3
= 2Ag + 2NO2
+ O2
170
г/моль 22,4л/моль 22,4л/моль
2y 4y y
2Cu(NO3
)2
= 2CuO + 4NO2
+ O2
188г/моль 22,4л/моль 22,4л/моль
Теңдеулер жүйесін құрамыз:
340х + 376у =
14,32
{67,2х + 112у =
3,584
Бұдан: х = 0,02 моль, ал (AgNО3
) = 2· 0,02 = 0,04 моль. Демек, m(AgNO3
) = 170 г/моль · 0,04 моль = 6,8 г.Онда: m(Cu(NO3
)2
) = 14,32 г – 6,8 г = 7,52 г.(KNO3
) = 4,04г = 0,22 немесе 22%18,36г
(AgNO3) = 6,8г
18,36г
= 0,37 немесе 37 %
(Cu(NO3
)2
) = 7,52г = 0,41 немесе 41%18,36г
Жауабы: (KNO3
) = 22%; (AgNO3
) = 37%; (Cu(NO3
)2
) = 41%. -
Мыс (II) және калий нитраттары қоспасын көп уақыт қақтағанда 2,688 л (қ.ж.) газдар бөлінген. Қатты қалдықты сумен өңдегенде, оның массасы 3,4 г кеміген. Бастапқы қоспадағы мыс (II) нитратының массасын анықтаңыздар.
Шешуі:
39
г 3,4
г 2,688
л
2KNO3
→ 2KNO2
+ O2
101
г/моль 22,4
л/моль
Cu(NO3
)2
→ CuO + NO2
+ O2
188
г/моль 2,24
л/моль
ν(KNO ) = m(KNO2) = 3,4 г
= 0,04 моль
2 M(KNO2) 85 г/моль
m(KNO3) = 0,04 моль ∙ 101 г/моль = 1,04 г
V(O2) = ν(O2) ∙ VM = 0,02 моль ∙ 22,4 л/моль = 0,488 л
V(O2
) = 2,688 л – 0,488 л = 2,24 лm(Cu(NO3
)2
) = 0,04 моль ∙ 188 г/моль = 7,52 гЖауабы: m(Cu(NO3
)2
) = 7,52 г. -
SO2 мен O2 газдарының бірдей көлемдерінің қоспасын өршіткі арқылы өткізгенде, SO2 газы SO3 газына айналған. Реакция шығымы - 80%. Алынған газдар қоспасының сутек бойынша тығыздығы қандай? Шешуі:
| 2SO2
| + O2
| = 2SO3
|
Бастапқы
| 1 моль
| 1 моль
| -
|
Әрекеттескені
| 0,8 моль
| 0,4 моль
| 0,8 моль
|
Қалғаны
| 0,2 моль
| 0,6 моль
| 0,8 моль
|
Морт. =
m1 + m2 + m3 V + V + V
ν1 ⨯ M1 + ν2 ⨯ M2 + ν3 ⨯ M3
=
V + V + V
1 2 3 1 2 3
0,2 ⨯ 64 + 0,6 ⨯ 32 + 0,8 ⨯ 80
=
1,6
12,8 + 19,2 + 64
=
1,6
= 60
D (газ қоспасы) = Mr(газ қоспасы) = 60 = 30
H2
2
Жауабы: DH = 30.
Mr(H2) 2
-
Заттың 20% ерітіндісін дайындау үшін оның массасы 350 г 12%-дық ерітіндісіне 45%-дық ерітіндісінің қандай массасын қосу қажет? Шешуі:
Еріген зат бойынша материалдық баланс теңдеуін пайдаланамыз:
m1
ω1
+ m2
ω2
= m3
ω3
0,12∙350 + 0,45m2
= (350 + m2
)∙0,2Бұдан: m2
= 112 гЖауабы: m2
= 112 г. -
Тұз қышқылының 8%-дық ерітіндісін алу үшін оның көлемі 1 л 20%-дық ерітіндісіне (ρ =1,1 г/мл) 4%-дық ерітіндісінің (ρ = 1,02 г/мл) қандай көлемін қосу қажет?
Шешуі: m = ρ ⨯ V = 1000 мл ⨯ 1,1 г/мл = 1100
г
m1
ω1
+ m2
ω2
= m3
ω3
1100∙0,2 = 0,04 ∙ m2
+ (1100 + m2
) ∙0,08220 + 0,04m2
= 88 + 0,08m2
132 = 0,04m2
m2
= 3300 гm 3300
г
V2 =
Жауабы: V2 = 3235 мл.
= = 3235 мл
ρ 1,02 г/мл
-
Аммоний хлоридінің NH4Cl 150oC кезіндегі 100 г судағы ерігіштігі
– 35 г. Тұздың осы температурада қаныққан ерітіндісіндегі массалық үлесін анықтаңыздар.
mеріген зат
ω =
mерітінді
∙ 100%
Жауабы: 25,9 %.
35 г
ω =
(100 + 35) г
∙ 100% = 25,9 %
-
Калий нитратының KNO3 60oC және 20oC кезінде 1 л судағы ерігіштік коэффициенттері сәйкесінше 1011 г және 315 г. Калий нитратының 60oC кезінде қаныққан ерітіндісінің 40 г үлгісін 20oC дейін суытқанда бөлініп, тұнбаға түсетін тұздың массасын анықтаңыздар. Шешуі:
-
әдіс
60
oC 20
oC
суыту
1101 315
ω
1 =
2101 = 0,524
немесе
52,4% ω
2 =
1315 = 0,24 немесе
24%
Егер 2101 г ерітіндіде – 1101 г тұз еріген болса,
Онда 40 г ерітіндіде – х г тұз еріген. Бұдан: х = 20,9 г; 19,1 г Н2
О.Егер 1000 г суда – 315 г еріген зат болса,
Онда 19,1 г суда – у г еріген зат болады. Бұдан: у = 25,11 г. Демек, 40 г ерітіндіні суытқанда түсетін тұнбаның массасы:
∆m = 40 – 25,11 = 14,88 г.
-
әдіс.
Еріген зат бойынша материалдық баланс теңдеуін пайдаланамыз:
m3
ω3
= m1
ω1
+ m2
ω2
40∙0,524 = 0,24 ∙ m2
+ (40 – m2
)∙1 Бұдан: m2
= 25,2 г. ∆m = 40 – 25,2 = 14,88 г.Жауабы: ∆m = 14,88 г.
-
Массасы 293 г, ал құрамында 22 г NaOH бар ерітінді арқылы реакция тоқтағанға дейін СО2 газы жіберілген. Түзілген өнімнің тәжірибе жағдайында 100 г судағы ерігіштігін 6,9 г деп алып, реакция кезінде түзілген тұнбаның массасын анықтаңыздар.
22
г 46,2
г
NaOH + СО2
= NaHCO3
40
г/моль 84
г/моль
(NaOH) =
m(NaOH) M(NaOH) =
22 г
40 г/моль
= 0,55 моль
Реакция теңдеуі бойынша түзілген тұздың мөлшері де 0,55 моль. Оның массасы:
m(NaHCO3
) = (NaHCO3
)M(NaHCO3
) = 0,55 моль 84 г/моль = 46,2 г.Егер 100 г суда – 6,9 г тұз еріген болса,
Онда 271 г суда – х г тұз еріген. Бұдан: х = 18,7 г.
Демек, түзілген тұздың 18,7 г бөлігі ерітіндіде қалады, ал қалғаны тұнбаға түседі:
m(NaHCO3
) = 46,2 - 18,7 г = 27,5 гЖауабы: m(NaHCO3
) = 27,5 г. VIII тарау. Бейорганикалық заттар қосылыстарының және құймалардың өндірісі. Қоршаған ортаны қорғау
§ 8.2. Электролиз әдісімен алюминийді өндіру -
Құрамында алюминий оксиді бар кеннен алюминийді электролиздеп алады. Бұл процестің теңдеуін құрыңыздар. Құрамында 20% алюминий оксиді бар 8 кг алюминий кенінен қанша алюминий алуға болатынын есептеңіздер.
Шешуі:
Электролиз кезінде жүретін реакция теңдеулері:
эл.тогы
K(-) Al
+3 + 3e
- →
Al
0 | 6 |
2
эл.тогы
A(+) 2AlO3
3- - 6e- → Al2
O3
+ 1,5O2
| 3 | 1————————————
эл.тогы
(К
2Al2
O3
→ 2Al0 )
+ Al2
O3
+ 1,5O2
↑
Кен құрамындағы алюминий оксидінің массасы:
m(Al2
O3
) = 8 кг ∙ 20%/100% = 1,6 кг.Химиялық реакция теңдеуі бойынша пропорция құрып, катодта жиналатын алюминий массасын табамыз:
1,6∙10
3 г m г
(К)
2Al2
O3
= 2Al0 + Al2
O3
+ 1,5O2
↑ 102 г/моль 27 г/моль
Бұдан: m(Al) = 1,6∙10
3 г∙ 2∙27 г/ 2∙102 г = 423,5 г = 0,42 кг
-
Мырыш сульфаты ерітіндісінің электролизі кезінде катодта 13,0 г металл бөлінген. Егер өнімнің шығымы теориялық мүмкіндіктің 85%- тін құраса, анодта қандай газ және қанша көлемде бөлінген?
Электролиз кезінде жүретін реакция теңдеулері: K(-) Zn
+2 + 2e
- → Zn
0A(+) 2H2
O - 4e- → O2
+ 4H+————————————
эл.тогы
2ZnSO4
+ 2H2
O → 2Zn0 + O2(А)
↑ + 2H2
SO4
Теория бойынша бөлінуге тиісті мырыштың массасы:
m(Zn) = 13,0 г · 100%/85% = 15,3 г.
Химиялық реакция теңдеуі бойынша пропорция құрып, бөлінген O2 газының көлемін есептейміз:
15,3 г V
л
(К)
2ZnSO4
+ 2H2
O = 2Zn0 + O2(А)
+ 2H2
SO4
65 г/моль 22,4 л/моль
Бұдан: V(O2
) = 15,3 г ∙22,4 л / 2∙65 г = 2,6 л.Жауабы: V(O2
) = 2,6 л. 6. Массасы 3,68 г алюминий мен мыстың құймасын тұз қышқылының артық мөлшерімен өңдегенде, 1,77 л (қ.ж.) сутек алынады. Құймадағы металдардың массалық үлестерін есептеңіздер.
Тұз қышқылымен құйманың құрамындағы алюминий ғана әрекеттеседі. Химиялық реакция теңдеуін жазамыз:
х
г 1,77
л
2Al + 6HCl = 2AlCl3
+ 3H2
27
г/моль 22,4
л/моль
Бұдан: х = m(Al) = 2·27 г ∙ 1,77 л / 3·22,4 л = 1,43 г; m(Cu) = m(қоспа) - m(Al) = 3,68 г - 1,43 г = 2,25 г
ω
(Al
) =
m(Al) m(қоспа)
1,43г
3,68
г ω
(Cu
) =
m(Cu) m(қоспа)
2,25
г
3,68
г
Жауабы: ω(Al) = 38,86%; ω(Cu) = 61,14%.
§ 8.4. Аммиак, азот және күкірт қышқылдарын өндіру
-
Аммиакты сутек пен азоттан синтездеудің тиімді жағдайларын көрсетіңіздер. Температураны 4000С-тан төмен түсірсе не болады? Температураны 5000С-тан жоғары көтеру не себепті тиімсіз? Бұл реакцияны жылдамдату үшін өндірісте қандай өршіткі қолданады? Процесті не себепті жоғарғы қысымда (300-400 мПа) жүргізу керек? Қысымды көтеру тепе-теңдіктің ығысуына қалай әсер етеді?
Шешуі:
Қысым
| Температура, 0С
|
МПа
| 200
| 300
| 400
| 500
| 600
| 700
|
30
| 0,899
| 0,710
| 0,470
| 0,264
| 0,138
| 0,073
|
100
| 0,983
| 0,925
| 0,800
| 0,575
| 0,314
| 0,128
|
N2
+ 3H2
↔ 2NH3
+ 92,4 кДж (Fe-кат, Al2
O3
+K2
O+CaO+SiO2
промоторлар) Газдар қоспасындағы аммиактың көлемдік үлесі (% ) Кесте-3.
Кестеде келтірілген мәліметтерден қысымды жоғарлату мен температураны
төмендету
тепе-теңдікті
аммиактың
шығымының
артуы бағытына қарай ығыстыратынын байқауға болады. Ле-Шателье принципі бойынша аммиактың түзілу реакциясы экзотермиялық болғандықтан, температураны жоғарлатқанда тепе-теңдік аммиактың ыдырау жағына қарай ығысады. Температураны төмендеткенде реакцияның жылдамдығы азаяды. Шығымы өте аз
болатындықтан
процесті 400
0-тан төменгі температурада жүргізу тиімсіз. Ал қысымды арттырғанда қондырғылардың бағасы да едәуір өседі.
7. Егер азот (II) оксидінің шығымы 98% болса, ал одан әрі NO-ның
HNO3
-ке айналуы 99% жүзеге асырылса, 100%-тік қышқылға есептегенде өнімділігі тәулігіне 1000 т азот қышқылы өндірісі үшін агрегатқа тәулігіне қанша аммиак керек ?
Химиялық реакция теңдеулері:
4NH3
+ 5O2
= 4NO + 6H2
O2NO + O2
= 2NO2
2H2
O + 4NO2
+ O2
= 4HNO3
Әр химиялық реакция теңдеуі бойынша пропорция құрып және әр сатыдағы өнімнің шығымын ескере отырып, есептеулер жүргіземіз: