Zadania wraz z rozwiązaniami

Obliczenia chemiczne 2007/2008; zajęcia nr 1:
wersja z 19 października 2007
1. Szybkość przepływu wody w rurociągu wynosi 25l/min. Ile to jest w m3 /godz?
2. Wydajność ujęcia wody, z której produkuje się piwo, dla jednego z browarów wynosi 0,96m3 /dobę. Z tego
jednynie 60% wody zużywane jest do produkcji piwa. Ile butelek o pojemności 0,33l może wyprodukować
ten browar w ciągu miesiąca?
3. Obliczyć bezwzględną masę cząsteczek: kwasu azotowego(V), octanu sodu, chlorku żelaza(III). Wynik podać
w gramach oraz w tonach.
4. Ile atomów siarki znajduje się w 23g tego pierwiastka?
5. Ile atomów wodoru znajduje się w 5g wody?
6. Ile atomów złota zawiera 10cm3 tego metalu (ρ = 19300 kg/m3 )
7. Ile gramów siarczku żelaza(II) powstanie w reakcji 24g siarki z żelazem?
8. W celu otrzymania chlorowodoru zmieszano 4 litry wodoru i 3dm3 chloru. Oblicz objętość gazów po reakcji
(Wszystkie objętości odnoszą sie do warunków normalnych).
9. Oblicz ile m3 CO2 i pary wodnej powstanie w wyniku całkowitego spalenia 2,5kg metanu (Ilości gazów
odnoszą się do warunków normalnych)?
10. Z rozkladu 15,8g wodorowęglanu amonu ((N H4 )HCO3 ) 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/dm3 , a gęstość dwutlenku węgla wynosi 1,96 g/dm3 .
11. Po spaleniu 11,2 litra (warunki normalne) gazowego węglowodoru otrzymano 27 g pary wodnej i 44 g
dwutlenku węgla. Podać wzór cząsteczkowy tego węglowodoru.
12. 55g magnezu reaguje z 12dm3 tlenu dając tlenek magnezu (MgO). Ile w tej reakcji powstanie produktu
(Ilości gazów odnoszą się do warunków normalnych)?
13. Jaką objętość (w warunkach normalnych) zajmą substraty (azot i wodór) do syntezy 8g amoniaku?
14. Jaka objętość tlenu jest potrzebna do spalenia 3000l (litrów) mieszaniny gazów o następujacym składzie
objętościowym: 40% wodoru, 10% metanu, 10% tlenku węgla, 20% dwutlenku węgla, 15% azotu i 5% etanu?
15. Obliczyć liczbę cząstek w 1ml gazu w warunkach normalnych.
16. 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)?
17. 100g metalicznej miedzi ogrzano ze 100g siarki, przy czym powstał siarczek miedzi(I). Jaka substancja i w
jakiej ilości pozostała nieprzereagowana?
18. Ile gramów kwasu siarkowego(VI) tlenku manganu(IV) i chlorku sodu potrzeba do otrzymania 25g chloru?
19. 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?
20. Ile należy stopić bezwodnej sody, piasku i kredy aby wyprodukować 0,5 tony szkła butelkowego o ogólnym
wzorze tlenkowym: Na2 O·CaO·6SiO2 ?
21. Zalewa do kiszenia ogórków składa się między innymi z solanki (wodny roztwór NaCl). Ile soli kuchennej
(o czystości 97%) należy wziąść do sporządzenia 2·107 µl solanki o stężeniu 5%?
22. Do 15ml 40% roztworu KOH dodano wiaderko wody (5l). Obliczyć stężenie roztworu po rozcieńczeniu.
Gęstość 40% roztworu KOH wynosi ρ =1,3959g/cm3 .
23. Tzw. lodowaty kwas octowy (100%) jest często używanym rozpuszczalnikiem organicznym. Jakie jest jego
stężenie molowe (Gęstość CH3 COOH ρ = 1, 0498g/cm3 )?
24. Obliczyć gęstość 25% wodnego roztworu kwasu azotowego(V) jeśli wiadomo, że roztwór ten ma stężenie
4,57mol/l?
25. W układzie czteroskładnikowym CO2 -N2 -H2 -CO, w warunkach normalnych ułamki molowe wynoszą xCO2 =0,256;
xN2 =0,125; xH2 =0,4. Jaka jest liczność poszczególnych składników tej mieszaniny zawartej w objętości 1m3 ?
