80 g/mol = 0,2 mol

D'après l'équation de réaction (I) ν(H 2) = ν(CuO), et selon les conditions du problème, la quantité de substance hydrogène est insuffisante (0,15 mole de H 2 et 0,1 mole de CuO), donc du cuivre (II) l'oxyde n'a pas réagi complètement.

Nous effectuons le calcul basé sur le manque de substance, donc ν(Cu) = ν(H 2) = 0,15 mol et ν rest. (CuO) = 0,2 mole – 0,15 mole = 0,05 mole.

Pour calculer davantage la masse de la solution, il est nécessaire de connaître les masses du cuivre formé et de l'oxyde de cuivre (II) n'ayant pas réagi :

Je me repose. (CuO) = ν(CuO) M(CuO) = 0,05 mol 80 g/mol = 4 g

La masse totale du résidu solide est égale à : m(résidu solide) = m(Cu) + m résidu. (CuO) = 9,6 g + 4 g = 13,6 g

Calculez la masse et la quantité initiales d’acide nitrique :

m réf. (HNO 3) = m(solution de HNO 3) ω(HNO 3) = 535,5 g 0,2 = 107,1 g

D'après l'équation de réaction (II) ν II (HNO 3) = 8/3ν(Cu), d'après l'équation de réaction (III) ν III (HNO 3) = 2ν(CuO), donc ν total. (HNO 3) = ν II (HNO 3) + ν III (HNO 3) = 8/3 · 0,15 mol + 2 · 0,05 molmo = 0,5 l.

La masse totale ayant réagi à la suite des réactions (II) et (III) est égale à :

Je me repose. (HNO 3) = m réf. (HNO 3) – m au total. (HNO3) = 107,1 g – 31,5 g = 75,6 g

Afin de calculer la masse de la solution résultante, il faut prendre en compte la masse d'oxyde d'azote (II) libérée lors de la réaction (II) :

ν(NO) = 2/3ν(Cu), donc ν(NO) = 2/3 0,15 mol = 0,1 mol et m(NO) = ν(NO) M(NO) = 0, 1 mol · 30 g/ mole = 3 g

Calculons la masse de la solution résultante :

m(solution) = m(résidu solide) + m(solution de HNO 3) – m(NO) = 13,6 g + 535,5 g – 3 g = 546,1 g

ω(HNO 3) = m repos. (HNO 3)/m(solution) 100 % = 75,6 g/546,1 g 100 % = 13,84 %

Tâche n°3

A une solution saline à 20 % obtenue en dissolvant 12,5 g de sulfate de cuivre (CuSO 4 5H 2 O) dans l'eau, 5,6 g de fer ont été ajoutés. Une fois la réaction terminée, 117 g d'une solution de sulfure de sodium à 10 % ont été ajoutés à la solution. Déterminer la fraction massique de sulfure de sodium dans la solution finale (négliger les processus d'hydrolyse).

Réponse : 5,12 %

Explication:

Fe + CuSO 4 → FeSO 4 + Cu (I)

ν(CuSO 4 5H 2 O) = m(CuSO 4 5H 2 O)/M(CuSO 4 5H 2 O) = 12,5 g/250 g/mol = 0,05 mol

ν réf. (Fe) = m réf. (Fe)/M(Fe) = 5,6 g/56 g/mol = 0,1 mole

D'après l'équation de réaction (I) ν(Fe) = ν(CuSO 4), et selon les conditions du problème, la quantité de sulfate de cuivre est insuffisante (0,05 mol CuSO 4 5H 2 O et 0,1 mol Fe) , donc le fer n'a pas réagi complètement.

Seul le sulfate de fer (II) réagit avec le sulfure de sodium :

FeSO 4 + Na 2 S → FeS↓ + Na 2 SO 4 (II)

Nous calculons donc en fonction du manque de substance ν(CuSO 4 · 5H 2 O) = ν(Cu) = ν(FeSO 4) = 0,05 mol et ν reste. (Fe) = 0,1 mole – 0,05 mole = 0,05 mole.

Pour calculer davantage la masse de la solution finale, il est nécessaire de connaître les masses de cuivre formé, de fer n'ayant pas réagi (réaction (I)) et de la solution initiale de sulfate de cuivre :

m(Cu) = ν(Cu) M(Cu) = 0,05 mol 64 g/mol = 3,2 g

Je me repose. (Fe) = ν repos. (Fe) M(Fe) = 0,05 mol 56 g/mol = 2,8 g

ν(CuSO 4 5H 2 O) = ν(CuSO 4) = 0,05 mol, donc m(CuSO 4) = ν(CuSO 4) M(CuSO 4) = 0,05 mol 160 g/mol = 8 g

m réf. (solution CuSO 4) = m(CuSO 4)/ω(CuSO 4) 100 % = 8 g/20 % 100 % = 40 g

Seul le sulfate de fer (II) réagit avec le sulfure de sodium (le sulfate de cuivre (II) a complètement réagi selon la réaction (I)).

m réf. (Na 2 S) = m réf. (solution Na 2 S) ω(Na 2 S) = 117 g 0,1 = 11,7 g

ν réf. (Na 2 S) = m réf. (Na 2 S)/M(Na 2 S) = 11,7 g/78 g/mol = 0,15 mol

D'après l'équation réactionnelle (II) ν(Na 2 S) = ν(FeSO 4), et selon les conditions de réaction, le sulfure de sodium est en excès (0,15 mole de Na 2 S et 0,05 mole de FeSO 4). Nous calculons en fonction du déficit, c'est-à-dire par la quantité de sulfate de fer (II)).

Calculons la masse de sulfure de sodium n'ayant pas réagi :

je me repose. (Na 2 S) = ν dehors. (Na 2 S) – ν réagissent. (Na 2 S) = 0,15 mole – 0,05 mole = 0,1 mole

Je me repose. (Na 2 S) = ν(Na 2 S) M(Na 2 S) = 0,1 mol 78 g/mol = 7,8 g

Pour calculer la masse de la solution finale, il faut calculer la masse de sulfure de fer (II) précipité par la réaction (II) :

ν(FeSO 4) = ν(FeS) et m(FeS) = ν(FeS) M(FeS) = 0,05 mol 88 g/mol = 4,4 g

m(solution) = msortir. (solution CuSO 4) + m réf. (Fe) - m repos. (Fe) – m(Cu) + m réf. (Solution Na 2 S) – m(FeS) = 40 g + 5,6 g – 3,2 g – 2,8 g + 117 g – 4,4 g = 152,2 g

ω(Na 2 S) = m(Na 2 S)/m(solution) 100 % = 7,8 g/152,2 g 100 % = 5,12 %

Tâche n°4

A une solution saline à 20 % obtenue en dissolvant 37,5 g de sulfate de cuivre (CuSO 4 5H 2 O) dans l'eau, 11,2 g de fer ont été ajoutés. Une fois la réaction terminée, 100 g d'une solution d'acide sulfurique à 20 % ont été ajoutés au mélange résultant. Déterminez la fraction massique de sel dans la solution résultante (négligez les processus d'hydrolyse).

Réponse : 13,72 %

Explication:

Lorsque le sulfate de cuivre (II) réagit avec le fer, une réaction de substitution se produit :

Fe + CuSO 4 → FeSO 4 + Cu (I)

20% acide sulfurique réagit avec le fer selon l'équation :

Fe + H 2 SO 4 (dil.) → FeSO 4 + H 2 (II)

Calculons la quantité de sulfate de cuivre et de fer qui réagissent (I) :

ν(CuSO 4 5H 2 O) = m(CuSO 4 5H 2 O)/M(CuSO 4 5H 2 O) = 37,5 g/250 g/mol = 0,15 mol

ν réf. (Fe) = m réf. (Fe)/M(Fe) = 11,2 g/56 g/mol = 0,2 mole

D'après l'équation de réaction (I) ν(Fe) = ν(CuSO 4), et selon les conditions du problème, la quantité de sulfate de cuivre est insuffisante (0,15 mol CuSO 4 5H 2 O et 0,2 mol Fe) , donc le fer n'a pas réagi complètement.

Nous calculons donc en fonction du manque de substance ν(CuSO 4 · 5H 2 O) = ν(Cu) = ν(FeSO 4) = 0,15 mol et ν reste. (Fe) = 0,2 mole – 0,15 mole = 0,05 mole.

m(Cu) = ν(Cu) M(Cu) = 0,15 mol 64 g/mol = 9,6 g

ν(CuSO 4 5H 2 O) = ν(CuSO 4) = 0,15 mol, donc m(CuSO 4) = ν(CuSO 4) M(CuSO 4) = 0,15 mol 160 g/mol = 24 g

m réf. (solution CuSO 4) = m(CuSO 4)/ω(CuSO 4) 100 % = 24 g/20 % 100 % = 120 g

L'acide sulfurique dilué ne réagit pas avec le cuivre, mais réagit avec le fer selon la réaction (II).

Calculons la masse et la quantité d'acide sulfurique :

m réf. (H 2 SO 4) = m réf. (solution H 2 SO 4) ω(H 2 SO 4) = 100 g 0,2 = 20 g

ν réf. (H 2 SO 4) = m réf. (H 2 SO 4)/M(H 2 SO 4) = 20 g/98 g/mol ≈ 0,204 mol

Depuis ν reste. (Fe) = 0,05 mol, et ν réf. (H 2 SO 4) ≈ 0,204 mol, par conséquent, le fer est rare et est complètement dissous par l'acide sulfurique.

D'après l'équation de la réaction (II) ν(Fe) = ν(FeSO 4), alors la quantité totale de sulfate de fer (II) est la somme des quantités formées par les réactions (I) et (II), et sont égal à:

ν(FeSO 4) = 0,05 mole + 0,15 mole = 0,2 mole ;

m(FeSO 4) = ν(FeSO 4) M(FeSO 4) = 0,2 mol 152 g/mol = 30,4 g

je me repose. (Fe) = ν(H 2) = 0,05 mol et m(H 2) = ν(H 2) M(H 2) = 0,05 mol 2 g/mol = 0,1 g

On calcule la masse de la solution résultante à l'aide de la formule (on ne prend pas en compte la masse de fer qui n'a pas réagi dans la réaction (I), puisque dans la réaction (II) il passe en solution) :

m(solution) = msortir. (solution CuSO 4) + m réf. (Fe) - m(Cu) + m réf. (solution H 2 SO 4) – m(H 2) = 120 g + 11,2 g – 9,6 g + 100 g – 0,1 g = 221,5 g

La fraction massique de sulfate de fer (II) dans la solution obtenue est égale à :

ω(FeSO 4) = m(FeSO 4)/m(solution) 100 % = 30,4 g/221,5 g 100 % = 13,72 %

Tâche n°5

A une solution saline à 20 % obtenue en dissolvant 50 g de sulfate de cuivre (CuSO 4 5H 2 O) dans l'eau, 14,4 g de magnésium ont été ajoutés. Une fois la réaction terminée, 146 g d'une solution d'acide chlorhydrique à 25 % ont été ajoutés au mélange résultant. Calculez la fraction massique de chlorure d'hydrogène dans la solution résultante (négligez les processus d'hydrolyse).

Réponse : 2,38 %

Explication:

Lorsque le sulfate de cuivre (II) réagit avec le magnésium, une réaction de substitution se produit :

Mg + CuSO 4 → MgSO 4 + Cu(I)

L'acide chlorhydrique à 25 % réagit avec le magnésium selon l'équation :

Mg + 2HCl → MgCl 2 + H 2 (II)

Calculons la quantité de sulfate de cuivre et de magnésium qui réagissent (I) :

D'après l'équation de réaction (I) ν(Mg) = ν(CuSO 4), et selon les conditions du problème, la quantité de sulfate de cuivre est insuffisante (0,2 mol CuSO 4 5H 2 O et 0,6 mol Mg) , donc le magnésium n'a pas réagi complètement.

Nous effectuons le calcul basé sur le manque de substance, donc ν(CuSO 4 · 5H 2 O) = ν(Cu) = ν réagissent. (Mg) = 0,2 mol et ν reste. (Mg) = 0,6 mole – 0,2 mole = 0,4 mole.

Pour calculer davantage la masse de la solution finale, il est nécessaire de connaître la masse du cuivre formé (réaction (I)) et de la solution initiale de sulfate de cuivre :

m réf. (solution CuSO 4) = m(CuSO 4)/ω(CuSO 4) 100 % = 32 g/20 % 100 % = 160 g

L'acide chlorhydrique ne réagit pas avec le cuivre, mais interagit avec le magnésium via la réaction (II).

Calculons la masse et la quantité d'acide chlorhydrique :

m réf. (HCl) = m réf. (solution HCl) ω(HCl) = 146 g 0,25 = 36,5 g

Depuis ν reste. (Mg) = 0,4 mole, ν réf. (HCl) = 1 mol et ν réf. (HCl) > 2ν repos. (Mg), alors le magnésium est déficient et est complètement dissous dans l'acide chlorhydrique.

Calculons la quantité d'acide chlorhydrique qui n'a pas réagi avec le magnésium :

je me repose. (HCl) = ν dehors. (HCl) – ν réagissent. (HCl) = 1 mole – 2 0,4 mole = 0,2 mole

Je me repose. (HCl) = ν repos. (HCl) M(HCl) = 0,2 mol 36,5 g/mol = 7,3 g

Pour calculer la masse de la solution finale, il faut calculer la masse d'hydrogène libérée à la suite de la réaction (II) :

je me repose. (Mg) = ν(H 2) = 0,4 mol et m(H 2) = ν(H 2) M(H 2) = 0,4 mol 2 g/mol = 0,8 g

On calcule la masse de la solution résultante à l'aide de la formule (on ne prend pas en compte la masse de magnésium n'ayant pas réagi dans la réaction (I), puisque dans la réaction (II) il passe en solution) :

m(solution) = m out (solution CuSO 4) + m out. (Mg) - m(Cu) + m réf. (Solution HCl) – m(H 2) = 160 g + 14,4 g – 12,8 g + 146 g – 0,8 g = 306,8 g

La fraction massique d'acide chlorhydrique dans la solution obtenue est égale à :

ω(HCl) = m repos. (HCl)/m(solution) 100 % = 7,3 g/306,8 g 100 % = 2,38 %

Tâche n°6

A une solution saline à 10 % obtenue en dissolvant 25 g de sulfate de cuivre (CuSO 4 5H 2 O) dans l'eau, 19,5 g de zinc ont été ajoutés. Une fois la réaction terminée, 240 g d'une solution d'hydroxyde de sodium à 30 % ont été ajoutés au mélange résultant. Déterminez la fraction massique d'hydroxyde de sodium dans la solution résultante (négligez les processus d'hydrolyse).

Réponse : 9,69 %

Explication:

Zn + CuSO 4 → ZnSO 4 + Cu (I)

D'après l'équation de réaction (I) ν(Zn) = ν(CuSO 4), et selon les conditions du problème, la quantité de sulfate de cuivre est insuffisante (0,1 mol CuSO 4 5H 2 O et 0,3 mol Zn) , le zinc n'a donc pas réagi complètement.

Nous effectuons le calcul basé sur le manque de substance, donc ν(CuSO 4 · 5H 2 O) = ν(ZnSO 4) = ν(Cu) = ν réagissent. (Zn) = 0,1 mol et ν reste. (Zn) = 0,3 mole – 0,1 mole = 0,2 mole.

Pour calculer davantage la masse de la solution finale, il est nécessaire de connaître la masse du cuivre formé (réaction (I)) et de la solution initiale de sulfate de cuivre :

m réf. (solution CuSO 4) = m(CuSO 4)/ω(CuSO 4) 100 % = 16 g/10 % 100 % = 160 g

m réf. (NaOH) = m réf. (Solution NaOH) ω(NaOH) = 240 g 0,3 = 72 g

ν réf. (NaOH) = m réf. (NaOH)/M(NaOH) = 72 g/40 g/mol = 1,8 mole

ν total (NaOH) = ν II (NaOH) + ν III (NaOH) = 2 0,2 mol + 4 0,1 mol = 0,8 mol

Je réagis. (NaOH) = ν réagit. (NaOH) M(NaOH) = 0,8 mole 40 g/mole = 32 g

Je me repose. (NaOH) = m réf. (NaOH) - je réagis. (NaOH) = 72 g – 32 g = 40 g

Pour calculer la masse de la solution finale, il faut calculer la masse d'hydrogène libérée à la suite de la réaction (II) :

je me repose. (Zn) = ν(H 2) = 0,2 mol et m(H 2) = ν(H 2) M(H 2) = 0,2 mol 2 g/mol = 0,4 g

m(solution) = msortir. (solution CuSO 4) + m réf. (Zn) - m(Cu) + m réf. (Solution NaOH) – m(H 2) = 160 g + 19,5 g – 6,4 g + 240 g – 0,4 g = 412,7 g

ω(NaOH) = m reste. (NaOH)/m(solution) 100 % = 40 g/412,7 g 100 % = 9,69 %

Tâche n°7

Une poudre obtenue par frittage de 2,16 g d'aluminium et 6,4 g d'oxyde de fer (III) a été ajoutée à une solution saline à 20 % obtenue en dissolvant 25 g de sulfate de cuivre (II) pentahydraté dans l'eau. Déterminez la fraction massique de sulfate de cuivre (II) dans la solution résultante (négligez les processus d'hydrolyse).

Réponse : 4,03 %

Explication:

Lorsque l'aluminium est fritté avec de l'oxyde de fer (III), le métal le plus actif déplace le métal le moins actif de son oxyde :

2Al + Fe 2 O 3 → Al 2 O 3 + 2Fe (I)

Calculons la quantité d'oxyde d'aluminium et de fer (III) entrant dans la réaction (I) :

ν réf. (Al) = m réf. (Al)/M(Al) = 2,16 g /27 g/mol = 0,08 mol

ν réf. (Fe 2 O 3) = m réf. (Fe 2 O 3)/M(Fe 2 O 3) = 6,4 g/160 g/mol = 0,04 mol

Selon l'équation de réaction (I) ν(Al) = 2ν(Fe 2 O 3) = 2ν(Al 2 O 3) et selon les conditions du problème, la quantité de substance aluminium est doublée plus de quantité substances d'oxyde de fer (III), par conséquent, aucune substance n'ayant pas réagi ne reste dans la réaction (I).

La quantité de substance et la masse de fer formée sont égales :

ν(Fe) = 2ν dehors. (Fe 2 O 3) = 2 0,04 mole = 0,08 mole

m(Fe) = ν(Fe) M(Fe) = 0,08 mol 56 g/mol = 4,48 g

Pour calculer davantage la masse de la solution finale, il est nécessaire de connaître la masse de la solution initiale de sulfate de cuivre :

ν(CuSO 4 5H 2 O) = m(CuSO 4 5H 2 O)/M(CuSO 4 5H 2 O) = 25 g / 250 g/mol = 0,1 mol

ν(CuSO 4 5H 2 O) = ν(CuSO 4) = 0,1 mol, donc m(CuSO 4) = ν(CuSO 4) M(CuSO 4) = 0,1 mol 160 g/mol = 16 g

m réf. (solution CuSO 4) = m(CuSO 4)/ω(CuSO 4) 100 % = 16 g/20 % 100 % = 80 g

Le fer formé par la réaction (I) réagit avec une solution de sulfate de cuivre :

Fe + CuSO 4 → FeSO 4 + Cu (II)

D'après l'équation de réaction (II) ν(Fe) = ν(CuSO 4), et selon les conditions du problème, la quantité de substance ferreuse est de (0,1 mole CuSO 4 · 5H 2 O et 0,08 mol Fe), donc le fer a complètement réagi.

