Как решать задачи с примесями по химии – «Методика решения химических задач по уравнениям реакций по известным параметрам исходного вещества без примесей и с примесями. в формате ОГЭ и ЕГЭ»

Содержание

«Методика решения химических задач по уравнениям реакций по известным параметрам исходного вещества без примесей и с примесями. в формате ОГЭ и ЕГЭ»

МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА

СЛУШАТЕЛЯ ПРОГРАММЫ ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ПОВЫШЕНИЯ КВАЛИФИКАЦИИ «МЕТОДИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ К РЕШЕНИЮ РАСЧЁТНЫХ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ЗАДАЧ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ОГЭ И ЕГЭ ПО ХИМИИ»

По теме «Методика решения химических задач по уравнениям реакций по известным параметрам исходного вещества без примесей и с примесями.

в формате ОГЭ и ЕГЭ»

Учителя МБОУ Нахабинская СОШ № 3

Г.о. Красногорск п. Нахабино

Московской области

Новиковой Татьяны Юрьевны

ГОРОД КРАСНОГОРСК

2018

Расчётные задачи по химии учащиеся решают с начала VIII класса и до конца обучения в школе. Решение задач позволяет:

  • расширять кругозор учащихся;

  • развивать умение логически мыслить;

  • воспитывать самостоятельность, внимательность, умение анализировать, делать правильные выводы;

  • устанавливать связь химии с другими науками: физикой, математикой, биологией, экологией и др.;

  • способствует политехнической подготовке учащихся, готовиться к успешной аттестации по предмету (в том числе в форме ОГЭ и ЕГЭ).

Решая задачи, учащиеся более глубоко усваивают учебный материал, учатся применять приобретённые теоретические знания на практике.

Использование задач в школе позволяет решать основные функции обучения и воспитания.

  • Обучающие функции обеспечиваются формированием важных структурных элементов знаний, осмыслением химической сущности явлению, умением применять усвоенные знания в конкретно заданной ситуации. Решение задач – это активный познавательный процесс.

  • Воспитывающие функции реализуются формированием мировоззрения, расширением кругозора. Учебные задачи являются действенным средством воспитания трудолюбия, настойчивости, воли, характера.

  • Развивающиеся функции проявляются в результате формирования логического, творческого мышления, развитие смекалки учащихся. Решение задач – это мыслительный процесс.

Традиционная методика обучения решения химических задач (чаще всего – это решение задач методом составления пропорций) имеет ряд недостатков. В результате лишь немногие учащиеся сознательно и творчески овладевают общим подходом к решению, умеют оценивать свои действия в процессе решения, самостоятельно составлять условия задач, умеют выбирать рациональные способы решения и др.

Представленная методика обучения решения задач от общих приёмов к частным позволяет решить недостатки традиционных способов обучения. В данной работе показываются приёмы решения задач с использованием основных физических величин. Среди них величина n (или ν) - количество вещества - позволяет связать все основные физические величины друг с другом. Это даёт возможность составлять логические схемы решения задач с использованием этих физических величин.

Задача учителя состоит в том, чтобы научить учащихся понимать смысл этих физических величин и применять физические формулы при решении расчётных задач различных типов, научить анализировать условия задач, через составление логической схемы решения конкретной задачи на основе знания общего подхода к решению. Составление логической схемы задачи предотвращает многие ошибки, которые допускают учащиеся.

При решении задач необходимо руководствоваться несколькими простыми правилами:
Порядок решения задачи:

  1. Прочитайте задачу, запишите краткое условие.

  2. Составьте уравнение химической реакции.

  3. Рассчитайте массу чистого вещества, необходимого для реакции по уравнению реакции.

  4. Вычислите массу примесей в образце по условию.

  5. Вычислите массовую долю примесей по формуле: ωприм. = mприм./mсмеси.

Образец решения:

Определите массовую долю примесей в техническом образце карбида кальция, если из 200 г его получили 56 л ацетилена.

Р е ш е н и е:

  1. Записываем уравнение химической реакции:

CaC2 + 2Н2О = С

2Н2 + Са(ОН)2

Определяем количество вещества ацетилена:

n= V/Vm n= 56/22,4 =2,5 моль,

следовательно, по уравнении химической реакции чистого CaC2 вступило в реакцию 2,5 моль

m(CaC2) =n× M (CaC2)

m(CaC2) = 2,5 ×64 = 160г

m примесей = 200-160=40 г

3) определяем массовую долю примесей:

ωприм = 40 г/ 200 г = 0,2 (или 20%).

Ответ: ωприм = 20%.

Решение расчетных задач «на примеси» и определение массовой доли вещества в растворе после реакции.

При решении задач такого типа считается, что примеси – это вещества, не способные вступать в реакцию по составленному для решения уравнению.

Пример 1. 10 г железа, содержащего 16 % примесей, растворили в 150 мл 10 % раствора соляной кислоты (плотностью 1,05 г/мл). Вычислите объем выделяющегося газа (н. у.) и массовую долю хлороводорода в полученном растворе.

Алгоритм решения:

  1. Составляем уравнение реакции по условию задачи, расставляем коэффициенты.

Fe + 2HCl = FeCl2 + H2

16% от 10 г – примеси, которые не реагируют по составленному уравнению. Находим массу чистого вещества железа. m(Fe) = 10 . (1 – 0,16) = 8,4

Находим количество вещества железа по формуле n = m/M,

(n(Fe) = 8,4/56 = 0,15 моль

  1. Учитываем, что коэффициенты в любом химическом уравнении указывают на соотношение количеств веществ участников реакции. Следовательно, количество вещества израсходованной HCl будет в два раза больше, чем количество вещества железа (коэффициенты 2 и 1, соответственно), а количество вещества водорода будет равно количеству вещества железа (коэффициенты 1 и 1, соответственно).

Находим массу израсходованного хлороводорода m(HCl) = 0,3 . 36,5 = 10,95 г

Объем образующегося водорода (н. у.) рассчитываем по формуле V = n . 22,4, что составит V(HCl) = 0,15 . 22,4 = 3,36 л.

  1. По условию задачи требуется найти массовую долю хлороводорода в растворе после прохождения реакции (соляная кислота – это раствор хлороводорода в воде). Массовую долю находим по формуле w = m части/mцелого.

В данном случае часть – это масса оставшегося после прохождения реакции хлороводорода, целое - масса раствора после реакции.

Очень важно понимать, что в состав раствора входит растворитель (вода в данном случае) и вещества, растворенные в этом растворителе. Образующийся нерастворимый в воде газ и осадки не входят в состав раствора.

Находим массу исходного раствора соляной кислоты по формуле:

mраствора = Vраствора . p(плотность раствора)

После чего массу вещества хлороводорода в растворе рассчитываем по формуле

m = mраствора × массовую долю вещества (выраженную десятичным числом).

Соединяем две последние формулы и получаем m(HCl) = 150 × 1,05 ×0.1 = 15,75 г.

Из этой массы израсходовано на растворение железа 10,95 г хлороводорода, следовательно осталось 15,75 – 10,95 = 4,8 г.

Находим массу раствора после реакции. Для этого надо сложить массу исходных железа (оно растворилось в кислоте полностью) и раствора соляной кислоты, затем вычесть из полученной суммы массу улетевшего из раствора водорода

m(раствора после реакции) = 8,4 + 150 . 1,05 – 0,15 . 2 = 166,2 г

Определяем массовую долю хлороводорода в растворе после прохождения реакции

w = 4,8/166,2 = 0,0289 или 2,89 %.

Пример 2. 11,2 г мрамора растворили в избытке соляной кислоты и получили 2, 24 л газа (н.у.). Рассчитайте массовую долю примесей в израсходованном образце мрамора.

Алгоритм решения

  1. Мрамор – это минерал, основу которого составляет карбонат кальция. Составляем уравнение реакции, расставляем коэффициенты

CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + CO2 + H2O

Рассчитываем количество вещества газа (газ - это углекислый газ)

n (CO2) = 2,24/22,4 = 0,1 моль

Исходя из соотношения количеств веществ в уравнении (1 к 1 при формуле карбоната кальция и углекислого газа), количество вещества карбоната кальция такое же, 0,1 моль. 2. Находим массу чистого карбоната кальция в образце мрамора.

m(CaCO3) = 0,1 . 100 = 10 г

Следовательно, масса примесей составит 11,2 – 10 = 1,2 г

Массовая доля примесей w(примесей) = 1,2/11,2 = 0,1071 или 10,71%.

Пример 3. Технический карбид кальция массой 20 г обработали избытком воды, получив ацетилен, при пропускании которого через избыток бромной воды образовался 1,1,2,2 –тетрабромэтан массой 86,5 г.  Определите массовую долю СаС2 в техническом карбиде.

Дано: m = 20 г; m(C2h3Br4)=86,5 г.

Найти: ω(СаC2) =?

Решение: записываем уравнения взаимодействия карбида кальция с водой и ацетилена с бромной водой и расставляем стехиометрические коэффициенты.

CaC2 +2 H2O = Ca(OH)2 + C2H2

C2H2 +2 Br2 = C2H2Br4

Находим количество вещества тетрабромэтана.

n(C2h3Br4) = m(C2h3Br4)/ М(C2h3Br4) = 86,5/ 346 = 0,25 моль.

Из уравнений реакций следует, что n(C2h3Br4) =n(C2h3) = n(СаC2) =0,25 моль. Отсюда мы можем найти массу чистого карбида кальция (без примесей).

m(СаC2) = n(СаC2) • М(СаC2) = 0,25• 64 = 16 г.

Определяем массовую долю СаC2 в техническом карбиде.

ω(СаC2) =m(СаC2)/m = 16/20 = 0,8 = 80%.

Пример 4. В бензоле объемом 170 мл растворили серу массой 1,8 г. Плотность бензола равна 0,88 г/мл. Определите массовую долю серы в растворе.

Дано: V(C6H6) =170 мл;

m(S) = 1,8 г;

ρ(C6H6)=0,88 г/мл.

Найти: ω(S) =?

Решение: для нахождения массовой доли серы в растворе необходимо рассчитать массу раствора. Определяем массу бензола.

m(C6H6) = ρ(C6H6) •V(C6H6) = 0,88•170 = 149,6 г.

Находим общую массу раствора.

m(р-ра) = m(С6C6) + m(S) =149,6 + 1,8 = 151,4 г.

Рассчитаем массовую долю серы.

ω(S) =m(S)/m=1,8 /151,4 = 0,0119 = 1,19 %.

Задачи для самостоятельного решения 9 класс

1.Какая масса азотной кислоты образуется при взаимодействии серной кислоты  с 200г нитрата натрия, содержащего 10% примесей?

2.Какой объем газа выделится при разложении 300г нитрата лития, содержащего 20% примесей?

3. Какая масса азотной кислоты образуется при взаимодействии 196г серной кислоты и 100г нитрата калия, сод.20% примесей?

4.При разложении 250г нитрата натрия выделился газ объемом 22,4л. Найдите долю чистого вещества нитрата натрия  в исходном образце?

infourok.ru

Задачи по химии. Выход продукта реакции. Примеси. Потери

При восстановлении водородом оксида меди (II) массой 64 кг была получена медь массой 43,52 кг. Укажите выход (%) продукта реакции.

 

а) В избытке кислорода сожгли углерод массой 240 г. Укажите массу (г) оксида углерода (IV), который был получен, если потери в производстве (реакции) составляют 10%.

б) В избытке кислорода сожгли углерод массой 240 г. Укажите массу (г) оксида углерода (IV), который был получен, если практический выход реакции равен 90%

в) В избытке кислорода сожгли углерод массой 240 г. Укажите массу (г) оксида углерода (IV), который был получен, если исходное вещество содержит 10% примесей по массе.

 

Над нагретой серой массой 20,48 г пропустили водород. Образовавшийся сероводород пропустили через избыток раствора гидроксида калия. Определите массу (г) образовавшегося сульфида, если выход продукта реакции на первой стадии равен 90%, на второй – 85%.

 

Кусочек мела массой 2,5 г, массовая доля карбоната кальция в котором равна 95%, опустили в раствор массой 10 г с массовой долей серной кислоты 33,33%. В результате реакции выделился газ объёмом (н.у.) 500 см3. Определите выход (%) продукта реакции.

 

А также вы можете получить доступ ко всем видео-урокам, заданиям реального ЕГЭ, ЦТ и РТ с подробными видео-объяснениями, задачам и всем материалам сайта кликнув здесь «Получить все материалы сайта»

www.yoursystemeducation.com

Практикум решения различных типов задач по химии (8 класс)

Практикум по решению задач – 8 класс

Расчётные задачи на выход продукта реакции от теоретически возможного

1.Вычислите выход соли от теоретически возможного, если при взаимодействии 56 грамм гидроксида калия с серной кислотой было получено 80 грамм соли.

2. Вычислите выход бария, если при его восстановлении из 4,59 килограмм оксида бария с помощью алюминия, было получено 3,6 кг бария.

3.При взаимодействии 8 грамм гидроксида натрия с хлоридом цинка было получено 9 грамм гидроксида цинка. Определите массовую долю выхода гидроксида цинка от теоретически возможного (в %).

4. Вычислите выход водорода, если при взаимодействии 20 грамм натрия с водой было получено 10 литров водорода. Схема реакции : Na + H2O → NaOH + H2↑.

5.Вычислите объёмную долю выхода хлороводорода (HCℓ), если при взаимодействии 5 литров водорода с хлором (Cℓ2) было получено 6 литров хлороводорода.

6. Вычислите выход аммиака (NH3),если при взаимодействии 20 грамм хлорида аммония (NH4Cℓ) с избытком гидроксида кальция было получено 7,9 литров аммиака. Схема реакции: NH4Cℓ + Ca(OH)2 NH3 ↑ + H2O + CaCℓ2.

7.Вычислите массу азотной кислоты, которую можно получить при реакции 20,2 граммов нитрата калия с серной кислотой, если массовая доля выхода азотной кислоты составляет 90% от теоретически возможного.

8.Какой объём водорода можно получить при взаимодействии 20граммов кальция с соляной кислотой, если объёмная доля выхода водорода от теоретически возможного составляет 91% ?

9.Вычичлите объём аммиака (NH3), который может быть получен при нагревании 25 грамм хлорида аммония (NH4Cℓ) с избытком гидроксида кальция, если объёмная доля выхода аммиака составляет 85%от теоретически возможного.

10.Каую массу сульфата магния можно получить при взаимодействии 48граммов магния с серной кислотой, если массовая доля выхода сульфата магния составляет 82 % от теоретически возможного?

11. При взаимодействии 5,4 грамм алюминия с соляной кислотой было получено 4,48 литров водорода. Вычислите выход водород в процентах от теоретически возможного.

12. Какой объём сероводорода (H2S) может быть получен при взаимодействии 194граммов сульфида цинка с соляной кислотой, если объёмная доля выхода сероводорода от теоретически возможного составляет 80 % ?

13.Расчитайте массу гидроксида железа (III), который может быть получен при взаимодействии 160 грамм гидроксида натрия и хлорида железа (III). При этом выход гидроксида железа (III) составляет 70 %.

14.Сколько граммов меди можно получить при взаимодействии хлорида меди (II) с железом, если массовая доля выхода меди составляет 72 % от теоретически возможного?

infourok.ru

Задачи на примеси

Documents войти Загрузить ×
  1. Естественные науки
  2. Химия
advertisement advertisement
Related documents
Задания по химии для проведения олимпиады вузов Росрыболовства Заочный тур 10 класс
- pedportal.net
ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АЛКЕНОВ Вариант № ________
ОТВЕТЫ НА ЗАДАНИЯ Вариант №1
1. 24. 42. фида. Рассчитайте молярные массы эквивалентов металла и его сульфида.
ОТВЕТЫ НА ЗАДАНИЯ Вариант №2
Вариант № 4 Тесты в форме...
СХЕМЫ по органической химии, составленные обучающимися
Итоговая контрольная работа за курс химии 10
Задачи по химии для учащихся 10 класса 1. Имеется два сосуда
Скачать advertisement StudyDoc © 2018 DMCA / GDPR Пожаловаться

studydoc.ru

Решение задач на расчёт массы и массовой доли вещества

Важно знать! Как научиться решать задачи по химии.

Задача 1-10. Сколько граммов кислорода можно получить при нагревании 25 г перманганата калия, если реакция разложения протекает с выходом 86% ?

Решение. Выход реакции η определяется как отношение практически полученной массы продукта к теоретической массе, рассчитанной по уравнению реакции:
η = (mпракт / mтеор) • 100%
Выход дан в условии задачи, а теоретическую массу кислорода рассчитаем по уравнению реакции:
2KMnO4 = К2MnO4 + MnO2 + O2.
v(KMnO4) = m(KMnO4) /M (KMnO4) = 25 / 158 = 0,16 моль.
В уравнении реакции разложения коэффициент перед O2 в 2 раза меньше, чем коэффициент перед KMnO4, поэтому количество вещества кислорода также в 2 раза меньше:
v(O2) = v(KMnO4) / 2 = 0,08 моль.
Теоретически возможная масса кислорода
mтеор(O2) = v(O2) • М(O2) = 0,08 • 32 = 2,56 (г).
Согласно уравнению реакции
из 2 моль (2 • 158 = 316 г) KMnO4 образуется 1 моль (32 г) O2;
из 25 г KMnO4 ->>- x г O2.
x = 25 • (32 / 316) = 2,56 (г)
Практическую массу кислорода находим, умножая теоретическую на выход:
mпракт(O2) = mтеор(O2) • η = 2,56 • 0,86 = 2,2 (г)
Ответ: 2,2 г O2.

Задача 1-11. Рассчитайте массовые доли веществ в смеси этилового спирта и воды, в которой число атомов кислорода в 2,5 раза больше числа атомов углерода.

Решение. Стандартный способ решения расчетных задач на установление состава смеси состоит в том, чтобы обозначить количества
веществ через неизвестные переменные и составить для них систему уравнений.
Пусть моль, моль. По условию общее число атомов кислорода (из этилового спирта и воды) в 2,5 раза больше числа атомов углерода (из этилового спирта):

Теперь надо выразить количества атомов через количества молекул, т. е. через x и y. В молекуле содержится один атом , поэтому в х моль содержится столько же, т. е. x моль ; в y моль содержится y моль : Углерод содержится только в этиловом спирте: в молекуле содержится два атома , поэтому в x моль содержится в два раза больше, т. е. 2x моль : . Подставим эти количества атомов в условие задачи:
,
откуда .
Число молекул воды в смеси в 4 раза больше числа молекул спирта.
Массы веществ можно выразить черед количества вещества и учесть соотношение между x и y:
;
;
.
При расчете массовых долей переменная x сокращается, и мы еще раз убеждаемся, что массовая доля вещества не зависит от общего количества смеси:
;
.
Ответ:
[Сборник задач и упражнений по химии: Школьный курс / В.В. Еремин, Н.Е. Кузьменко]

Массовая доля. Расчеты по химическим формулам. Задачи по химии. Решение задач на растворы (массовая доля).

Видео ютуб канала "День знаний"

Поделитесь с друзьями:

zadachi-po-ximii.megapetroleum.ru

Сайт учителя химии Шишебаровой О.А.

Рейтинг сайта
Статистика

Онлайн всего: 1

Гостей: 1

Пользователей: 0

 

«Химии требуется не такой, который из одного чтения книг понял всю науку, но который собственным искусством в ней прилежно упражнялся»

М.В. Ломоносов

 

 

 

 

 

 

Задачи по химии для самостоятельного решения.

  1. Вычисление массовой доли химического элемента в веществе.  скачать >>>
  2. Вычисления по химическим формулам (нахождение количества вещества, массы, объема и т.д.). скачать>>>
  3. Вычисление массы, объема или количества вещества по известной массе, объему или количеству вещества одного из вступивших в реакцию ли получившихся в результате реакции веществ.  скачать>>>
  4. Вычисление массы (количества вещества, объема) продукта реакции, если известна масса исходного вещества, содержащего определенную долю примесей.  скачать>>>
  5. Определение массовой доли (в%) растворенного вещества в растворе и массы растворенного вещества по известной массовой доле его в растворе. скачать>>> 
  6. Вычисление массы (количества вещества, объема) продукта реакции, если для его получения дан раствор с определенной массовой долей  (в%) исходного вещества. скачать>>>
  7. Решение задач по термохимическому уравнению. скачать>>>
  8. Расчеты по уравнениям химических реакций, если одно из реагирующих веществ дано в избытке. скачать>>>
  9. Расчеты по химическим уравнениям, связанные с массовой (объемной) долей выхода продукта реакции от теоретически возможного. скачать >>>
  10. Нахождение молекулярной формулы вещества по его относительной плотности и массовой доле элементов в соединении. скачать>>>
  11. Нахождение молекулярной формулы органического соединения по массе (объему) продуктов сгорания. скачать>>>

 

 Формулы для решения расчетных задач скачать>>>

 

 

Алгоритмы решения расчетных задач:

  1. Вычисление массовой доли химического элемента в веществе.
  2. Вычисления по химическим формулам (нахождение количества вещества, массы, объема и т.д.). 
  3. Вычисление массы, объема или количества вещества по известной массе, объему или количеству вещества одного из вступивших в реакцию ли получившихся в результате реакции веществ.
  4. Вычисление массы (количества вещества, объема) продукта реакции, если известна масса исходного вещества, содержащего определенную долю примесей.
  5. Определение массовой доли (в%) растворенного вещества в растворе и массы растворенного вещества по известной массовой доле его в растворе.
  6. Вычисление массы (количества вещества, объема) продукта реакции, если для его получения дан раствор с определенной массовой долей (в%) исходного вещества.
  7. Решение задач по термохимическому уравнению.
  8. Расчеты по уравнениям химических реакций, если одно из реагирующих веществ дано в избытке.
  9. Расчеты по химическим уравнениям, связанные с массовой (объемной) долей выхода продукта реакции от теоретически возможного.
  10. Нахождение молекулярной формулы вещества по его относительной плотности и массовой доле элементов в соединении. скачать>>>
  11. Нахождение молекулярной формулы органического соединения по массе (объему) продуктов сгорания. скачать>>>  

 

Для решения экспериментальных задач:

  • Качественные реакции на катионы и анионы (таблица) скачать>>>  
Поиск по сайту
Нашли нужное?
Поделитесь с друзьями в:
Календарь
«  Ноябрь 2018  »
ПнВтСрЧтПтСбВс
   1234
567891011
12131415161718
19202122232425
2627282930
Образование в СМИ

shishebarova.ucoz.ru

"Методика решения расчетных задач с использованием основных физических величин"

Разделы: Химия


Расчётные задачи по химии учащиеся решают с начала VIII класса и до конца обучения в школе. Решение задач позволяет:

  • расширять кругозор учащихся;
  • развивать умение логически мыслить;
  • воспитывать самостоятельность, внимательность, умение анализировать, делать правильные выводы;
  • устанавливать связь химии с другими науками: физикой, математикой, биологией, экологией и др.;
  • способствует политехнической подготовке учащихся, готовиться к успешной аттестации по предмету (в том числе и в форме ЕГЭ).

Решая задачи, учащиеся более глубоко усваивают учебный материал, учатся применять приобретённые теоретические знания на практике.

Традиционная методика обучения решения химических задач (чаще всего – это решение задач методом составления пропорций) имеет ряд недостатков. В результате лишь немногие учащиеся сознательно и творчески овладевают общим подходом к решению, умеют оценивать свои действия в процессе решения, самостоятельно составлять условия задач, умеют выбирать рациональные способы решения и др.

Представленная методика обучения решения задач от общих приёмов к частным позволяет решить недостатки традиционных способов обучения. В данной работе показываются приёмы решения задач с использованием основных физических величин. Среди них величина n (или ν) - количество вещества - позволяет связать все основные физические величины друг с другом. Это даёт возможность составлять логические схемы решения задач с использованием этих физических величин.

Задача учителя состоит в том, чтобы научить учащихся понимать смысл этих физических величин и применять физические формулы при решении расчётных задач различных типов, научить анализировать условия задач, через составление логической схемы решения конкретной задачи на основе знания общего подхода к решению. Составление логической схемы задачи предотвращает многие ошибки, которые допускают учащиеся.

Ниже приведены основные формулы физических величин и их взаимосвязи, которые учащиеся должны знать в обязательном порядке и использовать их при решении.

В данной работе показываются примеры решения некоторых основных типов задач, по которым можно понять методический подход при обучении учащихся.

Исходные формулы, отображающие взаимосвязь физических величин.

1. Относительная атомная масса (Ar):

, где x – любой химический элемент.

2. Относительная молекулярная масса (Mr): ;

.

3. Плотность вещества (ρ) позволяет связать собой массу (m) и объем (V) вещества: .

4. Масса, объем, число частиц (N), количество теплоты (Q) связаны между собой универсальной физической величиной – количеством вещества – n(или ν):

5. Относительная плотность (D):

6. Массовая доля ω:

элемента в веществе: ; ;

примеси в веществе: ;

растворенного вещества в растворе: ; mр-ра = mр.в.+ mр-ля

mр-ра=Vр-ра· ρр-ра.

7. Объемная доля вещества в смеси (φ) (для газов): .

8. Молярная концентрация (Сm или С): .

9. Уравнение Клапейрона - Менделеева: . 

Методика решения задач различных типов.
Расчеты по химическим формулам.

Решение данного типа задач начинается с осмысления понятия записи химической формулы, с осмыслением того, что учащиеся могут узнать по записи химической формулы. Рассмотрим примеры решения задач с использованием веществ только молекулярного строения. Молекулярная (истинная) формула показывает действительное число атомов каждого элемента в молекуле. В таблице №1 показано, какие сведения о веществе можно узнать по записи формулы вещества.

Таблица № 1.

Алгоритм решения базовой задачи.

  1. Заданный по условиям параметр переводим в количество вещества (n или ν).
  2. По индексам определяем количество вещества искомого химического элемента (n(х) или ν(х)).
  3. По формулам, отображающим взаимосвязь величин, рассчитываем неизвестный параметр. 

Графическая схема решения базовой задачи.

 

Примеры задач

Задача 1. Рассчитайте число атомов углерода и кислорода в 11,2 л. (н.у.) углекислого газа.

Задача 2. В каком объеме углекислого газа содержится 9,03·1023 атомов кислорода?

Какова его масса?

Задача 3. Газ, плотность которого равна 1,96 г/л (н.у.), состоит из углерода и кислорода, причем ω(C) = 0,27. Определите формулу данного вещества.

Логическая схема решения задачи:

Расчёты по химическим уравнениям.

Химическими уравнениями называют условную запись химической реакции посредством химических знаков, формул и коэффициентов.

Уравнение химической реакции показывает, какие вещества вступают в реакцию и какие образуются, а также соотношение количеств этих веществ. Иными словами, химическое уравнение – это способ выражения (передачи) качественной и количественной информации о химическом явлении.

Запишем уравнение реакции в общем виде: aA + bB ® cC +dD, где А и В – исходные вещества, С и D – продукты реакции, a, b, c, d – стехиометрические коэффициенты.

Стехиометрические коэффициенты подбирают на основе того, что число атомов каждого элемента до и после реакции остается неизменным. Это можно рассматривать как следствие закона сохранения массы.

Рассмотрим информацию, содержащуюся в стехиометрических коэффициентах.

Отношение стехиометрических коэффициентов равно:

отношению числа частиц, вступивших в реакцию и образовавшихся в результате реакции

a : b : c : d = N(A) : N(B) : N(C) : N(D)

отношению молярных количеств веществ, вступивших в реакцию и образовавшихся в результате реакции a : b : c : d = n(A) : n(B) : n(C) : n(D)

отношению объемов, вступивших в реакцию и образовавшихся в результате реакции газообразных веществ a : b : c : d = V(A) : V(B) : V(C) : V(D).

Последнее отношение выполняется, если:

  1. это газообразные вещества, близкие по свойствам к идеальному газу,
  2. объемы этих газов измерены при одинаковом давлении и температуре.

Несмотря на большое разнообразие задач данного типа, принцип решения их одинаков: по известному параметру (N, m, V) одного вещества рассчитывается неизвестный параметр X (Nx, mx, Vx) другого вещества. Такая задача является простейшей (базовой).

Алгоритм решения базовой задачи (последовательность действий).

  1. Составляем уравнение химической реакции и выписываем мольные соотношения прореагировавших и получившихся веществ.
  2. По формулам, отображающим взаимосвязь физических величин, переводим заданную по условию величину в количество (n или ν) исходного вещества.
  3. По мольным отношениям рассчитываем n определяемого вещества (Х).
  4. По формулам, отображающим взаимосвязь физических величин, рассчитываем неизвестный параметр X.

Графическая схема решения базовой задачи.

В качестве базовых рассмотрим решение следующих задач:

Задача 1. Вычислите n, m, V углекислого газа, полученного при действии на 50 г карбоната кальция избытком раствора соляной кислоты.

Задача 2. При взаимодействии цинка с избытком раствора соляной кислоты выделилось 1,12 л водорода (н.у.). Вычислите массы растворившегося цинка и образовавшейся соли.

Задача 3. При взаимодействии с избытком соляной кислоты металла (валентность, которого во всех соединениях равна II) массой 12 г образовался водород объемом 6,72 л (н.у.).

Определите, какой это металл.

Усложнение базовой задачи.

Расчет массы реагирующих или образующихся химических соединений на практике осложнен. Это обусловлено несколькими причинами:

  1. Исходные вещества или продукты реакции задаются в условиях отличных от нормальных.
  2. Исходные вещества вводятся в виде растворов.
  3. Во многих случаях реагенты содержат примеси, которые в данной конкретной реакции либо не участвуют вообще, либо образуют отличные от целевого продукта вещества.
  4. Выход продуктов не соответствует теоретическому, т.к. очистка целевого вещества приводит не только к освобождению от многочисленных примесей, но и к частичной потери основного вещества.

Таким образом, перед использованием исходных данных для решения задачи и подстановки их в основную цепь расчетов необходимо провести те или иные дополнительные преобразования. Для перевода условий, отличных от нормальных (для газообразных веществ) используется исходная формула 9 - расчеты физико-химических величин по управлению Клапейрона - Менделеева.

1. Исходные вещества вводятся в виде раствора.

Задача. Сколько граммов 10%-ного раствора гидроксида натрия требуется для нейтрализации

20 г 4,9%-нго раствора серной кислоты?

2. Расчет количественных параметров продуктов реакции, если исходные вещества содержат примеси, расчет массовой доли примеси.

Абсолютно чистого вещества в природе не бывает, поэтому в химических производствах вынуждены использовать исходные вещества, содержащие примеси. Эти примеси обычно имеют отличные от основного вещества свойства и, поэтому не образуют в процессе производства нужные продукты.

В связи с этим, чтобы определить количественные параметры получаемого продукта, необходимо вначале рассчитать количественные параметры вступающего в реакцию чистого вещества, которое содержится в исходном объекте. После этого решается базовая задача.

Обратные задачи заключаются в оценке чистоты исходных веществ по количеству продуктов реакции.

Содержание примеси обычно выражают в частях от единицы (или выражают в %). Эта величина показывает массовую долю чистого вещества (примеси) в исходном образе (формула 1).

Для вычисления массы чистого вещества (или примесей), содержащегося в смеси, используют формулу 2.

(1)

m(смеси) = m(осн.в.) + m(прим.) (2)

Задача. При взаимодействии 10,8 г кальцинированной соды (безводный карбонат натрия)

с избытком раствора соляной кислоты получили 2,24 л (н.у.) оксида углерода (IV).

Вычислите содержание примеси в соде.

3. Расчеты по химическим уравнениям, если одно из реагирующих веществ дано в избытке.

Как быть, если одновременно заданы параметры нескольких реагирующих веществ? По какому из них вести расчет? Это определяют, сравнения отношения стехиометрических коэффициентов и отношение количеств вещества, взятых для данной реакции.

Если один из реагентов присутствует в количестве больше, чем стехиометрическое, то часть его остается неиспользованной после окончания реакции (избыток вещества). Очевидно, что расчеты нужно вести по веществу, которое в данной реакции расходуется полностью (т.е. находится в недостатке).

Задача. В реакционном сосуде смешали 6,72 л оксида углерода (II) и 2,24 л кислорода и смесь подожгли. Определите объемный состав полученной смеси.

Используемая литература:

  1. Кузнецова Н.Е., Лёвкин А.Н. Задачники по химии для учащихся 8 и 9 классов общеобразовательных учреждений. М.: Вентана-Граф, 2008.
  2. Лидин Р.А., Аликберова Л.Ю. Химия: Справочник для старшеклассников и поступающих в вузы – М.: АСТ-ПРЕСС ШКОЛА, 2002.
  3. Лидин Р.А., Аликберова Л.Ю. Задачи, вопросы и упражнения по химии: 8-11 кл.: Пособие для учащихся общеобразовательных учреждений. – М.: Просвещение, 2002.

xn--i1abbnckbmcl9fb.xn--p1ai

Author: alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *