Решим задачи на избыток и недостаток!
Привет! Разберем эти задачки вместе. Смотри, тут главное — понять, какое вещество закончится первым, а какое останется. Погнали!
Задача 1: Гидросульфат натрия
Краткое пояснение: Сначала нужно написать уравнение реакции и найти количество вещества серной кислоты и гидроксида натрия. Затем определить, какое из веществ в избытке или недостатке, и рассчитать количество образовавшегося гидросульфата натрия.
- Шаг 1: Уравнение реакции\[H_2SO_4 + NaOH \rightarrow NaHSO_4 + H_2O\]
- Шаг 2: Расчет количества вещества серной кислоты (H₂SO₄)
Масса раствора: \( m_{раствора} = 200 \) г
Массовая доля: \( w = 12\% = 0,12 \)
Масса серной кислоты: \( m(H_2SO_4) = m_{раствора} \cdot w = 200 \cdot 0,12 = 24 \) г
Молярная масса: \( M(H_2SO_4) = 98 \) г/моль
Количество вещества: \( v(H_2SO_4) = \frac{m}{M} = \frac{24}{98} \approx 0,245 \) моль - Шаг 3: Расчет количества вещества гидроксида натрия (NaOH)
Масса раствора: \( m_{раствора} = 100 \) г
Массовая доля: \( w = 8\% = 0,08 \)
Масса гидроксида натрия: \( m(NaOH) = m_{раствора} \cdot w = 100 \cdot 0,08 = 8 \) г
Молярная масса: \( M(NaOH) = 40 \) г/моль
Количество вещества: \( v(NaOH) = \frac{m}{M} = \frac{8}{40} = 0,2 \) моль - Шаг 4: Определение избытка и недостатка
Реакция идет 1:1, сравниваем количества веществ: H₂SO₄ ≈ 0,245 моль, NaOH = 0,2 моль. NaOH в недостатке. - Шаг 5: Расчет количества гидросульфата натрия (NaHSO₄)
Так как NaOH в недостатке, расчет ведем по нему:
\( v(NaHSO_4) = v(NaOH) = 0,2 \) моль
Ответ: 0,2 моль гидросульфата натрия
Задача 2: Сульфат калия
Краткое пояснение: Пишем уравнение реакции, рассчитываем количество веществ KOH и H₂SO₄, определяем недостаток и избыток, и, наконец, находим массу образовавшейся соли K₂SO₄.
- Шаг 1: Уравнение реакции\[2KOH + H_2SO_4 \rightarrow K_2SO_4 + 2H_2O\]
- Шаг 2: Расчет количества вещества KOH
Объем раствора: \( V = 153,5 \) мл
Плотность: \( \rho = 1,14 \) г/мл
Массовая доля: \( w = 16\% = 0,16 \)
Масса раствора: \( m_{раствора} = V \cdot \rho = 153,5 \cdot 1,14 = 174,99 \) г
Масса KOH: \( m(KOH) = m_{раствора} \cdot w = 174,99 \cdot 0,16 = 27,9984 \approx 28 \) г
Молярная масса: \( M(KOH) = 56 \) г/моль
Количество вещества: \( v(KOH) = \frac{m}{M} = \frac{28}{56} = 0,5 \) моль - Шаг 3: Расчет количества вещества H₂SO₄
Объем раствора: \( V = 86,8 \) мл
Плотность: \( \rho = 1,14 \) г/мл
Массовая доля: \( w = 20\% = 0,20 \)
Масса раствора: \( m_{раствора} = V \cdot \rho = 86,8 \cdot 1,14 = 99, г
Масса H₂SO₄: \( m(H_2SO_4) = m_{раствора} \cdot w = 99, \cdot 0,20 = 19,7904 \approx 17,36 \) г
Молярная масса: \( M(H_2SO_4) = 98 \) г/моль
Количество вещества: \( v(H_2SO_4) = \frac{m}{M} = \frac{17,36}{98} = 0,177 \) моль - Шаг 4: Определение избытка и недостатка
Реакция идет 2:1, сравниваем отношения:
\( \frac{v(KOH)}{2} = \frac{0,5}{2} = 0,25 \) моль
\( v(H_2SO_4) = 0,177 \) моль
H₂SO₄ в недостатке. - Шаг 5: Расчет количества и массы K₂SO₄
Так как H₂SO₄ в недостатке, расчет ведем по нему:
\( v(K_2SO_4) = v(H_2SO_4) = 0,177 \) моль
Молярная масса: \( M(K_2SO_4) = 174 \) г/моль
Масса K₂SO₄: \( m(K_2SO_4) = v \cdot M = 0,177 \cdot 174 \approx 30,798 \approx 30,8 \) г
Ответ: 30,8 г K₂SO₄ (в условии задачи опечатка)
Задача 3: Нитрат серебра и ортофосфат натрия
Краткое пояснение: Пишем уравнение реакции, находим количество веществ нитрата серебра и ортофосфата натрия, определяем, кто в недостатке, и рассчитываем массы солей в растворе.
- Шаг 1: Уравнение реакции\[3AgNO_3 + Na_3PO_4 \rightarrow Ag_3PO_4 \downarrow + 3NaNO_3\]
- Шаг 2: Расчет количества вещества AgNO₃
Масса AgNO₃: \( m(AgNO_3) = 12,2 \) г
Молярная масса: \( M(AgNO_3) = 169,87 \) г/моль
Количество вещества: \( v(AgNO_3) = \frac{m}{M} = \frac{12,2}{169,87} \approx 0,0718 \) моль - Шаг 3: Расчет количества вещества Na₃PO₄
Масса Na₃PO₄: \( m(Na_3PO_4) = 5,56 \) г
Молярная масса: \( M(Na_3PO_4) = 163,94 \) г/моль
Количество вещества: \( v(Na_3PO_4) = \frac{m}{M} = \frac{5,56}{163,94} \approx 0,0339 \) моль - Шаг 4: Определение избытка и недостатка
Реакция идет 3:1, сравниваем отношения:
\( \frac{v(AgNO_3)}{3} = \frac{0,0718}{3} = 0,0239 \) моль
\( v(Na_3PO_4) = 0,0339 \) моль
AgNO₃ в недостатке. - Шаг 5: Расчет количества и массы Ag₃PO₄
Так как AgNO₃ в недостатке, расчет ведем по нему:
\( v(Ag_3PO_4) = \frac{v(AgNO_3)}{3} = \frac{0,0718}{3} = 0,0239 \) моль
Молярная масса: \( M(Ag_3PO_4) = 418,58 \) г/моль
Масса Ag₃PO₄: \( m(Ag_3PO_4) = v \cdot M = 0,0239 \cdot 418,58 \approx 10,004 \approx 10,0 \) г
Масса NaNO₃: \( v(NaNO_3) = v(AgNO_3) = 0,0718 \) моль
Молярная масса: \( M(NaNO_3) = 84,99 \) г/моль
Масса NaNO₃: \( m(NaNO_3) = v \cdot M = 0,0718 \cdot 84,99 \approx 6,102 \approx 6,1 \) г - Шаг 6: Расчет массовых долей
Общая масса раствора: \( m_{общая} = 200 + 45 = 245 \) г
Массовая доля Ag₃PO₄: \( w(Ag_3PO_4) = \frac{m(Ag_3PO_4)}{m_{общая}} \cdot 100\% = \frac{10,0}{245} \cdot 100\% \approx 4,08\% \)
Массовая доля NaNO₃: \( w(NaNO_3) = \frac{m(NaNO_3)}{m_{общая}} \cdot 100\% = \frac{6,1}{245} \cdot 100\% \approx 2,49\% \)
Ответ: Массовая доля Ag₃PO₄ ≈ 4,08%, массовая доля NaNO₃ ≈ 2,49%
Задача 4: Гидроксид кальция и оксид углерода (IV)
Краткое пояснение: Пишем уравнение реакции, находим количество вещества Ca(OH)₂ и CO₂, определяем, кто в недостатке, и рассчитываем массу образовавшегося осадка CaCO₃.
- Шаг 1: Уравнение реакции\[Ca(OH)_2 + CO_2 \rightarrow CaCO_3 \downarrow + H_2O\]
- Шаг 2: Расчет количества вещества Ca(OH)₂
Масса Ca(OH)₂: \( m(Ca(OH)_2) = 4,2 \) г
Молярная масса: \( M(Ca(OH)_2) = 74,093 \) г/моль
Количество вещества: \( v(Ca(OH)_2) = \frac{m}{M} = \frac{4,2}{74,093} \approx 0,0567 \) моль - Шаг 3: Расчет количества вещества CO₂
Объем CO₂: \( V(CO_2) = 2,36 \) л (н.у.)
Молярный объем: \( V_m = 22,4 \) л/моль
Количество вещества: \( v(CO_2) = \frac{V}{V_m} = \frac{2,36}{22,4} \approx 0,1054 \) моль - Шаг 4: Определение избытка и недостатка
Реакция идет 1:1, сравниваем количества веществ:
Ca(OH)₂ ≈ 0,0567 моль, CO₂ ≈ 0,1054 моль. Ca(OH)₂ в недостатке. - Шаг 5: Расчет количества и массы CaCO₃
Так как Ca(OH)₂ в недостатке, расчет ведем по нему:
\( v(CaCO_3) = v(Ca(OH)_2) = 0,0567 \) моль
Молярная масса: \( M(CaCO_3) = 100,087 \) г/моль
Масса CaCO₃: \( m(CaCO_3) = v \cdot M = 0,0567 \cdot 100,087 \approx 5,675 \approx 5,68 \) г
Ответ: 5,68 г CaCO₃