Wielkoœci podstawowe/Stechiometria

Ćwiczenia nr 1: Wielkości podstawowe i stechiometria
wersja z 22 sierpnia 2012
1. Piwo jasne pełne posiada kaloryczność 112,5 kcal/butelkę (0,5 l) podczas gdy mleko pełnotłuste 1,36 MJ/l. Który
produkt jest bardziej kaloryczny?
2. Szybkość przepływu wody w rurociągu wynosi 25 l/min. Ile to jest w m3 /godz?
3. Wydajność ujęcia wody, z której produkuje się piwo, dla jednego z browarów wynosi 0,96m3 /dobę. Z tego jedynie 60%
wody zużywane jest do produkcji piwa. Ile butelek o pojemności 0,33 l może wyprodukować ten browar w ciągu miesiąca?
4. Przenośnik taśmowy transportuje mąkę pszenną do wypieku chleba z prędkością 1,27kg/min. Gęstość nasypowa mąki
wynosi 1,41g/cm3 . Do wypieku jednego bochenka chleba potrzeba 0,8 l mąki. Ile bochenków chleba może zostać wypieczonych w ciągu jednego dnia roboczego (6 godzin)?
5. Ze zbiornika w którym znajduje się 200 hl piwa napój ten wycieka poprzez nieszczelność z szybkością 2 ml/min. Jaka
jest szybkość wypływu piwa w m3 /godz i po ilu dniach zbiornik opróżni się całkowicie?
6. Wydajność pompy przemysłowej do butelkowania mleka wynosi 0,75m3 na godzinę. Zakładając, że pompa pracuje 8
godzin dziennie, obliczyć ile kartoników mleka o pojemności 0,35 l można napełnić przy pomocy tej pompy w ciągu
tygodnia roboczego.
7. Obliczyć masy molowe następujących związków: H2 SO4 , AlPO4 , C6 H12 O6 , C15 H32 O4 .
8. Obliczyć bezwzględną masę cząsteczek: kwasu azotowego(V), octanu sodu, chlorku żelaza(III). Wynik podać w gramach
oraz w tonach.
9. Ile moli chloru i wapnia zawarte jest w 0,543mola chlorku wapnia?
10. Ile atomów siarki znajduje się w 23g tego pierwiastka?
11. Ile atomów wodoru znajduje się w 5g wody?
12. Ile atomów złota zawiera 10cm3 tego metalu (d = 19300 kg/m3 )?
13. Obliczyć ilość cząsteczek dwutlenku węgla w puszce piwa o objętości 0,5 litra jeśli wiadomo, że w 100 ml piwa znajduje
się, w przeliczeniu na warunki normalne - 5 cm3 CO2 .
14. W reakcji spalania glukozy (C6 H12 O6 ) powstaje tlenek węgla(IV) i woda. Jak będzie wyglądało równanie tej reakcji?
Dobrać jego współczynniki.
15. Dobrać współczynniki (uzgodnić strony równania) w następujących przykładach:
H2 S + O2 = SO2 + H2 O
N H3 + O2 = N2 + H2 O
N O2 + H2 = N2 + H2 O
N H 3 + O 2 = N O + H2 O
H2 SO4 + Al(OH)3 = Al2 (SO4 )3 + H2 O
N H 3 + O 2 = N O 2 + H2 O
K3 P O4 + M gSO4 = M g3 (P O4 )2 + K2 SO4
N2 O + N H3 = N2 + H2 O
16. Ułożyć równania reakcji całkowitego (do dwutlenku węgla i wody) spalania takich związków jak:
C2 H4 , C6 H6 , C4 H10 , C5 H10 , C14 H30 .
17. Uzupełnić równania i dobrać odpowiednie współczynniki stechiometryczne:
?NaOH + FeSO4 = Na2 SO4 + ?
FeCl3 + ?Ca(OH)2 = 3CaCl2 + ?
Al2 (SO4 )3 + ?Ca(OH)2 = 3CaSO4 + ?
?H3 PO4 + ?Ca(OH)2 = Ca(H2 PO4 )2 + ?
