Λύση: Γράφουµε τη χηµική εξίσωση της οξειδοαναγωγικής αντίδρασης: 16HCl + 2KMnO MnCl 2. 5Cl 2

Transcript

1 o Μεθοδολογία ασκήσεων οξειδοαναγωγής Α ΜΕΘΟ ΟΛΟΓΙΑ ΑΣΚΗΣΕΩΝ Σε όλες τις ασκήσεις που αναφέρονται σε οξειδοαναγωγικές αντιδράσεις, απαραίτητη προϋπόθεση για την επίλυσή τους είναι η σωστή γραφή των χηµικών εξισώσεων των οξειδοαναγωγικών αντιδράσεων Κατηγορία Μέθοδος 1 Ασκήσεις υπολογισµού σε µία χηµική αντίδραση ή σε αντιδράσεις ανεξάρτητες µεταξύ τους: Γράφουµε τις χηµικές εξισώσεις των αντιδράσεων Με βάση τα δεδοµένα της άσκησης υπολογίζουµε τα mol του αντιδρώντος ή του προϊόντος της αντίδρασης Με βάση τα mol που υπολογίσαµε κάνουµε στοιχειοµετρικούς υπολογισµούς και βρίσκουµε τα mol του αντιδρώντος ή του προϊόντος που µας ζητά η άσκηση Οι µετατροπές της µάζας ή του όγκου σε mol γίνονται µε τη βοήθεια των σχέσεων: m V n n = n = c = Mr V V m Παράδειγµα 1: Να υπολογιστεί ο όγκος του χλωρίου σε συνθήκες STP που παράγεται από την επίδραση περίσσειας υπερµαγγανικού καλίου σε 400 ml διαλύµατος υδροχλωρικού οξέος 0,5 Μ Γράφουµε τη χηµική εξίσωση της οξειδοαναγωγικής αντίδρασης: 16HCl + 2KMnO 4 5Cl 2 + 2MnCl 2 + 2KCl + 8H 2 O Χρησιµοποιώντας τη σχέση c = n/v, υπολογίζουµε τα mol του HCl: c = n/v n = c V = 0,5M 0,4L = 0,2 mol HCl 16 mol HCl παράγουν 5 mol Cl 2 0,2 mol HCl παράχουν x; mol Cl 2 16x = 5 0,2 άρα x = 1/16 = 0,0625 mol Cl 2

2 244 Χρησιµοποιώντας τη σχέση n = V/V m υπολογίζουµε τον όγκο του Cl 2 σε συνθήκες STP: VCl2 ncl = V 2 Cl = n 2 Cl V 2 m = 0,0625mol 22,4L / mol =1,4L V m Άρα από την αντίδραση παράγονται 1,4 L Cl 2 σε συνθήκες STP Κατηγορία Μέθοδος 2 Ασκήσεις που κάποιο από τα αντιδρώντα είναι σε περίσσεια: Όταν δίνονται οι αρχικές ποσότητες δύο αντιδρώντων πρέπει να ελέγχουµε αν κάποιο από αυτά είναι σε περίσσεια Γράφουµε τη χηµική εξίσωση της αντίδρασης Με βάση τη στοιχειοµετρία της αντίδρασης ελέγχουµε ποιο από τα αντιδρώντα βρίσκεται σε περίσσεια και ποιο αντιδρά πλήρως Όλοι οι στοιχειοµετρικοί υπολογισµοί γίνονται µε βάση το σώµα που αντιδρά πλήρως και όχι µε αυτό που βρίσκεται σ περίσσεια Στην ειδική περίπτωση που οι ποσότητες των αντιδρώντων είναι στοιχειοµετρικές, δηλαδή αντιδρούν και τα δύο πλήρως, µπορούµε να εργαστούµε µε όποιο αντιδρών θέλουµε Παράδειγµα 2: 76,2 g FeCl 2 αντιδρούν µε 0,5 L διαλύµατος K 2 0,4 Μ, παρουσία HCl Να υπολογίσετε πόσα γραµµάρια ΚCl παράγονται ίνονται οι σχετικές ατοµικές µάζες: Fe = 56, Cl = 35,5, K = 39 Η χηµική εξίσωση της αντίδρασης είναι: 6FeCl 2 + K HCl 6FeCl 3 + 2CrCl 3 + 2KCl + 7H 2 O Yπολογίζουµε τα mol του FeCl 2 και του K 2 : MrFeCl = Ar 2 Fe + 2ArCl = , 5 = 127 mfecl2 76,2g nfecl = 2 Mr = 127g / mol =0,6mol FeCl2 nk2cr2o = c V= 0,4M 0,5L=0, 2mol 7 6 mol FeCl 2 αντιδρούν µε 1 mol K 2 x; mol FeCl 2 αντιδρούν µε 0,2 mol K 2 x = 6 0,2 = 1,2 mol FeCl 2 Η ποσότητα του FeCl 2 είναι 0,6 mol, συνεπώς το FeCl 2 αντιδρά πλήρως και το K 2 είναι σε περίσσεια Άρα οι υπολογισµοί θα γίνουν µε βάση το FeCl 2

3 245 6 mol FeCl 2 παράγουν 2 mol KCl 0,6 mol FeCl 2 παράγουν ψ; mol KCl 6ψ = 2 0,6 άρα ψ = 0,2 mol KCl Υπολογίζουµε τη µάζα του KCl: Mr KCl = Ar K + Ar Cl = ,5 = 74,5 mkcl nkcl = mkcl = nkcl MrKCl = 0, 2mol 74,5g / mol =14,9g Mr KCl Άρα από την αντίδραση παράγονται 14,9 g KCl Κατηγορία Μέθοδος 3 Ασκήσεις που κάποιο από τα αντιδρώντα είναι ακάθαρτο σώµα: Όταν κάποιο από τα αντιδρώντα είναι ακάθαρτο και οι προσµίξεις είναι αδρανείς: Αν µας δίνουν τη περιεκτικότητα του ακάθαρτου σώµατος, υπολογίζουµε µε τη βοήθειά της τη ποσότητα του καθαρού σώµατος και εργαζόµαστε µε αυτό Αν µας ζητούν τη περιεκτικότητα του ακάθαρτου σώµατος, υπολογίζουµε τη ποσότητα του καθαρού σώµατος κάνοντας τους απαραίτητους στοιχειοµετρικούς υπολογισµούς στην αντίδραση Όταν µας ζητούν την επί τοις εκατό περιεκτικότητα, τότε ανάγουµε τη περιεκτικότητα που υπολογίσαµε στα εκατό Παράδειγµα 3: 10 g ακάθαρτου Ζn διαλύονται σε περίσσεια αραιού διαλύµατος ΗΝΟ 3 και εκλύονται 8,96 L αερίου σε συνθήκες STP Αν οι προσµίξεις δεν αντιδρούν µε το ΗΝΟ 3, ποια είναι η % w/w περιεκτικότητα του ακάθαρτου Zn σε καθαρό Zn; ίνεται η σχετική ατοµική µάζα: Ζn = 65 Η χηµική εξίσωση της αντίδρασης είναι: 3Zn + 8HN 3Zn(N ) 2 + 2NO + 4H 2 O To αέριο που εκλύεται από την αντίδραση είναι το ΝΟ Υπολογίζουµε τα mol του ΝΟ: VNO 8, 96L nno = V = 22,4L/mol =0,4mol m 3 mol Ζn δίνουν 2 mol ΝΟ x; mol Ζn δίνουν 0,4 mol NO 2x = 3 0,4 άρα x = 0,6 mol Zn

4 246 Η µάζα του Ζn που αντέδρασε είναι: m Zn = n Zn Ar Zn = 0,6 mol 65 g/mol = 39 g Άρα στον ακάθαρτο Zn περιέχονται 39 g καθαρού Ζn Σε 50 g ακάθαρτου Zn περιέχονται 39 g καθαρού Zn Σε 100 g ακάθαρτου Zn περιέχονται ψ; g καθαρού Zn 50ψ = άρα ψ = 78 g ηλαδή, η περιεκτικότητα του ακάθαρτου Ζn σε καθαρό Zn είναι 78 % w/w Κατηγορία Μέθοδος 4 Ασκήσεις µε µίγµατα (κράµατα) που τα συστατικά τους µετέχουν σε οξειδοαναγωγικές αντιδράσεις: Για να λύσουµε ασκήσεις αυτής της κατηγορίας εργαζόµαστε ως εξής: Γράφουµε τη χηµική εξίσωση της αντίδρασης για κάθε συστατικό του µίγµατος ξεχωριστά Αν η σύσταση του µίγµατος δεν είναι γνωστή, συµβολίζουµε µε x, ψ, τα mol κάθε συστατικού του µίγµατος και εργαζόµαστε µε τη βοήθειά τους Χρησιµοποιώντας τα δεδοµένα του προβλήµατος και κάνοντας στοιχειοµετρικούς υπολογισµούς, δηµιουργούµε εξισώσεις που περιέχουν τα x, ψ, Επιλύουµε τις εξισώσεις που δηµιουργήσαµε και βρίσκουµε τα x, ψ, Όταν έχουµε αέριο µίγµα µπορούµε να συµβολίσουµε µε x, ψ, τον όγκο του κάθε συστατικού του µίγµατος Παράδειγµα 4: 40,1 g κράµατος Ζn και Fe αντιδρούν µε περίσσεια πυκνού και θερµού διαλύµατος H 2 και εκλύονται 22,4 L αερίου SO 2 σε συνθήκες STP Να υπολογίσετε τη µάζα του κάθε συστατικού του κράµατος ίνονται οι σχετικές ατοµικές µάζες: Zn = 65, Fe = 56 Οι χηµικές εξισώσεις των αντιδράσεων που πραγµατοποιούνται είναι: Zn + 2H 2 (πυκνό - θερµό) Zn + SO 2 + 2H 2 O 2Fe + 6H 2 (πυκνό - θερµό) Fe 2 + 3SO 2 + 6H 2 O Έστω ότι το κράµα αποτελείται από x mol Ζn και ψ mol Fe m Zn + m Fe = m κραµ n Zn Ar Zn + n Fe Ar Fe = m κραµ άρα: 65x + 56ψ = 40,1 (1) Από τη στοιχειοµετρία της αντίδρασης οξείδωσης του Ζn έχουµε: 1 mol Ζn δίνει 1 mol SO 2 x; mol Ζn δίνουν α; mol SO 2 α = x mol SO 2

5 247 Από τη στοιχειοµετρία της αντίδρασης οξείδωσης του Fe έχουµε: 2 mol Fe δίνουν 3 mol SO 2 ψ; mol Fe δίνουν β; mol SO 2 2β = 3ψ άρα β = 3/2ψ mol SO 2 O όγκος του SO 2 που ελευθερώνεται σε συνθήκες STP είναι 22,4 L Άρα: VSO2 22, 4L nso = 2 V = m 22,4L/mol =1mol, συνεπώς: α + β = 1 x + 3/2ψ = 1 (2) Επιλύοντας το σύστηµα των εξισώσεων x = 0,1 και ψ = 0,6 Άρα στο κράµα υπάρχουν 0,1 mol Zn και 0,6 mol Fe m Zn = n Zn Ar Zn = 0,1mol 65g/mol = 6,5 g m Fe = n Fe Ar Fe = 0,6mol 56g/mol = 33,6 g Κατηγορία Μέθοδος 5 Ασκήσεις µε σειρά διαδοχικών αντιδράσεων: Στις ασκήσεις αυτές ένα τουλάχιστον από τα προϊόντα κάθε αντίδρασης είναι αντιδρών στην επόµενη Στην περίπτωση αυτή, αν υπολογίσουµε τα mol µίας από τις ουσίες που συµµετέχουν στις αντιδράσεις, µπορούµε να βρούµε και τα mol όλων των υπολοίπων Αυτό το πετυχαίνουµε κάνοντας στοιχειοµετρικούς υπολογισµούς πηγαίνοντας από τη µία αντίδραση στην άλλη, µε τη βοήθεια των κοινών ουσιών Παράδειγµα 5: 8,7 g ΜnO 2 αντιδρούν µε υδροχλώρικο οξύ Το αέριο που παράγεται ενώνεται µε ίσο όγκο υδρογόνου και το προϊόν της αντίδρασης αυτής διαβιβάζεται σε περίσσεια διαλύµατος νιτρικού αργύρου Πόσα γραµµάρια ιζήµατος θα σχηµατιστούν; ίνονται οι σχετικές ατοµικές µάζες: Mn: 55, O: 16, Ag: 108, Cl: 35,5 Οι χηµικές εξισώσεις των αντιδράσεων που πραγµατοποιούνται είναι: ΜnO 2 + 4HCl MnCl 2 + Cl 2 + 2H 2 O (1) H 2 + Cl 2 2HCl (2) HCl + AgN AgCl + HN (3) Υπολογίζουµε τα mol του ΜnO 2 που αντέδρασαν στην αντίδραση (1): Mr = Ar + 2Ar = = 87 m 8,7g n = = 87g / mol =0,1mol MnO2 Mn O MnO 2 MnO2 MrMnO2 Υπολογίζουµε τα mol του Cl 2 που παράχθηκαν στην αντίδραση (1):

6 248 1 mol MnO 2 δίνει 1 mol Cl 2 0,1 mol MnO 2 δίνουν x; mol Cl 2 x = 0,1 mol Cl 2 To Cl 2 που παράγεται στην αντίδραση (1) αντιδρά στην αντίδραση (2) Υπολογίζουµε τα mol του ΗCl που παράγονται στην αντίδραση (2): 1 mol Cl 2 δίνει 2 mol HCl 0,1 mol Cl 2 δίνουν ψ; mol HCl ψ = 0,2 mol HCl To HCl που παράγεται στην αντίδραση (2) αντιδρά στην αντίδραση (3) Υπολογίζουµε τα mol του AgCl που παράγονται στην αντίδραση (3), γιατί αυτό είναι το ίζηµα στο οποίο αναφέρεται η άσκηση: 1 mol ΗCl δίνει 1 mol ΑgCl 0,2 mol HCl δίνουν ω; mol AgCl ω = 0,2 mol AgCl Mr AgCl = Ar Ag + Ar Cl = ,5 = 143,5 m n = m = n Mr = 0, 2mol 143,5g / mol =28,7g AgCl AgCl AgCl AgCl AgCl MrAgCl Άρα παράγονται 28,7 γραµµάρια ιζήµατος

7 249 Β ΛΥΜΕΝΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ 1 11 g κράµατος αργιλίου και σιδήρου διαλύονται σε διάλυµα υδροχλωρίου και το αέριο που ελευθερώνεται ανάγει 31,8 g CuO Να προσδιοριστεί η σύσταση του κράµατος και ο όγκος του αερίου σε συνθήκες STP ίνονται οι σχετικές ατοµικές µάζες: Al: 27, Fe: 56, Cu: 63,5, O: 16 Οι χηµικές εξισώσεις των αντιδράσεων είναι: 2Al + 6HCl 2AlCl 3 + 3H 2 (1) Fe + 2HCl FeCl 2 + H 2 (2) H 2 + CuO Cu + H 2 O (3) Έστω ότι το κράµα αποτελείται από x mol Al και ψ mol Fe Θα υπολογίσουµε τα mol του H 2 που παράγονται κατά την αντίδραση του κράµατος µε το ΗCl: Από την αντίδραση (1) έχουµε: 2 mol Al δίνουν 3 mol H 2 x mol Al δίνουν α; mol H 2 2α = 3x άρα: α = 3x/2 mol H 2 Από την αντίδραση (2) έχουµε: 1 mol Fe δίνει 1 mol H 2 ψ mol Fe δίνουν β; mol H 2 β = ψ mol H 2 Συνεπώς, τα συνολικά mol H 2 που απελευθερώνονται είναι: (3x/2 + ψ) mol Υπολογίζουµε τα mol του CuO που ανάγονται: Μr CuO = Ar Cu + Ar O = 63, = 79,5 n CuO = mcuo 31,8g Mr = 79,5g / mol =0,4mol CuO Από τη στοιχειοµετρία της αντίδρασης (3) έχουµε: 1 mol H 2 αντιδρά µε 1 mol CuO (3x/2 + ψ) mol H 2 αντιδρούν µε 0,4 mol CuO 0,8-2ψ 3x/2 + ψ = 0,4 3x + 2ψ = 0,8 3x = 0,8-2ψ x= 3 H µάζα του κράµατος είναι: m κραµ = m Al + m Fe m κραµ = n Al Ar Al + n Fe Ar Fe άρα: 11 = x27 + ψ56 Όµως 0,8-2ψ x= οπότε: 3

8 250 0,8-2ψ 11= 27+ ψ56 11 = 9(0,8 2ψ) + 56ψ 11= 7, 2 18ψ+ 56ψ 38ψ = 3,8 ψ=0,1 3 0,8-2ψ 0,8 2 0,1 0,6 x= = = =0, Άρα στο µίγµα υπάρχουν 0,2 mol Al και 0,1 mol Fe m Al = n Al Ar Al = 0,2 mol 27 g/mol = 5,4 g m Fe = n Fe Ar Fe = 0,1 mol 56 g/mol = 5,6 g Τα συνολικά mol του Η 2 που παράγονται είναι: n H2 = (3x/2 + ψ) mol = (3 0,2/2 + 0,1) mol = 0,4 mol Άρα ο όγκος του Η 2 σε STP είναι: V H2 = n H2 V m = 0,4 mol 22,4 L/mol = 8,96 L 2 Πυρωµένο µίγµα οξειδίου του σιδήρου ΙΙ και οξειδίου του σιδήρου ΙΙΙ όταν αντιδράσει µε οξυγόνο, η µάζα του αυξάνεται κατά 3,2 g ενώ όταν αντιδρά µε υδρογόνο η µάζα του ελαττώνεται κατά 11,2 g Να υπολογίσετε τα mol του κάθε οξειδίου στο µίγµα ίνονται οι σχετικές ατοµικές µάζες: Fe: 56, O: 16 Έστω ότι το µίγµα αποτελείται από x mol FeO και ψ mol Fe 2 Το FeO αντιδρά µε το Ο 2 ενώ το Fe 2 δεν αντιδρά: 4FeO + O 2 2Fe 2 Fe 2 + O 2 (δεν αντιδρούν) Παρατηρούµε ότι η αύξηση βάρους θα είναι ίση µε την µάζα του Ο 2 που αντέδρασε, δηλαδή αντέδρασαν 3,2 g Ο 2 Mr O2 = 2Ar O = 2 16 = 32 mo2 3, 2g no = 2 Mr = 32g / mol =0,1mol O2 4 mol FeΟ αντιδρούν µε 1 mol O 2 x mol FeΟ αντιδρούν µε 0,1 mol O 2 x = 0,4 mol FeO Άρα στο µίγµα υπάρχουν 0,4 mol FeO Όταν το µίγµα αντιδρά µε το Η 2 και τα δύο οξείδια ανάγονται και δίνουν µεταλλικό σίδηρο: FeO + H 2 Fe + H 2 O και Fe 2 + 3H 2 2Fe + 3H 2 O Από τη στοιχειοµετρία της αντίδρασης οξείδωσης του FeO έχουµε: 1 mol FeΟ δίνει 1 mol Fe 0,4 mol FeΟ δίνουν α; mol Fe

9 251 α = 0,4 mol Fe Από τη στοιχειοµετρία της αντίδρασης οξείδωσης του Fe 2 έχουµε: 1 mol Fe 2 δίνει 2 mol Fe ψ mol Fe 2 δίνουν β; mol Fe β = 2ψ mol Fe Συνεπώς µετά την αντίδραση µε το Η 2 υπάρχουν (0,4 + 2ψ) mol Fe H ελάττωση της µάζας θα είναι ίση µε τη διαφορά της µάζας του µίγµατος των οξειδίων από τη µάζα του σιδήρου, δηλαδή: m + m m = 11,2g n Mr + n Mr n Ar = 11,2g (1) FeO Fe2O3 Fe FeO FeO Fe2O3 Fe2O3 Fe Fe MrFeO = ArFe + ArO = = 72 Mr = 2Ar + 3Ar = = 160 Fe2O3 Fe O Άρα η (1) γίνεται: 0,4mol 72g / mol + ψ mol 160g / mol (0, 4 + 2ψ)mol 56g / mol = 11, 2g 28, ψ 22, 4 112ψ = 11, 2 48ψ = 11, 2 28,8 + 22, 4 48ψ = 4,8 ψ=0,1 Άρα στο µίγµα υπάρχουν 0,1 mol Fe g ενός µετάλλου Α διαλύονται σε υδροχλωρικό οξύ και σχηµατίζεται αλάτι στο οποίο το µέταλλο έχει ΑΟ +2 Το διάλυµα που σχηµατίζεται οξειδώνεται πλήρως από 0,2 L διαλύ- µατος ΚMnO 4, 0,8 Μ και σχηµατίζεται αλάτι στο οποίο το µέταλλο έχει ΑΟ +6 Να υπολογίσετε τη σχετική ατοµική µάζα του µετάλλου Α Έστω ότι τα 14 g µετάλλου είναι x mol Η χηµική εξίσωση της αντίδρασης του µετάλλου µε το υδροχλωρικό οξύ είναι: A + 2ΗCl ACl 2 + H 2 1 mol A δίνει 1 mol ACl 2 x mol A δίνουν ψ; mol ACl 2 ψ = x mol ACl 2 To διάλυµα που προκύπτει περιέχει ΑCl 2 και ΗCl H χηµική εξίσωση του διαλύµατος µε το ΚMnO 4 είναι: 5ΑCl 2 + 4KMnO HCl 5ACl 6 + 4MnCl 2 + 4KCl + 16H 2 O Υπολογίζουµε τα mol του KMnO 4 που αντέδρασαν: n = c V = 0,8M 0,2L = 0,16 mol KMnO 4

10 252 5 mol ACl 2 αντιδρούν µε 4 mol KMnO 4 x mol ACl 2 αντιδρούν µε 0,16 mol KMnO 4 4x = 5 0,16 άρα: x = 0,2 mol ACl 2 Όµως x ήταν και τα mol του µετάλλου, συνεπώς τα 14 g µετάλλου είναι 0,2 mol ma ma 14g n A = Mr A = = = 70g/mol Άρα: Αr A = 70 Mr n 0,2mol A A 4 24 g µετάλλου Α, το οποίο έχει δύο αριθµούς οξείδωσης x και ψ (ψ > x), αντιδρούν µε περίσσεια διαλύµατος αραιού Η 2 και παράγονται 13,44 L υδρογόνου, µετρηµένα σε συνθήκες STP Το διάλυµα που σχηµατίζεται αντιδρά πλήρως µε 240 ml διαλύµατος ΚΜnΟ 4, 1 M α Να γράψετε τις χηµικές εξισώσεις των αντιδράσεων που πραγµατοποιούνται χρησιµοποιώντας τα x και ψ β Να υπολογίσετε τους δύο αριθµούς οξείδωσης του µετάλλου ίνεται ότι η σχετική ατοµική µάζα του µετάλλου είναι 60 α Όταν το µέταλλο αντιδρά µε αραιό Η 2 έχουµε αντίδραση απλής αντικατάστασης και σχηµατίζεται Α 2 ) x Άρα η χηµική εξίσωση της αντίδρασης είναι: 2A + xh 2 Α 2 ) x + xh 2 To διάλυµα που προκύπτει περιέχει Α 2 ) x και H 2 Κατά την αντίδραση του µε ΚΜnΟ 4, το Α οξειδώνεται και δίνει Α 2 ) ψ Άρα η χηµική εξίσωση της αντίδρασης είναι: β Υπολογίζουµε τα mol του Α και του Η 2 που συµµετέχουν στη πρώτη αντίδραση: n A = ma 24g 0,4mol Ar = 60g / mol = και A n H2 = VH 2 13, 44L 0,6mol V = 22,4L/mol = m 2 mol A δίνουν x mol H 2 0,4 mol A δίνουν 0,6 mol H 2 0,4x = 2 0,6 άρα: x = 3 Συνεπώς ο µικρότερος ΑΟ του Α είναι +3 Με γνωστό το x η αντίδραση του Α µε το αραιό Η 2 γίνεται: 2Α + 3Η 2 Α 2 + 3Η 2 Ο Θα υπολογίσουµε τα mol του Α 2 που παράχθηκαν στη παραπάνω αντίδραση:

11 253 2 mol A δίνουν 1 mol Α 2 0,4 mol A δίνουν ω; mol Α 2 2ω = 0,4 άρα: ω = 0,2 mol Α 2 Θα υπολογίσουµε τα mol του ΚΜnO 4 που αντέδρασαν: n = c V = 1M 0,24L = 0,24 mol ΚΜnO 4 ηλαδή οξειδώθηκαν 0,2 mol Α 2 από 0,24 mol KMnO 4 Με γνωστή τη τιµή του x, η χηµική εξίσωση της οξείδωσης του Α 2 από KMnO 4 είναι: 5 mol Α 2 αντιδρούν µε 2(ψ - 3) mol KMnO 4 0,2 mol Α 2 αντιδρούν µε 0,24 mol KMnO 4 0,2 2(ψ - 3) = 5 0,24 0,4ψ - 1,2 = 1,2 0,4ψ = 2,4 ψ = 6 Άρα ο δεύτερος αριθµός οξείδωσης του Α είναι +6

12 254 Γ ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΑ ΘΕΜΑΤΑ Ασκήσεις - Προβλήµατα 1 Ποιος ο όγκος του Ο 2 που ελευθερώνεται σε συνθήκες STP, όταν αντιδράσουν 441 g K 2 µε περίσσεια Η 2 Ο 2 σε όξινο περιβάλλον; ίνονται οι σχετικές ατοµικές µάζες: Κ: 39, Cr: 52, O: 16 (Απ 100,8 L) 2 Ενα διάλυµα Νa 2 SΟ 3 όγκου 400 ml αντιδρά πλήρως µε περίσσεια Η 2 Ο 2 Στο διάλυµα που προκύπτει, προσθέτουµε περίσσεια ΒaCl 2 οπότε σχηµατίζεται ίζηµα µάζας 46,6 g Nα υπολογίσετε τη συγκέντρωση του αρχικού διαλύµατος Νa 2 SΟ 3 ίνονται οι σχετικές ατοµικές µάζες: Ba: 137, S: 32, O: 16 (Απ 0,5M ) 3 Ποια είναι η καθαρότητα άλατος Fe αν για την οξείδωση 190 g από αυτό απαιτούνται 250 ml διαλύµατος ΚΜnΟ 4 0,4Μ σε όξινο περιβάλλον ίνονται οι σχετικές ατοµικές µάζες: Fe: 56, S: 32, O: 16 (Απ 40%) 4 Ποσότητα ακάθαρτου ΝaΙ µάζας 1,2 g προστίθεται σε όξινο διάλυµα ΚΜnΟ Μ όγκου 250 ml Για να συµπληρωθεί η αντίδραση απαιτούνται 10 ml διαλύµατος FeCl 2 0,02Μ Ποια η καθαρότητα του δείγµατος του ΝaΙ (Απ 3,75%) 5 Ποσότητα κράµατος Cu και Zn κατεργάζεται µε πυκνό και θερµό διάλυµα Η 2 οπότε εκλύονται 5,6 L SO 2 µετρηµένα σε συνθήκες STP Ίδια ποσότητα κράµατος κατεργάζεται µε υδροχλωρικό οξύ οπότε εκλύονται 3,36 L αερίου µετρηµένα σε συνθήκες STP Να βρεθεί η µάζα του κράµατος ίνονται οι σχετικές ατοµικές µάζες: Cu: 63,5, Zn: 65 (Απ 16,1g) 6 12 g µείγµατος C και S κατεργάζονται µε πυκνό και θερµό διάλυµα H 2 και προκύπτουν 33,6 L αερίου µείγµατος µετρηµένα σε συνθήκες STP Να βρεθεί η % w/w σύσταση του µείγµατος C και S ίνονται οι σχετικές ατοµικές µάζες: C: 12, S: 32 (Απ C: 20% w/w, S: 80% w/w) 7 Ποιος όγκος αερίου ΗCl, σε συνθήκες STP, αποχρωµατίζει: α 100 ml διαλύµατος ΚΜnΟ 4 0,1Μ β 100 ml διαλύµατος ΚΜnΟ 4 0,1Μ παρουσία Η 2 SΟ 4 (Απ α1,792 L β 1,12 L)

13 255 8 Ένα διάλυµα Cl 2 περιέχει 7,1 g Cl 2 ανά λίτρο, ενώ ένα διάλυµα ΝΗ 3 περιέχει 170 g ΝΗ 3 ανά λίτρο Με ποια αναλογία όγκων πρέπει να αναµείξουµε τα δύο διαλύµατα για να αντιδράσουν πλήρως; (Απ 75:2) 9 6 g µετάλλου Μ που έχει στις ενώσεις του αριθµό οξείδωσης 2 ή 3, διαλύονται πλήρως σε υδροχλωρικό οξύ και το διάλυµα που προκύπτει απαιτεί για την πλήρη οξείδωση του 50 ml διαλύµατος Κ 2 Ο 7, 0,4 M Ποια είναι η σχετική ατοµική µάζα του µετάλλου Μ; (Απ 50) ml διαλύµατος ΝaOH, 0,1 Μ αντιδρούν µε περίσσεια ΝΗ 4 Cl και εκλύεται αέριο Α, το οποίο αντιδρά µε διάλυµα Η 2 Ο 2 και εκλύεται αέριο Β Να υπολογιστούν σε συνθήκες STP οι όγκοι των αερίων Α και Β (Απ Α: 0,56 L B: 0,28 L) 11α 2,8 g Fe αντιδρούν µε 200 ml διαλύµατος ΚΜnO 4 0,1 Μ παρουσία ΗCl, οπότε σχηµατίζεται αλάτι του Fe µε αριθµό οξείδωσης +2 ή +3 Να βρείτε ποιο αλάτι σχηµατίστηκε β Αν από 2,8 g Fe κατά την αντίδραση µε 230 ml διαλύµατος KMnO 4 0,1Μ παρουσία ΗCl σχηµατιστούν και τα δύο άλατα του Fe, να βρείτε ποιο ποσοστό του Fe θα δώσει FeCl 2 ίνονται οι σχετικές ατοµικές µάζες: Fe: 56 (Απ α FeCl 2, β 70%) 12 17,5 g µίγµατος Fe και Sn αντιδρούν πλήρως µε 200 ml διαλύµατος ΗCl Το διάλυµα που προκύπτει αποχρωµατίζει 300 ml όξινου διαλύµατος KMnO 4 0,2M α Ποια η % w/w σύσταση του αρχικού µίγµατος; β Ποια η συγκέντρωση του διαλύµατος ΗCl ; ίνονται οι σχετικές ατοµικές µάζες: Fe: 56, Sn: 119 (Απ α 5,6 g Fe, 11,9 g Sn, β 2M) g µείγµατος Fe και Αg αντιδρούν πλήρως µε 200 ml διαλύµατος ΗCl Το διάλυµα που προκύπτει, αντιδρά µε τόσο όγκο SO 2 σε συνθήκες STP, όσος χρειάζεται για να αντιδράσει πλήρως µε 100 ml όξινου διαλύµατος K 2 0,1Μ α Να γραφούν οι χηµικές εξισώσεις των αντιδράσεων που πραγµατοποιούνται β Να βρεθούν η % w/w περιεκτικότητα του µείγµατος σε Fe και η συγκέντρωση του διαλύµατος ΗCl ίνεται η σχετική ατοµική µάζα του Fe: 56 (Απα 67,2 % w/w Fe, β 1,2Μ)

14 256 ΤΟ ΞΕΧΩΡΙΣΤΟ ΘΕΜΑ Κράµα Cu και Ζn µάζας 9,6 g προστίθεται σε περίσσεια διαλύµατος HCl,οπότε ελευθερώνονται 1,12 L αερίου µετρηµένα σε STP α Να καθοριστεί η σύσταση του κράµατος β 38,4 g από το ίδιο κράµα διαλύονται σε περίσσεια πυκνού διαλύµατος H 2 Να υπολογιστεί ο όγκος του αερίου Α που ελευθερώνεται σε STP γ Το αέριο Α εισάγεται σε δοχείο που περιέχει 0,5mol O 2 και αποκαθίσταται η ισορροπία: 2SO 2(g) + O 2(g) 2S(g) Aν κατά την αντίδραση αυτή ελευθερώνεται θερµότητα 40 KJ, να υπολογιστεί η απόδοση της αντίδρασης ίνονται οι ενθαλπίες σχηµατισµού του SO 2(g) = -295 KJ/mol, S(g) = -395 KJ/mol και Αr Cu = 63,5, Ar Zn = 65 (Aπ α 6,35 g Cu, 3,25 gζn, β 13,44 L, γ 66,67%)