Свойства смесей - задачи и примеры

1) Вычислите объём азота, если его объёмная доля составляет, 78% содержащегося в 300 л воздуха.
2) Смешали 3 л азота и 4 л водорода. Найдите объёмную долю каждого газа в полученной смеси.

1) Дано:
ω(N₂) = 78%
V(воздуха = 300л
Найти:
V(N₂)
Решение:
V(N₂) = ω(N₂) * V(воздуха = 0,78 * 300 = 234л
Ответ: V(N₂) = 234л
2) Дано:
V(N₂) = 3л
V(H₂) = 4л
Найти:
ω(N₂), ω(H₂)
Решение:
ω(N₂,H₂) = $$ \frac{4}{7} = 0,572 * 100 $$% = 57,2%
Ответ: ω(N₂) = 42,8%, ω(H₂) = 57,2%

Смесь сернистого газа и хлороводорода объёмом 22,4 л (н.у.) содержит 2,408×1023 атомов хлора. Определите массу (в граммах) сернистого газа в этой смеси.

N-количества вещества
m-масса
V-объем
Vm-молярный объем(для всех газов при (н. у.) равна 22,4л
N.A-число Авогадро (постоянная
N.A = 6.02*10²³
N(HCl)=N(Cl)
n(HCl)=N/N.A = 2.408*10²³/6.02*10²³ = 0.4моль
V(HCl)=n*Vm = 0.4*22.4 = 8.96л
V(SO2)=V(смеси-V(HCl)=22,4-8,96 = 13,44л
n(SO2)=V/Vm = 13.44/22.4 = 0.6моль
m(SO2)=n*M(SO2)=0,6*64 = 38,4г

2)〖Mg〗^(2+)+H_2^+ S^(2-)⇉〖Mg〗^(2+) S^(2-)+2H^+↑
Mr(Mg)=24
m(Mg)=12
Mr(H) при н.у. =22.4
V(H)=2 л
12/24 = x/22.4
x = 12*22.4/24 = 11.2 (л)
w(H)=(2л/ 11,2л *100% = 16,6%

Найти массовые доли компонентов смеси объемом 200 л в которой 30 л ( о ) 25 (со2) остальное (N)

Средняя молярная масса смеси равна 30*32/200 + 25*44/200 + 145*28/200 = 4,8 + 5,5 + 20,3 = 30,6 г/моль. Массовые доли газов в смеси:
- кислород 4,8/30,6 = 0,157, или 15,7%
- углекислый газ 5,5/30,6 = 0,180, или 18%
- азот 20,3/30,6 = 0,663, или 66,3%

Определите объём воздуха (н.у.) с объёмной долей кислорода 0,21, необходимый для сжигания 80 л (н.у.) смеси пропана и бутана, содержащей 60% бутана и 40% пропана по объёму.

M (CH4 + C2H6) = 0,6* 29г/моль =17,4 г/моль;
V(CH4 + C2H6) = 4,5 л/22,4 л/моль = 0,2 моль; 
СН4 - х моль;
С2Н6-(0,2-х
16 х + 30(0,2-х =3,48;
16х + 6 -30х=3,48;
14х= 2,52;
х=0,18моль СН4;
0,2-х= 0,2 - 0,18 = 0,02 моль С2Н6;
V(CH4)=0,18 моль*22,4 г/моль =4,032 л;
V(C2H6) = 0,02 моль*22,4 л/моль = 0,448 л;
СН4 +2О2 =СО2 + 2Н2О;
V1 (O2)= 2*4,032 = 8,064 л;
2С2Н6 + 7О2 = 4СО2 + 6Н2О;
V2(O2)= 3,5*0,448 л = 1,568 л;
Vобщая (O2)=  8,064 + 1,568 =9,632 л;
V (воздуха = 9,632*100%/21% =45,86 л;

Взята смесь безводных сульфата натрия и гидроксида бария, в которой количество молей соли относится к количеству молей щелочи как 1 к 3, а общее число атомов в смеси равно 6,02·1023. К этой смеси добавили 200 г воды и энергично перемешали. Часть смеси при этом не растворилась. Определите массу жидкости над осадком.

Согласно условию задачи n(Na2SO4) : n(Ba(OH)2) = 1 : 3, n(атомы соли и щелочи) = 1 моль.

Пусть n(Na2SO4) = x моль, тогда n(атомы соли = 7х, n(Ba(OH)2) = 3x моль, n(атомы щелочи = 5*3х = 15x.

Так как n(атомов) соли и щелочи = 1 моль, то 7x + 15x = 1,

x = 1/22 = 0,0455 моль, n(Na2SO4) =0,0455 моль; n(Ba(OH)2) = 0,136 моль.

