Контрольная работа по теме «Стехиометрия. Количественные отношения в химии»
1. Выведите простейшую формулу вещества, содержащего
20% магния, 26,7% серы по массе, остальное - кислород.
2. Сколько граммов сульфида алюминия образуется при
взаимодействии 9г алюминия с серой?
3. Найдите объем газа (н.у.), который выделится при
действии на магний 120г 5%-ного раствора серной
кислоты,
4. Сколько граммов бромида железа (II) образуется при
взаимодействии 1,4г железа и 9,6г брома?
5. Сколько граммов оксида серы (VI) образуется при
взаимодействии 240г оксида серы (IV) с кислородом, если
выход продукта реакции равен 80%?

1. Для нахождения простейшей формулы вещества, содержащего 20% магния, 26,7% серы по массе, остальное - кислород, мы должны определить количество каждого элемента в веществе и выразить их в молях.

Предположим, у нас есть 100 г вещества. Тогда 20% магния составляет 20 г, 26,7% серы составляет 26,7 г, и кислород составляет оставшиеся 53,3 г.

Далее, мы должны определить количество молей каждого элемента. Для этого мы используем молярные массы элементов:
- Магний (Mg) имеет молярную массу 24,31 г/моль,
- Сера (S) имеет молярную массу 32,07 г/моль,
- Кислород (O) имеет молярную массу 16 г/моль.

Делим массу каждого элемента на его молярную массу, чтобы получить количество молей:
- Для магния: 20 г / 24,31 г/моль = 0,823 моль
- Для серы: 26,7 г / 32,07 г/моль = 0,833 моль
- Для кислорода: 53,3 г / 16 г/моль = 3,33 моль

Теперь, чтобы найти соотношение атомов в простейшей формуле, мы делим количество молей каждого элемента на наименьшее количество молей из всех элементов (в данном случае магний):
- Для магния: 0,823 моль / 0,823 моль = 1
- Для серы: 0,833 моль / 0,823 моль = 1,01
- Для кислорода: 3,33 моль / 0,823 моль = 4,05

Таким образом, простейшая формула вещества, содержащего 20% магния, 26,7% серы и кислород, будет MgSO4.

2. Для определения количества граммов сульфида алюминия, образующегося при взаимодействии 9 г алюминия с серой, необходимо составить уравнение реакции и использовать стехиометрию.

Уравнение реакции: 2Al + 3S -> Al2S3

Из уравнения видно, что 2 моля алюминия (2x26.98 г/моль) реагируют с 3 молями серы (3x32.07 г/моль), чтобы образовать 1 моль сульфида алюминия (26.98x2 + 32.07x3 г/моль).

Давайте рассчитаем количество моль алюминия и серы в данной реакции:
- Для алюминия: масса алюминия / молярная масса алюминия = 9 г / 26.98 г/моль = 0.333 моль
- Для серы: дано, что количество серы равно 9 г * (1 моль серы / 32.07 г/моль) = 0.280 моль серы

Так как соотношение между алюминием и серой в уравнении 2:3, мы видим, что моль алюминия (0.333 моль) находится в пропорции к молям серы (0.333 моль * 3 моль/2 моль = 0.500 моль).

Из стехиометрии, мы знаем, что одна моль сульфида алюминия (Al2S3) содержит 2 моля алюминия и 3 моля серы. Таким образом, количество моль сульфида алюминия будет равно 0.250 моль (0.500 моль * 1 моль/2 моль).

Теперь, чтобы найти массу сульфида алюминия, мы используем молярную массу сульфида алюминия:
масса сульфида алюминия = количество моль сульфида алюминия * молярная масса сульфида алюминия = 0.250 моль * (26.98x2 + 32.07x3) г/моль.

Рассчитав эту формулу, мы получим количество граммов сульфида алюминия.

3. Чтобы найти объем газа (н.у.), выделившегося при действии на магний 120 г 5%-ного раствора серной кислоты, мы должны сначала определить количество молей серной кислоты и затем использовать объемный коэффициент, предоставленный уравнением реакции, чтобы найти объем газа.

Дано, что масса серной кислоты составляет 5% от 120 г, то есть 6 г. Из этого мы можем определить количество молей серной кислоты, используя ее молярную массу H2SO4 (98.08 г/моль):
- Для серной кислоты: масса серной кислоты / молярная масса серной кислоты = 6 г / 98.08 г/моль = 0.061 моль

Уравнение реакции между серной кислотой и магнием:
H2SO4 + Mg -> MgSO4 + H2

Если мы рассмотрим уравнение, мы видим, что одна моль серной кислоты (H2SO4) реагирует с одной молью магния (Mg) и образует одну моль гидроксида магния (MgSO4) и одну моль водорода (H2).

Теперь, чтобы найти количество газа в объемных единицах, мы используем объемный коэффициент гидрогена, равный 1 моль газа на 1 моль H2:
- Объем газа = количество молей газа * объем моля газа,
где объем моля газа при н.у. равен 24 л/моль.

Следовательно, объем газа (н.у.) будет равен 0.061 моль * 24 л/моль.

4. Для определения количества граммов бромида железа (II), образующегося при взаимодействии 1.4 г железа и 9.6 г брома, мы должны сначала определить количество молей каждого элемента и затем использовать уравнение реакции для определения соотношения между ними.

Уравнение реакции между железом и бромом:
2Fe + 3Br2 -> 2FeBr3

Из уравнения видно, что 2 моля железа (2x55.85 г/моль) реагируют с 3 молями брома (3x79.90 г/моль), чтобы образовать 2 моля бромида железа (2x55.85 + 3x79.90 г/моль).

Давайте рассчитаем количество моль железа и брома в данной реакции:
- Для железа: дано, что масса железа составляет 1.4 г, поэтому количество моль железа будет равно 1.4 г / 55.85 г/моль.
- Для брома: дано, что масса брома составляет 9.6 г, поэтому количество моль брома будет равно 9.6 г / 79.90 г/моль.

Теперь мы можем видеть, что соотношение между количеством молей железа и брома в уравнении реакции 2:3. Следовательно, для найденного количества моль железа мы можем сказать, что количество моль брома будет равно (количество моль железа х 3 моль/2 моль).

Затем мы можем использовать уравнение реакции, чтобы найти количество моль бромида железа, которое будет образовано (количество моль брома х 2 моль FeBr3/3 моль брома).

Наконец, чтобы найти массу бромида железа, мы используем молярную массу бромида железа II: масса FeBr3 = количество моль FeBr3 х молярная масса FeBr3.

5. Для определения количества граммов оксида серы (VI), образующегося при взаимодействии 240 г оксида серы (IV) с кислородом, с учетом 80% выхода продукта реакции, мы должны сначала определить количество молей оксида серы (IV) и затем использовать соотношение реагентов и выхода продукта для вычисления количества граммов оксида серы (VI).

Уравнение реакции между оксидом серы (IV) и кислородом:
SO2 + O2 -> SO3

Из уравнения видно, что 1 моль оксида серы (IV) (64.06 г/моль) реагирует с 1 молью кислорода (32.00 г/моль), чтобы образовать 1 моль оксида серы (VI) (80.06 г/моль).

Давайте рассчитаем количество молей оксида серы (IV):
- Для оксида серы (IV): дано, что масса оксида серы (IV) составляет 240 г, поэтому количество моль оксида серы (IV) будет равно 240 г / 64.06 г/моль.

Теперь, применяя соотношение реагентов (1:1), мы видим, что количество молей оксида серы (IV) равно количеству молей оксида серы (VI), так как между ними соотношение 1:1.

Однако, мы знаем, что выход продукта реакции составляет 80%, поэтому мы должны умножить количество молей оксида серы (IV) на 0.80, чтобы получить количество молей оксида серы (VI) продукта с учетом выхода.

И, наконец, чтобы найти количество граммов оксида серы (VI), мы используем молярную массу оксида серы (VI): масса SO3 = количество моль SO3 х молярная масса SO3.

Это решение содержит все этапы и подробности для каждого задания, чтобы описать процесс решения и помочь школьнику понять материал.