18. Dobrać odpowiednie współczynniki stechiometryczne w poniższych reakcjach redoks.
PbS + HNO3 = S + Pb(NO3 )2 + NO + H2 O
KOH + Br2 = KBrO3 + KBr + H2 O
KMnO4 + H2 O2 + H2 SO4 = MnSO4 + O2 + K2 SO4 +
H2 O
HNO2 = HNO3 + NO + H2 O
19. Zapisać równania i uzgodnić następujące reakcje:
2+
Cr2 O2−
+ H+ = Cr3+ + Fe3+ + H2 O
7 + Fe
−
2−
MnO4 + C2 O4 + H+ = Mn2+ + CO2 + H2 O
−
NH+
4 + NO2 = N2 + H2 O
−
+
3+
Cr2 O2−
+ I 2 + H2 O
7 + I + H = Cr
2−
2−
−
S2 O3 + I2 = S4 O6 + I
fosfor + kwas azotowy(V) + woda = kwas ortofosforowy(V) + tlenek azotu(II)
dwuchromian(VI) potasu + jodek potasu + kwas siarkowy(VI) = siarczan(VI) potasu + siarczan(VI) chromu(III) + jod + woda
siarczek miedzi(II) + kwas azotowy(V) = azotan(V) miedzi(II) + kwas siarkowy(VI) + tlenek azotu(IV) + woda
manganian(VII) potasu + kwas azotowy(III) + kwas siarkowy(VI) = siarczan(VI) manganu(II) + kwas azotowy(V) + siarczan(VI)
potasu + woda
20. Dobrać odpowiednie współczynniki stechiometryczne w poniższych reakcjach redoks.
Ca(OH)2 + Cl2 = Ca(ClO)2 + CaCl2 + H2 O
Ca(ClO)2 + H2 O2 = CaCl2 + O2 + H2 O
HClO3 = ClO2 + HClO4 + H2 O
KI + O3 + H2 O = I2 + KOH + O2
HNO2 = HNO3 + NO + H2 O
NaOH + ClO2 + H2 O2 = NaClO2 + O2 + H2 O
21. Ile gramów siarczku żelaza(III) powstanie w reakcji 24g siarki z żelazem?
22. W celu otrzymania chlorowodoru zmieszano 4 litry wodoru i 3dm3 chloru. Oblicz objętość gazów po reakcji (Wszystkie
objętości odnoszą się do warunków normalnych).
23. Oblicz ile m3 CO2 i pary wodnej powstanie w wyniku całkowitego spalenia 2,5kg metanu (Ilości gazów odnoszą się do
warunków normalnych)?
24. 55g magnezu reaguje z 12dm3 tlenu dając tlenek magnezu (MgO). Ile w tej reakcji powstanie produktu (Ilości gazów
odnoszą się do warunków normalnych)?
25. Jaką objętość (w warunkach normalnych) zajmą substraty (azot i wodór) do syntezy 8g amoniaku?
26. Mieszanina wodoru i azotu zawiera po 20 moli gazów. Po pewnym czasie w mieszaninie utworzyło się 6 moli NH3 . Podaj
skład końcowy mieszaniny.
27. Z rozkładu 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 .
28. W wyniku reakcji azotanu (V) srebra z kwasem solnym (roztwór HCl) powstał osad, który po wysuszeniu ważył 1.4154g.
Wiedząc że do reakcji zastosowano nadmiar roztworu HCl oblicz masę azotanu (V) użytego do reakcji.
29. Ile jodu wydzieli się przy przepuszczaniu gazowego chloru przez roztwór zawierający 21,75g jodku sodu? Ile należy użyć
chloru jeżeli jego straty wynoszą 11,50%?
30. Z 0,2998 tony bromku cynku otrzymano 0,5 tony bromku srebra. Obliczyć masę atomowa cynku wiedząc, że masa
atomowa srebra jest równa 107,87 a bromu 79,94g/mol.
31. Ile gramów pięciowodnego siarczanu (VI) miedzi(II) można otrzymać z 34,6g czystej miedzi?
32. Jaka objętość chloru wydzieli się w reakcji tlenku manganu (IV) z kwasem solnym jeżeli do reakcji zużyto 13,05g tego
tlenku,w którym zanieczyszczenie wynosiły 17,5% (obliczenia wykonać dla warunków normalnych).
33. Kości zawierają 58% fosforanu(V) wapnia oraz 2% fosforanu(V)magnezu. Jaka jest procentowa zawartość pięciotlenku
fosforu w kościach?
34. 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?
35. Spalono 20 cm3 pewnego gazowego węglowodoru, zużywając 110 cm3 tlenu. Po skropleniu pary wodnej pozostało 100
cm3 gazu, którego objętość po przepuszczeniu przez wodny roztwór NaOH nie uległa zmianie. Objętość mierzono w tych
samych warunkach ciśnienia i temperatury. Ustal i podaj wzór sumaryczny spalanego węglowodoru.
36. Zmieszano 20 cm3 pewnego gazowego węglowodoru ze 150 cm3 tlenu i mieszaninę podpalano. Po zakończeniu reakcji i
skropleniu pary wodnej objętość gazów wynosiła 100 cm3 . Po przepuszczeniu gazowej mieszaniny przez wodny roztwór
NaOH jej objętość zmniejszyła się do 20 cm3 . (Wszystkie objętości mierzono w warunkach normalnych). Ustal i podaj
wzór sumaryczny spalanego węglowodoru.
37. W reakcji glinu z wodorotlenkiem sodu i wodą tworzy się tetrahydroksoglinian sodu (Na[Al(OH)4 ]) i wodór. Oblicz
objętość wodoru zmierzoną w warunkach normalnych, która utworzy się podczas reakcji 100,0 g glinu.
38. Jaką objętość dwutlenku węgla zmierzoną w warunkach normalnych należy przepuścić przez roztwór wodorotlenku
wapnia, aby otrzymać 200 g węglanu wapnia?
39. Ile powietrza (20% tlenu) zmierzonych w warunkach normalnych potrzeba do spalenia 1 tony węgla kamiennego, zawierającego 10% zanieczyszczeń niepalnych?
40. Ile gramów NaOH wzięło udział w reakcji z nadmiarem chlorku magnezu jeśli otrzymano 1,16 g wodorotlenku magnezu
?
41. Oblicz, ile należy odważyć KNO3 , aby próbka zawierała taka samą liczbę atomów azotu, jaka znajduje się w 8 g
NH4 NO3 .
42. Jaki jest skład stopu glinu z cynkiem, jeśli z 10,0 g stopów otrzymano 5,1 g tlenku glinu i 9,1 g tlenku cynku?
43. Próbkę sproszkowanego cynku umieszczono w pewnej objętości tlenu i podgrzano. Stwierdzono jedynie 10% przyrost
masy próbki w stosunku do masy początkowej. Następnie mieszaninę poreakcyjną roztworzono w nadmiarze kwasu
solnego, stwierdzając wydzielenie się 10 dm3 wodoru (objętość wodoru zmierzono w warunkach normalnych). Jaka była
masa cynku?
44. 100 g mieszaniny czystych: tlenku sodu i siarczku sodu zawiera 68,32 g sodu. Jaką objętość w warunkach normalnych
zająłby siarkowodór utworzony z siarki zawartej w tej mieszaninie?
45. Mieszanina CuSO4 i CuSO4 ·5H2 O zawiera 30,00% mas. miedzi. Jaką objętość zajmie w warunkach normalnych wydzielona podczas prażenia para wodna, jeśli sól uwodniona straci całkowicie wodę krystalizacyjną?
46. Zmieszano 100 cm3 powietrza z 50 cm3 wodoru. Po spaleniu H2 i skropleniu pary wodnej objętość gazów wynosiła 87,2
cm3 . Oblicz ilość tlenu w powietrzu.
47. Oblicz ile gramów wodorotlenku potasu wejdzie w reakcję z 2,8 dm3 CO2 (warunki normalne), jeśli wiadomo, że
produktem reakcji jest sól obojętna.
48. W wyniku reakcji 128 g gwoździ żelaznych z kwasem siarkowym otrzymano 342 g siarczanu żelaza (II). Jaki procent
żelaza zawierały gwoździe ?
49. W celu określenia zawartości srebra w monecie o masie 6,0 g, rozpuszczono ją w kwasie azotowym, a do otrzymanego
roztworu dodano kwas solny, aż do całkowitego wytrącenia osadu. Masa osadu po wysuszeniu wynosiła 1,99 g. Jaki
procent srebra zawierała moneta?
50. Roztwór wodny zawiera 10 g NaCl w objętości 1 dm3 . Ile gramów AgCl wytrąci się ze 100 cm3 tego roztworu po dodaniu
nadmiaru azotanu srebra ?
51. Do zobojętnienia roztworu sporządzonego z 1,00 grama krystalicznego kwasu szczawiowego o wzorze (COOH)2 2·2H2 O
zużyto pewną ilość roztworu NaOH. Oblicz masę NaOH potrzebną do całkowitego zobojętnienia kwasu.
ODPOWIEDZI DO ZADAŃ
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
piwo: 942,1kJ/l, mleko: 1360kJ/l,
1,5m3 /godz.,
52363 sztuk = 52,363·103 sztuk
405 bochenków
v = 1,2·10−4 m3 /godz; t = 6944,4 dnia (ok 19 lat)
n = 85714 kartonów
MH2 SO4 =98g/mol, MAlP O4 =122g/mol, MC6 H12 O6 =180g/mol, MC15 H32 O4 =276g/mol,
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,
9. 0,543mol Ca, 1,086mol Cl,
10. 4,33·1023 atomów,
11. 3,34·1023 atomów,
12. 5,90·1023 atomów,
13. ilość cząsteczek CO2 = 6,27·1020 (nCO2 =1,11 mmol)
14. C6 H12 O6 + 6O2 = 6H2 O + 6CO2 ,
15. 4N H3 + 3O2 = 2N2 + 6H2 O
4N H3 + 5O2 = 4N O + 6H2 O
4N H3 + 7O2 = 4N O2 + 6H2 O
3N2 O + 2N H3 = 4N2 + 3H2 O
2H2 S + 3O2 = 2SO2 + 2H2 O
2N O2 + 4H2 = N2 + 4H2 O
3H2 SO4 + 2Al(OH)3 = Al2 (SO4 )3 + 6H2 O
2K3 P O4 + 3M gSO4 = M g3 (P O4 )2 + 3K2 SO4 ,
16. C2 H4 + 3O2 = 2CO2 + 2H2 O
C6 H6 + 7, 5O2 = 6CO2 + 3H2 O lub
2C6 H6 + 15O2 = 12CO2 + 6H2 O
C4 H10 + 6, 5O2 = 4CO2 + 5H2 O lub
2C4 H10 + 13O2 = 8CO2 + 10H2 O
C5 H10 + 7, 5O2 = 5CO2 + 5H2 O lub
2C5 H10 + 15O2 = 10CO2 + 10H2 O
C14 H30 + 21, 5O2 = 14CO2 + 15H2 O lub
2C14 H30 + 43O2 = 28CO2 + 30H2 O,
17. 2NaOH + FeSO4 = Na2 SO4 + Fe(OH)2
Al2 (SO4 )3 + 3Ca(OH)2 = 3CaSO4 + 2Al(OH)3
2FeCl3 + 3Ca(OH)2 = 3CaCl2 + 2Fe(OH)3
2H3 PO4 + Ca(OH)2 = Ca(H2 PO4 )2 + 2H2 O,
18. 3PbS + 8HNO3 = 3S + 3Pb(NO3 )2 + 2NO + 4H2 O
6KOH + 3Br2 = KBrO3 + 5KBr + 3H2 O
2KMnO4 + 5H2 O2 + 3H2 SO4 = 2MnSO4 + 5O2 + K2 SO4 + 8H2 O
3HNO2 = HNO3 + 2NO + H2 O
2+
Cr2 O2−
+ 14H+ = 2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2 O
7 + 6Fe
−
2−
2MnO4 + 5C2 O4 + 16H+ = 2Mn2+ + 10CO2 + 8H2 O
−
NH+
4 + NO2 = N2 + 2H2 O
−
+
3+
Cr2 O2−
+ 3I2 + 7H2 O
7 + 6I + 14H = 2Cr
2−
2−
−
2S2 O3 + I2 = S4 O6 + 2I
19. 3P + HNO3 + 2H2 O = 3H3 PO4 + 5NO
K2 Cr2 O7 + 6KI + 7H2 SO4 = 4K2 SO4 + Cr2 (SO4 )3 + 3I2 + 7H2 O
CuS + 10HNO3 = Cu(NO3 )2 + H2 SO4 + 8NO2 + 4H2 O
2KMnO4 + 5HNO2 + 3 H2 SO4 = 2MnSO4 + 5 HNO3 + K2 SO4 + 3H2 O
20. 2Ca(OH)2 + 2Cl2 = Ca(ClO)2 + CaCl2 + 2H2 O
3HClO3 = 2ClO2 + HClO4 + H2 O
3HNO2 = HNO3 + NO + H2 O
2NaOH + 2ClO2 + H2 O2 = 2NaClO2 + O2 + 2H2 O
Ca(ClO)2 + 4H2 O2 = CaCl2 + 4O2 + 4H2 O
2KI + O3 + H2 O = I2 + 2KOH + O2
21.
22.
23.
24.
25.
26.
27.
28.
29.
30.
31.
32.
33.
34.
35.
36.
37.
38.
39.
40.
41.
42.
43.
44.
45.
46.
47.
48.
49.
50.
51.
m = 28g
6l HCl + 1l H2 ,
3,5m3 ; 7m3 ,
43,2g,
21,1dm3 ,
nN H3 = 6mol, nH2 = 11mol, nN2 = 17mol
4,48dm3 ,
mAgN O3 =1.6768g,
mjodu =18.44g,
M=65.64g/mol,
mC uSO4 =132.86g
VCl2 =2.77 l
27,65% P2 O5 ,
mF eS =2.90g, vgazw =1480ml,
C5 H12
C4 H5
VH2 = 124.4dm3
VCO2 = 144.8dm3
Vair = 8400m3
mN aOH = 1.60g
mKN O3 = 20.2g
27%Al; 73%Zn
mZn = 31.54g
VH2 S = 10.98dm3
VH2 O = 32.66dm3
20.93% O2
mKOH = 14g
97.125% Fe
24.83%Ag
mAgCl = 2.42g
mN aOH = 0.635g