Химия в каком объеме содержится задач

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.

Заданный по условиям параметр переводим в количество вещества (n или ν).
По индексам определяем количество вещества искомого химического элемента (n(х) или ν(х)).
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:

это газообразные вещества, близкие по свойствам к идеальному газу,
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).

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

Исходные вещества или продукты реакции задаются в условиях отличных от нормальных.
Исходные вещества вводятся в виде растворов.
Во многих случаях реагенты содержат примеси, которые в данной конкретной реакции либо не участвуют вообще, либо образуют отличные от целевого продукта вещества.
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:

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

Источник

Методика решения задач по химии

При решении задач необходимо руководствоваться несколькими простыми правилами:

Внимательно прочитать условие задачи;
Записать, что дано;
Перевести, если это необходимо, единицы физических величин в единицы системы СИ (некоторые внесистемные единицы допускаются, например литры);
Записать, если это необходимо, уравнение реакции и расставить коэффициенты;
Решать задачу, используя понятие о количестве вещества, а не метод составления пропорций;
Записать ответ.

В целях успешной подготовки по химии следует внимательно рассмотреть решения задач, приводимых в тексте, а также самостоятельно решить достаточное число их. Именно в процессе решения задач будут закреплены основные теоретические положения курса химии. Решать задачи необходимо на протяжении всего времени изучения химии и подготовки к экзамену.

Вы можете использовать задачи на этой странице, а можете скачать хороший сборник задач и упражнений с решением типовых и усложненных задач (М. И. Лебедева, И. А. Анкудимова): скачать.

Моль, молярная масса

Молярная масса – это отношение массы вещества к количеству вещества, т.е.

М(х) = m(x)/ν(x), (1)

где М(х) – молярная масса вещества Х, m(x) – масса вещества Х, ν(x) – количество вещества Х. Единица СИ молярной массы – кг/моль, однако обычно используется единица г/моль. Единица массы – г, кг. Единица СИ количества вещества – моль.

Любая задача по химии решается через количество вещества. Необходимо помнить основную формулу:

ν(x) = m(x)/ М(х) = V(x)/Vm = N/NA, (2)

где V(x) – объем вещества Х(л), Vm – молярный объем газа (л/моль), N – число частиц, NA – постоянная Авогадро.

1. Определите массу иодида натрия NaI количеством вещества 0,6 моль.

Дано: ν(NaI)= 0,6 моль.

Найти: m(NaI) =?

Решение. Молярная масса иодида натрия составляет:

M(NaI) = M(Na) + M(I) = 23 + 127 = 150 г/моль

Определяем массу NaI:

m(NaI) = ν(NaI)•M(NaI) = 0,6 • 150 = 90 г.

2. Определите количество вещества атомного бора, содержащегося в тетраборате натрия Na2B4O7 массой 40,4 г.

Дано: m(Na2B4O7)=40,4 г.

Найти: ν(B)=?

Решение. Молярная масса тетрабората натрия составляет 202 г/моль. Определяем количество вещества Na2B4O7:

ν(Na2B4O7)= m(Na2B4O7)/ М( Na2B4O7) = 40,4/202=0,2 моль.

Вспомним, что 1 моль молекулы тетрабората натрия содержит 2 моль атомов натрия, 4 моль атомов бора и 7 моль атомов кислорода (см. формулу тетрабората натрия). Тогда количество вещества атомного бора равно: ν(B)= 4 • ν (Na2B4O7)=4 • 0,2 = 0,8 моль.

Расчеты по химическим формулам. Массовая доля.

Массовая доля вещества – отношение массы данного вещества в системе к массе всей системы, т.е. ω(Х) =m(Х)/m, где ω(X)– массовая доля вещества Х, m(X) – масса вещества Х, m – масса всей системы. Массовая доля – безразмерная величина. Её выражают в долях от единицы или в процентах. Например, массовая доля атомного кислорода составляет 0,42, или 42%, т.е. ω(О)=0,42. Массовая доля атомного хлора в хлориде натрия составляет 0,607, или 60,7%, т.е. ω(Cl)=0,607.

3. Определите массовую долю кристаллизационной воды в дигидрате хлорида бария BaCl2 • 2H2O.

Решение: Молярная масса BaCl2 • 2H2O составляет:

М(BaCl2 • 2H2O) = 137+ 2 • 35,5 + 2 • 18 =244 г/моль

Из формулы BaCl2 • 2H2O следует, что 1 моль дигидрата хлорида бария содержит 2 моль Н2О. Отсюда можно определить массу воды, содержащейся в BaCl2 • 2H2O:

m(H2O) = 2 • 18 = 36 г.

Находим массовую долю кристаллизационной воды в дигидрате хлорида бария BaCl2 • 2H2O.

ω(H2O) = m(H2O)/ m(BaCl2 • 2H2O) = 36/244 = 0,1475 = 14,75%.

4. Из образца горной породы массой 25 г, содержащей минерал аргентит Ag2S, выделено серебро массой 5,4 г. Определите массовую долю аргентита в образце.

Дано: m(Ag )=5,4 г; m = 25 г.

Найти: ω(Ag2S) =?

Решение: определяем количество вещества серебра, находящегося в аргентите: ν(Ag ) =m(Ag )/M(Ag ) = 5,4/108 = 0,05 моль.

Из формулы Ag2S следует, что количество вещества аргентита в два раза меньше количества вещества серебра. Определяем количество вещества аргентита:

ν( Ag2S)= 0,5 • ν (Ag) = 0,5 • 0,05 = 0,025 моль

Рассчитываем массу аргентита:

m(Ag2S) = ν( Ag2S) • М(Ag2S) = 0,025• 248 = 6,2 г.

Теперь определяем массовую долю аргентита в образце горной породы, массой 25 г.

ω(Ag2S) = m(Ag2S)/ m = 6,2/25 = 0,248 = 24,8%.

Вывод формул соединений

5. Определите простейшую формулу соединения калия с марганцем и кислородом, если массовые доли элементов в этом веществе составляют соответственно 24,7, 34,8 и 40,5%.

Дано: ω(K) =24,7%; ω(Mn) =34,8%; ω(O) =40,5%.

Найти: формулу соединения.

Решение: для расчетов выбираем массу соединения, равную 100 г, т.е. m=100 г. Массы калия, марганца и кислорода составят:

m (К) = m ω(К); m (К) = 100 • 0,247= 24,7 г;

m (Mn) = m ω(Mn); m (Mn) =100 • 0,348=34,8 г;

m (O) = m ω(O); m (O) = 100 • 0,405 = 40,5 г.

Определяем количества веществ атомных калия, марганца и кислорода:

ν(К)= m(К)/ М( К) = 24,7/39= 0,63 моль

ν(Mn)= m(Mn)/ М( Mn) = 34,8/ 55 = 0,63 моль

ν(O)= m(O)/ М(O) = 40,5/16 = 2,5 моль

Находим отношение количеств веществ:

ν(К) : ν(Mn) : ν(O) = 0,63 : 0,63 : 2,5.

Разделив правую часть равенства на меньшее число (0,63) получим:

ν(К) : ν(Mn) : ν(O) = 1 : 1 : 4.

Следовательно, простейшая формула соединения KMnO4.

6. При сгорании 1,3 г вещества образовалось 4,4 г оксида углерода (IV) и 0,9 г воды. Найти молекулярную формулу вещества, если его плотность по водороду равна 39.

Дано: m(в-ва) =1,3 г; m(СО2)=4,4 г; m(Н2О)=0,9 г; ДН2 =39.

Найти: формулу вещества.

Решение: Предположим, что искомое вещество содержит углерод, водород и кислород, т.к. при его сгорании образовались СО2 и Н2О. Тогда необходимо найти количества веществ СО2 и Н2О, чтобы определить количества веществ атомарных углерода, водорода и кислорода.

ν(СО2) = m(СО2)/ М(СО2) = 4,4/44 = 0,1 моль;

ν(Н2О) = m(Н2О)/ М(Н2О) = 0,9/18 = 0,05 моль.

Определяем количества веществ атомарных углерода и водорода:

ν(С)= ν(СО2); ν(С)=0,1 моль;

ν(Н)= 2•ν(Н2О); ν(Н)= 2 • 0,05 = 0,1 моль.

Следовательно, массы углерода и водорода будут равны:

m(С) = ν( С) • М(С) = 0,1• 12 = 1,2 г;

m(Н) = ν( Н) • М(Н) = 0,1• 1 =0,1 г.

Определяем качественный состав вещества:

m(в-ва) = m(С) + m(Н) = 1,2 + 0,1 = 1,3 г.

Следовательно, вещество состоит только из углерода и водорода (см. условие задачи). Определим теперь его молекулярную массу, исходя из данной в условии задачи плотности вещества по водороду.

М(в-ва) = 2 • ДН2 = 2 • 39 = 78 г/моль.

Далее находим отношение количеств веществ углерода и водорода:

ν(С) : ν(Н) = 0,1 : 0,1

Разделив правую часть равенства на число 0,1, получим:

ν(С) : ν(Н) = 1 : 1

Примем число атомов углерода (или водорода) за «х», тогда, умножив «х» на атомные массы углерода и водорода и приравняв эту сумму молекулярной массе вещества, решим уравнение:

12х + х = 78. Отсюда х= 6. Следовательно, формула вещества С6Н6 – бензол.

Молярный объем газов. Законы идеальных газов. Объемная доля.

Молярный объем газа равен отношению объема газа к количеству вещества этого газа, т.е.

Vm= V(X)/ ν(x),

где Vm – молярный объем газа – постоянная величина для любого газа при данных условиях; V(X) – объем газа Х; ν(x) – количество вещества газа Х. Молярный объем газов при нормальных условиях (нормальном давлении рн= 101 325 Па ≈ 101,3 кПа и температуре Тн= 273,15 К ≈ 273 К) составляет Vm= 22,4 л/моль.

В расчетах, связанных с газами, часто приходится переходить от данных условий к нормальным или наоборот. При этом удобно пользоваться формулой, следующей из объединенного газового закона Бойля-Мариотта и Гей-Люссака:

pV pнVн

──── = ─── (3)

Т Тн

Где p – давление; V – объем; Т- температура в шкале Кельвина; индекс «н» указывает на нормальные условия.

Состав газовых смесей часто выражают при помощи объемной доли – отношения объема данного компонента к общему объему системы, т.е.

φ(Х) = V(X)/V

где φ(Х) – объемная доля компонента Х; V(X) – объем компонента Х; V – объем системы. Объемная доля – безразмерная величина, её выражают в долях от единицы или в процентах.

7. Какой объем займет при температуре 20оС и давлении 250 кПа аммиак массой 51 г?

Дано: m(NH3)=51 г; p=250 кПа; t=20oC.

Найти: V(NH3) =?

Решение: определяем количество вещества аммиака:

ν(NH3) = m(NH3)/ М(NH3) = 51/17 = 3 моль.

https://5-ege.ru/kak-reshat-zadachi-po-ximii/

Объем аммиака при нормальных условиях составляет:

V(NH3) = Vm • ν(NH3) = 22,4 • 3 = 67,2 л.

Используя формулу (3), приводим объем аммиака к данным условиям [температура Т= (273 +20)К = 293 К]:

pнTVн(NH3) 101,3•293•67,2

V(NH3) =──────── = ───────── = 29,2 л.

pТн 250•273

8. Определите объем, который займет при нормальных условиях газовая смесь, содержащая водород, массой 1,4 г и азот, массой 5,6 г.

Дано: m(N2)=5,6 г; m(H2)=1,4 ; н.у.

Найти: V(смеси)=?

Решение: находим количества вещества водорода и азота:

ν(N2) = m(N2)/ М(N2) = 5,6/28 = 0,2 моль

ν(H2) = m(H2)/ М(H2) = 1,4/ 2 = 0,7 моль

Так как при нормальных условиях эти газы не взаимодействуют между собой, то объем газовой смеси будет равен сумме объемов газов, т.е.

V(смеси)=V(N2) + V(H2)=Vm•ν(N2) + Vm•ν(H2) = 22,4•0,2 + 22,4•0,7 = 20,16 л.

Расчеты по химическим уравнениям

Расчеты по химическим уравнениям (стехиометрические расчеты) основаны на законе сохранения массы веществ. Однако в реальных химических процессах из-за неполного протекания реакции и различных потерь веществ масса образующихся продуктов часто бывает меньше той, которая должна образоваться в соответствии с законом сохранения массы веществ. Выход продукта реакции (или массовая доля выхода) – это выраженное в процентах отношение массы реально полученного продукта к его массе, которая должна образоваться в соответствии с теоретическим расчетом, т.е.

η = [mp(X) •100]/m(X) (4)

Где η– выход продукта, %; mp(X) – масса продукта Х, полученного в реальном процессе; m(X) – рассчитанная масса вещества Х.

В тех задачах, где выход продукта не указан, предполагается, что он – количественный (теоретический), т.е. η=100%.

9. Какую массу фосфора надо сжечь для получения оксида фосфора (V) массой 7,1 г?

Дано: m(P2O5)=7,1 г.

Найти: m(Р) =?

Решение: записываем уравнение реакции горения фосфора и расставляем стехиометрические коэффициенты.

4P+ 5O2 = 2P2O5

Определяем количество вещества P2O5, получившегося в реакции.

ν(P2O5) = m(P2O5)/ М(P2O5) = 7,1/142 = 0,05 моль.

Из уравнения реакции следует, что ν(P2O5)= 2•ν(P), следовательно, количество вещества фосфора, необходимого в реакции равно:

ν(P2O5)= 2•ν(P) = 2• 0,05= 0,1 моль.

Отсюда находим массу фосфора:

m(Р) = ν(Р) • М(Р) = 0,1• 31 = 3,1 г.

10. В избытке соляной кислоты растворили магний массой 6 г и цинк массой 6,5 г. Какой объем водорода, измеренный при нормальных условиях, выделится при этом?

Дано: m(Mg)=6 г; m(Zn)=6,5 г; н.у.

Найти: V(H2) =?

Решение: записываем уравнения реакции взаимодействия магния и цинка с соляной кислотой и расставляем стехиометрические коэффициенты.

Zn + 2 HCl = ZnCl2 + H2↑

Mg + 2 HCl = MgCl2 + H2↑

Определяем количества веществ магния и цинка, вступивших в реакцию с соляной кислотой.

ν(Mg) = m(Mg)/ М(Mg ) = 6/24 = 0,25 моль

ν(Zn) = m(Zn)/ М(Zn) = 6,5/65 = 0,1 моль.

Из уравнений реакции следует, что количество вещества металла и водорода равны, т.е. ν(Mg) = ν(Н2); ν(Zn) = ν(Н2), определяем количество водорода, получившегося в результате двух реакций:

ν(Н2) = ν(Mg) + ν(Zn) = 0,25 + 0,1= 0,35 моль.

Рассчитываем объем водорода, выделившегося в результате реакции:

V(H2) = Vm • ν(H2) = 22,4 • 0,35 = 7,84 л.

11. При пропускании сероводорода объемом 2,8 л (нормальные условия) через избыток раствора сульфата меди (II) образовался осадок массой 11,4 г. Определите выход продукта реакции.

Дано: V(H2S)=2,8 л; m(осадка)= 11,4 г; н.у.

Найти: η =?

Решение: записываем уравнение реакции взаимодействия сероводорода и сульфата меди (II).

H2S + CuSO4 = CuS ↓+ H2SO4

Определяем количество вещества сероводорода, участвующего в реакции.

ν(H2S) = V(H2S) / Vm = 2,8/22,4 = 0,125 моль.

Из уравнения реакции следует, что ν(H2S) = ν(СuS) = 0,125 моль. Значит можно найти теоретическую массу СuS.

m(СuS) = ν(СuS) • М(СuS) = 0,125 • 96 = 12 г.

Теперь определяем выход продукта, пользуясь формулой (4):

η = [mp(X) •100]/m(X)= 11,4 • 100/ 12 = 95%.

12. Какая масса хлорида аммония образуется при взаимодействии хлороводорода массой 7,3 г с аммиаком массой 5,1 г? Какой газ останется в избытке? Определите массу избытка.

Дано: m(HCl)=7,3 г; m(NH3)=5,1 г.

Найти: m(NH4Cl) =? m(избытка) =?

Решение: записываем уравнение реакции.

HCl + NH3 = NH4Cl

Эта задача на «избыток» и «недостаток». Рассчитываем количества вещества хлороводорода и аммиака и определяем, какой газ находится в избытке.

ν(HCl) = m(HCl)/ М(HCl) = 7,3/36,5 = 0,2 моль;

ν(NH3) = m(NH3)/ М(NH3) = 5,1/ 17 = 0,3 моль.

Аммиак находится в избытке, поэтому расчет ведем по недостатку, т.е. по хлороводороду. Из уравнения реакции следует, что ν(HCl) = ν(NH4Cl) = 0,2 моль. Определяем массу хлорида аммония.

m(NH4Cl) = ν(NH4Cl) • М(NH4Cl) = 0,2• 53,5 = 10,7 г.

Мы определили, что аммиак находится в избытке (по количеству вещества избыток составляет 0,1 моль). Рассчитаем массу избытка аммиака.

m(NH3) = ν(NH3) • М(NH3) = 0,1• 17 = 1,7 г.

13. 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(C2H2Br4)=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.

ν(C2H2Br4) = m(C2H2Br4)/ М(C2H2Br4) = 86,5/ 346 = 0,25 моль.

Из уравнений реакций следует, что ν(C2H2Br4) =ν(C2H2) = ν(СаC2) =0,25 моль. Отсюда мы можем найти массу чистого карбида кальция (без примесей).

m(СаC2) = ν(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%.

Растворы. Массовая доля компонента раствора

14. 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(С6C6)=0,88 г/мл.

Найти: ω(S) =?

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

m(С6C6) = ρ(С6C6) •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 %.

15. В воде массой 40 г растворили железный купорос FeSO4•7H2O массой 3,5 г. Определите массовую долю сульфата железа (II) в полученном растворе.

Дано: m(H2O)=40 г; m(FeSO4•7H2O)=3,5 г.

Найти: ω(FeSO4) =?

Решение: найдем массу FeSO4 содержащегося в FeSO4•7H2O. Для этого рассчитаем количество вещества FeSO4•7H2O.

ν(FeSO4•7H2O)=m(FeSO4•7H2O)/М(FeSO4•7H2O)=3,5/278=0,0125моль

Из формулы железного купороса следует, что ν(FeSO4)= ν(FeSO4•7H2O)=0,0125 моль. Рассчитаем массу FeSO4:

m(FeSO4) = ν(FeSO4) • М(FeSO4) = 0,0125•152 = 1,91 г.

Учитывая, что масса раствора складывается из массы железного купороса (3,5 г) и массы воды (40 г), рассчитаем массовую долю сульфата железа в растворе.

ω(FeSO4) =m(FeSO4)/m=1,91 /43,5 = 0,044 =4,4 %.

Задачи для самостоятельного решения

На 50 г йодистого метила в гексане подействовали металлическим натрием, при этом выделилось 1,12 л газа, измеренного при нормальных условиях. Определите массовую долю йодистого метила в растворе. Ответ: 28,4%.
Некоторый спирт подвергли окислению, при этом образовалась одноосновная карбоновая кислота. При сжигании 13,2 г этой кислоты получили углекислый газ, для полной нейтрализации которого потребовалось 192 мл раствора КОН с массовой долей 28%. Плотность раствора КОН равна 1,25 г/мл. Определите формулу спирта. Ответ: бутанол.
Газ, полученный при взаимодействии 9,52 г меди с 50 мл 81 % раствора азотной кислоты, плотностью 1,45 г/мл, пропустили через 150 мл 20 % раствора NaOH плотностью 1,22 г/мл. Определите массовые доли растворенных веществ. Ответ: 12,5% NaOH; 6,48% NaNO3; 5,26% NaNO2.
Определите объем выделившихся газов при взрыве 10 г нитроглицерина. Ответ: 7,15 л.
Образец органического вещества массой 4,3 г сожгли в кислороде. Продуктами реакции являются оксид углерода (IV) объемом 6,72 л (нормальные условия) и вода массой 6,3 г. Плотность паров исходного вещества по водороду равна 43. Определите формулу вещества. Ответ: С6Н14.

Рекомендуем:

Источник