Calculons la quantité de substance et la masse de sulfate de cuivre (II) n'ayant pas réagi :

je me repose. (CuSO 4) = ν réf. (CuSO 4) - ν réagissent. (CuSO 4) = 0,1 mole – 0,08 mole = 0,02 mole

Je me repose. (CuSO 4) = ν repos. (CuSO 4) M(CuSO 4) = 0,02 mol 160 g/mol = 3,2 g

Pour calculer la masse de la solution finale, il faut calculer la masse du cuivre formé :

ν(Fe) = ν(Cu) = 0,08 mol et m(Cu) = ν(Cu) M(Cu) = 0,08 mol 64 g/mol = 5,12 g

La masse de la solution résultante est calculée à l'aide de la formule (le fer formé par la réaction (I) passe ensuite en solution) :

m(solution) = msortir. (solution CuSO 4) + m(Fe) - m(Cu) = 80 g + 4,48 g – 5,12 g = 79,36 g

Fraction massique de sulfate de cuivre (II) dans la solution obtenue :

ω(CuSO 4) = m repos. (CuSO 4)/m(solution) 100 % = 3,2 g/79,36 g 100 % = 4,03 %

Tâche n°8

18,2 g de phosphure de calcium ont été ajoutés à 182,5 g d'une solution d'acide chlorhydrique à 20 %. Ensuite, à la solution résultante, 200,2 g de Na 2 CO 3 · 10H 2 O ont été ajoutés. Déterminez la fraction massique de carbonate de sodium dans la solution résultante (négligez les processus d'hydrolyse).

Réponse : 5,97 %

Explication:

L'acide chlorhydrique et le phosphure de calcium réagissent pour former du chlorure de calcium et libèrent de la phosphine :

Ca 3 P 2 + 6HCl → 3CaCl 2 + 2PH 3 (I)

Calculons la quantité d'acide chlorhydrique et de phosphure de calcium qui réagissent (I) :

m réf. (HCl) = m(HCl solution) ω(HCl) = 182,5 g 0,2 = 36,5 g, donc

ν réf. (HCl) = m réf. (HCl)/M(HCl) = 36,5 g/36,5 g/mol = 1 mol

ν réf. (Ca 3 P 2) = m réf. (Ca 3 P 2)/M(Ca 3 P 2) = 18,2 g/182 g/mol = 0,1 mol

Selon l'équation de réaction (I) ν(HCl) = 6ν(Ca 3 P 2) = 2ν(CaCl 2), et selon les conditions du problème, la quantité de substance acide chlorhydrique est 10 fois supérieure à la quantité de substance de phosphure de calcium, par conséquent, l'acide chlorhydrique ne réagit pas.

je me repose. (HCl) = ν dehors. (HCl) - 6ν(Ca 3 P 2) = 1 mole - 6 0,1 mole = 0,4 mole

La quantité de substance et la masse de phosphine formée sont égales :

ν(PH 3) = 2ν sorti. (Ca 3 P 2) = 2 0,1 mole = 0,2 mole

m(PH 3) = ν(PH 3) M(PH 3) = 0,2 mol 34 g/mol = 6,8 g

Calculons la quantité de carbonate de sodium hydraté :

ν réf. (Na 2 CO 3 10H 2 O) = m réf. (Na 2 CO 3 10H 2 O)/M(Na 2 CO 3 10H 2 O) = 200,2 g/286 g/mol = 0,7 mol

Le chlorure de calcium et l'acide chlorhydrique réagissent dans le carbonate de sodium :

Na 2 CO 3 + CaCl 2 → CaCO 3 ↓ + 2NaCl (II)

Na 2 CO 3 + 2HCl → 2NaCl + CO 2 + H 2 O (III)

Calculons la quantité totale de substance carbonate de sodium interagissant avec l'acide chlorhydrique et le chlorure de calcium :

je réagis. (Na 2 CO 3) = ν(CaCl 2) + 1/2ν reste. (HCl) = 3ν réf. (Ca 3 P 2) + 1/2ν repos. (HCl) = 3 0,1 mol + 1/2 0,4 mol = 0,3 mol + 0,2 mol = 0,5 mol

La quantité totale de substance et la masse de carbonate de sodium n'ayant pas réagi sont égales à :

je me repose. (Na 2 CO 3) = ν réf. (Na 2 CO 3) - ν réagissent. (Na 2 CO 3) = 0,7 mole – 0,5 mole = 0,2 mole

Je me repose. (Na 2 CO 3) = ν reste. (Na 2 CO 3) M(Na 2 CO 3) = 0,2 mol 106 g/mol = 21,2 g

Pour calculer davantage la masse de la solution finale, il est nécessaire de connaître les masses de carbonate de calcium précipité par la réaction (II) et libéré par la réaction (III) gaz carbonique:

ν(CaCl 2) = ν(CaCO 3) = 3ν réf. (Ca 3 P 2) = 0,3 mole

m(CaCO 3) = ν(CaCO 3) M(CaCO 3) = 0,3 mol 100 g/mol = 30 g

ν(CO 2) = 1/2ν repos. (HCl) = ½ 0,4 mole = 0,2 mole

La masse de la solution résultante est calculée à l'aide de la formule :

m(solution) = msortir. (solution HCl) + m réf. (Ca 3 P 2) - m(PH 3) + m réf. (Na 2 CO 3 10H 2 O) - m(CaCO 3) - m(CO 2) = 182,5 g + 18,2 g – 6,8 g + 200,2 g – 30 g – 8,8 g = 355,3 g

La fraction massique de carbonate de sodium est égale à :

ω(Na 2 CO 3) = m reste. (Na 2 CO 3)/m(solution) 100 % = 21,2 g/355,3 g 100 % = 5,97 %

Tâche n°9

Du nitrure de sodium pesant 8,3 g a réagi avec 490 g d'acide sulfurique à 20 %. Une fois la réaction terminée, 57,2 g de soude cristalline (Na 2 CO 3 · 10H 2 O) ont été ajoutés à la solution résultante. Déterminez la fraction massique d'acide sulfurique dans la solution résultante (négligez les processus d'hydrolyse).

Réponse : 10,76 %

Explication:

Le nitrure de sodium et l'acide sulfurique dilué réagissent pour former deux sels moyens : le sulfate d'ammonium et le sulfate de sodium :

2Na 3 N + 4H 2 SO 4 → 3Na 2 SO 4 + (NH 4) 2 SO 4 (I)

Calculons la quantité d'acide sulfurique et de nitrure de sodium réagissant entre eux :

m réf. (H 2 SO 4) = m(solution H 2 SO 4) ω(H 2 SO 4) = 490 g 0,2 = 98 g, d'ici

ν réf. (H 2 SO 4) = m réf. (H 2 SO 4)/M(H 2 SO 4) = 98 g/98 g/mol = 1 mol

ν réf. (Na 3 N) = m réf. (Na 3 N)/M(Na 3 N) = 8,3 g/83 g/mol = 0,1 mol

Calculons la quantité d'acide sulfurique qui n'a pas réagi dans la réaction (I) :

je me repose. I (H 2 SO 4) = ν réf. (H 2 SO 4) - 2ν réf. (Na 3 N) = 1 mole - 2 0,1 mole = 0,8 mole

Calculons la quantité de substance soude cristalline :

ν réf. (Na 2 CO 3 10H 2 O) = m réf. (Na 2 CO 3 10H 2 O)/M(Na 2 CO 3 10H 2 O) = 57,2 g/286 g/mol = 0,2 mol

Puisque, selon les conditions du problème, ν reste. I (H 2 SO 4) = 3ν réf. (Na 2 CO 3 10H 2 O), c'est-à-dire diluer l'acide sulfurique en excès, par conséquent, la réaction suivante se produit entre ces substances :

H 2 SO 4 + Na 2 CO 3 → Na 2 SO 4 + CO 2 + H 2 O (II)

ν rest.II (H 2 SO 4) = ν rest.I (H 2 SO 4) - ν out. (Na 2 CO 3) = 0,8 mole - 0,2 mole = 0,6 mole

m rest.II (H 2 SO 4) = ν rest.II (H 2 SO 4) M(H 2 SO 4) = 0,6 mol 98 g/mol = 58,8 g

ν(CO 2) = ν(Na 2 CO 3) = 0,2 mole

m(CO 2) = ν(CO 2) M(CO 2) = 0,2 mol 44 g/mol = 8,8 g

m(solution) = msortir. (solution H 2 SO 4) + m réf. (Na 3 N) + m(Na 2 CO 3 10H 2 O) - m(CO 2) = 490 g + 8,3 g + 57,2 g – 8,8 g = 546,7 g

La fraction massique de l'acide sulfurique est égale à :

ω repos. II (H 2 SO 4) = m repos. II (H 2 SO 4)/m(solution) 100 % = 58,8 g/546,7 g 100 % = 10,76 %

Tâche n°10

Du nitrure de lithium pesant 3,5 g a été dissous dans 365 g d'acide chlorhydrique à 10 %. 20 g de carbonate de calcium ont été ajoutés à la solution. Déterminez la fraction massique d'acide chlorhydrique dans la solution résultante (négligez les processus d'hydrolyse).

Réponse : 1,92 %

Explication:

Le nitrure de lithium et l'acide chlorhydrique réagissent pour former deux sels : les chlorures de lithium et d'ammonium :

Li 3 N + 4HCl → 3LiCl + NH 4 Cl (I)

Calculons la quantité d'acide chlorhydrique et de nitrure de lithium réagissant entre eux :

m réf. (HCl) = m(HCl solution) ω(HCl) = 365 g 0,1 = 36,5 g, donc

ν réf. (HCl) = m réf. (HCl)/M(HCl) = 36,5 g/36,5 g/mol = 1 mol

ν réf. (Li 3 N) = m réf. (Li 3 N)/M(Li 3 N) = 3,5 g/35 g/mol = 0,1 mol

Calculons la quantité d'acide chlorhydrique qui n'a pas réagi dans la réaction (I) :

je me repose. I (HCl) = ν réf. (HCl) - 4ν réf. (Li 3 N) = 1 mole - 4 0,1 mole = 0,6 mole

Calculons la quantité de carbonate de calcium :

ν réf. (CaCO 3) = m réf. (CaCO 3)/M(CaCO 3) = 20 g/100 g/mol = 0,2 mol

Puisque, selon les conditions du problème, ν reste. I (HCl) = 3ν réf. (CaCO 3), l'excès d'acide chlorhydrique réagit avec le carbonate de calcium, libérant du dioxyde de carbone et formant du chlorure de calcium :

CaCO 3 + 2HCl → CaCl 2 + CO 2 + H 2 O (II)

ν rest.II (HCl) = ν rest.I (HCl) - ν out. (CaCO 3) = 0,6 mole - 2 0,2 mole = 0,2 mole

m rest.II (HCl) = ν rest.II (HCl) M(HCl) = 0,2 mol 36,5 g/mol = 7,3 g

Pour calculer davantage la masse de la solution finale, il est nécessaire de connaître la masse de dioxyde de carbone libéré par la réaction (II) :

ν(CO 2) = ν(CaCO 3) = 0,2 mole

m(CO 2) = ν(CO 2) M(CO 2) = 0,2 mol 44 g/mol = 8,8 g

La masse de la solution résultante est calculée à l'aide de la formule :

m(solution) = msortir. (solution HCl) + m réf. (Li 3 N) + m(CaCO 3) - m(CO 2) = 365 g + 3,5 g + 20 g – 8,8 g = 379,7 g

La fraction massique d'acide chlorhydrique est égale à :

ω repos. II (HCl) = m repos. II (HCl)/m(solution) 100 % = 7,3 g/379,7 g 100 % = 1,92 %

Tâche n°11

Le résidu solide obtenu en faisant réagir 2,24 litres d'hydrogène avec 12 g d'oxyde de cuivre (II) a été dissous dans 126 g d'une solution d'acide nitrique à 85 %. Déterminez la fraction massique d'acide nitrique dans la solution résultante (négligez les processus d'hydrolyse).

Réponse : 59,43 %

Explication:

Lorsque l’hydrogène passe sur l’oxyde de cuivre (II), le cuivre est réduit :

CuO + H 2 → Cu + H 2 O (chauffage) (I)

Calculons la quantité d'hydrogène impliquée dans la réduction de l'oxyde de cuivre (II) :

ν réf. (H 2) = V(H 2)/V m = 2,24 l/22,4 l/mol = 0,1 mol,

ν réf. (CuO) = 12 g/80 g/mol = 0,15 mole

Selon l'équation (I) ν(CuO) = ν(H 2) = ν(Cu), donc 0,1 mole de cuivre se forme et ν reste. (CuO) = ν(sol. résidu) - ν out. (H 2) = 0,15 mole – 0,1 mole = 0,05 mole

Calculons les masses du cuivre formé et de l'oxyde de cuivre (II) n'ayant pas réagi :

Je me repose. (CuO) = ν repos. (CuO) M(CuO) = 0,05 mol 80 g/mol = 4 g

m(Cu) = ν(Cu) M(Cu) = 0,1 mol 64 g/mol = 6,4 g

Le résidu solide, constitué de cuivre métallique et d'oxyde de cuivre (II) n'ayant pas réagi, réagit avec l'acide nitrique selon les équations :

Cu + 4HNO 3 → Cu(NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O (II)

CuO + 2HNO 3 → Cu(NO 3) 2 + H 2 O (III)

Calculons la quantité d'acide nitrique :

m réf. (HNO 3) = m(solution de HNO 3) ω(HNO 3) = 126 g 0,85 = 107,1 g, d'ici

ν réf. (HNO 3) = m réf. (HNO 3)/M(HNO 3) = 107,1 g/63 g/mol = 1,7 mol

D'après l'équation (II) ν II (HNO 3) = 4ν(Cu), selon l'équation (III) ν III (HNO 3) = 2ν rest. (CuO), donc ν total. (HNO 3) = ν II (HNO 3) + ν III (HNO 3) = 4 0,1 mol + 2 0,05 mol = 0,5 mol.

Calculons la masse totale d'acide nitrique réagissant selon les réactions (II) et (III) :

m au total (HNO 3) = ν total. (HNO 3) M(HNO 3) = 0,5 mol 63 g/mol = 31,5 g

Calculons la masse d'acide nitrique n'ayant pas réagi :

Je me repose. (HNO 3) = m réf. (HNO 3) - m au total. (HNO3) = 107,1 g – 31,5 g = 75,6

Afin de calculer la masse de la solution résultante, il faut prendre en compte la masse de dioxyde d'azote libéré lors de la réaction (II) :

ν(NO 2) = 2m(Cu), donc ν(NO 2) = 0,2 mol et m(NO 2) = ν(NO 2) M(NO 2) = 0,2 mol 46 g/ mol = 9,2 g

Calculons la masse de la solution résultante :

m(solution) = m(solution HNO 3) + m(Cu) + m(CuO) - m(NO 2) = 126 g + 6,4 g + 4 g - 9,2 g = 127, 2 g

La fraction massique d'acide nitrique dans la solution obtenue est égale à :

ω(HNO 3) = m repos. (HNO 3)/m(solution) 100 % = 75,6 g/127,2 g 100 % = 59,43 %

Tâche n°12

7,2 g de magnésium ont été ajoutés à une solution saline à 10 % obtenue en dissolvant 28,7 g de sulfate de zinc (ZnSO 4 · 7H 2 O) dans l'eau. Une fois la réaction terminée, 120 g d'une solution d'hydroxyde de sodium à 30 % ont été ajoutés au mélange résultant. Déterminez la fraction massique d'hydroxyde de sodium dans la solution résultante (négligez les processus d'hydrolyse).

Réponse : 7,21 %

Explication:

Mg + ZnSO 4 → MgSO 4 + Zn (I)

ν réf. (ZnSO 4 7H 2 O) = ν(ZnSO 4) = m réf. (ZnSO 4 7H 2 O)/M(ZnSO 4 7H 2 O) = 28,7 g / 287 g/mol = 0,1 mol

ν réf. (Mg) = m réf. (Mg)/M(Mg) = 7,2 g/24 g/mol = 0,3 mole

D'après l'équation de réaction (I) ν réf. (Mg) = ν(ZnSO 4), et selon les conditions du problème, la quantité de substance sulfate de zinc (0,1 mole de ZnSO 4 · 7H 2 O et 0,3 mole de Mg), donc le magnésium n'a pas réagi complètement.

Nous effectuons le calcul basé sur le manque de substance, donc ν réf. (ZnSO 4 7H 2 O) = ν(MgSO 4) = ν(Zn) = ν réagit. (Mg) = 0,1 mol et ν reste. (Mg) = 0,3 mole – 0,1 mole = 0,2 mole.

Pour calculer davantage la masse de la solution finale, il est nécessaire de connaître la masse de magnésium n'ayant pas réagi (réaction (I)) et la solution initiale de sulfate de zinc :

Je me repose. (Mg) = ν repos. (Mg) M(Mg) = 0,2 mol 24 g/mol = 4,8 g

ν réf. (ZnSO 4 · 7H 2 O) = ν out. (ZnSO 4) = 0,1 mol, donc m(ZnSO 4) = ν(ZnSO 4) M(ZnSO 4) = 0,1 mol 161 g/mol = 16,1 g

m réf. (solution ZnSO 4) = m(ZnSO 4)/ω(ZnSO 4) 100 % = 16,1 g/10 % 100 % = 161 g

Le sulfate de magnésium et le magnésium formés par la réaction (I) réagissent avec une solution de soude :

Zn + 2NaOH + 2H 2 O → Na 2 + H 2 (II)

MgSO 4 + 2NaOH → Mg(OH) 2 ↓ + Na 2 SO 4 (III)

Calculons la masse et la quantité d'hydroxyde de sodium :

m réf. (NaOH) = m réf. (Solution NaOH) ω(NaOH) = 120 g 0,3 = 36 g

ν réf. (NaOH) = m réf. (NaOH)/M(NaOH) = 36 g/40 g/mol = 0,9 mole

Selon les équations de réaction (II) et (III) ν II (NaOH) = 2ν(Zn) et ν III (NaOH) = 2ν(MgSO 4), par conséquent, la quantité et la masse totales de l'alcali réagissant sont égales :

ν total (NaOH) = ν II (NaOH) + ν III (NaOH) = 2ν(Zn) + 2ν(MgSO 4) = 2 0,1 mol + 2 0,1 mol = 0,4 mol

Pour calculer la solution finale, calculez la masse d'hydroxyde de magnésium :

ν(MgSO 4) = ν(Mg(OH) 2) = 0,1 mole

m(Mg(OH) 2) = ν(Mg(OH) 2) M(Mg(OH) 2) = 0,1 mol 58 g/mol = 5,8 g

Calculez la masse d'alcali n'ayant pas réagi :

Je me repose. (NaOH) = m réf. (NaOH) - je réagis. (NaOH) = 36 g – 16 g = 20 g

Pour calculer la masse de la solution finale, il faut calculer la masse d'hydrogène libérée à la suite de la réaction (II) :

ν(Zn) = ν(H 2) = 0,1 mol et m(H 2) = ν(H 2) M(H 2) = 0,1 mol 2 g/mol = 0,2 g

La masse de la solution résultante est calculée à l'aide de la formule :

m(solution) = msortir. (solution ZnSO 4) + m réf. (Mg) - je me repose. (Mg)+ m réf. (Solution NaOH) – m(Mg(OH) 2) - m(H 2) = 161 g + 7,2 g - 4,8 g + 120 g – 5,8 g - 0,2 g = 277, 4 g

La fraction massique d'alcali dans la solution résultante est égale à :

ω(NaOH) = m reste. (NaOH)/m(solution) 100 % = 20 g/277,4 g 100 % = 7,21 %

Tâche n°13

A une solution saline à 20 % obtenue en dissolvant 57,4 g de sulfate de zinc hydraté cristallin (ZnSO 4 7H 2 O) dans l'eau, 14,4 g de magnésium ont été ajoutés. Une fois la réaction terminée, 292 g d'acide chlorhydrique à 25 % ont été ajoutés au mélange résultant. Déterminez la fraction massique de chlorure d'hydrogène dans la solution résultante (négligez les processus d'hydrolyse).

Réponse : 6,26 %

Explication:

Lorsque le sulfate de zinc interagit avec le magnésium, une réaction de substitution se produit :

Mg + ZnSO 4 → MgSO 4 + Zn (I)

Calculons la quantité de sulfate de zinc et de magnésium qui réagissent (I) :

ν réf. (ZnSO 4 7H 2 O) = ν(ZnSO 4) = m réf. (ZnSO 4 7H 2 O)/M(ZnSO 4 7H 2 O) = 57,4 g / 287 g/mol = 0,2 mol

ν réf. (Mg) = m réf. (Mg)/M(Mg) = 14,4 g/24 g/mol = 0,6 mole

D'après l'équation de réaction (I) ν réf. (Mg) = ν(ZnSO 4), et selon les conditions du problème, la quantité de substance sulfate de zinc (0,2 mole de ZnSO 4 · 7H 2 O et 0,6 mole de Mg), donc le magnésium n'a pas réagi complètement.

Nous effectuons le calcul basé sur le manque de substance, donc ν réf. (ZnSO 4 7H 2 O) = ν(MgSO 4) = ν(Zn) = ν réagit. (Mg) = 0,2 mol et ν reste. (Mg) = 0,6 mole – 0,2 mole = 0,4 mole.

ν réf. (ZnSO 4 · 7H 2 O) = ν out. (ZnSO 4) = 0,2 mol, donc m(ZnSO 4) = ν(ZnSO 4) ·

M(ZnSO 4) = 0,2 mol 161 g/mol = 32,2 g

m réf. (solution ZnSO 4) = m(ZnSO 4)/ω(ZnSO 4) 100 % = 32,2 g/20 % 100 % = 161 g

Zn + 2HCl → ZnCl 2 + H 2 (II)

Calculons la masse et la quantité de chlorure d'hydrogène :

m réf. (HCl) = m réf. (Solution HCl) ω(HCl) = 292 g 0,25 = 73 g

ν réf. (HCl) = m réf. (HCl)/M(HCl) = 73 g/36,5 g/mol = 2 mol

ν total (HCl) = ν II (HCl) + ν III (HCl) = 2ν(Zn) + 2ν(Mg) = 2 0,2 mol + 2 0,4 mol = 1,2 mol

Je réagis. (HCl) = ν réagit. (HCl) M(HCl) = 1,2 mol 36,5 g/mol = 43,8 g

Je me repose. (HCl) = m réf. (HCl) - je réagis. (HCl) = 73 g – 43,8 g = 29,2 g

ν(Zn) = ν II (H 2) = 0,2 mol et m II (H 2) = ν II (H 2) M(H 2) = 0,2 mol 2 g/mol = 0,4 G

m au total (H 2) = m II (H 2) + m III (H 2) = 0,4 g + 0,8 g = 1,2 g

La masse de la solution résultante est calculée à l'aide de la formule :

m(solution) = msortir. (solution ZnSO 4) + m réf. (Mg) + m réf. (Solution HCl) – m total. (H 2) = 161 g + 14,4 g + 292 g – 1,2 g = 466,2 g

La fraction massique de chlorure d'hydrogène dans la solution obtenue est égale à :

ω(HCl) = m repos. (HCl)/m(solution) 100 % = 29,2 g/466,2 g 100 % = 6,26 %

Tâche n°14

De l'oxyde de zinc pesant 16,2 g a été chauffé et du monoxyde de carbone d'un volume de 1,12 litre y a été fait passer. Le monoxyde de carbone a complètement réagi. Le résidu solide résultant a été dissous dans 60 g d'une solution d'hydroxyde de sodium à 40 %. Déterminez la fraction massique d'hydroxyde de sodium dans la solution résultante (négligez les processus d'hydrolyse).

Réponse : 10,62 %

Explication:

Zn + 2NaOH + 2H 2 O → Na 2 + H 2 (II)

ZnO + 2NaOH + H 2 O → Na 2 (III)

ν réf. (ZnO) = m réf. (ZnO)/M(ZnO) = 16,2 g / 81 g/mol = 0,2 mol

ν réf. (CO) = V réf. (CO)/Vm = 1,12 L/22,4 L/mol = 0,05 mol

D'après l'équation de réaction (I) ν . (ZnO) = ν(CO), et selon les conditions du problème, la quantité de substance monoxyde de carbone 4 fois moins que la quantité de substance oxyde de zinc (0,05 mole de CO et 0,2 mole de ZnO), donc l'oxyde de zinc n'a pas réagi complètement.

Nous effectuons le calcul basé sur le manque de substance, donc ν réf. (ZnO) = 0,2 mol et ν reste. (ZnO) = 0,2 mole – 0,05 mole = 0,15 mole.

Je me repose. (ZnO) = ν repos. (ZnO) M(ZnO) = 0,15 mol 81 g/mol = 12,15 g

m(Zn) = ν(Zn) M(Zn) = 0,05 mol 65 g/mol = 3,25 g

Calculons la masse et la quantité d'hydroxyde de sodium :

m réf. (NaOH) = m réf. (Solution NaOH) ω(NaOH) = 60 g 0,4 = 24 g

ν réf. (NaOH) = m réf. (NaOH)/M(NaOH) = 24 g/40 g/mol = 0,6 mole

D'après les équations de réaction (II) et (III) ν II (NaOH) = 2ν(Zn) et ν III (NaOH) = 2ν reste. (ZnO), par conséquent, la quantité et la masse totales de l'alcali réagissant sont égales à :

ν total (NaOH) = ν II (NaOH) + ν III (NaOH) = 2ν(Zn) + 2ν reste. (ZnO) = 2 0,05 mole + 2 0,15 mole = 0,4 mole

Je réagis. (NaOH) = ν réagit. (NaOH) M(NaOH) = 0,4 mole 40 g/mole = 16 g

Je me repose. (NaOH) = m réf. (NaOH) - je réagis. (NaOH) = 24 g – 16 g = 8 g

Pour calculer la masse de la solution finale, il faut calculer la masse d'hydrogène libérée à la suite de la réaction (II) :

je me repose. (Zn) = ν(H 2) = 0,05 mol et m(H 2) = ν(H 2) M(H 2) = 0,05 mol 2 g/mol = 0,1 g

La masse de la solution résultante est calculée à l'aide de la formule :

m(solution) = msortir. (Solution NaOH) + m(Zn) + m reste. (ZnO) – m(H 2) = 60 g + 12,15 g + 3,25 g – 0,1 g = 75,3 g

La fraction massique d'alcali dans la solution résultante est égale à :

ω(NaOH) = m reste. (NaOH)/m(solution) 100 % = 8 g/75,3 g 100 % = 10,62 %

Tâche n°15

A une solution saline à 10 % obtenue en dissolvant 37,9 g de sucre de plomb ((CH 3 COO) 2 Pb 3H 2 O) dans l'eau, 7,8 g de zinc ont été ajoutés. Une fois la réaction terminée, 156 g d'une solution à 10 % de sulfure de sodium ont été ajoutés au mélange résultant. Déterminez la fraction massique de sulfure de sodium dans la solution résultante (négligez les processus d'hydrolyse).

Réponse : 1,71 %

Explication:

Lorsque le sulfate de zinc interagit avec le magnésium, une réaction de substitution se produit :

ν réf. ((CH 3 COO) 2 Pb · 3H 2 O) = ν out. ((CH 3 COO) 2 Pb) = m réf. ((CH 3 COO) 2 Pb 3H 2 O)/M((CH 3 COO) 2 Pb 3H 2 O) = 37,9 g /379 g/mol = 0,1 mol

ν réf. (Zn) = m réf. (Zn)/M(Zn) = 7,8 g/65 g/mol = 0,12 mole

Selon l'équation de réaction (I) ν(Zn) = ν((CH 3 COO) 2 Pb), et selon la condition du problème, la quantité de substance acétate de plomb est inférieure à la quantité de substance zinc (0,1 mol (CH 3 COO) 2 Pb 3H 2 O et 0,12 mole de Zn), le zinc n'a donc pas réagi complètement.

Nous effectuons le calcul basé sur le manque de substance, donc ν réf. ((CH 3 COO) 2 Pb 3H 2 O) = ν((CH 3 COO) 2 Zn) = ν(Pb) = ν réagir. (Zn) = 0,1 mol et ν reste. (Zn) = 0,12 mole – 0,1 mole = 0,02 mole.

m(Pb) = ν(Pb) M(Pb) = 0,1 mol 207 g/mol = 20,7 g

Je me repose. (Zn) = ν repos. (Zn) M(Zn) = 0,02 mol 65 g/mol = 1,3 g

ν réf. ((CH 3 COO) 2 Pb · 3H 2 O) = ν out. ((CH 3 COO) 2 Pb) = 0,1 mol, donc,

m((CH 3 COO) 2 Pb) = ν((CH 3 COO) 2 Pb) M((CH 3 COO) 2 Pb) = 0,1 mol 325 g/mol = 32,5 g

m réf. (solution CH 3 COO) 2 Pb) = m((CH 3 COO) 2 Pb)/ω((CH 3 COO) 2 Pb) 100 % = 32,5 g/10 % 100 % = 325 g

Calculons la masse et la quantité de sulfure de sodium :

m réf. (Na 2 S) = m réf. (solution Na 2 S) ω(Na 2 S) = 156 g 0,1 = 15,6 g

ν réf. (Na 2 S) = m réf. (Na 2 S)/M(Na 2 S) = 15,6 g/78 g/mol = 0,2 mol

je me repose. (Na 2 S) = ν dehors. (Na 2 S) – ν réagissent. (Na 2 S) = 0,2 mole – 0,1 mole = 0,1 mole

Je me repose. (Na 2 S) = ν réagit. (Na 2 S) M(Na 2 S) = 0,1 mol 78 g/mol = 7,8 g

ν((CH 3 COO) 2 Zn) = ν(ZnS) = 0,1 mol et m(ZnS) = ν(ZnS) M(ZnS) = 0,1 mol 97 g/mol = 9,7 g

La masse de la solution résultante est calculée à l'aide de la formule :

m(solution) = msortir. (solution (CH 3 COO) 2 Pb) + m réf. (Zn) – m repos. (Zn) – m(Pb) + m réf. (Solution Na 2 S) – m(ZnS) = 325 g + 7,8 g – 1,3 g – 20,7 g + 156 g - 9,7 g = 457,1 g

La fraction massique de sulfure de sodium dans la solution obtenue est égale à :

ω(Na 2 S) = m repos. (Na 2 S)/m(solution) 100 % = 7,8 g/457,1 g 100 % = 1,71 %

Tâche n°16

De l'oxyde de zinc pesant 32,4 g a été chauffé et du monoxyde de carbone d'un volume de 2,24 litres y a été fait passer. Le monoxyde de carbone a complètement réagi. Le résidu solide résultant a été dissous dans 224 g d'une solution d'hydroxyde de potassium à 40 %. Déterminez la fraction massique d'hydroxyde de potassium dans la solution résultante (négligez les processus d'hydrolyse).

Réponse : 17,6 %

Explication:

Lorsque l'oxyde de zinc interagit avec le monoxyde de carbone, une réaction d'oxydo-réduction se produit :

ZnO + CO → Zn + CO 2 (chauffage) (I)

Le zinc formé et l'oxyde de zinc n'ayant pas réagi réagissent avec une solution d'hydroxyde de sodium :

ZnO + 2KOH + H 2 O → K 2 (III)

Calculons la quantité d'oxyde de zinc et de monoxyde de carbone qui réagissent (I) :

ν réf. (ZnO) = m réf. (ZnO)/M(ZnO) = 32,4 g / 81 g/mol = 0,4 mol

ν réf. (CO) = V réf. (CO)/Vm = 2,24 l/22,4 l/mol = 0,1 mol

D'après l'équation de réaction (I) ν . (ZnO) = ν(CO), et selon les conditions du problème, la quantité de substance monoxyde de carbone est 4 fois inférieure à la quantité de substance oxyde de zinc (0,1 mole de CO et 0,4 mole de ZnO), donc l'oxyde de zinc a fait pas réagir complètement.

Nous effectuons le calcul basé sur le manque de substance, donc ν réf. (ZnO) = 0,4 mol et ν reste. (ZnO) = 0,4 mole – 0,1 mole = 0,3 mole.

Pour calculer davantage la masse de la solution finale, il est nécessaire de connaître les masses de zinc formé et d'oxyde de zinc n'ayant pas réagi :

Je me repose. (ZnO) = ν repos. (ZnO) M(ZnO) = 0,3 mol 81 g/mol = 24,3 g

m(Zn) = ν(Zn) M(Zn) = 0,1 mol 65 g/mol = 6,5 g

Calculons la masse et la quantité d'hydroxyde de sodium :

m réf. (KOH) = m réf. (Solution de KOH) ω(KOH) = 224 g 0,4 = 89,6 g

ν réf. (KOH) = m réf. (KOH)/M(KOH) = 89,6 g/56 g/mol = 1,6 mole

D'après les équations de réaction (II) et (III) ν II (KOH) = 2ν(Zn) et ν III (KOH) = 2ν rest. (ZnO), par conséquent, la quantité et la masse totales de l'alcali réagissant sont égales à :

ν total (KOH) = ν II (KOH) + ν III (KOH) = 2ν(Zn) + 2ν reste. (ZnO) = 2 0,1 mole + 2 0,3 mole = 0,8 mole

Je réagis. (KOH) = ν réagit. (KOH) M(KOH) = 0,8 mole 56 g/mole = 44,8 g

Calculons la masse d'alcali n'ayant pas réagi :

Je me repose. (KOH) = m réf. (KOH) - je réagis. (KOH) = 89,6 g – 44,8 g = 44,8 g

Pour calculer la masse de la solution finale, il faut calculer la masse d'hydrogène libérée à la suite de la réaction (II) :

La masse de la solution résultante est calculée à l'aide de la formule :

m(solution) = msortir. (Solution KOH) + m(Zn) + m repos. (ZnO) – m(H 2) = 224 g + 6,5 g + 24,3 g – 0,2 g = 254,6 g

La fraction massique d'alcali dans la solution résultante est égale à :

ω(KOH) = m repos. (KOH)/m(solution) 100 % = 44,8 g/254,6 g 100 % = 17,6 %

Tâche n°17

A une solution saline à 10 % obtenue en dissolvant 75,8 g de sucre de plomb ((CH 3 COO) 2 Pb 3H 2 O) dans l'eau, 15,6 g de zinc ont été ajoutés. Une fois la réaction terminée, 312 g d'une solution à 10 % de sulfure de sodium ont été ajoutés au mélange résultant. Déterminez la fraction massique de sulfure de sodium dans la solution résultante (négligez les processus d'hydrolyse).

Réponse : 1,71 %

Explication:

Lorsque le sulfate de zinc interagit avec le magnésium, une réaction de substitution se produit :

Zn + (CH 3 COO) 2 Pb → (CH 3 COO) 2 Zn + Pb↓ (I)

Calculons la quantité d'acétate de plomb et de zinc qui réagit (I) :

ν réf. ((CH 3 COO) 2 Pb · 3H 2 O) = ν out. ((CH 3 COO) 2 Pb) = m réf. ((CH 3 COO) 2 Pb 3H 2 O)/M((CH 3 COO) 2 Pb 3H 2 O) = 75,8 g /379 g/mol = 0,2 mol

ν réf. (Zn) = m réf. (Zn)/M(Zn) = 15,6 g/65 g/mol = 0,24 mole

Selon l'équation de réaction (I) ν(Zn) = ν((CH 3 COO) 2 Pb), et selon la condition du problème, la quantité de substance acétate de plomb est inférieure à la quantité de substance zinc (0,2 mol (CH 3 COO) 2 Pb 3H 2 O et 0,24 mole de Zn), le zinc n'a donc pas réagi complètement.

Nous effectuons le calcul basé sur le manque de substance, donc ν réf. ((CH 3 COO) 2 Pb 3H 2 O) = ν((CH 3 COO) 2 Zn) = ν(Pb) = ν réagir. (Zn) = 0,2 mol et ν reste. (Zn) = 0,24 mole – 0,2 mole = 0,04 mole.

Pour calculer davantage la masse de la solution finale, il est nécessaire de connaître les masses du plomb formé, du zinc n'ayant pas réagi et de la solution initiale de sucre de plomb :

Je me repose. (Pb) = ν repos. (Pb) M(Pb) = 0,2 mol 207 g/mol = 41,4 g

Je me repose. (Zn) = ν repos. (Zn) M(Zn) = 0,04 mol 65 g/mol = 2,6 g

ν réf. ((CH 3 COO) 2 Pb · 3H 2 O) = ν out. ((CH 3 COO) 2 Pb) = 0,2 mol, donc,

m((CH 3 COO) 2 Pb) = ν((CH 3 COO) 2 Pb) M((CH 3 COO) 2 Pb) = 0,2 mol 325 g/mol = 65 g

m réf. (solution CH 3 COO) 2 Pb) = m((CH 3 COO) 2 Pb)/ω((CH 3 COO) 2 Pb) 100 % = 65 g/10 % 100 % = 650 g

L'acétate de zinc formé par la réaction (I) réagit avec une solution de sulfure de sodium :

(CH 3 COO) 2 Zn + Na 2 S → ZnS↓ + 2CH 3 COONa (II)

Calculons la masse et la quantité de sulfure de sodium :

m réf. (Na 2 S) = m réf. (solution Na 2 S) ω(Na 2 S) = 312 g 0,1 = 31,2 g

ν réf. (Na 2 S) = m réf. (Na 2 S)/M(Na 2 S) = 31,2 g/78 g/mol = 0,4 mol

Selon l'équation de réaction (II) ν((CH 3 COO) 2 Zn) = ν(Na 2 S), donc la quantité de sulfure de sodium n'ayant pas réagi est égale à :

je me repose. (Na 2 S) = ν dehors. (Na 2 S) – ν réagissent. (Na 2 S) = 0,4 mole – 0,2 mole = 0,2 mole

Je me repose. (Na 2 S) = ν réagit. (Na 2 S) M(Na 2 S) = 0,2 mol 78 g/mol = 15,6 g

Pour calculer la masse de la solution finale, il faut calculer la masse de sulfure de zinc :

ν((CH 3 COO) 2 Zn) = ν(ZnS) = 0,2 mol et m(ZnS) = ν(ZnS) M(ZnS) = 0,2 mol 97 g/mol = 19,4 g

La masse de la solution résultante est calculée à l'aide de la formule :

m(solution) = msortir. (solution (CH 3 COO) 2 Pb) + m réf. (Zn) – m repos. (Zn) – m(Pb) + m réf. (Solution Na 2 S) – m(ZnS) = 650 g + 15,6 g – 2,6 g – 41,4 g + 312 g - 19,4 g = 914,2 g

La fraction massique de sulfure de sodium dans la solution obtenue est égale à :

ω(Na 2 S) = m repos. (Na 2 S)/m(solution) 100 % = 15,6 g/914,2 g 100 % = 1,71 %

Tâche n°18

A une solution saline à 10 % obtenue en dissolvant 50 g de sulfate de cuivre (CuSO 4 5H 2 O) dans l'eau, 19,5 g de zinc ont été ajoutés. Une fois la réaction terminée, 200 g d'une solution d'hydroxyde de sodium à 30 % ont été ajoutés au mélange résultant. Déterminez la fraction massique d'hydroxyde de sodium dans la solution résultante (négligez les processus d'hydrolyse).

Réponse : 3,8 %

Explication:

Lorsque le sulfate de cuivre (II) réagit avec le zinc, une réaction de substitution se produit :

Zn + CuSO 4 → ZnSO 4 + Cu (I)

Calculons la quantité de sulfate de cuivre et de zinc qui réagissent (I) :

ν(CuSO 4 5H 2 O) = m(CuSO 4 5H 2 O)/M(CuSO 4 5H 2 O) = 50 g / 250 g/mol = 0,2 mol

ν(Zn) = m(Zn)/M(Zn) = 19,5 g/65 g/mol = 0,3 mol

D'après l'équation de réaction (I) ν(Zn) = ν(CuSO 4), et selon les conditions du problème, la quantité de sulfate de cuivre est insuffisante (0,2 mole de CuSO 4, 5H 2 O et 0,3 mole de Zn) , le zinc n'a donc pas réagi complètement.

Nous effectuons le calcul basé sur le manque de substance, donc ν(CuSO 4 · 5H 2 O) = ν(ZnSO 4) = ν(Cu) = ν réagissent. (Zn) = 0,2 mol et ν reste. (Zn) = 0,3 mole – 0,2 mole = 0,1 mole.

Pour calculer davantage la masse de la solution finale, il est nécessaire de connaître la masse du cuivre formé (réaction (I)) et de la solution initiale de sulfate de cuivre :

m(Cu) = ν(Cu) M(Cu) = 0,2 mol 64 g/mol = 12,8 g

ν(CuSO 4 5H 2 O) = ν(CuSO 4) = 0,2 mol, donc m(CuSO 4) = ν(CuSO 4) M(CuSO 4) = 0,2 mol 160 g/mol = 32 g

m réf. (solution CuSO 4) = m(CuSO 4)/ω(CuSO 4) 100 % = 32 g/10 % 100 % = 320 g

Le zinc et le sulfate de zinc qui n'ont pas complètement réagi dans la réaction (I) réagissent avec une solution d'hydroxyde de sodium pour former un sel complexe - le tétrahydroxozincate de sodium :

Zn + 2NaOH + 2H 2 O → Na 2 + H 2 (II)

ZnSO 4 + 4NaOH → Na 2 + Na 2 SO 4 (III)

Calculons la masse et la quantité d'hydroxyde de sodium :

m réf. (NaOH) = m réf. (Solution NaOH) ω(NaOH) = 200 g 0,3 = 60 g

ν réf. (NaOH) = m réf. (NaOH)/M(NaOH) = 60 g/40 g/mol = 1,5 mole

D'après les équations de réaction (II) et (III) ν II (NaOH) = 2ν reste. (Zn) et ν III (NaOH) = 4ν(ZnSO 4), par conséquent, la quantité et la masse totales de l'alcali réagissant sont égales :

ν total (NaOH) = ν II (NaOH) + ν III (NaOH) = 2 0,1 mol + 4 0,2 mol = 1 mol

Je réagis. (NaOH) = ν réagit. (NaOH) M(NaOH) = 1 mole 40 g/mole = 40 g

Calculez la masse d'alcali n'ayant pas réagi :

Je me repose. (NaOH) = m réf. (NaOH) - je réagis. (NaOH) = 60 g – 40 g = 20 g

Pour calculer la masse de la solution finale, il faut calculer la masse d'hydrogène libérée à la suite de la réaction (II) :

je me repose. (Zn) = ν(H 2) = 0,1 mol et m(H 2) = ν(H 2) M(H 2) = 0,1 mol 2 g/mol = 0,2 g

On calcule la masse de la solution résultante à l'aide de la formule (on ne prend pas en compte la masse de zinc qui n'a pas réagi dans la réaction (I), puisqu'il passe en solution dans les réactions (II) et (III) :

m(solution) = msortir. (solution CuSO 4) + m réf. (Zn) - m(Cu) + m réf. (Solution NaOH) – m(H 2) = 320 g + 19,5 g – 12,8 g + 200 g – 0,2 g = 526,5 g

La fraction massique d'alcali dans la solution résultante est égale à :

ω(NaOH) = m reste. (NaOH)/m(solution) 100 % = 20 g/526,5 g 100 % = 3,8 %

Tâche n°19

À la suite de la dissolution d'un mélange de poudres de cuivre et d'oxyde de cuivre (II) dans de l'acide sulfurique concentré, du dioxyde de soufre gazeux d'un volume de 8,96 litres a été libéré et une solution pesant 400 g s'est formée avec une fraction massique de sulfate de cuivre (II) de 20%. Calculez la fraction massique d’oxyde de cuivre (II) dans le mélange initial.

Réponse : 23,81 %

Explication:

Lorsque le cuivre et l'oxyde de cuivre (II) réagissent avec l'acide sulfurique concentré, les réactions suivantes se produisent :

Cu + 2H 2 SO 4 → CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O (I)

CuO + H 2 SO 4 → CuSO 4 + H 2 O (II)

Calculons la masse et la quantité de sulfate de cuivre (II) :

m(CuSO 4) = m(CuSO 4) ω(CuSO 4) = 400 g 0,2 = 80 g

ν(CuSO 4) = m(CuSO 4)/M(CuSO 4) = 80 g /160 g/mol = 0,5 mol

Calculons la quantité de dioxyde de soufre :

ν(SO 2) = V(SO 2)/V m = 8,96 l/22,4 l/mol = 0,4 mol

D'après l'équation de réaction (I), ν(Cu) = ν(SO 2) = ν I (CuSO 4), donc ν(Cu) = ν I (CuSO 4) = 0,4 mol.

Puisque ν total. (CuSO 4) = ν I (CuSO 4) + ν II (CuSO 4), puis ν II (CuSO 4) = ν total. (CuSO 4) - ν I (CuSO 4) = 0,5 mol – 0,4 mol = 0,1 mol.

D'après l'équation de réaction (II) ν II (CuSO 4) = ν(CuO), donc ν(CuO) = 0,1 mol.

Calculons les masses de cuivre et d'oxyde de cuivre (II) :

m(Cu) = M(Cu) ∙ ν(Cu) = 64 g/mol ∙ 0,4 mol = 25,6 g

m(CuO) = M(CuO) ∙ ν(CuO) = 80 g/mol ∙ 0,1 mol = 8 g

Le mélange total constitué de cuivre et d’oxyde de cuivre(II) est :

m(mélanges) = m(CuO) + m(Cu) = 25,6 g + 8 g = 33,6 g

Calculons la fraction massique d'oxyde de cuivre (II) :

ω(CuO) = m(CuO)/m(mélanges) ∙ 100 % = 8 g/33,6 g ∙ 100 % = 23,81 %

Tâche n°20

Suite au chauffage de 28,4 g d'un mélange de poudres de zinc et d'oxyde de zinc dans l'air, sa masse a augmenté de 4 g. Calculez le volume d'une solution d'hydroxyde de potassium avec une fraction massique de 40 % et une densité de 1,4 g/ml qui sera nécessaire pour dissoudre le mélange initial.

Réponse : 80 ml

Explication:

Lorsque le zinc est chauffé dans l’air, le zinc s’oxyde et se transforme en oxyde :

2Zn + O2 → 2ZnO(I)

Puisque la masse du mélange a augmenté, cette augmentation s'est produite en raison de la masse d'oxygène :

ν(O 2) = m(O 2)/M(O 2) = 4 g /32 g/mol = 0,125 mol, donc la quantité de zinc est le double de la quantité de substance et de la masse d'oxygène, donc

ν(Zn) = 2ν(O 2) = 2 0,125 mole = 0,25 mole

m(Zn) = M(Zn) ν(Zn) = 0,25 mol 65 g/mol = 16,25 g

Calculons la masse et la quantité de substance d'oxyde de zinc égale à :

m(ZnO) = m(mélanges) – m(Zn) = 28,4 g – 16,25 g = 12,15 g

ν(ZnO) = m(ZnO)/M(ZnO) = 12,15 g/81 g/mol = 0,15 mol

Le zinc et l'oxyde de zinc réagissent avec l'hydroxyde de potassium :

Zn + 2KOH + 2H 2 O → K 2 + H 2 (II)

ZnO + 2KOH + H 2 O → K 2 (III)

D'après les équations des réactions (II) et (III), ν I (KOH) = 2ν(Zn) et ν II (KOH) = 2ν(ZnO), par conséquent, la quantité totale de substance et la masse d'hydroxyde de potassium sont égal:

ν(KOH) = 2ν(Zn) + 2ν(ZnO) = 2 ∙ 0,25 mol + 2 ∙ 0,15 mol = 0,8 mol

m(KOH) = M(KOH) ∙ ν(KOH) = 56 g/mol ∙ 0,8 mol = 44,8 g

Calculons la masse de la solution d'hydroxyde de potassium :

m(solution de KOH) = m(KOH)/ω(KOH) ∙ 100 % = 44,8 g/40 % ∙ 100 % = 112 g

Le volume de solution de potasse est égal à :

V(solution de KOH) = m(KOH)/ρ(KOH) = 112 g/1,4 g/mol = 80 ml

Tâche n°21

Un mélange d'oxyde magique et de carbonate de magnésium pesant 20,5 g a été chauffé jusqu'à poids constant, tandis que la masse du mélange a diminué de 5,5 g. Après cela, le résidu solide a complètement réagi avec une solution d'acide sulfurique avec une fraction massique de 28 % et une densité de 1,2 g/ml . Calculez le volume de solution d’acide sulfurique nécessaire pour dissoudre ce résidu.

Réponse : 109,375 ml

Explication:

Lorsqu'il est chauffé, le carbonate de magnésium se décompose en oxyde de magnésium et en dioxyde de carbone :

MgCO 3 → MgO + CO 2 (I)

L'oxyde de magnésium réagit avec une solution d'acide sulfurique selon l'équation :

MgO + H 2 SO 4 → MgSO 4 + H 2 O (II)

La masse du mélange d'oxyde de magnésium et de carbonate a diminué en raison du dioxyde de carbone libéré.

Calculons la quantité de dioxyde de carbone formée :

ν(CO 2) = m(CO 2)/M(CO 2) = 5,5 g /44 g/mol = 0,125 mol

D'après l'équation de réaction (I) ν(CO 2) = ν I (MgO), donc ν I (MgO) = 0,125 mol

Calculons la masse de carbonate de magnésium ayant réagi :

m(MgCO 3) = ν(MgCO 3) ∙ M(MgCO 3) = 84 g/mol ∙ 0,125 mol = 10,5 g

Calculons la masse et la quantité d'oxyde de magnésium dans le mélange initial :

m(MgO) = m(mélange) - m(MgCO 3) = 20,5 g – 10,5 g = 10 g

ν(MgO) = m(MgO)/M(MgO) = 10 g/40 g/mol = 0,25 mol

La quantité totale d’oxyde de magnésium est :

ν total (MgO) = ν I (MgO) + ν(MgO) = 0,25 mol + 0,125 mol = 0,375 mol

D'après l'équation de réaction (II) ν total. (MgO) = ν(H 2 SO 4), donc ν(H 2 SO 4) = 0,375 mol.

