LISTA 5. Obliczenia stechiometryczne. Wyznaczanie składu procentowego mieszaniny.
W. Ufnalski „Podstawy obliczeń chemicznych z programami komputerowymi”,
str 185 -202.
L.Jones, P.Atkins „ Chemia ogólna”, rozdz. 4, zad. str . 166 - 179.
1. Wodór w skali laboratoryjnej można wytwarzać w reakcji wodorku wapnia z
wodą. Oblicz masę CaH2 niezbędnego do otrzymania 1 m3 wodoru
(war. normalne). (Odp. 939 g)
2. Spalanie propanu przebiega według poniższego schematu reakcji
…C3H8 + …O2 → …CO2 + …H2O
W wyniku spalenia pewnej ilości propanu otrzymano 1,0 m3 CO2
mierzonego w warunkach normalnych. Oblicz masę spalonego propanu
oraz jego objętość mierzoną w warunkach normalnych.
(Odp. 654,8g; 333,3 dm3)
3. Podczas ogrzewania wodorowęglanu sodowego otrzymuje się węglan
sodu, parę wodną oraz dwutlenek węgla. Obliczyć ubytek masy
towarzyszący ogrzewaniu 200,0 g NaHCO3. Jaką objętość zajmie w
warunkach normalnych powstały CO2. (Odp. 73,83 g)
4. Hydrat siarczanu(VI) cynku o wzorze ZnSO4· 7H2O można otrzymać z
wydajnością 90,0% w reakcji metalicznego cynku z kwasem siarkowym.
Oblicz, jaką masę 30,0%-owego roztworu kwasu siarkowego(VI) należy
odważyć celem otrzymania 200,0 g tego hydratu mając do dyspozycji
dowolną ilość cynku (Odp. 206,6 g roztworu H2SO4)
5. W ciągu jednego roku opady atmosferyczne wymywają z 1 ha gleby
12,0 kg związanego azotu. Jaką ilością 80,0%-owego azotanu amonu,
użytego jako nawóz sztuczny, można wyrównać te straty azotu?
(Odp. ok. 42,9 kg)
6. Ile gramów CaCO3 i jaką objętość 5,0%-owego roztworu HCl o gęstości
d = 1,025 kg/dm3 , należy użyć do sporządzenia 500 cm3 0,50 molowego
roztworu CaCl2. (Odp. 25 g CaCO3, 0,3555 dm3 r-ru HCl)
7. Oblicz teoretyczną masę kwasu fosforowego o stężeniu 50,0 % H3PO4,
który można otrzymać z 1 tony fosforytów zawierających 85,0 %
Ca3(PO4)2. (Odp. 1075 kg)
8. Oblicz, jaka objętość roztworu HCl gęstości d = 1,09 g/cm3 zawierającego
15,0% HCl przereaguje całkowicie z 20,0 g cynku. Jaką objętość,
mierzoną w warunkach normalnych, zajmie wydzielony w tej reakcji
wodór? (Odp. 136,4 cm3 roztworu; 6,85 dm3 wodoru)
9.W reakcji sodu z wodą wydzieliło się 300 cm3 wodoru mierzonego w
warunkach normalnych. Oblicz: a) masę użytego w reakcji sodu; b) jaką
objętość 0,200 M roztworu H2SO4 należy użyć do zobojętnienia
otrzymanego roztworu. (Odp. 0,6161 g Na; 67,0 cm3)
10. Do 200,0g kwasu solnego o stężeniu 10,0% wag. dodano 5,00g
metalicznego magnezu. Oblicz zawartość procentową składników tak
otrzymanego roztworu. (Odp. 2,44% HCl; 9,56% MgCl2)
11. Ile gramów 10,0%-owego roztworu AgNO3 należy zużyć do strącenia
jonów chlorkowych z 30,0 cm3 0,250 molowego roztworu NaCl, stosując
20,0%-owy nadmiar odczynnika? (Odp. 15,3 g)
12. Jaką objętość 0,25 M roztworu H2SO4 należy wziąć do zobojętnienia
mieszaniny składającej się z 45,0 cm3 0,24 M roztworu NaOH i 45,0 cm3
0,08 M roztworu Ca(OH)2 . (Odp. 36 cm3)]
13. CO2 jest słabo rozpuszczalny w wodzie. Jaka będzie objętość gazu
(war. norm.) który wydzieli się po zmieszaniu 100,0g NaHCO3 z 1000g
20%-owego roztworu H2SO4. (Odp. 26,7 dm3)
14. Oblicz maksymalną objętość gazowego CO2 (war. norm.), który można
otrzymać, mając do dyspozycji: a) 1,00 kg kwasu solnego o stężeniu
5,0%; b) 1,00 kg kwasu siarkowego o stężeniu 5,0% oraz 200,0g
kamienia wapiennego o zawartości 90,0%wag CaCO3.
(Odp. a. 15,36 dm3; b. 11,43 dm3)
15. Chlorek tionylu SOCl2 jest bezbarwną cieczą gwałtownie reagującą z
wodą wg schematu reakcji:
SOCl2 + H2O SO2 + HCl
Oblicz, jaka objętość ditlenku siarki, zmierzona w warunkach normalnych,
powstanie w wyniku reakcji 10,0 g chlorku tionylu z taką samą masą
wody. (Odp. 1,88 dm3)
16. Oblicz, jaką masę hydratu chlorku magnezu MgCl2· 6H2O można
otrzymać w reakcji 6,72 g magnezu z 100 g 15,0%-owego roztworu
kwasu solnego. (Odp. 81,3 g hydratu)
17. 25 cm3 3M roztworu H2SO4 zmieszano z 25 cm3 2M roztworu HCl i
25 cm3 2M roztworu Ba(OH)2. Wydzielony osad BaSO4 odsączono, a
przesącz rozcieńczono do objętości 150 cm3. Oblicz stężenia jonów
obecnych w otrzymanym roztworze.
18. Zmieszano 250cm3 roztworu o gęstości d = 1,03 g/cm3 zawierającego
16.0g NaOH z 150 cm3 10,0%-owego roztworu H2SO4 o gęstości
d = 1,07 kg/dm3. Który ze związków pozostanie w nadmiarze i jakie
będzie jego stężenie molowe, jeżeli gęstość otrzymanego roztworu
wynosiła d = 1,05 kg/dm3. (Odp. NaOH, 0,18 mol/dm3)
19. Do całkowitego wytrącenia jonów SO42- z 12,0 cm3 5,23%-owego
roztworu H2SO4 o gęstości d = 1,035g/cm3 zużyto 52,00 cm3 roztworu
BaCl2. Oblicz stężenie molowe roztworu BaCl2. (Odp. 0,127 M)
20. Oblicz objętości 1,5M roztworu HCl, 2,0M roztworu KOH oraz wody, które
należy zmieszać ze sobą, aby otrzymać 600 cm3 0,5M roztworu KCl.
(Odp. 0,2 dm3, 0,15 dm3, 0,25 dm3)
21. W rurze kwarcowej umieszczono 10,0 g mieszaniny Cu2O i Fe3O4 dla
której stosunek mas jej składników wynosi 3:1. Przez rurę tą ogrzaną do
wysokiej temperatury przepuszczano strumień wodoru, aż do pełnej
redukcji mieszaniny tlenków do czystych metali. Ile gramów wody
powstało w wyniku przeprowadzonej reakcji? (Odp. 1,721 g)
22. Mieszanina palna zawiera CO, H2, CH4 oraz N2 w stosunku molowym
3 : 1,5 : 2 : 1. Oblicz objętość tlenu niezbędną do spalenia: a) 1 m3;
b) 1 kg tej mieszaniny. Objętości gazów mierzono w warunkach
normalnych. (Odp. 0,833 m3; 0,927 m3)
23. Oblicz objętość w przeliczeniu na warunki normalne: a) tlenu oraz b)
powietrza niezbędnego do spalenia 1 m3 mieszaniny gazów o składzie
10,0%obj. CO, 40,0%obj. CH4, 5,0%obj.H2 oraz N2. Przyjmij, że powietrze
zawiera 21%obj. tlenu. (Odp. a. 0,875 dm3; b. 4,167 dm3)
24. Odważkę sody technicznej (węglanu sodowego o czystości technicznej) o
masie 0,3923g rozpuszczono w wodzie, a do otrzymanego roztworu
dodano nadmiar roztworu CaCl2, w wyniku czego strącił się osad CaCO3,
który po odsączeniu, przemyciu i wysuszeniu miał masę 0,3572g.
Oblicz zawartość procentową Na2CO3 w technicznej sodzie.
(Odp. 96,42%)
25. Próbkę hydratu siarczanu(VI) żelaza(II) o masie 0,7532g rozpuszczono w
wodzie, jony żelaza utleniono do Fe3+ i strącono ilościowo jako Fe(OH)3,
który po wyprażeniu przeszedł w Fe2O3 o masie 0,2163g. Wyznacz wzór
rzeczywisty hydratu.
26. Fosfor otrzymuje się w wyniku reakcji węgla, używanego w postaci koksu
o zawartości 95% C, z ortofosforanem(V) wapnia
Ca3(PO4)2 + 5C → 3 CaO + 5 CO + 2P
a) jaka jest minimalna masa koksu potrzebna do pełnego przereagowania
67,45 ton Ca3(PO4)2 ; b) Otrzymano 11,13 ton P w reakcji 67,45 ton
Ca3(PO4)2 z nadmiarem koksu. Jaka jest wydajność tej reakcji?
(Odp. 13,73 ton koksu; 82,5% wyd.)
27. Dichromian(VI) sodowy otrzymuje się w wy7niku reakcji chromianu(VI)
sodowego z kwasem siarkowym(VI)
2Na2CrO4 + H2SO4 → Na2Cr2O7 + Na2SO4 + H2O
a) Jaka najmniejsza objętość 18,0 M roztworu H2SO4 jest potrzebna do
całkowitego przereagowania z 15,345 kg chromianu sodu?
b) jaka maksymalna masę (w kg) dichromianu sodu można otrzymać przy
użyciu 203 dm3 18,0 M H2SO4? (Odp. 2,63 dm3; 957,3 kg)
28. W celu oznaczenia zawartości MgSO4w pewnym minerale, próbkę tego
minerału o masie 2,8362g rozpuszczono w wodzie i otrzymany roztwór
dopełniono do 250,0 cm3. Z próbki roztworu o objętości 50,0 cm3 strącono
osad NH4MgPO4, który po prażeniu przeszedł w Mg2P2O7 o masie
0,2432 g. Oblicz zawartość MgSO4 w badanym minerale. (Odp. 46,38%)
29. Hydrazyna N2H4 jest cieczą o różnorodnych zastosowaniach w syntezie
chemicznej służąc m.in. do produkcji leków i herbicydów. Hydrazyna
powstaje w reakcji mocznika (NH2)2CO z chloranem(I) sodu w reakcji:
NH2CONH2 + NaOCl + 2NaOH → N2H4 + NaCl + Na2CO3 + H2O
Ile kg hydrazyny można otrzymać w reakcji 243,6 kg mocznika z
nadmiarem chloranu(I) sodu i wodorotlenku sodu, jeżeli wydajność reakcji
wynosi 90,6%?
30. Oblicz maksymalną masę monowodoroortofosforanu(V) wapnia CaHPO4
którą można otrzymac z mieszaniny 12,50 kg roztworu kwasu
ortofosforowego(V) zawierającego 84,0% H3PO4, 25,00 kg Ca(NO3)2,
25,0 dm3 14,8 M roztworu NH3 oraz nadmiaru CO2 i wody.
3H3PO4 + 5Ca(NO3)2 + 10NH3 + 2CO2 + 2H2O → 10NH4NO3 +
+ 2 CaCO3 + 3 CaHPO4
(Odp. 12,44 kg)
31. W wyniku analizy wagowej kamienia wapiennego o masie 1,1634g
otrzymano 0,4327g CaO oraz 0,0497g Mg2P2O7. Oblicz procentową
zawartość CaCO3 i MgCO3 w tej próbce kamienia wapiennego.
(Odp. 66,38% CaCO3; 3,24% MgCO3)
32. Z próbki pewnego krzemianu o masie 1,0624g wydzielono w toku analizy
mieszaninę NaCl i KCl o masie 0,2632g. Osad ten rozpuszczono w
wodzie i z otrzymanego roztworu strącono osad KClO4, który po
wysuszeniu miał masę równą 0,3648g. Oblicz procentową zawartość
Na2O i K2O w tym minerale. (Odp. 3,34% Na2O; 11,67% K2O)
33. Próbkę stopu cynku z magnezem o masie 8,0000 rozpuszczono w
kwasie, otrzymując 3,750 dm3 wodoru (w przeliczeniu na warunki
normalne). Oblicz skład procentowy stopu. (Odp. 78,2 % Zn)
34. Mieszaninę składającą się wyłącznie z KOH i Ca(OH)2 zobojętniano
kwasem. Do zobojętnienia 4,221g tej mieszaniny zużyto dokładnie
0,100 mola kwasu solnego. Oblicz skład procentowy tej mieszaniny
wodorotlenków. (Odp. 35,2% KOH)
1