При сгорании металла образуется оксид металла
Пример 1. При сгорании металла образуется 9,43 г его оксида. Молярная масса эквивалента оксида металла равна 17 г/моль. Какая масса металла вступила в реакцию?
Решение. Учитывая, что Мэ (оксида металла) = Мэ (кислорода) + Мэ (металла), можно найти молярную массу эквивалента металла:
Мэ (металла) = Мэ (оксида металла) – Мэ (кислорода) = 17 – 8 = 9 г/моль.
По закону эквивалентов найдем количество металла, вступившего в реакцию:
m (оксида металла) / Мэ (оксида металла) = m (металла) / Мэ (металла);
m (металла) = 9,43 • 9 / 17 = 4,99 г.
Ответ: 4,99 г.
Пример 2. Какова масса 200 л хлора при 0°С и 101,3 кПа?
Решение. Масса 22,4 л Сl2 составляет 70,91 г
Масса 200 л Сl2 составляет x г
х = 200 • 70,91 / 22,4 = 633,2 г.
Ответ: 633,2 г.
3.1.8 Сколько моль эквивалентов металла вступило в реакцию с кислотой, если при этом выделилось 5,6 л водорода при нормальных условиях?
3.2 Строение атома. Периодическая система элементов Д.И.Менделеева
Пример 1. Каково максимальное число ориентаций f- орбиталей в пространстве?
Решение: Так как при ℓ = 3 (f- подуровень) имеется семь значений квантового числа ml = –3, –2, –1, 0, +1, +2, +3, характеризующих ориентацию электронных облаков в пространстве, то число ориентаций f- орбиталей равно семи.
Пример 2. Напишите электронную конфигурацию атома олова (Sn, элемент №50).
Решение. Элемент №50 расположен в IVА–подгруппе V периода. Следовательно: а) внешние электроны расположены на пятом энергетическом уровне (n = 5), б) номер группы IV и индекс главной подгруппы А указывают на расположение четырех электронов (в том числе формирующего) именно на внешнем (пятом уровне). Каждый уровень начинается двумя s- элементами, затем следуют р- элементы (при n ≥ 2). Таким образом, электронная формула атома олова – 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d105p2.
3.2.3 В какой последовательности заполняются под¬уровни, для которых сумма ( ) равна последователь¬но 1, 2 и 3?
3.3 Химическая связь и строение молекул
Пример 1. Определите возможные валентности атома кобальта.
Решение. Отсутствие неспаренных электронов у атома кобальта на внешнем 4-м энергетическом уровне определяет его валентность в основном состоянии, равную нулю, несмотря на то, что на предвнешнем 3d- подуровне имеются неспаренные электроны. Последние не могут образовывать электронные пары с электронами других атомов, так как закрыты электронами внешней оболочки:
3d 4s 4p
Co
В возбужденном состоянии происходит распаривание 4s- пары электронов и валентность может быть 2, 3, 4, 5.
3d 4s 4p
Co*
Пример 2. Определите вид гибридизации электронных облаков и пространственную структуру молекулы SiCl4.
Решение. В возбужденном состоянии структура внешнего энергетического уровня атома кремния следующая: 3s1 3p3
В образовании химических связей в атоме кремния участвуют электроны третьего внешнего энергетического уровня: один электрон в s- и три электрона в р- состоянии. При образовании молекулы SiCl4 возникают четыре гибридных электронных облака (sp3 – гибридизация), расположенных в пространстве тетраэдрически.
3.3.9 Каково взаимное расположение электронных облаков при sp2 – гибридизации? Приведите примеры соединений с таким типом гибридизации. Какова пространственная структура молекул этих веществ?
Если в гибридизаци и участвуют одна s- и одна p-орбитали (sp-гибридизация) , то образуются две равноценные sp-
орбитали; из одной s- и двух p-орбиталей (sp2 -гибридизаци я) образуются три sp2-орбитали и т. д.
Гибридные облак а, соответствующие данному типу гибридизаци и, располагаются в атоме так, чтобы взаимодействие меж-
ду электронами было минимальным, т. е. как можно дальше друг от друга. Поэтому при sp-гибридизации электронны е облак а
ориентируются в противоположных направлениях, при sp2 -гибридизаци и – в направлениях, лежащих в одной плоскости и со-
ставляющих друг с другом углы в 120° (т. е. в направлениях к вершинам правильного треугольника) , при sp3 -гибридизаци и – к
вершинам тетраэдра (угол между этими направлениями составляет 109°28'.
