Рассмотрим решение нескольких задач, в которых необходимо определить массу продукту реакции, если известна масса исходного вещества и массовая доля примесей в нем.

ЗАДАЧА 1. На 1 кг лома, содержащего 96 % железа, подействовали разбавленной серной кислотой. Вычислите массу образовавшегося сульфата железа (II).

1. Запишем уравнение реакции между железом и разбавленной серной кислотой:

Fe + H₂SO₄ = FeSO₄ + H₂

2. Запишем над формулами веществ, что дано и требуется найти по условию задачи:

96%, 1 кг                                х г

Fe     +    H₂SO₄ = FeSO₄ + H₂

3. Определим массу чистого железа в ломе. Для этого преобразуем формулу для вычисления массовой доли компонента смеси, выразив массу железа:

ω(Fe/лом) = m (Fe):m(лом)

m(Fe) = m(лом)·ω

Подставим числа в формулу, переведя кг в граммы:

m(Fe) = 1000г · 0,96 = 960 г

4. Вычислим количество вещества железа:

n(Fe) = m(Fe) : M(Fe) = 960 г : 56 г/моль = 17,14 моль

5. Составим пропорцию:

По уравнению: 1 моль железа – 1 моль сульфата железа (II)

По условию:     17,14 моль железа – х моль

6. Составим и решим уравнение:

х=17,14·1:1 = 17,14 моль

7. Определим массу сульфата железа (II):

m(FeSO₄) = n(FeSO₄) · M(FeSO₄) = 17,14 моль · (56+32+64)г/моль = 2605,7 г =2,6 кг

Ответ: 2,6 кг сульфата железа (II).

Рис. 1. Оформление условия и решения задачи 1

ЗАДАЧА 2. Какая масса углекислого газа получится при сжигании 64 г метана, содержащего 10 % примесей?

1. Запишем уравнение реакции между метаном и кислородом:

CH₄ + 2O₂ = CO₂ + 2H₂O

2. Запишем над формулами веществ, что дано и требуется найти по условию задачи:

10%, 64г                       х г

CH₄   +  2O₂ = CO₂ + 2H₂O

3. Определим массу чистого метана. Для этого преобразуем формулу для вычисления массовой доли компонента смеси, выразив массу метана:

ω(СН₄/смесь) = m (СН₄):m(смесь)

m (СН₄) = m(смесь)·ω

Массовая доля чистого метана в смеси равна разности между 100% и массовой долей примесей, т.е. 10 %:

ω(СН₄/смесь) = 100% - 10% = 90%

Подставим числа в формулу:

m(СН₄) = 64г · 0,9 = 57,6 г

4. Вычислим количество вещества метана:

n(СН₄) = m(СН₄) : M(СН₄) = 57,6 г : 16 г/моль = 3,6 моль

5. Составим пропорцию:

По уравнению: 1 моль метана – 1 моль углекислого газа

По условию:     3,6 моль метана – х моль

6. Составим и решим уравнение:

х=3,6·1:1 = 3,6 моль

7. Определим массу углекислого газа:

m(СO₂) = n(СО₂) · M(СО₂) = 3,6 моль · (12+16·2)г/моль =158,4 г

Ответ: 158,4 г углекислого газа.

Рис. 2. Оформление условия и решения задачи 2