Барысында оқушылар

33есептің шешуі:

2M_mCl_n + nH₂  2mM + 2nHCl

(бұл жағдайда гидрид түзіле алады, есепті шығарған кезде қатысы болмайды). Бірінші тәжірибе нәтижесінде 1,01 моль HCl алынды. Яғни, 0,0703 г хлоридтің құрамында 0,0358 г хлор және 0,0345 г металла болады.

Хлоридтің құрамынан мұндай берілген мәндегі металды іздеу тиімсіз, себебі жоғары хлоридтегі металл металмен әрекеттескен кезде хлорид түзіледі, бұл жағдайда металл мен хлордың молярлық қатынасы бүтін сан болмайды. Егер осындай есептеу жүргізетін болсақ, онда эксперименттік қателіктерді ескере отырып, Me = Ga немесе Rh. екенін анықтай аламыз. Ga – жеңіл балқитын металл, ал родий хлориді түсіне қарай жоғары галогенидке жатқызуға болады. Екінші тәжірибедегі эксперимент мәндерін пайдалана отырып, анықтауға болады.

Егер 0,0703 г заттың құрамында 0,0345 г металл бар болса, онда 0,1124 г заттың құрамында 0,0552 г металл болады. Осыдан, оксидтің құрамында 0,0789 – 0,0552 = 0,0237 г оттек болады. Сондықтан металл эквиваленті 18,6 тең.

Жоғарғы оксид Ат. масса Мүмкін болатын металдар

Me₂O 18,6 -

MeO 37,2 K

Me₂O₃ 55,8 Mn, Fe

MeO₂ 74,4 Ge

Me₂O₅ 93 Nb

MeO₃ 111,6 Ag, Cd

Me₂O₇ 130,2 -

MeO₄ 148,8 Nd, Sm

Жоғарғы оксидтердің мүмкін болатын құрамын ескере отырып, осы металдардың ішінен Fe, Ge, Nb, таңдап алуға болады. Жоғарғы оксидінің түсіне байланысты Fe жатқызуға болмайды. Ge – жеңіл балқитын қасиетіне, түсі мен хлоридінің агрегаттық күйіне байланысты жатқызуға болмайды, онда тек Nb металы ғана қалады. Онда қақтаған кезде алынған галогенидтің формуласы NbCl₅ немесе Nb – NbCl_2,71, шын мәнге Nb₃Cl₈ сәйкес келеді.

34-есеп. Азотты тыңайтқыш өндіретін комбинатта шикізат ретінде су, ауа және табиғи газ қолданылады. Осы комбинатта қандай тыңайтқыштарды өндіруге болады? Қысқаша түрде осы комбинаттағы технологиялық айналулар тізбегін баяндаңдар. Химиялық реакциялар теңдеулерін жазып және осы реакциялардың жүру жағдайын көрсетіңдер.

34 есептің шешуі:

Комбинаттың негізгі өнімдері:

Метанның сутек пен көмірқышқыл газын түзе отырып.

Ауадан газдарды тереңірек суыту әдісі арқылы бөлу.

Аммиак синтезі және аммиак суын алу әдісі.

1. 
   Карбомид синтезі және оның нитратының синтезі.
   
2. 
   Аммиакты контактілеу әдісі арқылы тотықтырып азот қышқылын алу әдісі.
   
3. 
   Аммоний нитратын алу.
   

1. 
   CH₄ + H₂O CO + 3H₂ – Q
   

CO + H₂O CO₂ + H₂ + Q

Метанның паро-оттекті конвертирленуі никель катализаторының қатысында 800 ^оС қатысында жүреді. Пара-ауалық конвентрлеу әдісінде қоспа оттек газымен қанығады, осындай құрамды бөлікті де таңдауға болады, нәтижесінде азот пен сутектің стехиометриялық қоспасы түзіледі, (көмірқышқыл газын бөліп алу үшін) ол қоспа аммиак синтезі үшін қолданылады.

4. CO₂ + 2NH₃ = CO(NH₂)ONH₄

Қалыпты жағдайда, аммоний карбаматы түзіледі.

CO(NH₂)ONH₄ = CO(NH₂)₂ + H₂O – Q

190 ^оС температура 190 ^оС, 200 атм қысымда.

Судың электролизі әдісі де ұсынылуы мүмкін, себебі бұл жағдайда ауадан азот оксидінің синтезі де ұсынылады. Бірінші процесс экономикалық жағынан тиімсіз, екінші процесс кеңінен қолданылмаса да, бірақ келешекте перспективасы жоғары.

Кристаллогидраттар дегеніміз өзінің құрамында суы заттар кристталлогидраттар деп аталады. Кристталлогидраттар құрамына енетін су кристалдық су деп аталады. Кристаллогидраттар құрамына енетін судың мөлшеріне байланысты әртүрлі болады.

1. 
   Ерітіндідегі еріген заттың массалық үлесін табу формуласын жазамыз:
   

W(CuSO₄)=m(CuSO₄)/m(ер)

2. 
   Сусыз тұздың массасын анықтаймыз:
   

M(CuSO₄ 5H₂O)= 250 г/моль

3. 
   m(ер)=m(еріген зат) + m(H₂O),
   

4. 
   Ерітіндідегі массалық үлесті есептейміз:
   

Комплексті тапсырмаларды есептегенде массадан заттың сандық мөлшеріне көшкен ыңғайлы.

m(ер Na₂Cr₂O₄)=400*1,041=416,4 (г)

C=ν/V: ν=C ·V:

ν (Na₂Cr₂O₇)=0,238· 0,4= 0,0952(моль):

m(Na₂Cr₂O₇)= ν · M:
m(Na₂Cr₂O₇)= 0,0952*262=24,942(г)
кристаллогидраттың құрнамына кіретін сусыз тұздың массасын х деп алсақ

0,1317=24,942+x/416,4+40

0,1317(416,4+40)=24,942+x

x=35,166

M(H₂O)=298-262=36 г/моль

N(H₂O)=36/18=2

Жауабы: Na₂Cr₂O_7*H₂O

37-есеп Ерітіндегі массалық үлесті екі еселеу үшін 100 мл 8%-ті (тығыздығы-1,07 г/мл) натрий сульфаты ерітіндісіне неше грамм кристаллогидрат Na₂SO_4*10H₂O қосу керек?
37 есеп шешуі:

M(Na₂SO_4*10H₂O)=322 г/моль,

M( Na₂SO₄)=142 г/моль; m(p-pa)=p*V;

W=m(ер зат)/m(ер)*100%

m=ν*M;

m(p-pa Na₂SO₄)=100мл*1,07 г/мл=107г.,

жаңа ерітіндіде W(Na₂SO₄) 8%*2=16% құрайды.

Егер х моль-бұл ν(Na₂SO4*10H₂O) деп алсақ, онда m(Na₂SO₄*10H₂O)=322x (г), ал m(Na₂SO₄)=142x(г)

0,16=8,56+142х/107+322x

17,12+51,52x=8,56+142x

8,56=90,48x

x=0,0946(моль)- бұл натрийдің кристаллогидратының сандық мөлшері, сәйкесінше,

m(Na₂SO4*10H₂O)=30,5(г)

FeSO₄*7H₂O=FeSO₄+7H₂O

Кристаллогидраттағы темір(ІІ) сульфатының массасын есептейміз:

100/278=x/152 x=54,676 (г.)

Ерітіндіде m(FeSO₄)=500*40%/100%=200(г)

Қалған ерітіндідегі заттың массалық үлесін анықтаймыз:

W(FeSO₄)=[200-54,676/500-100]*100%

W(FeSO₄)=36,33%

Жауабы: қалған ерітіндідегі темір сульфатының массалық үлесі 36,33%

39-есеп. Молярлық концентрациясы 0,948 моль\л(тығыздығы-1,11 г\мл) ерітінді алу үшін 75 г 2% кальций нитратында кальцийдің тетрагидрат нитратының қандай массасын еріту керек?
39есептің шешуі:

m(ерітінді)=p*V; W=m(еріген зат)/m(ерітінді)*100%

m=ν*M; C=ν/V

M(Ca(NO₃)₂)*4H₂O)=164+72=236г/моль

m₁(Ca(NO₃)₂) ерітіндіде =75*0.02=1,5(г);

m(ерітінді)=1,11*1000=1110(г);

соңғы ерітіндіде m₂Ca(NO₃)₂) :

0,948*164=155,472(г)

W(Ca(NO₃)₂)=155,472/1110*100%

W(Ca(NO₃)₂)=14%

Егер х моль- кристаллогидраттағы заттың сандық мөлшері десек, онда кальцийдің тетрагидрат нитраты – 236х г., ал кальций нитратының массасы- 164х г. Осыдан:

0,14=1,5+164х/75+236х х=0,0687(моль)

m(Ca(NO₃)₂)*4H₂O)=16,22(г)

Жауабы: кристаллогидраттың массасы 16,22 грамм.
40-есеп 40 г қаныққан темір (ІІ) хлоридінің сулы ерітіндісіне 10г сусыз тұз енгізген.

Алынған қоспаны толық буланып кеткенше қыздырған, сонан соң бастапқы температураға дейін салқындатқан. Сол кезде 24,3г кристаллогидрат тұнбаға түскен. Егер қаныққан ерітінді құрамында 38,5% сусыз тұздың бар екені белгілі. Кристаллогидраттың формуласын анықтаңыз.
40 есептің шешуі:

1-шi әдісі

M(FeCl₂)=127 г/моль

Х моль- кристаллогидраттағы темір хлоридінің сандық мөлшері болсын.

40г қаныққан ерітіндіде 40*0,385=15,4(г) FeCl₂ бар.

Кристаллогидрат тұнбаға түскеннен кейін ерітіндінің массасы:

40+10-24,3=25,7(г.)

0,385=15,4+10-127х /25,7

х=0,122(моль)

М(кристаллогидрат)=m/ν=24,3/0,122=199 г/моль

М(судың)=199-127=72г/моль

N(судың)=72/18=4

сәйксінше, заттың формуласы FeCl₂*4H₂O

FeCl₂ + х H₂O = FeCl₂*хH₂O

Кристаллогидраттың тұнбасы түскеннен кейін соңғы ерітінді массасы:

40 +10-24,3=25,7(г.)

Бастапқы ерітіндіде 40*0,385=15,4 г. FeCl_2. Сәйкесінше, түскен кристаллогидраттағы темір(ІІ)хлоридінің массасы

15,4+10-9,9=15,5 (г.)

хмоль- бұл кристаллогидраттағы судың заттық мөлшері болса, онда

15,5/24,3=127/127+18х х=4

Кристаллогидраттың формуласы-

FeCl₂*4H₂O

Жауабы: FeCl₂*4H₂O

41-есеп Массасы 18 г темір пластинкасы мыстың (ІІ) сульфатының ерітіндісіне батырылды. Оның беті мыспен қапталған соң, оның массасы 20 г болды. Темірдің қандай массасы ерітіндіге өтті?


41есеп шешуі: Металдардың стандартты электродты потенциалдар мәнін пайдаланып реакция теңдеуін жазамыз.

Fe + CuSO₄ = FeSO₄ + Cu

Егер v (Cu) мәні x моль болса, ерітіндіге өткен теміірдің массасы мына мәнге тең болады,

m=v ·M

m (Fe) = 56 ·x г..,
ал пластинканың бетінде бөлінген мыстың массасы, сәйкесінше 64 x г..,

Ерітіндіге өткен темірдің массасын, мыстың массасын ескере отырып, пластинканың бетіне қонған массаны ескере отырып, реакция теңдеуін құрамыз:

18 -56 ·x + 64 = 20

X= 0,25

Алдымен реакцияға дейінгі және реакциядан кейінгі пластинканың массасының айырмашылығын тауып аламыз:

∆m = 20-18 =2(г)
Реакция теңдеуін ескере отырып, пластинканың бетіне қонған және ерітіндіге өткен металдардың молярлық массасының айырмашылығын табамыз:
∆M = 64 ·1 - 56 ·1 = 8(г/моль)
Төменде берілген формула бойынша реакция қатысқан заттардың зат мөлшерінің мәнін табамыз:
∆ n = ∆m/ ∆M

∆ n = 2/ 8= 0,25 (моль)

Жауабы: ерітіндіге 14 г темір өтті.

Химиялық реакцияның теңдеуін жазамыз:

Cd + CuSO₄ → CdSO₄ + Cu

Егер пластинканың бастапқы массасы х г деп алсақ. Онда өзгеріске ұшырған пластинканың массасы

∆m_пл =0,03 ∙х

Есептің шартына байланысты мыс сульфаты толығымен әрекеттесі, яғни

n(CuSO₄) = 4/160 = 0,025 ( моль)

Осыған сәйкес дәл осындай мөлшерде кадмий еріп кетіп, мыс пластинканың бетінде тұнбаға түсті.

∆m_пл =63,5∙0,025 – 112,4 ∙0,025 = 1,594 – 2,821 = -1,227(г)

Есептің шарты бойынша бастапқы пластинкамен салыстырғанда пластинканың массасы 3% өзгеріп, массасы х г болып табылады.

∆m_{пл =} 0,03 ∙x

1,227= 0,03∙x

X=40,9 г

Жауабы: 40,9 г

Онда В – NH₃, ал Б, есептің шарты бойынша, N₂.

Олай болса, А – NH₄NO₂.

Реакция теңдеуі:

NH₄NO₂ = N₂ + 2H₂O

N₂ + 3Mg = Mg₃N₂

Mg₃N₂ + 6H₂O = 3Mg(OH)₂ + 2NH₃

NH₃ + HNO₃ = NH₄NO₃

Егер А затын Г затына алмастыратын болсақ, бізге “…тек қана қауіпсіздік ережесін сақтап қана термиялық ыдырау реакциясын жүргізу қажет.…” және “… азот қышқылында еріткен кезде бастапқы зат алынатынады” деп ескертуіміз қажет.

Жаңа жағдайдағы реакция өзгересі:

NH₄NO₃ = N₂O + 2H₂O

N₂O + 4Mg = Mg₃N₂ + MgO

4MeCO₃ + O₂ = 2Me₂O₃ + 4CO₂ (1)

6MeCO₃ + O₂ = 2Me₃O₄ + 6CO₂ (2)

2MeCO₃ + O₂ = 2MeO₂ + 2CO₂ (3)

Ыдыста азотпен карбонаттың термиялық ыдырау процесі жүреді:

MeCO₃ = MeO + CO₂ (4)

1 моль карбонат оттек пен азотта ыдыраған кезде (1 – 4 реакция теңдеуіне) газдар көлемі сәйкесінше 0,75; 0,833; 0,5 және 1 моль дейін өзгереді. Сондықтан есептің шарты бойынша (2) және (4) теңдеулерге жауап береді. Онда металдың салыстырмалы атомдық массасын Х еп белгілейміз. (2) реакция теңдеуі бойынша пропорция құрамыз: 7,13 г MeCO₃  4,81 г Me₃O₄

6(60 + х)  2(3х + 64)

Пропорцияны шеше отырып, х = 58,8, табамыз, олай болса кобальт металына сәйкес келеді.
45-есеп

Оттегінің артық мөлшерінде катализатор қатысында (қ.ж.) 56 см³ жағымсыз иісті А газын жақты. Қалған оттекпен әрекеттескен реакция өнімін 50 см³ суға жіберді. Алынған ерітіндіге бейтарап реакция жүргенше 50 см³ лакмус қосып, оның үстіне 0,1 моль/л натрий гидроксиді ерітіндісі құйылды. Сонан ерітіндіні буландырды нәтижесінде құрамында 32,4% натрий бар, сусыз тұзы Б алынды. Анықтаңдар:

А және Б қандай заттар сәйкес келеді?

Б затын 600 К температурада қыздырғанда, есептің шешімінде қандай өзгеріс болады?

Құрамында массалық үлесі 34,6% натрий болатын тұзды алуға бола ма? В затын анықтап, аталған реакция теңдеулерін жазыңдар.


45-есептің шешуі:

Жағымсыз иісті газдарды жаққан кездегі жану өнімін суға еріткен кезде – H₂S және PH₃ қышқылдары түзіледі.

Оттегінде жану реакциясы:

2PH₃ + 4O₂ = P₂O₅ + 3H₂O

2H₂S + 4 O₂ = 2SO₃ + 2H₂O

Жану реакциясындағы өнімінің сумен әрекеттесуі:

P₂O₅ + 3H₂O = 2H₃PO₄

SO₃ + H₂O = H₂SO₄

Олай болса, А – күкіртсутек немесе фосфин.

Газдың моль саны: 0,056/22,4 = 2,510^-3 (моль).

Сілтінің моль саны: 0,10,05 = 510^-3 (моль).

Қышқыл мен сілтінің мөлшерінің қатынасы 1 : 2.

Бейтараптану реакциясы:

2NaOH + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + 2H₂O

2NaOH + H₃PO₄ = Na₂HPO₄ + 2H₂O.

HPO₄^- - өте әлсіз қышқыл, соған байланысты натрий гидрофосфатының ерітіндісі бейтарап ортадай дерлік орта (әлсіз сілтілік) реакция береді. Натрий сульфатындағы натрийдің массалық үлесі 46/142 = 0,324 тең, натрий гидрофосфатында – 46/142 = 0,324 тең болады, яғни Б заты – сульфат немесе натрий гидрофосфаты болып табылады. 600 К температураға дейін қыздырғанда Na₂SO₄ тұрақты, ал Na2HPO₄ натрий пирофосфатын түзеді:

2Na₂HPO₄ = Na₄P₂O₇ + H₂O.

Пирофосфаттағы натрийдің массалық үлесі 92/266 = 0,346 тең болады. Осыдан екінші жағдайда: А – PH₃, Б – Na₂HPO₄, B – Na₄P₂O₇ болады.

1.Абкин Г.П. Задачи и упражнения по химии. М..; Просвещения, 1967 г.,

4. Ефимов А.И. Задачи по химии, Ленинград, 1986г.,