Химия задачи нужна помощь.
Эквивалент. Закон зквивалентов. Определение эквивалентной массы вещества
Задача №1
При сгорании 5,00г металла образуется 9,44г оксида металла. Определить эквивалентную массу металла.
Решение:
Из условия задачи следует, что в оксиде металла на 5г металла приходится 4,44г кислорода (9,44 – 5 = 4,44). Согласно закону эквивалентов, массы (объёмы) взаимодействующих веществ пропорциональны их эквивалентным массам. Учитывая, что эквивалентная масса кислорода равна 8 г/моль, составляем пропорцию:
5г металла эквивалентны 4,44г кислорода
mЭ(Ме) г/моль металла эквивалентны 8г/моль кислорода
Откуда mЭ(Ме) = 8 . 5/4,44 = 9,01г/моль.
Ответ: mЭ(Ме) = 9,01г/моль.
Задача №2
Одно и то же количество металла соединяется с 0,200г кислорода и с 3,17г одного из галогенов. Определить эквивалентную массу галогена.
Решение:
I Вариант
Из условия задачи следует, что 0,200г кислорода и 3,17г галогена эквивалентно соединяются с металлом. Согласно закону эквивалентов, массы взаимодействующих веществ пропорциональны их эквивалентным массам. Учитывая, что эквивалентная масса кислорода равна 8 г/моль, составляем пропорцию:
0,200г кислорода эквивалентны 3,17г галогена
mЭ(О2) 8г/моль кислорода эквивалентны mЭ(Г) Х г/моль
Откуда: mЭ(Г) 8 . 3,17/0,200 = 126,8г/моль.
Ответ: mЭ(Г) = 126,8г/моль.
II Вариант
Согласно закону эквивалентов, массы (объёмы) реагирующих друг с другом веществ m1 и m2 пропорциональны их эквивалентным массам (объёмам):
Таким образом, количество эквивалентов галогена и кислорода численно равны между собой, что составляет:
Зная количество эквивалентов и массу вещества можно определить эквивалентную массу этого вещества:
Ответ: 126,г/моль.
Задача №3
Масса 1л кислорода равна 1,4г. Сколько литров кислорода расходуется при сгорании 21г магния, эквивалент которого равен 1/2 моля?
Решение:
Находим эквивалентную массу магния: mЭ(Mg) = 1/2M(Mg) =24/2 = 12г/моль. Следовательно, 21г магния составляет 21/2 =1,75 эквивалентной массы Mg. Согласно закону эквивалентов масса израсходованного кислорода составляет 1,75 его эквивалентной массы. Учитывая, что эквивалентная масса кислорода равна 8 г/моль, рассчитаем массу кислорода, расходуемую на сжигание магния: m(O2) = 1,75 . 8 = 14г. Зная, что 1л кислорода по массе составляет 1,4г, рассчитаем объём кислорода расходуемого при сгорании 21г магния, составив пропорцию:
1,4 : 1 = 14 : х;
х = 14 . 1/1,4 = 10л.
Ответ: V(O2) = 10л.
Задача№4
Определить эквивалентные массы металла и серы, если 3,24г металла образует 3,48г оксида и 3,72г сульфида.
Решение:
Из условия задачи следует, что в оксиде металла на 3,24г металла приходится 0,24г кислорода (3,48 – 3,24 = 0,24г). Согласно закону эквивалентов, массы (объёмы) реагирующих друг с другом веществ m1 и m2 пропорциональны их эквивалентным массам (объёмам). Так как эквивалентная масса кислорода составляет 8г/моль, то эквивалентную массу металла находим из пропорции:
8 : 0,24 = х : 3,24;
х = 8 . 3,24/0,24 =108г/моль.
В сульфиде металла на 3,24г металла приходится 0,48г серы (3,72 – 3,24 = 0,48г). Эквивалентную массу серы находим из пропорции:
3,24 : 108 = 0,48 : х;
х = 108 . 3,24/0,48 = 16г/моль.
Ответ: mэ(Me) = 108г/моль; mэ(S) = 16г/моль.
Задача№5
Вычислить атомную массу двухвалентного металла и определить, какой это металл, если 8,34г металла окисляются 0,680л кислорода (условия нормальные).
Решение:
Зная, что эквивалентный объём кислорода равен 5,6л/моль, рассчитаем эквивалентную массу металла, составив пропорцию:
8,345 : 0,680 = х : 5,6;
х = 8,34 . 5,6/0,680 = 68,68г/моль.
Атомную массу металла находим, учитывая, что металл двухвалентный, умножением его эквивалентной массы на 2:
М(Ме) = mэ(Ме) . В, где
В – валентность металла; М – молярная масса металла; mэ(Ме) – эквивалентная масса металла.
М(Ме) = 68,68 . 2 = 137,4г/моль.
Определяем, какой это металл по таблице «Периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева», учитывая, что его атомная масса составляет 137,4. Такой атомной массе соответствует барий – элемент№56.
Ответ: 137,4; Ba.
Задача№6
Мышьяк образует два оксида, из которых один содержит 65,2% (масс.) As, а другой 75,7% (масс.) As. Определить эквивалентные массы мышьяка в обоих оксидах.
Решение:
а) Находим формулу оксида мышьяка, учитывая, что оксид содержит 65,2% As по массе. Тогда оксид содержит кислорода по массе 34,8% (100 – 65,2 = 34,8). Находим формулу оксид мышьяка:
AsхОу = х : у = 65,2/Ar(As) : 34,8/Ar(O2) = 65,2/74,92 : 34,8/16 = 1 : 2,5 = 2 : 5
Формула оксида будет иметь вид: As2O5.
Находим массу мышьяка и массу кислорода в оксиде:
m(As) = 74,92 . 2 = 149,84г; m(O2) = 16 . 5 = 80г.
Согласно закону эквивалентов массы элементов в оксиде пропорциональны их эквивалентным массам:
б) Подобные расчеты производим, учитывая, что оксид содержит 75,7% As и 24,3% О2 (100 – 75,7 = 24,3) по массе:
AsхОу = х : у = 75,7/74,92 : 24,3/16 = 1,01 : 1,51 = 1 : 1,5 2 : 3
Формула оксида будет иметь вид: As2O3.
M(As2O5) = 197,84г/моль.
m(As) = 74,92 . 2 = 149,84г; m(O2) = 16 . 3 = 48г.
Ответ: а) 15г/моль; 24,97г/моль.
Задача№7
,00г некоторого металла соединяется с 8,89г брома и с 1,78г серы. Найти эквивалентные массы брома и металла, зная, что эквивалентная масса серы равна 16,0 г/моль.
Решение:
Согласно закону эквивалентов, массы (объёмы) реагирующих друг с другом веществ m1 и m2 пропорциональны их а (объёмам):
Ответ: 9г/моль; 79,9г/моль.
Задача№8
Эквивалентная масса хлора равна 35,5 г/моль, мольная масса атомов меди равна 63,5 г/моль. Эквивалентная масса хлорида меди равна 99,5 г/моль. Какова формула хлорида меди?
Решение:
Согласно закону эквивалентов:
Зная эквивалентные массы хлора и меди можно определить количество их атомов в молекуле соли: mэ(А) = М(А)/mэ(А).
Тогда: CuxCly = x : y = 63,5/63,546 : 35,45/35,5 = 0,992 : 0,999 = 1 : 1
Ответ: CuCl.
Задача№9.
Для растворения 16,8г металла потребовалось 14,7г серной кислоты. Определить эквивалентную массу металла и объем выделившегося водорода (условия нормальные).
Решение:
M(H2SO4) =98г/моль.
Находим массу водорода в 14,7г серной кислоты, составив пропорцию: 98 : 2 14,7 : х;
х = 2 . 14,7/98 = 0,3г.
Согласно закону эквивалентов массы взаимодействующих веществ пропорциональны их эквивалентным массам:
Учитывая, что эквивалентный объём водорода равен 11,2л/моль, рассчитаем объём который занимает 0,3г водорода: из пропорции:
1 : 11,2 = 0,3 : х;
х = 11,2 . 0,3/ 1 = 3,36л.
Ответ: mэ(Ме) = 56г/моль; V(H2) = 3,36л.
