Химиялық реакция теңдеуі:
Fe + CuSO4
= FeSO4
+ Cu56
г/моль 64
г/моль
Реакция
кезінде
темір
мен
мыс
орын
алмасады.
Ерітіндіге
ауысқан
әрбір темір
атомының
орнына
тақташаға
бір
мыс
атомы
қонады.
Тақташаның массасының ауырлауы олардың молярлық массаларының айырмасына пропорционал: ΔM = 64 г/моль – 56 г/моль = 8
г/моль.
Бұл есепті бірнеше әдіспен шығаруға болады.
-
әдіс.
Реакцияға түскен темірдің зат мөлшері х моль болса, онда реакция нәтижесінде тақташаның бетіне қонған мыстың зат мөлшері де х моль болады. Ерітіндіге ауысқан темірдің массасы 56х г, ал оның орнына тақташаның
бетіне
қонған
мыстың
массасы
64х
г
екенін
ескере
отырып, теңдеу
құрамыз:
10 – 56х + 64х = 11. Бұдан: х = 0,125 моль.
Демек, бөлінген мыстың массасы:
m(Cu ) = ν(Cu ) · M(Cu) = 0,125 моль · 64 г/моль = 8 г.
-
әдіс.
Тақташаның массасының ауырлауы мыс пен темірдің молярлық массаларының айырмасына пропорционал екендігін ескере отырып, пропорция құрамыз:
Егер 1 моль Cu бөлінгенде тақташаның массасы 8 г артса, Онда х моль Cu бөлінгенде тақташаның массасы 1 г артады. Бұдан: х = 0,125 моль.
Демек, бөлінген мыстың массасы:
m(Cu ) = ν(Cu ) · M(Cu) = 0,125 моль · 64 г/моль = 8 г.
-
әдіс.
Егер 64 г мыс бөлінгенде тақташаның массасы 8 г арттатын болса, Онда х г мыс бөлінгенде тақташаның массасы 1 г артады.
Бұдан: х = 8 г.
-
әдіс.
Есептің шарты жағдайында бөлінген мыстың массасы 1 моль мыс бөлінген жағдайдағы массасынан 8/1 = 8 есе кем. Демек, реакцияға түскен темірдің және реакция нәтижесінде тақташаның бетіне қонған мыстың зат мөлшері 1/8 = 0,125 моль болғаны.
Демек, бөлінген мыстың массасы:
m(Cu ) = ν(Cu ) · M(Cu) = 0,125 моль · 64 г/моль = 8 г.
Жауабы: m(Cu ) = 8 г.
-
Массасы 40 г мыс пен мыс (II) оксидінің қоспасын сутекпен тотықсыздандырғанда 6 г су түзілген. Қоспадағы әрбір компоненттің массалық үлесін (%) анықтаңыздар.
Сутекпен тек мыс (II) оксиді ғана әрекеттеседі:
х
г 6
г
CuO + H2
= Cu + H2
O80
г/моль 18
г/моль
Реакция теңдеуі бойынша пропорция құрамыз:
х г CuO – 6 г Н2
O,80 г/моль CuO – 18 г/моль Н2
O. Бұдан: х = 26,66 г.m(Cu) = m(қоспа) – m(CuО) = 40,00 г – 26,66 г = 13,33 г; Мыстың қоспадағы массалық үлесі:
m(Cu)
ω(Cu) = m(қоспа) ∙ 100% =
13,33 г
∙ 100% = 33,33%
40 г
Мыс (II) оксидінің қоспадағы массалық үлесі:
m(CuО)
ω(CuО) = m(қоспа) ∙ 100% =
26,66 г
∙ 100% = 66,66%
40 г
Жауабы: ω(Cu) = 33,33%; ω(CuO) = 66,66%.
§ 6.3. Мырыш
-
Келесі айналымдарды жүзеге асыруға болатын химиялық реакция теңдеулерін жазыңыздар:
а) Zn →
| ZnSO4 →
| Zn
|
↓
|
|
|
ZnO →
| Zn(NO3)2
| Zn3(PO4)2
|
ә) Zn →
| ZnСl2 →
| Zn(OH)2
|
|
| K2[Zn(OH)4]
|
а) Zn + Н2SO4 → ZnSO4 + Н2↑
2ZnSO4 + 2Н2О → 2Zn + 2Н2SO4 + О2↑
2Zn + О2 → 2ZnO
ZnO + 2НNO3 → Zn(NO3)2 + Н2О
| ә) Zn + 2НСl → ZnСl2 + Н2↑
ZnСl2 + 2NaOH → Zn(OH)2 + 2NaСl 3Zn(OH)2 + 2H3PO4 → Zn3(PO4)2 + 6Н2О
Zn(OH)2 + 2KOH → K2[Zn(OH)4]
|
-
Массасы 30 г мыстың мырышпен құймасын күкірт қышқылымен өңдеген. Бұл кезде 4,4 л (қ.ж.) сутек бөлінген. Бұл құймадағы мырыштың массалық үлесін (%) есептеңіздер.
Шешуі:
Күкірт қышқылымен тек мырыш қана сутек бөле әрекеттеседі:
х
г 4,4
л
Zn + H2
SO4
= ZnSO4
+ H2
65
г/моль 22,4
л/моль
Реакция теңдеуі бойынша пропорция құрамыз:
х г Zn – 4,4 л Н2
,65 г/моль Zn – 22,4 л/моль Н2
. Бұдан: х = 12,76 г Zn. Құймадағы мырыштың массалық үлесі:
m(Zn)
ω(Zn) = m(құйма) ∙ 100% =
Жауабы: ω(Zn) = 42,56%.
12,76 г
∙ 100% = 42,56%
30 г
-
Құрамында мырыш сульфиді және жанбайтын қоспалары бар 2 т кенді күйдіру үшін 1200 м3 оттек жұмсалады. Кендегі ZnS құрамын (%) анықтаңыздар.
Шешуі:
х
кг 12
м
32ZnS + 3O2
= 2ZnO + 2SO2
↑97 г/моль 22,4 л/моль
Химиялық реакция теңдеуі бойынша пропорция құрамыз:
х кг ZnS – 12 м3 O2
,2 ∙ 97 г/моль – 3 ∙ 22,4 л/моль O2
. Бұдан: х(ZnS) = 346,4 кг;Кендегі ZnS массалық үлесі:
m(ZnS)
ω(ZnS) = m(кен) ∙ 100% =
Жауабы: ω(ZnS) = 17,5%.
346,4 кг
∙ 100% = 17,5%
2000 кг
§ 6.4. Хром
-
Тотығу-тотықсыздану процесіндегі хромның рөлін анықтаңыздар: CrO3 + H2S → Cr2(SO4)3 + S + H2O
Электрондық баланс әдісімен коэффициенттерін анықтаңыздар.
Шешуі:
2 2
Cr+6O3
+ H -2S → Cr+3 (SO4
)3
+ S0 + H2
O тотықтырғыш Cr
+6 + 3ē →
Cr
+3 /2
тотықсыздану тотықсыздандырғыш S
-2 – 2ē
→ S
0 /3 тотығу
2CrO3
+ 3H2
S → Cr2
(SO4
)3
+ 3S + H2
O
-
Келесі айналымдарды жүзеге асыратын реакция теңдеулерін жазыңыздар:
a) Cr → CrCl3
→ Cr(OH)3
→ Cr(NO3
)3
↓
K[Cr(OH)4
]ә) Cr2
(SO4
)3
→ Cr(OH)3
→ Cr2
O3
→ Cr → Cr2
S3
б) Cr2
(SO4
)3
→ K2
Cr2
O7
→ K2
CrO4
→ BaCrO4
а) 2Cr + 3Cl2 → 2CrCl3
CrCl3 + 3NaOH → Cr(OH)3↓ + 3NaCl
Cr(OH)3 + 3HNO3 → Cr(NO3)3 + 3H2O Cr(OH)3 + KOH → K[Cr(OH)4]
| ә) Cr2(SO4)3 + 3NaOH → Cr(OH)3 + 3Na2SO4 2Cr(OH)3 → Cr2O3 + 3H2O
2Cr2O3 → 4Cr + 3O2
2Cr + 3S → Cr2S3
|
б) Cr2(SO4)3 + 2KMnO4 + 7H2O → K2Cr2O7 + 2Mn(OH)4 + 3H2SO4 K2Cr2O7 + 2KOH → 2K2CrO4 + H2O
K2CrO4 + BaCl2 → BaCrO4 + 2KCl
|
-
Хром (III) хлоридінің ерітіндісіне калий сульфидінің ерітіндісін құйсақ, бұл кезде хром (III) гидроксидінің қоймалжың жасыл тұнбасы түзіледі. Тұздың гидролиз теңдеуін жазып, осы құбылысты түсіндіріңіздер.
Хром (III) хлориді – катион бойынша, калий сульфидінің анион бойынша гидролизденеді:
Cr3+ + Н2
О ↔ CrОН2+ + Н+ S2- + H2
O ↔ HS- + OH-Егер бұл тұздардың ерітінділері бір ыдыста болса, онда әрқайсысының
өзара гидролизденуі күшейеді, себебі Н+ және OH- иондары әлсіз H2
O электролитін түзеді. Бұл жағдайда гидролиздік тепе-теңдік оңға қарай
ығысып, берілген әрбір тұздың гидролизі Cr(OH)
3
және H2
S түзілуімен аяғына дейін жүреді.
Иондық теңдеуі:
2Cr3+ + 3S2- + 6H2
O = 2Cr(OH)3
↓ + 3H2
S↑Молекулалық теңдеуі:
2CrCl3
+ 3К2
S + 6H2
O = 2Cr(OH)3
↓ + 3H2
S↑ + 6KCl -
Құрамында хром (III) оксиді және 12% қоспасы бар 20 кг кеннен алюмотермиялық жолмен алынған хромның массасын есептеңіздер. Шешуі:
Кеннің құрамындағы хром (III) оксидінің массасы: 20 кг кен - 100%
х кг Cr2
O3
- 88%. Бұдан: х = 17,6 кг.17,6
кг t
0 у
кг
Cr2
O3
+ 2Al = 2Cr + Al2
O3
152
г/моль 52
г/моль
Химиялық реакция теңдеуі бойынша пропорция құрамыз:
17,6 кг Cr2
O3
- у кг Cr,152 г/моль Cr2
O3
– 2∙52 г/моль Cr. Бұдан: у = 12,0 кг.Жауабы: m(Cr) = 12,0 кг.
-
Массасы 100 г натрий хроматының сулы ерітіндісіне барий нитратының артық мөлшерін құйғанда, массасы 10,12 г тұнба алынған. Бастапқы ерітіндідегі натрий хроматының массалық үлесін анықтаңыздар.
х
г 10,12
г
Na2
CrO4
+ Ba(NO3
)2
= 2NaNO3
+ BaCrO4
↓162
г/моль 253
г/моль
Химиялық реакция теңдеуі бойынша пропорция құрамыз:
х г Na2
CrO4
– 10,12 г BaCrO4
↓,162 г/моль Na2
CrO4
– 253 г/моль BaCrO4
↓. Бұдан: х = 6,48 г Na2
CrO4
.ω
(Na CrO
) =
m (Na2CrO4) ∙ 100% =
6,48 г ∙ 100% = 6,48%
2 4 m(ерітінді)
100 г
Жауабы: ω(Na2
CrO4
) = 6,48%. -
Құрамында 100 кг хром бар феррохромды алу үшін құрамында 30% FeCr2O4 болатын хромды теміртастың қанша массасы қажет?
Шешуі:
M(FeCr2
O4
) = 224 г/мольЗаттың формуласы бойынша пропорция құрамыз:
Егер 224 г FeCr2
O4
құрамында - 104 г Cr болса,Онда х г FeCr2
O4
құрамында - 100 · 103 г Cr болады. Бұдан: х = 215,4 кг.
Қажетті хромды теміртастың массасы:
215,4 кг - 30%
у кг - 100%. Бұдан: у = 718 кг хромды темір тас кені қажет.
Жауабы: m(FeCr2
O4
) = 718 кг.
-
Темір хлормен әрекеттескенде темір (III) хлориді түзіледі, ал темір тұз қышқылымен әрекеттескенде темір (II) хлориді алынады. Бұл реакциялардың химиялық теңдеулерін жазып, неліктен әртүрлі құрамды темір хлоридтері түзілетінін түсіндіріңіздер.
Темір
қосымша
топшаның
көптеген
металдары
сияқты
орташа
белсенді металл болып табылады. Белсенді бейметалдар темірді +3 тотығу дәрежесіне дейін
тотықтырады:
2Fe + 3Cl2
= 2FeCl3
Темір кәдімгі қышқылдарда өзі +2 тотығу дәрежесіне дейін тотығып, сутекті тотықсыздандырады:
Fe + 2HCl = FeCl2
+ H2
↑ -
Темір, тұз қышқылы және натрий гидроксидінен темір (II) оксидін қалай алады?
Fe + 2HCl = FeCl2
+ H2
↑ FeCl2
+ 2NaOH = Fe(OH)2
+ 2NaClFe(OH)2
→ FeO + H2
O -
Темір сұйылтылған азот қышқылымен реакцияға түсіп, темір (III) нитратын, азот (II) оксидін және су түзеді. Бұл реакцияның теңдеуін жазыңыздар және электрондық баланс теңдеуін құрыңыздар.
Fe0 + HN+5O3
= Fe+3(NO3
)3
+ N+2O + H2
OFe
0 – 3ē → Fe
+3 /1 N
+5 + 3ē → N
+2 /1
Fe + 4HNO3
= Fe(NO3
)3
+ NO + 2H2
O -
Қыздырылған Fe2O3 арқылы сутекті өткізіп, темір алуға болады. Көлемі 2,24 л сутек жұмсалсан кезде алынған темірдің массасын есептеңіздер. Реакция өнімінің шығымы теориялық мүмкіндіктің 95%- ін құрайды.
Химиялық реакция теңдеуі:
2,24 л х г
Fe2
O3
+ 3H2
= 2Fe + 3H2
O22,4 56
л/моль г/моль
Реакция теңдеуі бойынша пропорция құрамыз:
2,24 л H2
- х г Fe,3∙22,4 л/моль H2
- 2∙ 56 г/моль Fe. Бұдан: х = 3,73 г. Өнімнің шығымын ескерсек:
3,73 г – 100%,
у г - 95%. Бұдан: у = 3,55 г.
Жауабы: m(Fe) = 3,55 г.
-
Келесі айналымдарды жүзеге асыруға мүмкіндік беретін химиялық реакция теңдеулерін жазыңыздар:
а) Fe0 → FeCl2 → Fe(OH)2 → FeO → Fe
| ә) Fe0 → Fe3+ → Fe0 → Fe2+ → Fe(OH)2 → Fe(OH)3
|
а) Fe + 2HCl = FeCl2 + H2↑ FeCl2 + 2КОН = Fe(OH)2 + 2КCl Fe(OH)2 → FeO + H2O
FeO + H2 = Fe + H2O
| ә) 2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3
эл.тогы
2FeCl3(балқымасы) → 2Fe0 + 3Cl2↑ Fe0 + 2HCl = FeCl2 + H2↑
FeCl2 + 2NaОН = Fe(OH)2 + 2NaCl 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3
|
§ 7.2. Алюминий және оның қосылыстары