ЗАДАЧИ НА ИЗБЫТОК РЕАГЕНТА
Главный отличительный признак таких расчетов – это наличие числовых данных (массы, объема, количества вещества или необходимых компонентов для их вычисления) по обоим веществам, реагирующим между собой. Чаще всего это говорит о том, что одно из этих веществ находится в избытке и вступит в реакцию не полностью. Определить же, что именно в избытке, удобнее всего, когда известны количества вещества реагентов. Если они не указаны в условии, их следует вычислить по исходным данным.
Задача 8. 8 г серы нагрели с 28 г железа. Определите массу продукта реакции.
Решение.
Так как в условии указаны массы железа и серы одновременно, то одно из этих веществ вполне может оказаться в избытке. Для выяснения этого находим количества вещества реагентов:
n (Fe) = m : M = 28 г : 56 г/моль = 0,5 моль
n (S) = m : M = 8 г : 32 г/моль = 0,25 моль
Записываем уравнение реакции и по коэффициентам определяем мольные отношения реагентов:
Fe + S → FeS n (Fe) : n (S) = 1 : 1
Судя по равенству коэффициентов в уравнении реакции, железа и серы должно реагировать равное количество молей, и ясно, что в этой реакции будет израсходовано по 0,25 моль их. Избыток железа при этом составит 0,5 – 0,25 = 0,25 моль, и в реакцию не вступит. Исходные данные по количеству веществ каждого реагента удобно записать сначала не над их формулами, а под ними. Тогда сверху окажутся количества веществ, действительно вступающих в реакцию, а внизу под веществом, взятым в избытке, просчитываем его остаток, — возможно он вступит еще в какую-нибудь реакцию.
Так как сера взята в недостатке, то по ее количеству определяем количество продукта реакции, а затем его массу:
0,25 моль 0,25 моль 0,25 моль
Fe + S → FeS
0,5 моль 0,25 моль
(остаток 0,25 моль)
m (FeS) = M • n = 88 г/моль • 0,25 моль = 22 г
Задача 9. Для реакции взято 56 л хлора и 56 г железа. Определите массу полученного продукта.
Решение.
2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3
В этом случае расчет избытка более сложен, поэтому можно использовать такую хитрость в виде таблички:
|
Fe |
Cl2 |
|
2 |
3 |
|
1 |
|
|
|
2,5 |
В первой строке пишем формулы реагирующих веществ, во второй – их мольные отношения по уравнению реакции (по коэффициентам), а в двух следующих – количества этих веществ, имеющихся в наличии, причем на разных строках. Далее по этим данным находим количества вещества реагента, необходимого для взаимодействия с этими количествами вещества железа и хлора:
|
Fe |
Cl2 |
|
2 |
3 |
|
1 |
1,5 |
|
1,67 |
2,5 |
Далее анализируем полученные данные. Железа есть 1 моль, а для реакции с 2,5 моль хлора его нужно в полтора раза меньше, это составляет 1,67 моль, чего у нас нет. Следовательно, железо в недостатке, а число 1,67 можно зачеркнуть. Хлора имеется 2,5 моль, а на реакцию с железом нужно лишь 1,5 моль, поэтому хлор взят в избытке. Избыток хлора составляет 2,5 – 1,5 = 1 моль.
Таким образом, в недостатке железо, и дальнейшие расчеты ведем по его количеству:
1 моль 1,5 моль 1 моль
2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3
1 моль 2,5 моль
(остаток 1 моль)
m (FeCl3) = M • n = 162,5 г/моль • 1 моль = 162,5 г
Задача 10. К раствору, содержащему 26,1 г нитрата бария, добавлен раствор, содержащий 35,5 г сульфата натрия, осадок отфильтрован. Что находится в фильтрате и в каком количестве?
Решение.
n [Ba(NO3)2] = m : M = 26,1 г : 261 г/моль = 0,1 моль
n (Na2SO4) = m : M = 35,5 г : 142 г/моль = 0,25 моль (избыток 0,15 моль)
0,1 моль 0,1 моль 0,1 моль 0,2 моль
Ba(NO3)2 + Na2SO4 → BaSO4 + 2HCl
0,1 моль 0,25 моль 0,1 моль 0,2 моль
(остаток 0,15 моль)
В растворе после реакции окажется 0,2 моль нитрата натрия и остаток сульфата натрия 0,15 моль. При необходимости можно найти массы этих веществ.
Еще больше задач самых разных типов — в книге «Учимся решать задачи по химии», ее можно заказать у автора.
Была ли вам полезна эта статья? Поделитесь, пожалуйста: