Vegyjel Mg O Vegyértékelektronok száma Párosítatlan elektronok száma alapállapotban

IV. ANYAGI HALMAZOK IV. 1–2. FELELETVÁLASZTÁSOS TESZTEK 0

1 2 3 B B D 0 C C C E 1 C E C D 2 B D C A 3 B C A D 4 A D B A 5 *A D helyén. (A második kiadásban már D.)

4 C C D B A C

5 B A E(D*) A B

6 A B D B A

7 B C C D D

8 D C A B D

IV. 3. TÁBLÁZATKIEGÉSZÍTÉS A magnézium, az oxigén és vegyülete Vegyjel

Mg

O

Vegyértékelektronok száma

55. 2

56. 6

Párosítatlan elektronok száma alapállapotban

57. 0

58. 2

Halmazállapot (25 °C, 101 kPa)

59. szilárd

60. gáz

Szilárd állapotban a kristályrács típusa

61. fémrács

62. molekularács

A rácspontokon lévő részecskék (kémiai jel)

63. Mg (Mg2+)

64. O2

A rácsösszetartó erő típusa

65. fémes kötés

66. másodrendű (diszperziós) kötés

A két elem alkotta vegyület képlete

67. MgO

A vegyület rácstípusa

68. ionrács


69. szilárd


70. Mg2+, O2–

9 A D A C C

A szén, a klór és vegyülete Vegyjel

C

Cl

Vegyértékelektronok száma

71. 4

72. 7

Párosítatlan elektronok száma alapállapotban

73. 2

74. 1


75. szilárd

76. gáz

Szilárd állapotban a kristályrács típusa

77. atomrács (gyémánt)

78. molekularács


79. C

80. Cl2


81. kovalens kötés (gyémánt)


A két elem alkotta vegyület képlete

83. CCl4

A vegyület rácstípusa

84. molekularács


85. CCl4



Gázok összehasonlítása Képlet

CH4

He

SO2

Moláris tömeg

87. 16 g/mol

88. 4 g/mol

89. 64 g/mol

Anyagmennyiség

90. 0,5 mol

91. 2 mol

92. 0,125 mol

Térfogat (25 °C, 101 kPa)

93. 12,2 dm3

94. 49,0 dm3

95. 3,06 dm3

97. 0,163 g/dm3

98. 2,61 g/dm3

100. 0,125

101. 2,0

Sűrűség (25 °C, 101 kPa)

96.

16 g/mol

24,5 dm 3 /mol = 0,653 g/dm3 Oxigéngázhoz viszonyított relatív sűrűség

99.

16 g/mol = 0,5 32 g/mol

Gáz-halmazállapotú elemek összehasonlítása

Képlet Moláris tömeg

102. N2 105.

21 g 4,5 ⋅ 10 23

6 ⋅ 10 23 = 28 g/mol

106. 16 · 2 g/mol = 32 g/mol

107. 0,816 g/dm3 · 24,5 dm3/mol = 20 g/mol

108. 0,64 g

109. 40 g 22

Molekulák száma

Sűrűség (25 °C, 101 kPa)

104. Ne

mol

Tömeg Térfogat (25 °C, 101 kPa)

103. O2

110. 1,2 · 10 4,5 ⋅ 10 23

mol · 6 ⋅ 10 23 24,5 dm3/mol = 18,4 dm3 111.

113.

28 g/mol

490 cm3

112. 49,0 dm3

114. 1,31 g/dm3

24,5 dm 3 /mol =1,14 g/dm3 Hidrogéngázhoz viszonyított relatív sűrűség

115.

28 g/mol = 14 2 g/mol

116. 10

IV. 4. EGYÉB FELADATOK Ionvegyületek oldódása vízben 117. 118. 119. 120.

A NaOH esetében. 1p A lombikban levő gáz melegszik, tágul (vagy: nő a nyomása), és kiszorítja a folyadékot. 2 p Exoterm az oldáshő (hőtermelő folyamat). 1p A rácsenergia kisebb, mint a hidratációs hők összege (abszolút értékben). 1p 5 pont

Oldhatóság vizsgálata 121. Az etil-alkohol elegyedik a vízzel, a benzin és a szén-tetraklorid nem. 1p Az apoláris molekulákat tartalmazó szerves vegyületek nem elegyednek a dipólusos vízzel. 1p Az alkohol poláris molekulájú (és hidrogénkötést is ki tud alakítani), ezért oldódik vízben. 1p 122. A szén-tetraklorid és a benzin sűrűségéről. 1p A szén-tetraklorid sűrűsége nagyobb, a benziné pedig kisebb mint a vízé (1 g/cm3). 1p 123. A jód apoláris molekulájú, ezért az apoláris fázisban helyezkedik el (ha van olyan).1 p 124. A szén-tetraklorid és a benzin elegyedik egymással, mert mindkettő apoláris molekulákat tartalmaz. 1p Az etil-alkohol apoláris jellegű etilcsoportja (CH3−CH2) ad lehetőséget az apoláris molekulájú anyagokkal való jó elegyedésre. 1p 8 pont

Szilárd anyagok vizsgálata

A dipólusmolekulájú vagy az ionos anyagok („hasonló hasonlót old” elv alapján). Az apoláris molekulájú anyagok. Atomrácsos lehet. 1. kémcső: naftalin 3. kémcső: kvarchomok 129. 2. kémcső: karbamid, 4. kémcső: kálium-klorid Indoklás: a kálium-klorid ionos, ezért vizes oldata vezeti az áramot, a karbamidé nem 130. a) szublimáció b) 1. kémcső c) gyenge másodrendű kötések a molekulák között (kis rácsenergia) 125. 126. 127. 128.

2p 1p 1p 1p 1p 1p 1p 1p 1p 1p 11 pont

Az oldhatóság hőmérsékletfüggése 131. a) Igen, a B sóé [mert ebből maradt a legtöbb feloldatlanul (B2)]. b) Igen, az A sóé [mert ebből maradt egyedül feloldatlanul (A3) ]. 132. a) Igen, a C sóé [mert ebből maradt a legkevesebb feloldatlanul (C2)]. b) Nem [mert sem B-ből sem C-ből nem maradt feloldatlanul]. 133. Magasabb hőmérsékleten gyorsabb az oldódás. 134. A2, B2, C2, A3 135. A – IV. B – III. C – II. 3×1p

1p 1p 1p 1p 1p 1p 3p 9 pont

IV. 5. SZÁMÍTÁSOK 136. a) A gázelegy térfogata: 5,00 dm3 + 3,00 dm3 = 8,00 dm3 1p 3 5,00 dm Az összetétel: 1p · 100% = 62,5 térfogat% O2 és 37,5 térfogat% H2. 8,00 dm 3 b) A térfogat és az anyagmennyiség-százalék mérőszáma Avogadro törvénye miatt megyegyezik: 62,5 x% O2 és 37,5 x% H2 van az elegyben. 1p 1,00 mol gázelegy 0,625 mol O2-t és 0,375 mol H2-t tartalmaz, ezek tömegei: 0,625 mol · 32 g/mol = 20,0g 0,375 mol · 2 g/mol = 0,75 g Összesen: 20,75 g. 2p 20,0 g Az összetétel: 1p · 100% = 96,4 w% O2 és 3,6 w% H2. 20,75 g (A feladat úgy is megoldható, hogy az 5,00 dm3 és 3,00 dm3 gáz térfogatából önkényesen választott – de azonos – körülményeket feltételezve kiszámítjuk a tömeget, majd abból az összetételt.) c) A fenti számolási módszer alapján automatikusan adódik: M(elegy) = 20,8 g/mol. 2p d) A gázelegy sűrűsége csak a hőmérséklet és nyomás ismeretében határozható meg. 2p e) A CO–CH4 gázelegy átlagos moláris tömege is 20,8 g/mol. 1p Ha pl. 1 mol gázelegyet veszünk, annak tömege 20,8 g, benne pedig x mol CO és (1–x) mol CH4 esetében a moláris tömegekkel felírható összefüggés: 28x + 16(1–x) = 20,8 3p Ebből: x = 0,40, 1p Vagyis 40 x% = térfogat% CO és 60 x% = térfogat % CH4 van a gázelegyben. 1p 16 pont

137. a) ρ =

m M = , V Vm

– M (elegy) = ρ ⋅ Vm = 0,2239 g/dm 3 · 24,5 dm 3 /mol = 5,49 g/mol,

5,49 g/mol M (elegy) = = 0,343 M (CH 4 ) 16,0 g/mol c)Ha 1,00 mol elegyet veszünk, abban:

3 pont

b) ρ r =

2 pont

5,49 g / 3 = 1,83 g hidrogén, oxigén, illetve ismeretlen vegyület van. 1,83 g – 1,83 g hidrogén anyagmennyisége: n = = 0,915 mol, 2,00 g/mol 1,83 g – 1,83 g oxigén anyagmennyisége: n = = 0,0572 mol, 32 g/mol – az ismeretlen vegyület anyagmennyisége:

2 pont

n = 1 mol – (0,915 + 0,0572) = 0,0278 mol, 1,83 g – ebből a moláris tömege: M = = 65,8 g/mol. (A behelyettesített 0,0278 mol adatok pontosságától függően 64,6 – 65,8 közötti értékeket kapunk, így lehet szó például a kén-dioxidról, amelynek 64 g/mol a moláris tömege.)

1 pont

d) A térfogat%-os összetétel számértékben a mólszázalékossal egyezik meg: 91,5 térfogat% H2, 5,72 térfogat% O2, 2,78 térfogat% vegyület

1 pont 1 pont

2 pont 3 pont

15 pont 138. a) Ha a sűrűségük azonos, akkor Avogadro törvénye alapján az átlagos moláris tömegük is azonos, vagyis a gázelegy átlagos moláris tömege: M = 32,0 g/mol. 1 pont – A gázelegy sűrűsége standard nyomáson, 25 °C-on: g 32,0 M mol = 1,31 g . ρ = = 2 pont Vm dm 3 dm 3 24,5 mol b)A héliumra vonatkoztatott sűrűség: g 32 ,0 M mol = 8,00. 2 pont ρr = = g M (He ) 4,00 mol c)Legyen például 1,00 mol gázelegyünk, abban: x mol CO és (1,00–x) mol CO2. 1 pont – A moláris tömegek alapján: 28,0x + 44,0(1,00–x) = 32,0 2 pont – ebből: x = 0,750 1 pont – A térfogat- és mól%-os összetétel megegyezik, így: 75,0 térfogat% CO és 25,0 térfogat % CO2. 1 pont d)A metán moláris tömege 16 g/mol, vagyis fele a gázelegy átlagos moláris tömegének, így azonos tömeg esetén kétszeres anyagmennyiséget kevera gázelegyhez. 2 pont – A gázelegy anyagmennyisége, ennek következtében (azonos állapotban) a térfogata is háromszorosára nő, aminek következtében a mól%-os, így a térfogat%-os CO-tartalma is a harmadára csökken: 25,0 térfogat% CO lesz benne. 2 pont 14 pont

139. a) A normál moláris gáztérfogat: Vm = 22,41 dm3/mol – A sűrűségből és a normál moláris gáztérfogatból: dm 3 g M (elegy ) = ρ ⋅ Vm = 1,071 ⋅ 22,41 = 24,00 . 3 mol mol dm – A levegőre vonatkoztatott sűrűség: g 24,00 M (elegy) mol = 0,83. ρr = = g M (levegő) 29 mol b) A gázelegy 1,000 mólja tartalmaz: x mol CH4-t és így (1,000–x) mol O2-t, ezek tömege: 16,00x gramm, illetve 32,00(1,000–x) g. – Ebből az átlagos moláris tömeg alapján az összefüggés: 16,00x + 32,00(1,000–x) = 24,00, amelyből x = 0,5000. – A gázelegy 50,00–50,00 mól%, azaz térfogat% metánt, illetve oxigént tartalmaz. c)A tömeg%-os metántartalom: g 0,5000 mol ⋅ 16,00 mol = 1 ⎯ ⎯→ 33,33 tömeg% CH4, 66,67 w% O2. 24,00 g 3 d)Tegyük fel, hogy 1,000 mol elegyhez még y mol H2-t kell keverni. Ha ekkor a sűrűsége a felére csökken, akkor az átlagos moláris tömege is az eredeti fele lesz: 12,00 g/mol. – Az új gázelegyre felírható: 24,00 + 2 y = 12,00 1,000 + y ebből: y = 1,200 – A gázelegyhez tehát 1,200-szeres térfogatú hidrogént kell keverni. – A gázelegyhez: g 1,20 mol ⋅ 2,00 mol = 0,100 -szeres tömegű hidrogént kell keverni. 24,00 g g

1 pont 1 pont

1 pont

1 pont 2 pont 1 pont

2 pont

1 pont 2 pont 1 pont 1 pont

1 pont 15 pont

140. a)A vegyület képlete: CxHyOz, ahol x : y : z = n(C) : n(H) : n(O). 1p – A tapasztalati képlet: m(C) m(H) m(O) x : y:z = : : 1p M (C) M (H) M (O) 53,3g 6,67 g 40 g : : x : y:z = = 3,33 : 6,67 : 3,33 = 1,00 : 2,00 : 1,00 , 12 g/mol 1g/mol 16 g/mol CH2O. 2p b)A vegyület moláris tömege a relatív sűrűségből: M = ρr · M(O2) = 1,875 · 32,0 g/mol = 60,0 g/mol. 1p – A vegyület molekulaképlete (CH2O)n, ahol n ≥ 1, egész szám, M(CH2O) = 30,0 g/mol, ezért: n · 30,0 g/mol = 60,0 g/mol → n = 2, tehát a molekulaképlet: C2H4O2. 1p 6 pont

141. 50,0 dm3 ammóniagáz anyagmennyisége: n =

50,0 dm 3

= 2,23 mol. 22,41 dm 3 /mol A gáz tömege: m = 2,23 mol · 17,0 g/mol = 37,9 g. 37,9 g A 20,0 tömeg%-os oldat tömege: m(oldat) = = 189,5 g, 0,200 a víz tömege pedig: m(víz) = 189,5 g – 37,9 g = 151,6 g ≅ 152 g 152 g víz térfogata kb. 152 cm3, tehát 152 cm3 vízben nyelettük el az 50,0 dm3 gázt.

142. a)100 cm3 10,0%-os oldat tömege: 105 g, amelyben 10,5 g HCl van. – A végső oldat 20,0 tömeg%-os, ehhez még x gramm HCl-t használunk: az oldat tömege (105 + x) g, az oldott anyagé (10,5 + x) g lesz. – A keletkező oldat 20,0 tömeg%-os, így: 10,5 + x = 0,200 105 + x – Ebből: x = 13,1 g [a 10,5 g HCl elvi hiba.] (Más levezetés, például a keverési egyenlet is elfogadható: 105 · 10,0% + x · 100% = (105 + x) · 20,0% → x = 13,1.) – A feloldandó HCl-gáz anyagmennyisége: 13,1 g n(HCl) = = 0,359 mol, g 36,5 mol – a térfogata pedig: V(HCl) = 0,359 mol · 24,5 dm3/mol = 8,79 dm3. b)A keletkező oldat tömege: 105 g + 13,1 g = 118,1 g, – térfogata pedig: 118,1 g V = = 107,4 cm 3 . g 1,10 cm 3 – Az egész oldat térfogata (csupán) 7,4 cm3-rel nőtt. 143. a) Vegyünk pl. 1000 cm3 oldatot, amelynek tömege 1080 g. – Ebben 5,00 mol, azaz: 5,00 mol · 36,5 g/mol = 182,5 g HCl van. – Az oldat: 182,5 g · 100% = 16,9 tömeg%-os. 1080 g c ⋅ M (HCl ) n(HCl ) ⋅ M (HCl ) m(HCl ) [Alternatív megoldási menet: w = = = m(oldat ) ρ ⋅ V (oldat ) ρ g mol 5,00 ⋅ 36,5 3 mol dm w= = 0,169. g 1080 dm 3 (A mértékegységek egységesítése miatt a sűrűséget át kellett váltani: 1,08 g/cm3 = 1080 g/dm3.)] b) 500 cm3 oldatban 2,50 mol HCl van. Ennek tömege 91,25 g. 91,25 g = 246,6 g 37,0%-os sósavban van, – Ez 0,370

1p 1p

2p 1p 5 pont 2 pont 1 pont

1 pont 1 pont

1 pont

1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 10 pont 1 pont 1 pont 1 pont

2 pont 1 pont

– amelynek térfogata:

246,6 g = 209 cm3, tehát 209 cm3 37 tömeg%-os sósavból g 1,18 cm 3

kell kiindulnunk. c)500 cm3 5,00 mol/dm3-es sósav tömege a sűrűség alapján 540 g. A cc. sósavhoz adandó víz: 540 g – 246,6 g = 293,4 g (ami kb. 293,4 cm3.) Tehát a tömény sósavhoz 293 cm3 vizet kell keverni.

1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 10 pont

144. a) 100 cm3 tömény kénsavoldat tömege: m(oldat) = 100 cm3 · 1,84 g/cm3 = 184 g, – az ebben lévő kénsav tömege: m(H2SO4) = 184 g · 0,98 = 180,32 g, – a keletkező oldat tömege: m(hígabb oldat) = 184 g + 100 g = 284 g, – tömeg%-os kénsavtartalma: 180,32 g ⋅ 100% = 63,5 tömeg%. 284 g b) a keletkező oldat térfogata: 284 g V (hígabb oldat ) = = 184,4 cm 3 , g 1,54 cm 3 – a benne oldott kénsav anyagmennyisége: 180,32 g n(H 2SO 4 ) = = 1,84 mol, g 98 mol – az oldat koncentrációja: 1,84 mol mol c(H 2SO 4 ) = = 9,98 . dm 3 0,1844 dm 3


1 pont

2 pont

2 pont 9 pont 3

3

145. a) A tömegkoncentráció: c · M(H3PO4) = 16,0 mol/dm · 98 g/mol = 1568 g/dm , azaz 1,57 kg/dm3. b)Tudjuk, hogy például 100 g oldatban 90 g foszforsav van, így 10 g víz van. – A foszforsav, illetve a víz anyagmennyisége: 90 g n (H3PO 4 ) = = 0 , 918 mol , 98 g / mol – A koncentráció adat felhasználásával kiszámíthatjuk a 0,918 mol foszforsavat tartalmazó oldat térfogatát: n(H 3 PO 4 ) 0,918 mol V (oldat) = = = 0,0574 dm 3 = 57,4 cm 3 . 3 c 16,0 mol/dm

– Ezek alapján az oldat sűrűsége: 100 g m(oldat) ρ = = = 1,74 g/cm 3 . 3 V (oldat) 57,4 cm c)100 cm3 oldat így 174 g tömegű, – amelyben 174 · 0,900 = 156,6 g foszforsav van. – Ugyanennyi foszforsavat tartalmaz a hígított, 50,0 tömeg%-os oldat is, melynek tömege egyszerűen meghatározható: m(oldat) = 2 · 156,6 g = 313,2 g. – A keletkező oldat térfogata:

2p 1p 1p

2p

1p 1p 1p

V (oldat) =

313,2 g

= 234,6 cm 3 ≅ 235 cm3.

1p 1,335 g/cm – Az oldathoz hozzákeverendő víz: m(víz) = 313,2 − 174 = 139,2 g, azaz kb. 139 cm3. 2p (Elvileg hibás a 235 cm3 − 100 cm3 = 135 cm3 eredmény, mivel a tömény oldatok térfogatai nem additív mennyiségek.) _____ 12 pont (Természetesen minden más, elvileg helyes levezetés is maximális pontszámot ér!) 3

146. a) 20 °C-on az 50,0 cm3 (azaz 50,0 g) vízből és 100 g sóból készített oldat: 100 g · 100% = 66,6 tömeg%-os lenne. 1 pont 50,0 g + 100 g – Ez töményebb a megadott 65,8%-os telített oldatnál, vagyis nem oldódik fel az összes ammónium-nitrát. 2 pont b) 50 °C-on 100 g víz 344 g ammónium-nitrátot old, vagyis az 50,0 cm3 (50,0 g) vizünk fele ennyit, azaz 172 g-ot. 1 pont – Ezek szerint még: 172 g – 100 g = 72,0 g ammónium-nitrátot kell a főzőpohárba szórni. 1 pont c) A lehűtéskor számolhatunk pl. a keverési egyenlettel. Legyen x a kikristályosodó só tömege (aminek w = 1,00 a tömegtörtje): m · w(50 °C) = x · 1,00 + (m – x) · w(20 °C). 1 pont – Az 50 °C-os oldat tömege: m = 50,0 g + 172 g = 222 g. 1 pont – Kiszámíthatnánk az 50 °C-os oldat tömegtörtjét, de ez esetben feleslegesen járnánk el, mert m · w(50 °C) éppen az oldott anyag, azaz a 172 g. 1 pont – A keverési egyenlet így a következőképpen alakul: 172 = x + (222 – x) · 0,658 1 pont – Ebből: x = 75,8, tehát 75,8 g ammónium-nitrát kristályosodik ki a hűtés során. 1 pont 10 pont 147. a)A telített oldat tömeg%-os ammónium-bromid-tartalma: 75,5 20 °C : ⋅ 100% = 43,0 tömeg%, 175,5 145,6 100 °C : ⋅ 100% = 59,3 tömeg%. 2 pont 245,6 – 100 g sóból 100 °C-on készíthető oldat tömege: m(100 °C) = 100 : 0,593 = 168,6 g. 1 pont – 20 °C-ra hűtve x gramm só válik ki, így például a keverési egyenlet alapján: 168,6 · 0,593 − x · 1,00 = (168,6 − x) · 0,430 2 pont – ebből: x = 48,2, vagyis 48,2 g só válik ki. 1 pont b)Ahhoz, hogy feloldódjon a só, még y gramm (0,00 tömegtörtű) vizet kell hozzákeverni. A 20 °C-os rendszert − az egyszerűség kedvéért − tekinthetjük 59,3 tömegszázalékos oldatnak is, így a például a keverési egyenlettel számolva: 168,6 · 0,593 + y · 0,00 = (168,6 + y) · 0,430. 3 pont (Természetesen tekinthetjük úgy, hogy 48,2 g só és 120,4 g 43,0 tömeg%-os oldatról van szó, és akkor az egyenlet a következőképpen alakul: 48,2 · 1,000 + 120,4 · 0,430 + y · 0,00 = (168,6 + y) · 0,430.) – Ebből: y = 63,9, vagyis 63,9 g, azaz 63,9 cm3 vizet kell a rendszerhez keverni. 1 pont (Természetesen minden más, elvileg helyes levezetés is maximális pontszámot ér!) ______ 10 pont

148. a) A 80°C-on telített oldat: 60,0 g ⋅ 100% = 37,5 tömeg% oldott anyagot tartalmaz. 160 g – Induljunk ki x (gramm) sóból, akkor az így: x g 80 °C-on telített oldatban lesz. 0,375 – A hűtés után az oldatban: (x–150) g só van, ⎛ x ⎞ −150 ⎟ g az oldat tömege. ⎜ ⎝ 0,375 ⎠  A lehűtés során 20°C-os telített oldat keletkezik (amely 25 %-os): x − 150 = 0,25 ⎛ x ⎞ −150 ⎟ ⎜ ⎝ 0,375 ⎠ – Ebből: x = 337,5, vagyis kb. 338 g sóból kell kiindulni. b) A visszanyerhető só az eredetinek: 150 g ⋅ 100% = 44,4%-a. 337,5 g

1 pont



149. – A reakcióegyenlet: 2 NO + O2 = 2 NO2 – Az egyenlet és Avogadro törvénye alapján: 3,00 dm3 NO 1,50 dm3 O2-nel reagál, és 3,00 dm3 NO2-gáz keletkezik. – A reakcióban az összes NO átalakul: 100%-os az átalakulás. – A reakcióban a 3,00 dm3 O2 fele alakul át: 50%-os az átalakulás. 150. 2,45 dm3 standardállapotú hidrogéngáz 0,100 mol. A reakcióegyenlet: H2 + Cl2 = 2 HCl Az egyenlet alapján ugyanakkora, vagyis 2,45 dm3 térfogatú klórgáz szükséges a maradéktalan reakcióhoz. A reakcióegyenlet alapján 0,200 mol HCl keletkezik. 0,200 mol A 150 cm3 sósav koncentrációja: c(HCl) = = 1,33 mol/dm3. 3 0,150 dm

1 pont 2 pont 1 pont 1 pont 5 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 5 pont

151. a) Az egyenletek: N2 + 3 H2 = 2 NH3 (1) 4 NH3 + 5 O2 = 4 NO + 6 H2O (2) 2 NO + O2 = 2 NO2 (3) 4 NO2 + 2 H2O + O2 = 4 HNO3 (4) NH3 + HNO3 = NH4NO3 (5) b) 8,000 tonna, azaz 8000 kg pétisó mészkőtartalma: 0,400 · 8000 kg = 3200 kg. – Az ammónium-nitrát-tartalom: 8000 kg – 3200 kg = 4800 kg. Ennek anyagmennyisége [M(NH4NO3)] = 80,0 g/mol = 80,0 kg/kmol): 4800 kg m n= = 60,0 kmol. = kg M 80,0 kmol – 60,0 kmol ammónium-nitráthoz 60,0 kmol NH3 és 60,0 kmol HNO3 szükséges [(5) egyenlet].

5 pont 1 pont

1 pont

1 pont

– A 60,0 kmol HNO3-t is ammóniából kell előállítani. A (2)–(4) egyenletből kiderül, hogy 1 mol HNO3-hoz elvileg 1 mol NH3, így 60,0 kmol-hoz 60,0 kmol NH3 kellene.1 pont 60,0 kmol – A termelés azonban csak 90%-os, így: = 66,7 kmol NH3-ból 0,9 kell kiindulni. 1 pont – A teljes folyamathoz: 60 kmol + 66,7 kmol = 126,7 kmol NH3 kell. Ehhez az (1) egyenlet alapján fele ennyi, azaz 63,3 kmol N2-re lenne szükség. 1 pont – A termelés azonban csak 95,0%-os, így ennél több nitrogénből kell kiindulni: 63,3 kmol = 66,6 kmol, 1 pont n(N2) = 0,950 m3 = 1632 m3. 1 pont kmol – A szükséges nitrogén térfogata [a (3) egyenlet és Avogadro törvénye alapján] ennek 2 pont háromszorosa: V(H2) = 4896 m3. (A megadott adatok pontossága alapján 1,63 · 103 m3 N2 és 4,90 · 103 m3 H2.) 15 pont – V(N2) = nVm = 66,6 kmol · 24,5

152. – A reakcióegyenlet: Na2CO3 + 2 HCl = 2 NaCl + H2O + CO2 – A nátrium-karbonát-oldat tömege: m = ρ · V = 200 cm3 · 1,06 g/cm3 = 212 g. – A benne oldott nátrium-karbonát: m(Na2CO3) = 212 g · 0,200 = 42,4 g, 42,4 g n(Na2CO3) = = 0,400 mol . g 106 mol – A reakcióhoz az egyenlet szerint kétszer annyi, azaz 0,800 mol HCl szükséges. – Ennek tömege: m = n · M = 0,800 mol · 36,5 g/mol = 29,2 g. – A szükséges sósav térfogata két lépésben: : 0,200

– – – –

: 1,10

1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont

g 3

29,2 g HCl ⎯⎯ ⎯ ⎯→146 g sósav ⎯⎯ ⎯cm ⎯⎯→ 133 cm 3 . A reakció során fejlődő – és eltávozó – CO2 0,400 mol, ami: m(CO2) = 0,400 mol · 44 g/mol = 17,6 g A visszamaradó oldat tömege: m(oldat) = 212 g + 146 g – 17,6 g = 340,4 g A benne lévő nátrium-klorid 0,800 mol: m(NaCl) = 0,800 mol · 58,5 g/mol = 46,8 g Az oldat konyhasótartalma: 46,8 g · 100% = 13,8 tömeg%. 340,4 g


153. a)A reakcióegyenlet: CaCl2 + Na2CO3 = CaCO3 + 2 NaCl 111 g/mol 106 g/mol 100 g/mol 58,5 g/mol – m(NaCl) = 224 g · 0,1306 = 29,25 g – ennek anyagmennyisége: n = 0,500 mol 0,500 mol · 100 g/mol = 25,0 g csapadék képződött. – m(CaCO3) = 2


0,500 mol · 106 g/mol = 26,5 g 2 26,5 g = 132,5 g vagyis kb. 132 g Na2CO3-oldatot reagáltattunk. m(oldat) = 0,2 0,500 mol · 111 g/mol = 27,75 g. m(CaCl2) = 2 A CaCl2-oldat oldat tömege: 25,0 g + 224 g – 132,5 g = 116,5 g. A víz tömege 116,5 g – 27,75 g = 88,75 g. Az oldhatóság: 27,75 g x = , ebből x = 31,3 g CaCl2 100 g vízben. 88,75 g víz 100 g

b) m(Na2CO3) =

c) – – –

2 pont 2 pont 1 pont 2 pont 1 pont 2 pont 15 pont

154. –

– –

–

–

– – – – –

A reakcióegyenletek: CuSO4 + 2 NaOH = Cu(OH)2 + Na2SO4 Cu(OH)2 = CuO + H2O 50,0 g 50,0 g réz-oxid: = 0,629 mol, g 79,5 mol az egyenlet alapján ebből az következik, hogy 0,629 mol CuSO4-ból és 1,258 mol NaOH-ból keletkezett, közben 0,629 mol Na2SO4 keletkezett. A tömegek a moláris tömegek segítségével (m = nM): m(CuSO4) = 0,629 mol · 159,5 g/mol = 100 g m(NaOH) = 1,258 mol · 40,0 g/mol = 50,3 g m(Na2SO4) = 0,629 · 142 g/mol = 89,3 g A keletkezett oldat 20,0 tömeg%-os, és 89,3 g Na2SO4-t tartalmaz, ebből: 89,3 g = 446,5 g az oldat tömege. 0,200 A tömegmegmaradás elve szerint a kiindulási oldatok össztömege megegyezik a termékek össztömegével. Az oldat mellett 0,629 mol Cu(OH)2 képződött: 0,629 mol · 97,5 g/mol = 61,3 g. A rendszer összes tömege: 446,5 g + 61,3 g = 507,8 g, a két kiindulási, azonos tömegű oldat így ennek a fele: 253,9 g ≅ 254 g. 100 g A réz(II)-szulfát-tartalom: ⋅ 100w% = 39,4 tömeg%. 254 g 50,3 g A NaOH-oldat: ⋅ 100w% = 19,8 tömeg%-os. 254 g

2 pont 1 pont

3 pont

3 pont 1 pont


Vegyjel Mg O Vegyértékelektronok száma Párosítatlan elektronok száma alapállapotban

Recommend Documents