Calculons la masse d'acide sulfurique :

m(H 2 SO 4) = ν(H 2 SO 4) ∙ M(H 2 SO 4) = 0,375 mol ∙ 98 g/mol = 36,75 g

Calculons la masse et le volume de la solution d'acide sulfurique :

m(solution H 2 SO 4) = m(H 2 SO 4)/ω(H 2 SO 4) ∙ 100 % = 36,75 g/28 % ∙ 100 % = 131,25 g

V(solution H 2 SO 4) = m(solution H 2 SO 4)/ρ(solution H 2 SO 4) = 131,25 g/1,2 g/ml = 109,375 ml

Tâche n°22

Un volume de 6,72 L (n.s.) d'hydrogène a été passé sur de la poudre d'oxyde de cuivre (II) chauffée, et l'hydrogène a complètement réagi. Le résultat était 20,8 g de résidu solide. Ce résidu a été dissous dans de l'acide sulfurique concentré pesant 200 g. Déterminez la fraction massique de sel dans la solution résultante (négligez les processus d'hydrolyse).

Réponse : 25,4 %

Explication:

Lorsque l’hydrogène passe sur l’oxyde de cuivre (II), le cuivre est réduit :

CuO + H 2 → Cu + H 2 O (chauffage) (I)

Le résidu solide, constitué de cuivre métallique et d'oxyde de cuivre (II) n'ayant pas réagi, réagit avec l'acide sulfurique concentré selon les équations :

Cu + 2H 2 SO 4 (conc.) → CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O (II)

CuO + H 2 SO 4 → CuSO 4 + H 2 O (III)

Calculons la quantité d'hydrogène impliquée dans la réduction de l'oxyde de cuivre (II) :

ν(H 2) = V(H 2)/V m = 6,72 l/22,4 l/mol = 0,3 mol,

ν(H 2) = ν(Cu) = 0,3 mol, donc m(Cu) = 0,3 mol 64 g/mol = 19,2 g

Calculons la masse de CuO n'ayant pas réagi, connaissant la masse du résidu solide :

m(CuO) = m(résidu solide) – m(Cu) = 20,8 g – 19,2 g = 1,6 g

Calculons la quantité d'oxyde de cuivre (II) :

ν(CuO) = m(CuO)/M(CuO) = 1,6 g/80 g/mol = 0,02 mol

D'après l'équation (I) ν(Cu) = ν I (CuSO 4), selon l'équation (II) ν(CuO) = ν II (CuSO 4), donc ν total. (CuSO 4) = ν II (CuSO 4) + ν III (CuSO 4) = 0,3 mol + 0,02 mol = 0,32 mol.

Calculons la masse totale de sulfate de cuivre (II) :

m au total (CuSO 4) = ν total. (CuSO 4) M(CuSO 4) = 0,32 mol 160 g/mol = 51,2 g

Afin de calculer la masse de la solution résultante, il faut prendre en compte la masse de dioxyde de soufre libéré lors de la réaction (II) :

ν(Cu) = ν(SO 2), donc ν(SO 2) = 0,3 mol et m(SO 2) = ν(SO 2) M(SO 2) = 0,3 mol 64 g/ mol = 19,2 g

Calculons la masse de la solution résultante :

m(solution) = m(résidu solide) + m(solution H 2 SO 4) – m(SO 2) = 20,8 g + 200 g – 19,2 g = 201,6 g

La fraction massique de sulfate de cuivre (II) dans la solution obtenue est égale à :

ω(CuSO 4) = m(CuSO 4)/m(solution) 100 % = 51,2 g/201,6 g 100 % = 25,4 %

Tâche n°23

A une solution saline à 10 % obtenue en dissolvant 114,8 g de sulfate de zinc cristallisé hydraté (ZnSO 4.7H 2 O) dans l'eau, 12 g de magnésium ont été ajoutés. Une fois la réaction terminée, 365 g d'acide chlorhydrique à 20 % ont été ajoutés au mélange résultant. Déterminez la fraction massique de chlorure d'hydrogène dans la solution résultante (négligez les processus d'hydrolyse).

Réponse : 3,58 %

Explication:

Lorsque le sulfate de zinc interagit avec le magnésium, une réaction de substitution se produit :

Mg + ZnSO 4 → MgSO 4 + Zn (I)

Calculons la quantité de sulfate de zinc et de magnésium qui réagissent (I) :

ν réf. (ZnSO 4 7H 2 O) = ν(ZnSO 4) = m réf. (ZnSO 4 7H 2 O)/M(ZnSO 4 7H 2 O) = 114,8 g / 287 g/mol = 0,4 mol

ν réf. (Mg) = m réf. (Mg)/M(Mg) = 12 g/24 g/mol = 0,5 mole

D'après l'équation de réaction (I) ν réf. (Mg) = ν(ZnSO 4), et selon les conditions du problème, la quantité de substance sulfate de zinc (0,4 mole de ZnSO 4 · 7H 2 O et 0,5 mole de Mg), donc le magnésium n'a pas réagi complètement.

Nous effectuons le calcul basé sur le manque de substance, donc ν réf. (ZnSO 4 7H 2 O) = ν(MgSO 4) = ν(Zn) = ν réagit. (Mg) = 0,4 mol et ν reste. (Mg) = 0,5 mole – 0,4 mole = 0,1 mole.

Pour calculer davantage la masse de la solution initiale de sulfate de zinc :

ν réf. (ZnSO 4 · 7H 2 O) = ν out. (ZnSO 4) = 0,4 mol, donc m(ZnSO 4) = ν(ZnSO 4) M(ZnSO 4) = 0,4 mol 161 g/mol = 64,4 g

m réf. (solution ZnSO 4) = m(ZnSO 4)/ω(ZnSO 4) 100 % = 64,4 g/10 % 100 % = 644 g

Le magnésium et le zinc peuvent réagir avec une solution d'acide chlorhydrique :

Zn + 2HCl → ZnCl 2 + H 2 (II)

Mg + 2HCl → MgCl 2 + H 2 (III)

Calculons la masse de chlorure d'hydrogène en solution :

m réf. (HCl) = m réf. (solution HCl) ω(HCl) = 365 g 0,2 = 73 g

Selon les équations de réaction (II) et (III), ν II (HCl) = 2ν(Zn) et ν III (HCl) = 2ν(Mg), par conséquent, la quantité et la masse totales de chlorure d'hydrogène réagissant sont :

je réagis. (HCl) = ν II (HCl) + ν III (HCl) = 2ν(Zn) + 2ν(Mg) = 2 0,1 mol + 2 0,4 mol = 1 mol

Je réagis. (HCl) = ν réagit. (HCl) M(HCl) = 1 mol 36,5 g/mol = 36,5 g

Calculons la masse d'acide chlorhydrique n'ayant pas réagi :

Je me repose. (HCl) = m réf. (HCl) - je réagis. (HCl) = 73 g – 36,5 g = 36,5 g

Pour calculer la masse de la solution finale, il faut calculer la masse d'hydrogène libérée à la suite des réactions (II) et (III) :

ν(Zn) = ν II (H 2) = 0,1 mol et m II (H 2) = ν II (H 2) M(H 2) = 0,1 mol 2 g/mol = 0,2 G

je me repose. (Mg) = ν III (H 2) = 0,4 mol et m III (H 2) = ν III (H 2) M(H 2) = 0,4 mol 2 g/mol = 0,8 g

m au total (H 2) = m II (H 2) + m III (H 2) = 0,2 g + 0,8 g = 1 g

La masse de la solution résultante est calculée à l'aide de la formule :

m(solution) = msortir. (solution ZnSO 4) + m réf. (Mg) + m réf. (Solution HCl) – m total. (H 2) = 644 g + 12 g + 365 g – 1 g = 1020 g

La fraction massique d'acide chlorhydrique dans la solution obtenue est égale à :

ω(HCl) = m repos. (HCl)/m(solution) 100 % = 36,5 g/1 020 g 100 % = 3,58 %

En 2-3 mois, il est impossible d'apprendre (répéter, améliorer) une discipline aussi complexe que la chimie.

Il n'y a aucun changement dans l'examen d'État unifié KIM 2020 en chimie.

Ne remettez pas la préparation à plus tard.

Lorsque vous commencez à analyser des tâches, étudiez d'abord théorie. La théorie sur le site est présentée pour chaque tâche sous forme de recommandations sur ce que vous devez savoir pour réaliser la tâche. vous guidera dans l'étude des sujets de base et déterminera quelles connaissances et compétences seront requises pour accomplir les tâches de l'examen d'État unifié en chimie. Pour réussir réussir l'examen d'État unifié en chimie – la théorie est la plus importante.
La théorie doit être soutenue pratique, résolvant constamment les problèmes. Étant donné que la plupart des erreurs sont dues au fait que j'ai mal lu l'exercice et que je n'ai pas compris ce qui est requis dans la tâche. Plus vous résolvez des tests thématiques souvent, plus vite vous comprendrez la structure de l'examen. Tâches de formation développées sur la base de versions de démonstration de FIPI donnez une telle opportunité de décider et de trouver les réponses. Mais ne vous précipitez pas pour y jeter un coup d'œil. Tout d’abord, décidez par vous-même et voyez combien de points vous obtenez.

Points pour chaque tâche de chimie

1 point - pour les tâches 1-6, 11-15, 19-21, 26-28.
2 points - 7-10, 16-18, 22-25, 30, 31.
3 points - 35.
4 points - 32, 34.
5 points - 33.

Total : 60 points.

Structure de l'épreuve d'examen se compose de deux blocs :

Questions nécessitant une réponse courte (sous forme de chiffre ou de mot) - tâches 1 à 29.
Problèmes avec réponses détaillées – tâches 30-35.

Pour l'exécution Feuille d'examen La chimie dure 3,5 heures (210 minutes).

Il y aura trois aide-mémoire à l'examen. Et tu dois les comprendre

Il s'agit de 70 % des informations qui vous aideront à réussir l'examen de chimie. Les 30 % restants correspondent à la possibilité d’utiliser les aide-mémoire fournis.

Si vous voulez obtenir plus de 90 points, vous devez consacrer beaucoup de temps à la chimie.
Pour réussir l'examen d'État unifié de chimie, il faut résoudre beaucoup de choses : des tâches de formation, même si elles semblent faciles et du même type.
Répartissez correctement vos forces et n'oubliez pas le repos.

Osez, essayez et vous réussirez !

Mon secret

Résolvez la tâche 24 de l'examen de chimie. Comment résoudre des problèmes de chimie, des solutions toutes faites. Points pour chaque tâche de chimie

Calculs utilisant des équations chimiques

Points pour chaque tâche de chimie

Structure de l'épreuve d'examen se compose de deux blocs :

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