Задача№10
На восстановление 1,80г оксида металла израсходовано 883 мл водорода, измеренного при нормальных условиях. Вычислить эквивалентные массы оксида и металла.
Решение:
Согласно закону эквивалентов, массы (объёмы) реагирующих друг с другом веществ m1 и m2 пропорциональны их эквивалентным массам (объёмам):
Так как водород находится в газообразном состоянии, то, соответственно, его количество измеряется в объёмных единицах (мл, л, м 3 ). Мольный объём любого газа при н.у. равен 4л. Отсюда эквивалентный объём водорода равен, молекула которого состоит из двух атомов, т. е. содержит два моля атомов водорода, равен 22,4/2 = 11,2 л/моль или 12000мл/моль.
Отношение - объём водорода;
Задачи на эквивалент и закон эквивалентов
Задача №11.
Некоторое количество металла, эквивалентная масса которого равна 27,9 г/моль, вытесняет из кислоты 700 мл водорода, измеренного при нормальных условиях. Определить массу металла.
Решение:
Задача №12.
1,60г кальция и 2,61г цинка вытесняют из кислоты одинаковые количества водорода. Вычислить эквивалентную массу цинка, зная, что эквивалентная масса кальция равна 20,0 г/моль.
Решение:
Задача №13.
Серная и ортофосфорная кислоты имеют одинаковую молекулярную массу. Каково отношение масс этих кислот, пошедших на нейтрализацию одного и того же количества щелочи, если образовались соответственно сульфат и дигидроортофосфат?
Решение:
Задача №14.
Медь образует два оксида. На определенное количество меди при образовании первого оксида пошло вдвое больше кислорода, чем при образовании второго. Каково отношение валентности меди в первом оксиде к ее валентности во втором?
Решение:
Задача №15.
При взаимодействии ортофосфорной кислоты со щелочью образовалась соль Na2HPO4. Найти для этого случая значение эквивалентной массы ортофосфорной кислоты
Решение:
Задача №16.
На нейтрализацию 2,45г кислоты идет 2,00г гидроксида натрия. Определить эквивалентную массу кислоты.
Решение:
Задача №17.
При взаимодействии 5,95г некоторого вещества с 2,75г хлороводорода получилось 4,40г соли. Вычислить эквивалентные массы вещества и образовавшейся соли.
Решение:
Задача №18.
0,376г алюминия при взаимодействии с кислотой вытеснили 0,468л водорода, измеренного при нормальных условиях. Определить эквивалентный объем водорода, зная, что эквивалентная масса алюминия равна 8,99 г/моль.
Решение:
Вопросы для самоконтроля
Задача №19.
От чего зависит эквивалент химического элемента: а) от валентности элемента; б) всегда является постоянной величиной?
Решение:
Задача №20.
Какая формула правильно выражает закон эквивалентов:
а) ; б)
Решение:
Задача №21.
Фосфор образует два различных по составу хлорида. Эквивалент какого элемента сохраняется в этих соединениях постоянным: а) хлора; б) фосфора?
Решение:
Задача №22.
Выбрать правильные значения эквивалентных объемов кислорода и водоро-да при нормальных условиях: а) 11,2л O2 и 22,4л H2 б) 11,2л O2 и 11,2л H2 в.) 5,6л O2 и 11,2л H2.
Решение:
Задача №23.
Эквивалентная масса металла равна 12 г/моль. Чему равна эквивалентная масса его оксида: а) 24 г/моль; б) нельзя определить; в) 20 г/моль?
Решение:
Задача №24.
Эквивалентная масса металла в 2 раза больше, чем эквивалентная масса кисло-рода. Во сколько раз масса оксида больше массы металла: а) в 1,5 раза; б) в 2 раза; в) в 3 раза?
Решение:
Задача25.
Сера образует хлориды S2Cl2 и SCl2, эквивалентная масса серы в SCl2 равна 16г/моль. Выбрать правильное значение эквивалентной массы серы в S2Cl2: а) 8 г/моль;
б) 16 г/моль; в) 32 г/моль.
Решение:
Задача26.
Одинаков ли эквивалент хрома в соединениях CrCl3 и Cr2(SO4)2: а) да; б) нет?
Решение:
Задача27.
Одинакова ли эквивалентная масса железа в соединениях FeCl2 и FeCl3: а) да; б) нет?
Решение:
Читайте также: