Obliczenia chemiczne 2010/2011; zajęcia nr 1:

wersja z 1 grudnia 2010

1. Dobrać współczynniki (uzgodnić strony równania) w następujących przykładach:

N H

3

+ O

2

= N

2

+ H

2

O

N H

3

+ O

2

= N O + H

2

O

N H

3

+ O

2

= N O

2

+ H

2

O

N

2

O + N H

3

= N

2

+ H

2

O

H

2

S + O

2

= SO

2

+ H

2

O

N O

2

+ H

2

= N

2

+ H

2

O

H

2

SO

4

+ Al(OH)

3

= Al

2

(SO

4

)

3

+ H

2

O

K

3

P O

4

+ M gSO

4

= M g

3

(P O

4

)

2

+ K

2

SO

4

2. Ułożyć równania reakcji całkowitego (do dwutlenku węgla i wody) spalania takich związków jak:

C

2

H

4

, C

6

H

6

, C

4

H

10

, C

5

H

10

, C

14

H

30

.

3. Uzupełnić równania i dobrać odpowiednie współczynniki stechiometryczne:

?NaOH + FeSO

4

= Na

2

SO

4

+ ?

Al

2

(SO

4

)

3

+ ?Ca(OH)

2

= 3CaSO

4

+ ?

FeCl

3

+ ?Ca(OH)

2

= 3CaCl

2

+ ?

?H

3

PO

4

+ ?Ca(OH)

2

= Ca(H

2

PO

4

)

2

+ ?

4. Szybkość przepływu wody w rurociągu wynosi 25l/min. Ile to jest w m

3

/godz?

5. Wydajność ujęcia wody, z której produkuje się piwo, dla jednego z browarów wynosi 0,96m

3

/dobę. Z tego jedynie

60% wody zużywane jest do produkcji piwa. Ile butelek o pojemności 0,33l może wyprodukować ten browar w ciągu
miesiąca?

6. Obliczyć bezwzględną masę cząsteczek: kwasu azotowego(V), octanu sodu, chlorku żelaza(III). Wynik podać w

gramach oraz w tonach.

7. Ile atomów siarki znajduje się w 23g tego pierwiastka?
8. Jaka ilość wody (w mg) zawarta jest w 10 g następujących soli uwodnionych: ZnSO

4

·6H

2

O, CrCl

3

·6H

2

O, BaSiO

3

·

6H

2

O.

9. Ile atomów wodoru znajduje się w 5g wody?
10. Ile atomów złota zawiera 10cm

3

tego metalu (ρ = 19300 kg/m

3

)

11. Ile gramów siarczku żelaza(II) powstanie w reakcji 24g siarki z żelazem?
12. W celu otrzymania chlorowodoru zmieszano 4 litry wodoru i 3dm

3

chloru. Oblicz objętość gazów po reakcji

(Wszystkie objętości odnoszą się do warunków normalnych).

13. Oblicz ile m

3

CO

2

i pary wodnej powstanie w wyniku całkowitego spalenia 2,5kg metanu (Ilości gazów odnoszą

się do warunków normalnych)?

14. Z rozkładu 15,8g wodorowęglanu amonu ((N H

4

)HCO

3

) otrzymano 3,6g pary wodnej, i 4,48 litra dwutlenku

węgla. Trzecim produktem rozkładu jest amoniak. Obliczyć objętość otrzymanego amoniaku, jeżeli jego gęstość w
temperaturze pomiaru wynosi 0,76 g/dm

3

, a gęstość dwutlenku węgla wynosi 1,96 g/dm

3

.

15. Po spaleniu 11,2 litra (warunki normalne) gazowego węglowodoru otrzymano 27 g pary wodnej i 44 g dwutlenku

węgla. Podać wzór cząsteczkowy tego węglowodoru.

16. 55g magnezu reaguje z 12dm

3

tlenu dając tlenek magnezu (MgO). Ile w tej reakcji powstanie produktu (Ilości

gazów odnoszą się do warunków normalnych)?

17. Jaką objętość (w warunkach normalnych) zajmą substraty (azot i wodór) do syntezy 8g amoniaku?
18. Jaka objętość tlenu jest potrzebna do spalenia 3000l (litrów) mieszaniny gazów o następującym składzie objęto-

ściowym: 40% wodoru, 10% metanu, 10% tlenku węgla, 20% dwutlenku węgla, 15% azotu i 5% etanu?

19. Obliczyć liczbę cząstek w 1ml gazu w warunkach normalnych.
20. Dwuchromian amonowy rozkłada się przy ogrzewaniu na tlenek chromu(III) azot i wodę. Jaka będzie masa

pozostałości po rozłożeniu 20g dwuchromianu i jaką objętość zajmą wytworzone gazy (zmierzoną w warunkach
normalnych)?

21. 100g metalicznej miedzi ogrzano ze 100g siarki, przy czym powstał siarczek miedzi(I). Jaka substancja i w jakiej

ilości pozostała nieprzereagowana?

22. Ile gramów kwasu siarkowego(VI) tlenku manganu(IV) i chlorku sodu potrzeba do otrzymania 25g chloru?
23. Ile siarczku żelaza(II) należy rozłożyć chlorowodorem aby otrzymanym siarkowodorem wytrącić całkowicie jony

ołowiu z roztworu azotanu(V) ołowiu(II) zawierającego 10g tej soli. Straty siarkowodoru wynoszą 10%. Ile litrów
gazowego chlorowodoru (w przeliczeniu na warunki normalne) należy użyć do tego celu?

24. Ile należy stopić bezwodnej sody, piasku i kredy aby wyprodukować 0,5 tony szkła butelkowego o ogólnym wzorze

tlenkowym: Na

2

O·CaO·6SiO

2

?

25. Zalewa do kiszenia ogórków składa się między innymi z solanki (wodny roztwór NaCl). Ile soli kuchennej (o

czystości 97%) należy wziąść do sporządzenia 2·10

7

µl solanki o stężeniu 5%?

26. Do 15ml 40% roztworu KOH dodano wiaderko wody (5l). Obliczyć stężenie roztworu po rozcieńczeniu. Gęstość

40% roztworu KOH wynosi ρ =1,3959g/cm

3

.

27. Kości zawierają 58% fosforanu(V) wapnia oraz 2% fosforanu(V)magnezu. Jaka jest procentowa zawartość pięcio-

tlenku fosforu w kościach?

28. Tzw. lodowaty kwas octowy (100%) jest często używanym rozpuszczalnikiem organicznym. Jakie jest jego stężenie

molowe (Gęstość CH

3

COOH ρ = 1, 0498g/cm

3

)?

29. Obliczyć gęstość 25% wodnego roztworu kwasu azotowego(V) jeśli wiadomo, że roztwór ten ma stężenie 4,57mol/l?
30. Mając do dyspozycji kwas solny o stężeniu 1,5mol/l, oraz roztwór amoniaku o stężeniu 3mol/l należy przygotować

600ml roztworu chlorku amonu o stężeniu 0,5mol/l. Obliczyć objętość kwasu i roztworu amoniaku niezbędne do
tego celu.

31. Jakie jest stężenie jonów N H

+

4

w roztworze otrzymanym w wyniku zmieszania 10ml 20% roztworu HCl z 10ml

20% roztworu amoniaku (ρ

r−uHCl

= 1, 098g/cm

3

, ρ

r−uN H

3

aq.

= 0, 9229g/cm

3

).

32. Ze 180ml roztworu zawierającego 5mmol siarczanu (VI) żelaza(III) strącono osad F e(OH)

3

poprzez dodanie 20ml

roztworu NaOH o stężeniu 2,5mol/l. Przyjmując, że osad wodorotlenku żelaza(III) jest praktycznie nierozpusz-
czalny, obliczyć stężenia molowe pozostałych w roztworze jonów.

33. Na zmiareczkowanie 274,2mg węglanu sodu zużyto 40,5ml kwasu solnego. Obliczyć stężenie molowe kwasu.
34. Do roztworu zawierającego 1,75g technicznego siarczanu (VI) amonu dodano nadmiar wodorotlenku sodu a wy-

dzielony amoniak pochłonięto w 50ml roztworu HCl o stężeniu 0,4858mol/l. Niezobojętniony kwas solny zmiarecz-
kowano, zużywając 12,3ml roztworu NaOH o stężeniu 0,1015mol/l. Obliczyć stężenie procentowe (N H

4

)

2

SO

4

w

technicznym siarczanie amonu.

35. Należy sporządzić 500 g roztworu tiosiarczanu sodu, w którym stężenie molowe jonów Na

+

wynosi 0,398 mol/dm

3

.

Oblicz: (a) masę uwodnionego tiosiarczanu sodu, Na

2

S

2

O

3

·5H

2

O, oraz wody, które należy dodać do 300 ml roztworu

tiosiarczanu sodu o stężeniu 0,129 mol/kg i gęstości 1,020 g/cm

3

, aby otrzymać taki roztwór; (b ) stężenie molowe

tego roztworu i jego stężenie w procentach wagowych oraz ułamek molowy wody, przyjmując gęstość roztworu
równą 1,031 g/cm

3

.

36. Ile gramów wody zawiera roztwór otrzymany po rozpuszczeniu 25 g MnSO

4

·7H

2

O w 500 cm

3

wody?

37. Przygotowano 250ml kwasu solnego o stężeniu 2mol/l, rozcieńczając odpowiednio kwas solny o stężeniu 35%

(ρ=1,1740g/ml). Jakie objętości strąconego kwasu i wody należy użyć do tego celu?

38. Zmieszano 25ml roztworu HCl o stężeniu 0,2mol/l i 70ml roztworu tego kwasu o stężeniu 0,5mol/l. Obliczyć

stężenie procentowe otrzymanego roztworu.

39. Zmieszano 25ml roztworu zawierającego 10mmol Na

2

CO

3

z taką samą objętością roztworu CaCl

2

o stężeniu 2mol/l,

a następnie dopełniono całość wodą do objętości 100ml. Obliczyć stężenie molowe jonów pozostałych w roztworze,
przyjmując że rozpuszczalność powstających soli trudno rozpuszczalnych jest równa zeru.

40. Należy otrzymać tonę 20% roztworu KCl, mając do dyspozycji stały KCl oraz jego 10% roztwór wodny. Jak należy

przygotować żądany roztwór?

41. Woda królewska jest mieszaniną stężonych kwasów solnego i azotowego (V), najczęściej w stosunku 3mole HCl na

1mol HNO

3

. Obliczyć, w jakim stosunku wagowym i objętościowym należy zmieszać 36,5% kwas solny (ρ=1,180g/ml)

z 63% kwasem azotowym(V) (ρ=1,390g/ml) aby otrzymać wodą królewską o podanym składzie.

42. Ile gramów 20% roztworu kwasu siarkowego potrzeba do rozpuszczenia 6,745g glinu?
43. Ile gramów 15% roztworu wodorotlenku sodu potrzeba do zobojętnienia kwasu azotowego znajdującego się w 40g

12% roztworu?

44. W czasie reakcji 40cm

3

roztworu kwasu solnego z cynkiem wydzieliło się 6988,8cm

3

wodoru zmierzone w warunkach

normalnych. Obliczyć stężenie molowe roztworu kwasu.

45. W 150g wody rozpuszczono 20g dziesięciowodnego siarczanu (VI) sodu. Obliczyć stężenie procentowe otrzymanego

roztworu.

46. Obliczyć stężenie molowe czystej wody w temperaturze 50

o

C. Gęstość wody w tej temperaturze wynosi 0,988g/cm

3

.

47. W kolbie miarowej o pojemności 200cm

3

znajduje się 0,5-molowy roztwór wodorotlenku sodu. Z kolby pobrano

20cm

3

roztworu, a na jego miejsce wprowadzono 1,6g stałego NaOH i dopełniono roztwór w kolbie wodą do kreski.

Obliczyć stężenie otrzymanego w ten sposób roztworu.

48. Ile cm

3

0,5-molowego roztworu kwasu solnego potrzeba do rozpuszczenia 1 grama węglanu wapnia?

49. Jaką objętość 18,7% roztworu wodorotlenku sodowego o gęstości 1,2g/cm

3

należy zużyć do całkowitego wytrącenia

żelaza zawartego w 300cm

3

2,5-molowego roztworu chlorku żelaza (III)?

50. Jaką objętość 23,29% roztworu HCl można zobojętnić 5dm

3

11,14% roztworu węglanu sodowego? Gęstości obu

roztworów są jednakowe i wynoszą 1,115g/cm

3

.

ODPOWIEDZI DO ZADAŃ

1. 4N H

3

+ 3O

2

= 2N

2

+ 6H

2

O

4N H

3

+ 5O

2

= 4N O + 6H

2

O

4N H

3

+ 7O

2

= 4N O

2

+ 6H

2

O

3N

2

O + 2N H

3

= 4N

2

+ 3H

2

O

2H

2

S + 3O

2

= 2SO

2

+ 2H

2

O

2N O

2

+ 4H

2

= N

2

+ 4H

2

O

3H

2

SO

4

+ 2Al(OH)

3

= Al

2

(SO

4

)

3

+ 6H

2

O

2K

3

P O

4

+ 3M gSO

4

= M g

3

(P O

4

)

2

+ 3K

2

SO

4

,

2. C

2

H

4

+ 3O

2

= 2CO

2

+ 2H

2

O

C

6

H

6

+ 7, 5O

2

= 6CO

2

+ 3H

2

O lub

2C

6

H

6

+ 15O

2

= 12CO

2

+ 6H

2

O

C

4

H

10

+ 6, 5O

2

= 4CO

2

+ 5H

2

O lub

2C

4

H

10

+ 13O

2

= 8CO

2

+ 10H

2

O

C

5

H

10

+ 7, 5O

2

= 5CO

2

+ 5H

2

O lub

2C

5

H

10

+ 15O

2

= 10CO

2

+ 10H

2

O

C

14

H

30

+ 21, 5O

2

= 14CO

2

+ 15H

2

O lub

2C

14

H

30

+ 43O

2

= 28CO

2

+ 30H

2

O,

3. 2NaOH + FeSO

4

= Na

2

SO

4

+ Fe(OH)

2

Al

2

(SO

4

)

3

+ 3Ca(OH)

2

= 3CaSO

4

+ 2Al(OH)

3

2FeCl

3

+ 3Ca(OH)

2

= 3CaCl

2

+ 2Fe(OH)

3

2H

3

PO

4

+ Ca(OH)

2

= Ca(H

2

PO

4

)2 + 2H

2

O,

4. 1,5m

3

/godz.,

5. 52,36·10

3

sztuk,

6. kwas azotowy (V) -1,047·10

−22

g, 1,047·10

−28

tony; octan sodu -1,362·10

−22

g, 1,362·10

−28

tony; chlorek żelaza (III)

- 2,699·10

−22

g, 2,699·10

−28

tony,

7. 4,326·10

23

atomów,

8. 4, 015 · 10

3

mg, 4, 053 · 10

3

mg, 3, 364 · 10

3

mg,

9. 3,34·10

23

atomów,

10. 5,89·10

23

atomów,

11. 66g,
12. 6l HCl + 1l H

2

,

13. 3,5m

3

; 7m

3

,

14. 4,48dm

3

,

15. C

2

H

6

,

16. 42,86g,
17. 21,1dm

3

,

18. 1,857m

3

,

19. 2,687·10

−19

- tzw. liczba Loschmidta,

20. m=12,06g, v

gazw

=0,089hl,

21. Pozostało 74,8g nieprzereagowanej siarki,
22. m

H

2

SO

4

=68,99g, m

N aCl

=82,4g, m

M nO

2

=30,62g,

23. m

F eS

=3,07g, v

gazw

=1505ml,

24. m

sody

=110,9kg, m

piaskul

=376,6kg, m

kredy

=104,6kg,

25. 1,031kg.
26. C

p

=0,167%.

27. 27,65% P

2

O

5

,

28. C

m

=17,49mol/l.

29. ρ = 1, 15164g/cm

3

.

30. V

HCl

=0,2l; V

N H

3

=0,1l.

31. C

m

=3mol/l.

32. C

m

SO

2−
4

=0,075mol/l; C

m

OH−

=0,1mol/l; C

m

N a+

=0,25mol/l.

33. C

m

=0,128mol/l.

34. Cp=86,89%.
35. m

soliuwodnionej

=14,012g; m

wody

= 180g; C

m

= 0,198mol/l; %(m/m) = 3,03%; x

mol

=3,55·10

−3

36. m

wody

=522,74.

37. V

kw

=44,4ml; V

wody

=205,6ml

38. C

p

=1,53%

39. C

m

N a+

=0,2mol/l; C

m

Cl−

=1mol/l; C

m

Ca2+

=0,4mol/l

40. m

KCl

=111,11kg; m

r−ru

=888,89kg

41. V:V =3,53:1; m:m=3:1

42. 183,9g
43. 20,31g
44. C

m

=15,53mol/l

45. C

p

=5,18%

46. C

m

=55,49mol/l

47. C

m

=0,65mol/l

48. V

r−u

=39,66cm

3

49. V

N aOH

=399cm

3

50. V

KOH

=272cm

3