34.05 Параллельные реакции

1. По условию протекают реакции:
2Mg(NO₃)₂ → 2MgO + 4NO₂ + O₂
Mg(NO₃)₂ + 2NaOH → Mg(OH)₂↓ + 2NaNO₃

2. Найдем число моль (гидроксида натрия) в растворе:
m(NaOH) = m(р-ра NaOH) ⋅ ω(NaOH) = 200 ⋅ 0,24 = 48 г
n(NaOH) = m(NaOH) / M(NaOH) = 48 / 40 = 1,2 моль

3. Найдем число моль (гидроксида натрия) в образовавшемся растворе:
m(ост. NaOH) = m(обр. р-ра) ⋅ ω(ост. NaOH) = 206,4 ⋅ 0,155 = 32 г
n(ост. NaOH) = m(ост. NaOH) / M(NaOH) = 32 / 40 = 0,8 моль

4. Найдем число моль прореагировавшего (гидроксида натрия):
n(прореаг. NaOH) = n(NaOH) – n(ост. NaOH) = 1,2 – 0,8 = 0,4 моль

5. Найдем массу (нитрата магния), вступившего в реакцию:
n(Mg(NO₃)₂) = n(прореаг. NaOH) / 2 = 0,4 / 2 = 0,2 моль
m(Mg(NO₃)₂) = n(Mg(NO₃)₂) ⋅ M(Mg(NO₃)₂) = 0,2 ⋅ 148 = 29,6 г

6. Найдем число моль (оксида магния) в твердом остатке:
m(MgO) = m(остатка) – m(Mg(NO₃)₂) = 53,6 – 29,6 = 24 г
n(MgO) = m(MgO) / M(MgO) = 24 / 40 = 0,6 моль

7. Найдем объем выделившихся газов:
n(NO₂) = 2n(MgO) = 2 ⋅ 0,6 = 1,2 моль
n(O₂) = n(MgO) / 2 = 0,6 / 2 = 0,3 моль
n(газов) = n(NO₂) + n(O₂) = 1,2 + 0,3 = 1,5 моль
V(газов) = n(газов) ⋅ Vm = 1,5 ⋅ 22,4 = 33,6 л

Ответ: V(газов) = 33,6 л

1. По условию протекают реакции:
4Fe(NO₃)₃ → 2Fe₂O₃ + 12NO₂ + 3O₂
Fe(NO₃)₃ + 3NaOH → Fe(OH)₃↓ + 3NaNO₃

2. Найдем число моль (гидроксида натрия) в растворе:
m(NaOH) = m(р-ра NaOH) ⋅ ω(NaOH) = 225 ⋅ 0,16 = 36 г
n(NaOH) = m(NaOH) / M(NaOH) = 36 / 40 = 0,9 моль  

3. Найдем массу (нитрата железа(III)), вступившего во вторую реакцию:
n₂(Fe(NO₃)₃) = n(NaOH) / 3 = 0,9 / 3 = 0,3 моль
m₂(Fe(NO₃)₃) = n₂(Fe(NO₃)₃) ⋅ M(Fe(NO₃)₃) = 0,3 ⋅ 242 = 72,6 г 

4. Найдем число моль (оксида железа(III)) в твердом остатке:
m(Fe₂O₃) = m(остатка) – m(Fe(NO₃)₃) = 88,6 – 72,6 = 16 г
n(Fe₂O₃) = m(Fe₂O₃) / M(Fe₂O₃) = 16 / 160 = 0,1 моль

5. Найдем массу прореагировавшего (нитрата железа(III)) в первой реакции:
n₁(Fe(NO₃)₃) = 2n(Fe₂O₃) = 2 ⋅ 0,1 = 0,2 моль
m₁(Fe(NO₃)₃) = n₁(Fe(NO₃)₃) ⋅ M(Fe(NO₃)₃) = 0,2 ⋅ 242 = 48,4 г

6. Найдем массу исходного (нитрата железа(III)):
m(Fe(NO₃)₃) = m₁(Fe(NO₃)₃) + m₂(Fe(NO₃)₃) = 48,4 + 72,6 = 121 г

7. Найдем объем выделившихся газов:
n(NO₂) = 6n(Fe₂O₃) = 6 ⋅ 0,1 = 0,6 моль
n(O₂) = 3n(Fe₂O₃) / 2 = 3 ⋅ 0,1 / 2 = 0,15 моль
n(газов) = n(NO₂) + n(O₂) = 0,6 + 0,15 = 0,75 моль
V(газов) = n(газов) ⋅ Vm = 0,75 ⋅ 22,4 = 16,8 л

Ответ: m(Fe(NO₃)₃) = 121 г; V(газов) = 16,8 л

1. По условию протекают реакции:
2NaHCO₃ → Na₂CO₃ + CO₂↑ + H₂O
NaHCO₃ + Ca(OH)₂ → CaCO₃↓ + NaOH + H₂O
Na₂CO₃ + Ca(OH)₂ → CaCO₃↓ + 2NaOH 

2. Найдем число моль образовавшегося (углекислого газа):
n(CO₂) = V(CO₂) / Vm = 0,448 / 22,4 = 0,02 моль

3. Найдем массу образовавшегося (карбоната натрия):
n(Na₂CO₃) = n(CO₂) = 0,02 моль
m(Na₂CO₃) = n(Na₂CO₃) ⋅ M(Na₂CO₃) = 0,02 ⋅ 106 = 2,12 г 

4. Найдем число моль (гидрокарбоната натрия) в твердом остатке:
m(NaHCO₃) = m(остатка) – m(Na₂CO₃) = 4,64 – 2,12 = 2,52 г
n(NaHCO₃) = m(NaHCO₃) / M(NaHCO₃) = 2,52 / 84 = 0,03 моль

5. Найдем массу (гидроксида кальция), вступившего во вторую и в третью реакции:
n₂(Ca(OH)₂) = n(NaHCO₃) = 0,03 моль
n₃(Ca(OH)₂) = n(Na₂CO₃) = 0,02 моль
n(Ca(OH)₂) = n₂(Ca(OH)₂) + n₃(Ca(OH)₂) = 0,03 + 0,02 = 0,05 моль
m(Ca(OH)₂) = n(Ca(OH)₂) ⋅ M(Ca(OH)₂) = 0,05 ⋅ 74 = 3,7 г

6. Найдем массу раствора (гидроксида кальция):
m(р-ра Ca(OH)₂) = m(Ca(OH)₂) / ω(Ca(OH)₂) = 3,7 / 0,0015 = 2466,67 г

7. Найдем массу образовавшегося (гидроксида натрия):
n₂(NaOH) = n(NaHCO₃) = 0,03 моль
n₃(NaOH) = 2n(Na₂CO₃) = 2 ⋅ 0,02 = 0,04 моль
n(NaOH) = n₂(NaOH) + n₃(NaOH) = 0,03 + 0,04 = 0,07 моль
m(NaOH) = n(NaOH) ⋅ M(NaOH) = 0,07 ⋅ 40 = 2,8 г

8. Найдем массу конечного раствора:
m(конечн. р-ра) = m(остатка) + m(р-ра Ca(OH)₂) – m₂(CaCO₃) – m₃(CaCO₃)
n₂(CaCO₃) = n(NaHCO₃) = 0,03 моль
m₂(CaCO₃) = n₂(CaCO₃) ⋅ M(CaCO₃) = 0,03 ⋅ 100 = 3 г
n₃(CaCO₃) = n(Na₂CO₃) = 0,02 моль
m₃(CaCO₃) = n₃(CaCO₃) ⋅ M(CaCO₃) = 0,02 ⋅ 100 = 2 г

m(конечн. р-ра) = 4,64 + 2466,67 – 3 – 2 = 2466,31 г

9. Найдем массовую долю (гидроксида натрия) в конечном растворе:
ω(NaOH) = m(NaOH) / m(конечн. р-ра) = 2,8 / 2466,31 = 0,0011 → 0,11%

Ответ: ω(NaOH) = 0,11%

1. По условию протекают реакции:
CaCO₃ → CaO + CO₂↑
CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + CO₂↑ + H₂O
CaO + 2HCl → CaCl₂ + H₂O 

2. Найдем число моль выделившегося (углекислого газа):
n(CO₂) = V(CO₂) / Vm = 4,48 / 22,4 = 0,2 моль  

3. Найдем массу (оксида кальция) в твердом остатке:
n(CaO) = n(CO₂) = 0,2 моль
m(CaO) = n(CaO) ⋅ M(CaO) = 0,2 ⋅ 56 = 11,2 г

4. Найдем число моль (карбоната кальция) в твердом остатке:
m(CaCO₃) = m(остатка) – m(CaO) = 41,2 – 11,2 = 30 г
n(CaCO₃) = m(CaCO₃) / M(CaCO₃) = 30 / 100 = 0,3 моль

5. Найдем массу (хлорида кальция), образовавшегося во второй и в третьей реакциях:
n₂(CaCl₂) = n(CaCO₃) = 0,3 моль
n₃(CaCl₂) = n(CaO) = 0,2 моль
n(CaCl₂) = n₂(CaCl₂) + n₃(CaCl₂) = 0,3 + 0,2 = 0,5 моль
m(CaCl₂) = n(CaCl₂) ⋅ M(CaCl₂) = 0,5 ⋅ 111 = 55,5 г

6. Найдем массу конечного раствора:
m(конечн. р-ра) = m(остатка) + m(р-ра HCl) – m₂(CO₂)
n₂(CO₂) = n(CaCO₃) = 0,3 моль
m₂(CO₂) = n₂(CO₂) ⋅ M(CO₂) = 0,3 ⋅ 44 = 13,2 г
m(конечн. р-ра) = 41,2 + 465,5 – 13,2 = 493,5 г 

7. Найдем массовую долю (хлорида кальция) в конечном растворе:
ω(CaCl₂) = m(CaCl₂) / m(конечн. р-ра) = 55,5 / 493,5 = 0,1125 → 11,25%

Ответ: ω(CaCl₂) = 11,25%

1. По условию протекают реакции:
2Cu(NO₃)₂ → 2CuO + 4NO₂↑ + O₂↑
Cu(NO₃)₂ + 2NaOH → Cu(OH)₂↓ + 2NaNO₃

2. Найдем число моль смеси газов:
n(смеси) = V(смеси) / Vm = 2,8 / 22,4 = 0,125 моль

3. Найдем число моль выделившегося (кислорода). Для этого составим и решим уравнение:
Пусть n(O₂) = x моль, тогда n(NO₂) = 4x моль

n(смеси) = n(O₂) + n(NO₂)
0,125 = x + 4x 

x = 0,025; n(O₂) = 0,025 моль

4. Найдем массу образовавшегося (оксида меди(II)):
n(CuO) = 2n(O₂) = 2 ⋅ 0,025 = 0,05 моль
m(CuO) = n(CuO) ⋅ M(CuO) = 0,05 ⋅ 80 = 4 г 

5. Найдем число моль (нитрата меди(II)) в твердом остатке:
m(Cu(NO₃)₂) = m(остатка) – m(CuO) = 32,2 – 4 = 28,2 г
n(Cu(NO₃)₂) = m(Cu(NO₃)₂) / M(Cu(NO₃)₂) = 28,2 / 188 = 0,15 моль

6. Найдем число моль (гидроксида натрия) в растворе:
m(NaOH) = m(р-ра NaOH) ⋅ ω(NaOH) = 160 ⋅ 0,1 = 16 г
n(NaOH) = m(NaOH) / M(NaOH) = 16 / 40 = 0,4 моль

7. Найдем массу оставшегося (гидроксида натрия):
n(прореаг. NaOH) = 2n(Cu(NO₃)₂) = 2 ⋅ 0,15 = 0,3 моль
n(ост. NaOH) = n(NaOH) – n(прореаг. NaOH) = 0,4 – 0,3 = 0,1 моль
m(ост. NaOH) = n(ост. NaOH) ⋅ M(NaOH) = 0,1 ⋅ 40 = 4 г 

8. Найдем массу конечного раствора: 
m(конечн. р-ра) = m(Cu(NO₃)₂) + m(р-ра NaOH) + m(H₂O) – m(Cu(OH)₂)
m(H₂O) = ρ(H₂O) ⋅ V(H₂O) = 1 ⋅ 50 = 50 г
n(Cu(OH)₂) = n(Cu(NO₃)₂) = 0,15 моль
m(Cu(OH)₂) = n(Cu(OH)₂) ⋅ M(Cu(OH)₂) = 0,15 ⋅ 98 = 14,7 г
m(конечн. р-ра) = 28,2 + 160 + 50 – 14,7 = 223,5 г

9. Найдем массовую долю оставшегося (гидроксида натрия) в конечном растворе:
ω(ост. NaOH) = m(ост. NaOH) / m(конечн. р-ра) = 4 / 223,5 = 0,018 → 1,8%

Ответ: ω(ост. NaOH) = 1,8%

1. По условию протекают реакции:
[1] BaCO₃ → BaO + CO₂
[2] BaCO₃ + 2HCl → BaCl₂ + CO₂ + H₂O
[3] BaO + 2HCl → BaCl₂ + H₂O 

2. Найдем число моль выделившегося углекислого газа:
n CO₂ = V CO₂ / V_m = 1,12 / 22,4 = 0,05 моль 

3. Найдем массу образовавшегося оксида бария:
n BaO = n CO₂ = 0,05 моль
m BaO = n BaO ⋅ M BaO = 0,05 ⋅ 153 = 7,65 г

4. Найдем число моль карбоната бария в твердом остатке:
m BaCO₃ = m_{остатка} – m BaO = 27,35 – 7,65 = 19,7 г
n BaCO₃ = m BaCO₃ / M BaCO₃ = 19,7 / 197 = 0,1 моль 

5. Найдем число моль соляной кислоты в растворе:
m HCl = m_р-ра HCl ⋅ ω HCl = 73 ⋅ 0,3 = 21,9 г
n HCl = m HCl / M HCl = 21,9 / 36,5 = 0,6 моль 

6. Найдем массу оставшейся соляной кислоты:
n_{прореаг. 1} HCl = 2n BaCO₃ = 2 ⋅ 0,1 = 0,2 моль
n_{прореаг. 2} HCl = 2n BaO = 2 ⋅ 0,05 = 0,1 моль
n_ост. HCl = n HCl – n_{прореаг. 1} HCl – n_{прореаг. 2} HCl = 0,6 – 0,2 – 0,1 = 0,3 моль
m_ост. HCl = n_ост. HCl ⋅ M HCl = 0,3 ⋅ 36,5 = 10,95 г 

7. Найдем массу конечного раствора:
m_{конечн. р-ра} = m_{остатка} + m_р-ра HCl – m₂ CO₂
n₂ CO₂ = n BaCO₃ = 0,1 моль
m₂ CO₂ = n₂ CO₂ ⋅ M CO₂ = 0,1 ⋅ 44 = 4,4 г
m_{конечн. р-ра} = 27,35 + 73 – 4,4 = 95,95 г

8. Найдем массовую долю оставшейся соляной кислоты в конечном растворе:
ω_ост. HCl = m_ост. HCl / m_{конечн. р-ра} = 10,95 / 95,95 = 0,114 → 11,4%

Ответ: ω_ост. HCl = 11,4%