Na2SO4 + Ba(OH)2 = ↓BaSO4 + 2NaOH

0,0455 0,136 (по условию задачи

Гидроксид бария взят в избытке, сульфат натрия прореагирует полностью.

В реакцию вступят по 0,0455 моль сульфата натрия и гидроксида бария, образуются 0,0455 моль сульфата бария (нерастворимого в воде и 2*0,0455 = 0,091 моль гидроксида натрия. Также в растворе останется неизрасходованный гидроксид бария в количестве 0,136 – 0,0455 = 0,091 моль.

Масса жидкости над осадком будет равна массе исходных веществ за вычетом осадка (сульфата бария:

m(жидкости = m(исходный Na2SO4) + m(исходный Ba(OH)2) + m(H2O) – m(осадок, BaSO4) = 0,0455*142 + 0,136*171 + 200 – 0,0455*233 = 219 г.

Ответ: 219 граммов

Смесь углекислого газа и газа Х массой 15,2 г и объёмом 8,96 л (н.у.) пропустили через склянку с гидроксидом натрия, при этом масса склянки увеличилась на 8,8 г. Определите газ Х. В ответ запишите молярную массу газа Х, округлив её до целых. (Например: 44)

N(смеси = V/Vm = 8,96 л. /22,4л/моль = 0,4 моль
NaOH +CO2 = Na2CO3 + H2O
n(NaOH) = n(CO2) =n(Na2CO3)
увеличилась за счёт СO2 (предположим, что второй газ не реагирует с NaOH)
n(CO2) = m/M = 8,8 г. /44 г/моль = 0,2 моль
n(X) = 0,4 моль -0,2 моль = 0,2 моль
n*M(CO2) + n*M(X) = 15,2 г
0,2моль*44г/моль + 0,2 моль*М(Х = 15,2 г.
8.8 +0,2*М(Х = 15,2
М(Х = (15,2-8,8)/0.2 = 32 г/моль - это кислород

Определите какова масса 1 л (н. у.) смеси оксидов углерода (2) и (4), если объемная доля первого газа составляет 35%.

V(CO) = 1 л * 0,35 = 0,35 л
n(CO) = V/Vm = 0.35 л: 22,4 л/моль = 0,016 моль
m(CO) = n * M = 0.016 моль * 28 г/моль = 0,448 г
V(CO2) = 0.65 л
n(CO2) = V/Vm = 0.65 л: 22,4 л/моль = 0,029 моль
m(CO2) = n * M = 0.029 моль * 44 г/моль = 1,276 г.

1. Определите массу воды, которую надо прибавить к раствору массой 150 г с массовой долей гидроксида натрия 10%, чтобы получить раствор с массовой долей 2%.
2. Смешали 300 г раствора с массовой долей хлорида натрия 20% и 500 г раствора с массовой долей этой соли 40%. Вычислите массовую долю хлорида натрия в полученном растворе.
3. Из 700 г раствора с массовой долей серной кислоты 60% выпарили 200 г. Определите массовую долю кислоты в полученном растворе.
4. Смешали 8,8 г углекислого газа, 3 моль азота N2 и 5,6 л бурого газа NO2. Вычислите объемную долю углекислого газа в этой смеси.

1. Дано:
m₁(p-pa) = 150г
w₁(NaOH) = 10%
w₂(NaOH) = 2%
Найти:
m(H₂O)
Решение:
m(H₂O) = m₂(p-pa) - m₁(p-pa)
$$ \frac{V(CO_2)}{V(CO_2) + V(N_2) + V(NO_2)} =\\= \frac{4,48}{4,48+67,2+5,6} = 0,058*100 $$% = 5,8%
Ответ: φ(CO₂) = 5,8%

Смешали 200 гр раствора с массовой долей соли 8% и 80гр. Раствора с массовой долей соли 5%. Определить массовую долю соли в полученной смеси

Первый раствор: 200*0.08 = 16гр(соль, 200-16 = 184гр(вода.
Второй раствор: 80*0,05 = 4гр(соль, а здесь масса воды 76г.
16+4 = 20(общ. Масса солей, 184+76 = 260гр(вода а масса 3го раствора 280гр. 20/280*100%= 7,14%

3) при разделении воздуха было получено 224 л азота. Какие объёмы кислорода и углекислого газа были получены при этом?
5) смешали 6 л кислорода и 2 л углекислого газа. Найдите объёмную долю каждого газа в полученной смеси.

224л это 78% воздуха
х это 100%
пропорция х=224×100÷78 = 287 литров
в воздухе содержится 21% кислорода
287×21%=примерно 60 литров кислорода
уклекислого газа содержится примерно 0,04%, получаем:
287×0.04%=0.11 литров
6литров + 2 литра = 8 литров
6÷8 = 0,75 или 75% кислорода
100%-75%=25% углекислого газа