Stökiometri IV Blandade Övningar

Transkript

1 Stökiometri IV Blandade Övningar 1) 1 Man blandar 25,0 cm 3 silvernitratlösning, c = 0,100 M, med 50,0 cm 3 bariumkloridlösning c = 0,0240 M. Hur stor är: [Ag + ] i blandningen? [NO 3- ] i blandningen? [Ba 2+ ] i blandningen? [Cl - ] i blandningen? 2) 2 Vi antar att ett havssalt endast består av en blandning av natriumklorid och kaliumklorid. Då man analyserade saltblandningen löstes 3,527 g i destillerat vatten. Lösningen försattes med ett överskott av silverjoner. Den bildade fällningen filtrerades, torkades och vägdes. Fällningens massa bestämdes till 7,418 g. a) Är detta tillräckligt information för att man ska kunna bestämma halten natrium- och kaliumklorid i saltblandningen? b) Om ja Bestäm halterna. (Fundera gärna på hur man kvantitativt skulle kunna bestämma halten av natrium respektive kalium) 3) 3 Vid förbränningen av 1,00 kg metangas med hjälp av syrgas bildas bland annat koldioxid. a) Beräkna volymen av den bildade koldioxiden vid temperaturen 0 ºC, och trycket 100 kpa. b) I vilken utsträckning ändras volymen om den bildade gasen uppsamlas vid andra temperaturer? Undersök gärna volymändringen med hjälp av ett kalkylblad. 4) 4 Silverjoner kan användas för att framställa silverspeglar. Vid en sådan reaktion kan man använda en vattenlösning av föreningen metanal. Lösningen av metanal görs basisk och därefter tillsätts silverjoner. Då bildas en silverspegel (Ag (s) ) samt metansyra. a) Skriv en balanserad reaktionsformel för denna reaktion. (Du skall rita strukturformler med samtliga bindningar utsatta för metanal och metansyra.) Vid framställningen av en silverspegel användes 40,0 cm 3 0,50 mol/dm 3 metanal. Lösningen gjordes basisk. Man tillsatte sedan 10,0 cm 3 0,20 mol/dm 3 silvernitratlösning. b) Beräkna hur stor substansmängd metanal som finns kvar i lösningen, efter att reaktionen skett fullständigt. 1 [Ag + ] = 0,00133 M; [NO 3- ] = 0,0333 M; [Ba 2+ ] = 0,016 M; [Cl - ] = 0,00 M 2 a) ja b) 34,1 % NaCl och 65,9 % KCl 3 1,42 m 3 4 0,019 mol

2 5) 5 Ett metalliskt grundämne, X, reagerade fullständigt med 1,202 dm 3 syrgas vid trycket 101,3 kpa och temperaturen 20,0 C. Då bildades en metalloxid med formeln X 2 O 3 och massan 6,25 g. Vilken metall kan det vara? a) B b) Al c) Ga d) In e) Tl 6) 6 Vid uppvärmning av det rostfria stålet i luft bildas oxiden M 2 O 3 (M står för metall). Järn och krom är i denna oxid helt utbytbara mot varandra. Detta innebär att sammansättningen i oxiden M 2 O 3 kan vara mellan % med avseende på järn eller krom. För oxiden M 3 O 4 är inte alla sammansättningar av järn och krom möjliga. (Järn förekommer som Fe 2+ och Fe 3+, Krom förekommer som Cr 3+ ) Vilken är den maximala halten krom, angiven i mol%, som kan förekomma i oxiden M 3 O 4? a) 25 mol% b) 33 mol% c) 50 mol% d) 67 mol% e) 75 mol% 7) 7 Vid ofullständig förbränning av butan i syrgas sker reaktionen: 2 C 4 H O 2 8 CO + 10 H 2 O Hur stor volym syrgas av temperatur 295 K och trycket 1, Pa krävs för att förbränna 0,10 mol butan under bildande av vattenånga och kolmonoxid? a) 2,5 dm 3 b) 11 dm 3 c) 14 dm 3 d) 18 dm 3 e) 22 dm 3 8) 8 2,0 ton naturgas (metan) reagerar med vatten enligt: CH 4 + H 2 O CO + 3 H 2 Kolmonoxiden och vätgasen reagerar sedan enligt: CO + 2 H 2 CH 3 OH Hur stor massa metanol bildas om utbytet är 90%? Svara i ton med två gällande siffror. 9) 9 Vilken är koncentrationen av natriumjoner i en vattenlösning av 19,0 g Na 2 CO 3 i 870 cm 3 lösning? a) 0,103 mol/dm 3 b) 0,206 mol/dm 3 c) 0,412 mol/dm 3 d) 0,312 mol/dm 3 5 Metallen är Gallium 6 d 67 mol% 7 b 11 dm 3 8 3,6 ton 9 c) 0,412 mol/dm 3

3 10) 10 Två lika stora gasflaskor innehåller ädelgaserna helium (M = 4 g/mol) respektive argon (M = 40 g/mol). I båda flaskorna råder samma tryck och temperatur. Vilket är förhållandet mellan substansmängderna av de två gaserna, n(he) : n(ar)? a) 10:1 b) 1:1 c) 1:10 d) 1:100 11) 11 Sprängämnet nitroglycerin, C 3 H 5 (NO 3 ) 3, är vid rumstemperatur en vätska som lätt exploderar och då sönderfaller till koldioxid, kväve, syre och vatten. Då 1,00 g nitroglycerin exploderar i en sluten behållare med volymen 250 cm 3 blir temperaturen 1950 ºC. Beräkna trycket av den koldioxid som bildas. 12) 12 Om man blandar järnpulver och svavel i lämpliga proportioner och sedan upphettar blandningen bildas järn(ii)sulfid. Vid ett tillfälle blandar man 1,50 g järnpulver med 1,00 g svavel och för över blandningen till ett provrör, som upphettas till dess att ingen ytterligare reaktion sker, varefter provröret får svalna. a) Skriv reaktionsformel för bildandet av järn(ii)sulfid ur järn och svavel. b) Beräkna den massa järn(ii)sulfid, som högst skulle kunna bildas vid reaktionen. c) När man väger provröret efter avsvalning, finner man att innehållets massa är mindre än före reaktionens start. Vad beror denna minskning i massa på? d) I detta experiment finner man att innehållets massa efter upphettning och följande avsvalning endast är 2,22 g. Beräkna massan av den järn(ii)sulfid som har bildats. 10 b) 1:1 11 p = 9, Pa 12 a) Fe + S FeSb) m (FeS) = 2,36 g c) En del av svavlet har gått bort i gasform under upphettningen och/eller en del av svavlet har förbränts och bildat svaveldioxid. d) m (FeS) = 1,97 g

4 13) 13 Ett drakmonsters förmåga att spruta eld kan förklaras med att de bakterier det har i magen producerar brännbara gaser. När draken spyr eld antänds utandningsgaserna. Det finns bl.a. röda drakar vars utandningsluft har volymhalten 30 procent metan, 15 procent syrgas och resten kvävgas och koldioxid. En vuxen röd drake har i medeltal en lungvolym på 5,1 m 3. Trycket i lungorna är 150 kpa och temperaturen 35 ºC. a) Skriv en balanserad reaktionsformel för den förbränningsreaktion som sker när röda drakar spyr ut eld. b) Beräkna den totala substansmängden gas samt substansmängden metan som finns i lungorna hos en vuxen röd drake. c) Hur stor substansmängd syrgas krävs för fullständig förbränning av den metan som finns i en kraftig utandning från den röda draken. Räcker syrgasen i utandningen till? Om inte, hur stor substansmängd syrgas måste ytterligare tillföras? d) Bestäm den värmeenergi som frigörs då den metan som finns i 1,00 dm 3 av lunginnehållet förbränns fullständigt. Förbränningsentalpin för metan är 882 kj/mol. 14) 14 Järn(II)sulfat liksom andra salter kan innehålla ett varierande antal kristallvatten. I en information om en järnmedicin kan man läsa att varje tablett innehåller 525 mg järn(ii)sulfat, vilket motsvarar 105 mg järn. Beräkna antalet kristallvatten i järn(ii)sulfatet i denna medicin, dvs. n i FeSO 4 n H 2 O. 15) 15 När metylamin, CH 3 NH 2, reagerar med syrgas bildas koldioxid, kvävgas och vatten. Vilken substansmängd syrgas krävs per mol metylamin? 16) 16 Jod, I 2, reagerar med dubbelbindningar i fettsyror. Varje dubbelbindning adderar en jodmolekyl. Vid undersökning av antalet dubbelbindningar i arakidonsyra (M =304,5 g/mol) fann man att 0,125 g av arakidonsyran reagerar med 0,417 g jod. Hur många dubbelbindningar finns i syran? 0, 417 g =0,00164 mol dubbelbindningar 2 126,9 g/mol =0,00164 mol I 2 0,125 g 304,5 g/mol =4, mol fettmolekyler 17) 17 Toluen, C 7 H 8, sätts till bensin för att höja oktantalet. Vilket volymförhållande skall det vara mellan luft och gasformig toluen för att toluen skall förbrännas fullständigt till koldioxid och vatten? Volymhalten syre i luft antas vara 20 %. 13 a) CH 4 + 2O 2 CO 2 + 2H 2O b) n (metan) = 90 mol c) Mängd syrgas som krävs: n 1(O 2) = 179 mol Tillgänglig mängd syrgas i utandningen: n 2(O 2) = 45 mol Det måste tillföras ytterligare 134 mol syrgas 14 Antal kristallvatten = CH 3NH O 2 4 CO N H 2O 16 ger 4 dubbelbindningar/fettmolekyl 17 C 7H O 2 7 CO 2 + H 2O 1 del toluen behöver 9delar syrgas, 9 delar syrgas är 20 % dvs det behövs 45 delar luft

5 18) 18 Behållare A innehåller 1,0 g vätgas. Behållare B innehåller 1,0 g syrgas. Behållarna har volymen 1,0 dm 3 och temperaturen är 20 C. Vilken eller vilka av nedanstående egenskaper är densamma eller desamma för båda gaserna? a) trycket b) substansmängden c) molekylernas genomsnittliga hastighet d) antalet molekyler e) molekylernas genomsnittliga rörelseenergi 19) 19 Vilken förening innehåller både jonbindningar och kovalenta bindningar? a) OF 2 b) NH 4 F c) HF d) MgF 2 20) 20 Hur många vattenmolekyler finns det i 0,10 g CuSO 4 5 H 2 O? (Molmassan är 249,7 g/mol) 0,10 g 249,7 g/mol =4, mol kopparsulfat 21) 21 Kamelpuckelns fett är en källa till både vatten och energi. Antag att fettet uteslutande består av C 57 H 100 O 6 som är ett typiskt animaliskt fett. a) Skriv en reaktionformel för fullständig förbränning av C 57 H 100 O 6. b) Hur stor massa vatten bildas då kamelen fullständigt förbränner 1,0 kg puckelfett? 22) 22 En blandning av syrgas och kvävgas har vid rumstemperatur volymen 1,00 dm 3. Man sätter till 1,00 dm 3 vätgas och sedan får gasblandningen explodera. De kvarvarande gaserna kyls ned till den ursprungliga temperaturen och volymen av de torra gaserna är då 0,92 dm 3. Alla de givna volymerna gäller vid samma tryck. a) Skriv reaktionsformel för den reaktion som sker vid explosionen. b) Vilken av reaktanterna är i överskott? Motivera ditt svar. c) Beräkna halten syrgas respektive kvävgas i den ursprungliga gasblandningen. Svara i volymprocent. 23) 23 Ett prov av aluminiumsulfat, Al 2 (SO 4 ) 3, var förorenat med aluminiumnitrat. Renheten undersöktes på följande sätt: 2,78 g av det förorenade saltet löstes i vatten. Man tillsatte sedan överskott av bariumnitratlösning och fick då en vit fällning, som efter torkning vägde 5,31 g. a) Skriv reaktionsformel för den reaktion som sker då den vita fällningen bildas. b) Beräkna substansmängden sulfatjoner i provet. c) Beräkna masshalten aluminiumsulfat i provet. Svara i procent. 18 e) molekylernas genomsnittliga rörelseenergi 19 b) NH 4F 20 Ger 2, mol H 2O 21 a) C 57H 100O O 2 57 CO H 2O b) 1 kg fett är 1,1 mol fett och ger 57 mol vatten som är ca 1 kg vatten 22 a) 2 H 2 + O 2 2 H 2O b) Väte är i överskott annars hade det bildats med vatten dvs slutvolymen hade blivit lägre c) 36 Vol% syrgas och 64 Vol% kvävgas 23 a) Ba SO 4 BaSO 4 b) 0,02275 mol sulfatjoner c) 93,3 % aluminiumsulfat