26. Ułamek molowy benzenu w toluenie wynosi 0,012. Ile procent benzenu %(m/m) zawiera ta mieszanina?
27. Zmieszano 500g 96%(m/m) etanolu z 1000g wody. Jaki będzie ułamek molowy etanolu w roztworze?
28. Obliczyć objętościową zawartość etanolu w roztworze wodnym sporządzonym z 80g bezwodnego etanolu,
który dopełniono wodą do 320ml objętości całkowitej. Gęstość etanolu ρ = 0, 79g/cm3 .
29. Jedno z dostępnych na rynku piw jasnych zawiera 6,5%(v/v) alkoholu. Jakie jest stężenie procentowe i molowe alkoholu etylowego w tym piwie (gęstość tego piwa ρ = 0, 985g/cm3 a gęstość etanolu ρ = 0, 79g/cm3 )?
30. W 500g roztworu znajduje się 0,025mmol kwasu siarkowodorowego. Jakie jest stężenie tego kwasu w
ppm(m/m)?
31. 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.
32. Jakie jest stężenie jonów N H4+ w roztworze otrzymanym w wyniku zmieszania 10ml 20% roztworu HCl z
10ml 20% roztworu amoniaku (ρr−uHCl = 1, 098g/cm3 , ρr−uN H3 aq. = 0, 9229g/cm3 ).
33. 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
nierozpuszczalny, obliczyć stężenia molowe pozostałych w roztworze jonów.
34. Na zmiareczkowanie 274,2mg węglanu sodu zużyto 40,5ml kwasu solnego. Obliczyć stężenie molowe kwasu.
35. Do roztworu zawierającego 1,75g technicznego siarczanu (VI) amonu dodano nadmiar wodorotlenku sodu
a wydzielony amoniak pochłonięto w 50ml roztworu HCl o stężeniu 0,4858mol/l. Niezobojętniony kwas
solny zmiareczkowano, zużywając 12,3ml roztworu NaOH o stężeniu 0,1015mol/l. Obliczyć ułamek masowy
(N H4 )2 SO4 w technicznym siarczanie amonu i wyrazić go w %(m/m).
36. Należy sporządzić 500 g roztworu tiosiarczanu sodu, w którym stężenie molowe jonów Na+ wynosi 0,398
mol/dm3 . Oblicz: (a) masę uwodnionego tiosiarczanu sodu, Na2 S2 O3 ·5H2 O, oraz wody, które należy dodać
do 300 ml roztworu tiosiarczanu sodu o stężeniu 0,129 mol/kg i gęstości 1,020 g/cm3 , 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/cm3 .
37. Ile gramów wody zawiera roztwór otrzymany po rozpuszczeniu 25 g MnSO4 ·7H2 O w 500 cm3 wody?
38. Przygotowano 250ml kwasu solnego o stężeniu 2mol/l, rozcieńczając odpowiednio kwas solny o stężeniu
35% (ρ=1,1740g/ml). Jakie objętości stężonego kwasu i wody należy użyć do tego celu?
39. Zmieszano 25ml roztworu HCl o stężeniu 0,2mol/l i 70ml roztworu tego kwasu o stężeniu 0,5mol/l. Obliczyć
stężenie procentowe otrzymanego roztworu.
40. Zmieszano 25ml roztworu zawierającego 10mmol Na2 CO3 z taką samą objętością roztworu CaCl2 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.
41. Należy otrzymać tonę 20% roztworu KCl, mając do dyspozycji stały KCl oraz jego 10% roztwór wodny. Jak
należy przygotować żądany roztwór?
42. Woda królewska jest mieszaniną stężonych kwasów solnego i azotowego (V), najczęściej w stosunku 3mole
HCl na 1mol HNO3 . 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 wodę królewską o podanym
składzie.
43. Ile gramów 20% roztworu kwasu siarkowego potrzeba do rozpuszczenia 6,745g glinu?
44. Ile gramów 15% roztworu wodorotlenku sodu potrzeba do zobojętnienia kwasu azotowego znajdującego się
w 40g 12% roztworu?
45. W czasie reakcji 40cm3 roztworu kwasu solnego z cynkiem wydzieliło się 6988,8cm3 wodoru zmierzone w
warunkach normalnych. Obliczyć stężenie molowe roztworu kwasu.
46. W 150g wody rozpuszczono 20g dziesięciowodnego siarczanu (VI) sodu. Obliczyć stężenie procentowe otrzymanego roztworu oraz ułamki molowe składników w roztworze.
47. Obliczyć stężenie molowe czystej wody w temperaturze 50o C. Gęstość wody w tej temperaturze wynosi
0,988g/cm3 .
48. Gęstość roztworu kwasu azotowego (V) w którym znajduje się 0,11 ułamka molowego tego kwasu wynosi 1,18g/cm3 . Obliczyć objętość, do jakiej należy rozcieńczyć 10cm3 tego roztworu, aby otrzymać ściśle
2-molowy roztwór.
49. W kolbie miarowej o pojemności 200cm3 znajduje się 0,5-molowy roztwór wodorotlenku sodu. Z kolby
pobrano 20cm3 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.
50. Ile cm3 0,5-molowego roztworu kwasu solnego potrzeba do rozpuszczenia 1 grama węglanu wapnia?
51. Jaką objętość 18,7% roztworu wodorotlenku sodowego o gęstości 1,2g/cm3 należy zużyć do całkowitego
wytrącenia żelaza zawartego w 300cm3 2,5-molowego roztworu chlorku żelaza (III)?
52. Jaką objętość 23,29% roztworu HCl można zobojętnić 5dm3 11,14% roztworu węglanu sodowego? Gęstości
obu roztworów są jednakowe i wynoszą 1,115g/cm3 .
ODPOWIEDZI DO ZADAŃ
1. 1,5m3 /godz.,
2. 52,36·103 sztuk,
3. 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,
4. 4,326·1023 atomów,
5. 3,34·1023 atomów,
6. 5,89·1023 atomów,
7. 66g,
8. 6l HCl + 1l H2 ,
9. 3,5m3 ; 7m3 ,
10. 4,48dm3 ,
11. C2 H6 ,
12. 42,86g,
13. 21,1dm3 ,
14. 1,857m3 ,
15. 2,687·10−19
- tzw. liczba Loschmidta,
16. m=12,06g, vgazw =0,089hl,
17. Pozostało 74,8g nieprzereagowanej siarki,
18. mH2 SO4 =68,99g, mN aCl =82,4g, mM nO2 =30,62g,
19. mF eS =3,07g, vgazw =1505ml,
20. msody =110,9kg, mpiaskul =376,6kg, mkredy =104,6kg,
21. 1,031kg.
22. Cp =0,167%.
23. Cm =17,49mol/l.
24. ρ = 1, 15164g/cm3 .
25. nCO2 =11,43mol; nN2 =5,58mol; nH2 =17,86mol; nCO =9,78mol.
26. %(m/m)=1,02%.
27. xn =0,158.
28. %(v/v)=31,6%.
29. Cp =5,21%; Cm =1,11mol/l.
30. ppm(m/m)=1,7ppm.
31. VHCl =0,2l; VN H3 =0,1l.
32. Cm =3mol/l.
33. CmSO2− =0,075mol/l; CmOH − =0,1mol/l; CmN a+ =0,25mol/l.
4
34.
35.
36.
37.
38.
39.
40.
41.
42.
43.
44.
45.
46.
47.
48.
49.
50.
51.
52.
Cm =0,128mol/l.
xwag =0,869; %(m/m)=86,89%.
msoliuwodnionej =14,012g; mwody = 180g; Cm = 0,198mol/l; %(m/m) = 3,03%; xmol =3,55·10−3
mwody =522,74.
Vkw =44,4ml; Vwody =205,6ml
Cp =1,53%
CmN a+ =0,2mol/l; CmCl− =1mol/l; CmCa2+ =0,4mol/l
mKCl =111,11kg; mr−ru =888,89kg
V:V =3,53:1; m:m=3:1
183,9g
20,31g
Cm =15,53mol/l
Cp =5,18%, xmol1 =0,996, xmol2 =0,004
Cm =55,49mol/l
Vr−u =28,25cm3
Cm =0,65mol/l
Vr−u =39,66cm3
VN aOH =399cm3
VKOH =272cm3